基于RNA-seq的百萨偃麦草染色体特异分子标记开发与应用

【目的】百萨偃麦草（Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n = 2x = 14, JJ或E^bE^b）是小麦改良的重要亲缘物种,开发染色体特异分子标记对于加快其有利基因向小麦中的转移和应用有重要意义。【方法】利用百萨偃麦草分蘖期叶片RNA-seq获得的EST序列与节节麦D基因组序列进行比对,鉴定出4 957条没有相似性的序列作为筛选百萨偃麦草特异序列的基础序列。从这些基础序列中随机选择部分序列设计EST-PCR引物507对,通过在普通小麦中国春、百萨偃麦草和中国春-百萨偃麦草双二倍体中的扩增分析,筛选出百萨偃麦草基因组特异标记,然后在已经选育出的8个小麦-百萨偃麦草异染色体系中进行染色体定位,并探讨这些标记在小麦染色体工程中的应用潜力;根据谷类作物的共线性,以百萨偃麦草EST序列设计共线性引物100对,并比较这些引物的扩增和定位结果。【结果】在开发的507对引物中,204对（40.2%）在百萨偃麦草和中国春-百萨偃麦草双二倍体中具有特异扩增,多态率远高于利用小麦（12%）和百萨偃麦草（14%）EST设计的234对共线性引物产生的多态率,建立了高效开发小麦亲缘物种特异标记的新方法;利用8个中国春-百萨偃麦草异染色体系,共定位了198个百萨偃麦草特异标记,分别位于染色体1J（31）、2JS（15）、2JL（26）、3JS（20）、4JS（12）、4JL（12）、5J（27）、6JS（13）、6JL（22）和7JS（20）,其中189个是根据百萨偃麦草转录组序列设计;利用定位于1J和6J的特异标记确定了4个易位系的染色体身份,其中1个涉及1J的大片段易位,2个涉及6JS的不同区段易位,1个为小片段中间插入易位;利用这些易位系,将30个1J和12个6J特异标记分别定位于2个物理区段。【结论】通过RNA-seq结合与小麦基因组序列比对可以获得小麦亲缘物种相对特异的EST序列并据此开发引物,建立了开发外源染色体特异标记的新方法,开发的标记可应用于小麦异易位系鉴定和缺失物理图谱的绘制。     

普通小麦-百萨偃麦草染色体易位的选育与鉴定

 利用染色体C 分带、基因组原位杂交和花粉母细胞减数分裂分析的方法 ,从普通小麦中国春与中国春 百萨偃麦草双倍体回交BC1F5 代中选育出 5份纯合易位新种质 ,分别为 :含 1对易位染色体并添加 1对百萨偃麦草完整染色体的Tj0 1和Tj0 2 ;添加 1对易位染色体的Tj0 3 ;含 1对易位染色体并添加 1对百萨偃麦草某一染色体臂端着丝粒染色体的Tj0 4和含 1对易位染色体并添加 2对百萨偃麦草完整染色体的Tj0 5。这些易位染色体的易位断点均不在着丝粒处 ,能稳定传递 ,且所涉及的植株生长和结实均正常。推测在该回交后代中小麦与百萨偃麦草染色体之间发生了自发的部分同源重组 ,这将有利于百萨偃麦草优异基因向普通小麦的转移与利用     

中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1的分离和特性分析

【目的】NPR1是调控植物抗病反应的一个关键基因。对中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1进行分离和特性分析。【方法】利用RT-PCR和RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术获得TiNH1全长cDNA序列，利用Northern和Southern分别研究TiNH1表达特性及其在中间偃麦草基因组中存在形式。【结果】获得了该基因cDNA序列，命名为TiNH1。其编码蛋白TiNH1的氨基酸序列分别与水稻、烟草和拟南芥的NPR1同源性为80%、54%和46%。Northern杂交分析结果表明：TiNH1基因在正常情况下有微量表达，在小麦白粉病菌和纹枯病菌诱导下，该基因表达水平得到提高。Southern杂交分析结果表明；该基因以单拷贝形式存在于中间偃麦草基因组中。【结论】中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1编码由580个氨基酸组成的蛋白质TiNH，具有已知NPR1蛋白保守的结构域和功能氨基酸，可能参与寄主对小麦白粉病菌和纹枯病菌的防御反应。     

百萨偃麦草在小麦遗传改良中的应用研究进展

百萨偃麦草是小麦亲缘物种之一,对环境胁迫和生物胁迫具有很强的抗性,是小麦遗传改良的重要资源.结合南京农业大学多年来的研究进展,对百萨偃草麦抗性基因向小麦中的转移与利用、百萨偃草走基因组与染色体分析等现状进行了系统总结,并对如何更好地研究和利用百萨偃草麦有益基因提出了展望.     

简单重复序列(AAG)_5在百萨偃麦草染色体上的分布

百萨偃麦草是小麦亲缘物种之一,对环境胁迫和生物胁迫具有很强的抗性,是小麦遗传改良的重要资源。为了对导入的外源染色体及片段进行有效鉴定,利用荧光原位杂交方法,研究了合成的简单重复序列(AAG)5在百萨偃麦草染色体上的分布情况。结果表明,(AAG)5在百萨偃麦草上有多个位点,利用(AAG)5作探针可以将百萨偃麦草的各条染色体区分开来。     

45SrDNA在百萨偃麦草染色体上的分布

百萨偃麦草是小麦亲缘物种之一,对环境胁迫和生物胁迫具有很强的抗性,是小麦遗传改良的重要资源。为了对导入的百萨偃麦草染色体及片段进行有效鉴定,创造新种质。利用顺序分子原位杂交方法,研究了45SrDNA在百萨偃麦草染色体上的分布情况。结果发现45SrDNA在百萨偃麦草上有1对主位点,但在百萨偃麦草1J染色体上没有观察到45SrDNA位点的存在。     

百萨偃麦草高分子量麦谷蛋白亚基的鉴定及其染色体定位

经SDS-PAGE电泳和Western杂交,在百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum)中鉴定出1个高分子量麦谷蛋白亚基,其电泳迁移率大于"中国春"小麦的1Dy12亚基,本研究命名为1Ebx亚基,其编码基因命名为Glu-1Ebx.对由百萨偃麦草衍生的双二倍体及其1套二体附加系进行SDS-PAGE分析,只有百萨偃麦草、双二倍体和1Eb附加系表达1Ebx亚基,小麦亲本及其它附加系均不表达此亚基.用1对HMW-GS通用引物对上述材料进行扩增时,只有在百萨偃麦草、双二倍体和1Eb染色体附加系的基因组DNA中扩增出分子量大小一致的DNA片段,与SDS-PAGE的定位结果一致.表明1Ebx亚基是由百萨偃麦草1Eb染色体上的HMW-GS基因所编码.     

中间偃麦草TiAP1基因的克隆及生物信息学分析

本研究从烟农15和中间偃麦草杂交所得的小偃麦异附加系SN6306中克隆得到TiAP1基因的全长序列,该序列全长1 272 bp,预测编码423个氨基酸。通过Blast P分析,发现其属于天冬氨酸蛋白酶家族。生物信息学分析发现,TiAP1蛋白含有信号肽且位于第16和17个氨基酸之间,同时含有两个木聚糖酶抑制剂结构域,分别位于该蛋白的N端和C端。此外,通过TMHMM预测,发现该蛋白无跨膜螺旋结构,因此是胞外蛋白。为了检测基因的亲缘关系,构建系统进化树,发现TiAP1基因与乌拉尔图小麦以及粗山羊草相应基因有较近的亲缘关系。上述结果为研究TiAP1基因的功能奠定了基础。     

偃麦草基因组特异重复序列的分离与应用

【目的】偃麦草(Thinopyrum)是小麦(Triticum aestivum L.)的多年生野生近缘植物,具有许多可用于小麦品种改良的优异基因。利用基因组特异重复序列可以研究物种的进化关系、绘制染色体指纹图谱及检测外源染色质。克隆十倍体长穗偃麦草(Th.ponticum(Host)Liu and Wang)基因组特异重复序列,可用于鉴定和追踪导入到小麦背景中的偃麦草遗传物质。【方法】通过构建十倍体长穗偃麦草小片段质粒文库,并对文库进行高密度点杂交(Dot-blot hybridization)筛选,结合荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术,获得偃麦草基因组特异的重复序列,分析其在不同基因组及染色体上的分布特点。利用Repeat Masker在小麦族重复序列数据库(Triticeae repeat sequence database,TREP)及NCBI Gen Bank对特异重复序列进行比对分析,并设计偃麦草基因组特异重复序列的PCR引物。通过FISH分析和特异PCR引物扩增,对小麦-偃麦草衍生后代进行鉴定和选择。【结果】获得7条偃麦草基因组特异的重复序列。FISH分析表明,其在十倍体长穗偃麦草和六倍体中间偃麦草所有染色体两臂上均呈弥散型分布,且在不加小麦封阻DNA的情况下,能明确区分八倍体小偃麦中的偃麦草和小麦染色体。将其应用到小麦-偃麦草代换系和易位系的分子细胞学检测中,特异重复序列同样可以在不加封阻的情况下分辨出偃麦草染色体及染色体片段,而且信号相比基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)更加特异和清晰。基于偃麦草基因组特异重复序列开发了90对引物,通过在中国春、十倍体长穗偃麦草和八倍体小偃麦中的扩增产物比较分析,筛选出36对(40%)偃麦草基因组特异PCR标记;利用这些特异引物对109份小麦-偃麦草衍生材料进行扫描,发现10对扩增效果较好的特异引物,其检测效率为73.3%—95%。【结论】获得偃麦草基因组特异的重复序列,开发了特异PCR扩增引物,可应用于小麦背景下偃麦草遗传物质的高效检测和跟踪。     

十倍体长穗偃麦草雄性育性基因ThMs1的克隆、表达及功能分析

【目的】从小麦隐性核雄性不育突变体ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系中,克隆雄性育性恢复基因ThMs1,解析该基因的表达模式、编码蛋白的生物化学活性和生物学功能,鉴定新的小麦ms1育性恢复基因,从而更好地应用于小麦杂交育种。【方法】通过基因组原位杂交（genomic in situ hybridization,GISH）,鉴定ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系中小麦外源的染色体类型;通过同源克隆法在小麦-十倍体长穗偃麦草异附加系中克隆雄性育性基因ThMs1,并稳定转化小麦ms1进行基因功能互补验证;利用RT-PCR及实时荧光定量PCR分析检测基因的表达模式;进一步通过RNA原位杂交分析基因的组织细胞特异性表达特性;利用特异性抗体进行Western blot检测ThMs1蛋白在体内的表达情况;经SignalP软件分析预测蛋白结构;通过蛋白-脂质结合活性分析检测ThMs1蛋白是否具有脂类分子结合活性。【结果】证实小麦ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系细胞中含有偃麦草4Ag染色体;从小麦-十倍体长穗偃麦草异附加系中克隆了雄性育性基因ThMs1,遗传转化功能互补试验证实ThMs1能够完全恢复小麦ms1突变体的雄性不育表型,基因的聚类分析表明MS1只存在于禾本科植物中;通过RT-PCR和实时荧光定量PCR检测发现ThMs1在减数分裂期的花药中特异表达,RNA原位杂交分析证实ThMs1在小麦小孢子发生过程中特异表达;Western blot检测发现ThMs1在小麦减数分裂期的花药中表达;对ThMs1蛋白氨基酸序列进行结构预测发现,该蛋白具有推测的脂类结合分子结构域,ThMs1蛋白脂类分子结合试验表明ThMs1蛋白特异结合磷脂酸和磷酸化的磷脂酰肌醇。【结论】克隆了一个新的来自十倍体长穗偃麦草、可恢复小麦隐性核雄性不育突变体ms1雄性育性的ThMs1,该基因与小麦Ms1具有相似的分子结构、时空表达模式和脂结合活性,导致2个蛋白在小麦中也具有相似的生物学功能,ThMs1可以替代普通小麦Ms1的功能调控小麦花粉育性,该结果为利用小麦ms1通过分子设计建立小麦杂交育种体系（新一代杂交育种体系）提供了一个新的育性恢复基因。     

加拿大的农业科技及其组织管理

本文详细介绍了加拿大农业科技体制改革及其组织,其总的研究发展方向由加拿大政府掌握.把科技政策、研究发展方向和国家需要结合起来通盘考虑,自上而下提出科研项目.     

保护地蔬菜病虫害发生特点及其综合防治

根据保护地蔬菜病虫害发生特点,掌握综合防治方法,把病虫为害损失控制在经济允许水平之下,达到优质、高产、低成本和农产品无污染的目的。     

论现代农业,农业科技发展与高校教学和科研组织

本在论述世界家业发展的三个阶段和现代农业科学技术特点及其对农业人才素质要求的基础上,提出了高等农业教育应当处理好专与博关系、两络与教师关系、外在知识系统性与内在思维创造性关系,指出了在学校管理中,应当逐步克服传统弊端,哿横向管理力度。     

网络文化与高校思想政治工作研究

近年来,在社会经济的不断推动之下,互联网技术得到了飞速发展,随之而来的则是网络文化的兴起,这对于高校思想政治工作带来了较大的冲击,但同时也是一种新的挑战;因而各高校要对网络文化树立正确的认知,将其与高校思想政治工作相互结合,因势利导,才能推动高校思想政治工作的不断深入。本文针对当前网络文化与高校的思想政治工作展开进一步的研究与分析。     

猪传染性胸膜肺炎病原分离鉴定及防治试验

从发病猪的肺脏分离到1株细菌,经形态学检查、生化实验、卫星生长现象、溶血试验、动物实验证明该分离菌为胸膜肺炎放线杆菌,用该分离菌研制出自家灭活苗,预防效果良好,用康复猪制备自家血清同时配合敏感抗菌素使用,治疗效果良好.     

雪松的栽植及后期管护

雪松是常绿的观赏树种,栽植时要选择恰当的栽植季节、苗木和采取正确的挖掘方法,后期管护浇水、施肥,加强高温季节以及越冬的管护。     

池州市农业科技创新与转化存在问题及对策

本文对当地农业科技创新与转化情况及存在问题进行了分析,并结合实际提出了相应对策.     

Effects of fish and plankton and lake temperature and mixing depth

A comparative study of small temperate lakes (<20 square kilometers) indicates that the mixing depth or epilimnion is directly related to light penetration measured as Secchi depth. Clearer lakes have deeper mixing depths. This relation is the result of greater penetration of incident solar radiation in lakes and enclosures with high water clarity. Data show that light penetration is largely a function of size distribution and biomass of algae as indicated by a relation between the index of plankton size distribution (slope) and Secchi depth. Larger or steeper slopes (indicative of communities dominated by small plankton) are associated with shallower Secchi depth. In lakes with high abundances of planktivorous fish, water clarity or light penetration is reduced because large zooplankton, which feed on small algae, are reduced by fish predation. The net effect is a shallower mixing depth, lower metalimnetic temperature and lower heat content in the water column. Consequently, the biomass and size distribution of plankton can change the thermal structure and heat content of small lakes by modifying light penetration.