水稻耐淹成苗率相关性状全基因组的关联分析

背景 耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。目的 利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。方法 以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。结果 种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。结论 种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。     

水稻卫星搭载突变性状考察和品系选育

利用我国返回式卫星搭载水稻品种“特籼占13”种子，回收后经多代的种植选择，选育出性状稳定的13个突变品系进行主要经济性状考察，结果表明：空间诱变突变品系的多个性状都发生了不同程度的变异，其中谷粒长宽比、穗长、穗粒数、小区产量等性状，品系间变异达到显著和极显著水平。讨论了水稻空间诱变性状变异改良的有效性，并从参试空间诱变突变品系中选育出多个性状同时产生突变得到改良的优质高产新品系。     

番茄匍柄霉SlCmr1基因克隆及其敲除载体的构建

【目的】克隆番茄匍柄霉（Stemphylium lycopersici）SlCmr1基因,并构建SlCmr1基因敲除载体,为研究该基因功能打下基础。【方法】根据NCBI数据库提供的番茄匍柄霉基因组信息设计引物,PCR扩增得到SlCmr1基因的DNA全长和CDS序列,并对SlCmr1基因编码的蛋白进行生物信息学分析。利用SlCmr1基因上、下游1100 bp左右的序列设计引物,分别PCR扩增SlCmr1基因的上、下游片段,通过酶切连接的方法将SlCmr1基因的上、下游序列分别插入载体pCX62,构建SlCmr1基因敲除载体。【结果】SlCmr1基因的DNA全长为3275 bp,CDS长度为3018 bp,有3个内含子,编码蛋白序列全长1005 aa,分子式为C₄₈₈₂H₇₆₄₂N₁₄₀₄O₁₄₉₉S₆₁,分子量为111.94 kD,理论等电点为（pI）6.64,半衰期30 h,不稳定指数58.72,亲/疏水性平均值为-0.424,预测亚细胞定位于细胞核,存在2个相邻的ZnF_C2H2结构域和1个GAL4结构域,推测SlCMR1为不含跨膜区域的非分泌、不稳定可溶性蛋白。分别将SlCmr1基因上、下游序列插入pCX62载体,成功构建了基因敲除载体pCX62-SlCmr1。【结论】SlCmr1可能是真菌调控色素合成的关键基因,在真菌的次级代谢产物合成中发挥重要作用。     

一种提取刺槐叶片DNA的有效方法

以刺槐叶片为材料,摸索出了一套改良的SDS法。与传统方法相比,该方法DNA收取量大,操作简单、纯度高、完整性好,适用于遗传工程的DNA制备。     

不同方法提取蒿属植物有效物质的抑菌活性研究

用生长速率法对大籽蒿、黄花蒿、猪毛蒿进行不同提取溶剂的抑菌活性筛选,结果表明,大籽蒿、黄花蒿最适提取溶剂为乙醇,猪毛蒿最适提取溶剂为丙酮。其中,黄花蒿乙醇提取物对杨树烂皮病和落叶松枯梢病菌丝生长抑制率分别为100%、91.74%;猪毛蒿丙酮提取物对杨树烂皮病和落叶松枯梢病菌丝生长抑制率为100%。用生长速率法,以筛选出的最适提取溶剂对大籽蒿、黄花蒿、猪毛蒿进行不同提取方法的抑菌活性筛选。黄花蒿、猪毛蒿最适提取方法为超声波法,大籽蒿最适提取方法为冷浸法。     

河南省特有种——荷花柳(新考)

荷花柳是河南特有植物,公开发表的文献资料较少。针对荷花柳的现有文献资料及实物考察,对荷花柳叶近轮生及花的形态进行了考证;基于河南野生资源状况调查,探索了荷花柳繁殖技术,并对其景观利用价值进行简单分析。     

不同PM2.5污染区常见树种叶片对PAHs的吸收特征分析

采集了北京市奥林匹克森林公园和西直门北大街2个不同PM2.5污染区的6种植物叶片样品,应用高效液相色谱法测定叶片中多环芳烃(PAHs)的含量,比较6种常见树种叶片对PAHs的吸收特征,并对PAHs的成分具体分析。结果表明:不同树种吸收PAHs的能力有差异。在2个采样点,圆柏、油松针叶树种叶片对PAHs的吸收含量均高于阔叶树种;阔叶树种中碧桃叶片对PAHs的吸收含量最高,其次是毛白扬。此外,随着污染的加重,树种能够增强其吸收PAHs的能力以适应环境污染。6种树种叶片对PAHs的吸收含量均表现为污染较重的西直门高于污染较轻的森林公园。对6种树种叶片的PAHs成分分析表明,叶片中PAHs的主要成分为3环化合物,其次是2环、4环和5~6环化合物,叶片对不同环数化合物的吸收含量也表现为西直门高于森林公园。西直门样品中3环化合物的组分略多于森林公园样品,且组分的含量也高于森林公园样品。6种树种叶片对PAHs吸收含量的主成分分析指出,树种吸收PAHs能力大小依次为圆柏碧桃油松毛白杨榆树紫叶李。      

运输应激对小尾寒羊行为及生理的影响

为探讨运输应激对舍饲小尾寒羊行为及生理的影响,选取体况相近的8只健康成年小尾寒羊公羊,对运输前后24 h内日常行为(运输前6月13日11:00至6月14日11:00,运输后6月15日11:00至6月16日11:00)按6个时段进行观察,各时段分别为11:10～11:30 (1时段)、15:10～15:30 (2时段)、19:10～19:30 (3时段)、23:10～23:30 (4时段)、03:10～03:30 (5时段)、07:10～07:30 (6时段);利用目标动物取样法观察各时段内静立等行为;分别于运输前1 d、运输途中、运输后1 d及运输后3 d颈静脉采血,测定血液离子及相关生化指标。结果表明:运输明显改变小尾寒羊行为。运输后小尾寒羊静立、移动、采食、探究和观望等行为1、2、3时段增加,而4、5、6时段降低;卧息行为3时段极显著低于运输前,而5、6时段则极显著高于运输前;反刍行为1、2、3、5时段显著低于运输前;修饰行为则运输后变少且1、3、4、5、6时段极显著低于运输前。运输也显著影响小尾寒羊的生理指标,与运输前相比,运输后1 d小尾寒羊血液生长激素显著增加;血糖在运输途中显著降低,其他血液代谢物无显著变化。总体而言,运输应激明显影响小尾寒羊行为和生理内分泌,且显著改变小尾寒羊行为日节律。     

碳离子束辐照水稻诱变效应及突变体的筛选

【目的】丰富水稻Oryza sativa L.突变体库,快速创造稳定遗传的新种质,为重离子辐照诱变机理研究和水稻遗传育种提供丰富的基础材料。【方法】利用碳离子束辐照水稻品种‘IR-55’、‘IR-60’、‘三粒寸’和‘云南陆稻’原种进行诱变,并对诱变后代的多个农艺性状进行多代跟踪调查。【结果】4个水稻品种突变株系株高、剑叶长、穗长和粒长宽比等性状呈现出较大变异幅度,且具有明显的正向或负向性,结实率表现出明显的下降趋势,最低为2%。利用随机选取的SSR分子标记引物对突变体进行遗传多样性检测发现,突变株系与原种的遗传多样性表现出明显的差异,表明重离子辐照诱变引起DNA序列较大片段的改变,而不是微小的点突变。【结论】碳离子束辐照对水稻株高、剑叶长和粒型等多个农艺性状产生正向或负向的诱变效应,在诱变后代中可以筛选出一批农艺性状变异的水稻新种质。     

水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选

【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1和Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒（Make Your Own “Mate&Plate” Library System）的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology（GO）注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×10⁶,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合（Mating）的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的（辅）转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因（R基因）介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。