根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

基因2型猪繁殖与呼吸综合征病毒的遗传变异与演化

作为一种RNA病毒,猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)极易变异,具有快速演化且易与其他毒株发生重组的特性,不同PRRSV毒株又存在着明显的致病性表型差异,异源毒株间交叉保护较差,这也是迄今为止PRRSV未得到有效控制的最主要的原因之一,PRRSV给全球养猪业带来了不可估量的经济损失。自上世纪80年代发现以来,基因2型PRRSV不断变异与演化,根据ORF5基因遗传进化分析,其被划分为9个谱系,我国主要以谱系1,3,5,8为主。本文从自然流行毒株、疫苗演化毒株、重组毒株3个方面对基因2型PRRSV的遗传变异与演化进行了综述,以期为PRRSV分子流行病学的研究及其免疫防控提供参考依据。     

籼稻9311HR-T显性高秆基因的初步定位

从转入bar基因的籼稻半矮秆材料9311HR的BC3F2中发现了1株高秆突变体9311HR-T,其株高和秆长分别比野生型9311HR增加60.8%和71.5%,其高秆性状受1对显性基因控制.以9311HR-T与02428杂交产生的F2群体为材料,利用微卫星标记将9311HR-T高秆基因定位在水稻第1染色体长臂上的SSR标记RM472和RM1387之间,距RM472和 RM1387的遗传距离分别为8.6 cM和12.3 cM,该基因暂命名为DT1.     

中国李种质资源研究进展

从李种质资源收集、不同栽培种起源关系、中国李不同栽培品种群间的演化关系以及资源鉴定评价等方面对近几十年来国内的研究工作进行了回顾,并针对李种质资源研究存在的问题提出了建议,以期为中国李种质资源评价、创新与利用提供科学依据。     

番茄匍柄霉叶斑病拮抗细菌的筛选与鉴定

应用平板对峙法从连作多年的番茄根际土样中筛选得到对番茄匍柄霉叶斑病具有较强拮抗活性的细菌菌株ZF161,该菌株对番茄匍柄霉的平板抑制率达到70.51%。离体叶片试验显示,菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病防治效果达到69.83%。通过菌落形态观察、生理生化特性、Biolog测定和多基因系统发育树综合分析,鉴定菌株ZF161为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)。番茄盆栽试验结果表明,菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病的防治效果达到63.27%。进一步平板对峙抑菌谱试验结果显示,菌株ZF161对其他7种病原真菌也具有较好的抑制效果。上述结果说明,菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病具有良好的防治效果,且对多种病原真菌也具有抑制作用,具有开发应用的潜力。     

越橘新品种‘北华1号’

‘北华1号’是从美国引进的北高丛越橘中选出的新品种。果实近圆形,蓝紫色,披白粉,果柄长8.7 mm,平均单果质量2.08 g,果实长径1.57 cm,短径1.21 cm,可溶性固形物含量11.6%,总糖7.82%,酸度0.28%,维生素C含量0.27 mg·g-1,维生素B1含量11.6μg·g-1,花青素含量1.52 mg·g-1,花青素清除DPPH自由基的清除率93.12%,出汁率73.5%。中早熟,在长白山区8月上旬果实成熟。具有抗寒、抗病、丰产、稳产的优点。适宜吉林省东部长白山区栽培。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料,对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明:花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时,分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期(16和24 cm)。蝴蝶兰叶片的净CO₂吸收速率在花芽发育前期(0～4 cm)没有显著变化,花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片,碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平,可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡;赤霉素(GA)的含量在花芽2 cm时达到最大值,生长素(IAA)含量在花芽4 cm时显著升高,玉米素(ZT)含量在花芽8 cm时显著降低,而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知,当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基(8cm)时,光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平,此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

杜梨叶绿体基因组分析

利用高通量测序平台对杜梨(Pyrus betulaefolia)进行测序,并对其叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,杜梨叶绿体基因组与大多数高等植物一样,具有典型的环状双链四分体结构。其叶绿体基因组大小为160 058 bp,共检测到61个SSR位点(58个单核苷酸重复和3个二核苷酸重复)和56个RNA编辑位点,这些RNA编辑位点均引起了氨基酸的变化。与砂梨(Pyruspyrifolia)、川梨(Pyrus pashia)和桃叶梨(Pyrus spinosa)的叶绿体基因组比较,其基因种类和数量都比较保守,表明了梨属植物进化的缓慢性。在4个梨属植物中共检测到351个SNP和217个InDel。     

大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰(Clivia miniata)叶片总DNA进行测序,通过组装获得了其叶绿体基因组(cpDNA)全长序列(158 114 bp)。对其cpDNA注释得到135个基因,包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个r RNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复(SSR)分析和密码子偏好性分析。结果显示:①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个,多数SSR分布在基因间隔区;②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U(T)结尾,亮氨酸使用频率最高,半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析,结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支,显示最近的亲缘关系,支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同,支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

‘品丽珠’葡萄不同营养系酚类物质差异分析

筛选山东蓬莱产区酿酒葡萄‘品丽珠’黄烷醇、花色素苷含量较高的优良营养系,以期为发挥其酿酒性能提供理论依据。以蓬莱产区品丽珠母本及3个芽变营养系(214、327、623)为试材,采用分光光度计法分析葡萄果皮和种子中总酚、总单宁、总花色素含量,利用高效液相色谱法分析酚酸类、黄酮醇类、黄烷醇类、花色苷单体及白藜芦醇含量。研究结果表明,黄烷醇是种子和果皮中主要的单体酚,其中儿茶素含量最高;二甲花翠素葡萄糖苷是果皮中主要的花色苷。在相同的栽培管理条件和自然条件下,品丽珠不同营养系间的酚类物质差异较明显,相同营养系不同年份间也有显著差异。其中营养系623果皮和种子的总酚、种子的单宁和黄烷醇以及果皮和种子中的酚酸类、单体花色苷含量显著高于其他营养系和母本。