靶向测序基因型检测（GBTS）技术及其应用

借助于分子标记进行基因型检测的技术在生物遗传改良等领域发挥着重要的作用。国际跨国种业公司凭借其高通量、自动化、大规模的共享检测平台,基因型检测技术得到广泛应用。随着从3G时代的高成本固相芯片和随机测序式基因型检测（genotyping by sequencing,GBS）发展到成本低、对检测平台要求较低、基于靶向测序基因型检测（genotyping by target sequencing,GBTS）的液相芯片,基因型检测技术完成了向4G时代的转变。在本文中首先介绍了两项最新的GBTS技术（基于多重PCR的GenoPlexs和基于液相探针捕获的GenoBaits）及其原理。同时,发展了可以在单个扩增子内检测多个SNP,称之为多聚单核苷酸多态性（multiple single-nucleotide-polymorphism cluster,mSNP或multiple dispersed nucleotide polymorphism,MNP）的技术,极大地提高了目标位点（扩增子）内变异的检测效率。与GBS和固相芯片相比,GBTS技术具有平台广适性、标记灵活性、检测高效性、信息可加性、支撑便捷性和应用广谱性。同一款标记集（例如玉米40K mSNP）,可以获得3种不同的标记形式（40K mSNP、260K SNP和754K单倍型）;并可以根据应用场景的需求,通过控制测序深度获得多种不同的标记密度（1—40K mSNP）。GenoPlexs和GenoBaits 2种技术相结合,可广泛应用于生物进化、遗传图谱构建、基因定位克隆、标记性状关联检测（全基因组关联分析——GWAS和混合样本分析——BSA）、后裔鉴定、基因渐渗、基因累加、品种权保护、品种质量监测、转基因成分/基因编辑/伴生生物检测等领域。目前,已经在20余种主要农作物、蔬菜以及部分动物和微生物中开发了GBTS标记50余套,并已广泛应用于上述领域。最后,展望了与未来GBTS应用相关的几个问题,包括便携式、自动化、高通量、智能化检测平台;根据用户需求定制的可变密度、多功能分子检测;GBTS与其他技术（KASP、高密度芯片、BSA策略等）的整合;基于资源共享的开源育种等。这些将推动GBTS技术在动物、植物和微生物遗传改良等领域的广泛应用。     

供氮水平与地面覆沙对苹果幼树15N-尿素吸收分配及利用的影响

探究地面覆沙与供氮水平对陇东旱塬苹果幼树氮素吸收、分配及利用的影响,为实现半干旱区苹果园合理施氮、提高氮素利用率提供科学依据。该研究以3 a生富士苹果幼树为材料,采用二因素裂区设计,田间设置主区为地面管理措施,清耕(对照CK)和覆沙(SM),副区为2个供氮水平,5 g 15N-尿素(N1),5 g15N-尿素+75.5 g普通尿素(N2)。利用15N同位素示踪技术,分别于6月(果实膨大期)、8月(新梢停止生长期)和10月(落叶前)3个生育期对植株各器官15N丰度和全氮量进行测定分析。结果表明:1)地面覆沙增加了幼树地上部生物量累积,覆沙条件下供氮有利于生育后期地上部和总生物量累积;清耕条件下高供氮量(CKN2)可有效增加地下部干物质量,但SMN1处理于落叶前(10月)地下部生长极快,与CKN2差异不显著(P>0.05)。地面覆沙和供氮水平及二因素互作显著影响果实和多年生枝的Ndff值(氮素含量来自肥料氮的百分比)(P<0.05),二因素互作对果实Ndff值累积作用较多年生枝更大。6月和8月,地面覆沙条件下SMN1处理多年生枝和细根Ndff值最高,分别为2.26%、3.21%和3.67%、5.89%。当年生育周期内,二因素及二因素协同作用对果实15N分配率有极显著影响(P<0.01),对其他器官存在部分显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响,贮藏器官是树体最大的15N利用器官,其次为营养器官、生殖器官。整个生育期内,植株15N利用率为3.38%~38.00%,表现为地面覆沙SM>CK,地面覆沙显著提高苹果幼树的15N利用率(P<0.05),而供氮水平的升高对树体15N利用率的影响大多情况下并不显著(P>0.05)。综合分析认为,该试验条件下较低的供氮水平(N1)及有效的地面覆沙措施(SM)既可促进幼树总生物量累积,又能提高氮素利用效率,从而优化农业生态系统中氮肥投入。     

利用CRISPR/Cas9技术对水稻香味品质进行遗传改良

为了获得经济价值更高的香稻品种,利用成熟的CRISPR/Cas9技术,在水稻Badh2基因上设计sgRNA-E2和sgRNA-E3 2个靶位点,对超级稻品种龙粳31的香味品质进行改良,其中靶位点sgRNA-E2跨第2个内含子和第2个外显子,靶位点sgRNA-E3位于第3外显子区。经检测共获得有碱基突变的转基因植株6株,其中2个单株为纯合突变,4个单株为双等位突变。突变类型包括碱基缺失、插入及碱基变异,其中突变单株Badh2-E2-13有大片段缺失,为双等位突变,分别缺失64,108 bp。在转录水平上发现6个突变株系的Badh2基因表达量均比野生型显著降低(P0.05)。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术检测T_0突变体种子的香味物质2AP含量,发现5个突变单株的2AP含量相对野生型显著提高(P0.05),2个突变单株达到阳性对照(信香粳1号)水平,其中1个相比阳性对照显著提高。通过对6个突变株系的T_1主要农艺性状的调查发现,3个株系在香味物质含量提高的同时主要农艺性状和野生型没有显著差异。进一步对T_1植株进行筛选,共获得了无转基因序列的突变单株10个。综上,利用CRISPR/Cas9技术成功对超级稻品种龙粳31的香味品质进行了遗传改良,实现了香味物质含量的显著提高,为香稻和超级稻的育种提供了基础材料。     

优质籼型不育系金科1A的选育与利用

金科1A是以冈46B金/23B的F3代选系与金23A测交并连续回交转育而成的野败型籼型三系不育系。金科1A花粉败育彻底,不育性稳定,柱头外露率高(90%),异交结实率高,易于繁殖制种,株型紧凑,叶片窄直上挺,可恢复性好,米质优,于2005年9月通过湖北省技术鉴定。所配组合科优8377(金科1A/R8377),产量高,米质优,2006年9月通过国家农作物品种审定委员会审定。     

红提葡萄施用NBA与NBF生物制剂试验

一、试验目的 NBA与NBF是中国农科院郑州果树研究所植物生长调控研究发展中心利用多种生物源制剂精心研制的红提专用生物源果粒增大剂，所用成份为无公害葡萄及绿色果品允许使用的制剂。使用后与适宜的栽培管理措施相结合，可显著增大红提葡萄的果粒2-3克以上，提高果品一级率数量。为了验证NBA与NBF在头屯河农场及周边地区红提葡萄上的应用效果和大面积推广应用提供科学依据，2007年我们进行了果粒增大效果试验。     

增强汽车排放污染危害认识加快“国Ⅲ”实施步伐

汽车做为交通运输工具，排放污染有目共睹。通过分析汽车排放污染物的形成及影响、危害，并着重分析了2008年实施国Ⅲ标准的特征、基本条件和将面临的实际问题，从而提高汽车达标排放和自袍保护环境的认识．加快“国Ⅲ”实施步伐。     

长豇豆(V.sesquipedalis)SSR反应体系的建立

对长豇豆SSR反应中模板、引物、dNTP和酶的浓度进行了正交设计分析,结果表明,引物浓度对长豇豆SSR扩增影响明显,其它3种成分浓度没有显著影响,基因组差异亦对反应没有明显影响。通过进一步引物浓度实验并结合成本考虑,确定长豇豆SSR反应成分的最佳浓度为:模板1 ng/L、引物1.6μmol/L、dNTP各100μM/L、Taq聚合酶0.5 U。文中还对长豇豆SSR引物浓度对扩增效率的影响进行了讨论。本研究为利用SSR分子标记分析长豇豆遗传关系奠定了基础。     

中熟优质长豇豆新品种‘鄂豇豆12’

‘鄂豇豆12’是经有性杂交系谱选育出的优质高产中熟蔓生长豇豆新品种。荚绿色,有红嘴,长圆条形,平均荚长68.4 cm,单荚质量24.3 g;持续结荚能力强,产量达27 000 kg · hm-2。适宜于湖北大部分地区春、夏、秋季栽培。     

临湘市毛竹低产林改造效益分析

对临湘市毛竹低产林改造后进行了连续5年的跟踪调查,毛竹竹材年蓄积量从3943．5k／hm^2,提高到12461．55kg／hm^2,竹笋从464．4kg／hm^2提高到1642．95kg／hm^2,产值从1872．9元/hm^2提高到6260元/hm^2,分别增长了216％、253．8％和234．2％。同时对毛竹低产林改造投入、产出进行了对比分析。     

长豇豆品种ISSR-PCR最佳退火温度的筛选

通过实验测定获得了长豇豆品种25条ISSR引物的最佳退火温度,发现不同引物间的差异较大,变异系数达到8.80%.与理论推测的退火温度比较发现实测值与理论值间不具有明显的相关关系,相关系数仅为0.37.本研究与其他研究结果相结合表明:可能实验实测是获得最佳退火温度的唯一途径.