基于转录组的荔枝泛素结合酶基因家族的鉴定及表达分析

泛素结合酶在泛素化级联反应中居于中心位置,是连接泛素活化酶和泛素连接酶的桥梁,在泛素化系统中发挥着关键作用。本研究基于荔枝转录组数据库,利用生物信息学方法对转录组数据库泛素结合酶UBC基因家族进行鉴定,最终得到28个LcUBC基因家族成员。通过荧光定量PCR技术对LcUBC基因家族在‘妃子笑'荔枝不同组织中进行时空表达分析,并对花穗对照和烯效唑处理花穗发育的不同时期进行表达分析。结果表明：LcUBC基因家族成员对应所编码的氨基酸数分布在85~1146 aa之间,等电点大小在4.03~9.61之间,5个LcUBC蛋白为稳定蛋白,其余均为不稳定蛋白。2个LcUBC蛋白定位于细胞质,2个LcUBC蛋白定位于细胞质和细胞核,1个LcUBC蛋白定位于内质网,其余蛋白均定位于细胞核。系统进化分析结果表明,LcUBC蛋白分为10个亚家族;28个LcUBC基因家族成员在不同组织的表达量存在差异;烯效唑处理‘妃子笑'荔枝花穗与对照相比,烯效唑处理21 d后,LcUBC基因家族成员的多个基因表达量较高。这是在转录组水平分析LcUBC基因家族成员,本研究结果对今后该基因家族的分类、克隆和功能研究提供了参考依据。     

紫果西番莲果实发育过程中挥发性香气物质及相关酶活性的变化

以西番莲香气物质较丰富的紫果‘台农1号’为试材,选取未成熟（T₁）、近成熟（T₂）和完全成熟（T₃）3个时期果实,采用顶空–固相微萃取–气质联用（HS-SPME-GC-MS）技术测定3个果实发育过程的挥发性香气物质组成及含量变化情况,同时检测对应果实中酯类香气物质合成相关的脂氧合酶（LOX）和醇酰基转移酶（AAT）活性,以期了解不同发育时期果实主要致香物质变化情况及物质与相关酶活性之间的相关性。结果表明：随着西番莲果实成熟度的增加,挥发性香气物质的种类和含量均有很大的提高,3个时期检测的香气物质总数分别为72种、95种和136种,总峰面积呈倍数增加;未成熟（T₁）和近成熟（T₂）2个时期萜烯类和酯类物质为主要的挥发性香气物质,在完全成熟（T₃）时期主要的挥发性香气为酯类,其峰面积占总峰面积达80.31%;随着果实成熟度的增加,酯类香气的种类和含量不断的提升,其中己酸乙酯,1-甲基己酯-己酸、丁酸乙酯、辛酸乙酯、1-甲基辛酯-丁酸、己酸己酯、1-甲基己酯-丁酸、丁酸己酯、(Z)-3-己烯基酯-己酸、乙酸己酯、2-甲基-辛酯-丙酸、辛酸己酯、3-羟基乙酯-己酸、(Z)-2-丁酸-乙酯等含量提升或占比较大,这些脂肪酸代谢途径产生的酯类在西番莲果实成熟过程中可能发挥了致香作用。LOX是酯类合成第一步的限速酶,AAT为酯类合成最后的关键酶。对不同发育期果实酯类合成相关酶活性测定结果表明,随着果实成熟度的增加,LOX、AAT酶活性呈上升趋势,尤其是T₃时期AAT酶活性显著的提升。由此推断,紫果西番莲果实发育过程中LOX和AAT酶的活性与酯类香气成分形成直接相关,酶活性的提升促进酯类香气的合成。     

抗小贯松村叶蝉和茶棍蓟马的茶树种质筛选及其抗性相关因素分析

探讨不同茶树品种对小贯松村叶蝉（Matsumurasca onukii）和茶棍蓟马（Dendrothrips minowai Priesner）的抗性,为抗虫茶树品种的选育和推广提供科学依据。以11个茶树品种紫娟、水仙、梅占、白鸡冠、瑞香、奇兰、黄玫瑰、白牡丹、黄棪、大红袍、黄观音为供试材料,采用五点取样法对田间种群密度进行调查,并进行茶树植物学形态特征调查,以及叶片组织结构测定、化学成分检测,明确茶树物理性状、化学成分与抗虫性之间的相关性。结果显示,按抗小贯松村叶蝉的强弱,11个茶树品种可分为4类,第Ⅰ类：紫娟,感虫（S）;第Ⅱ类：梅占、黄棪、奇兰、水仙、白牡丹,中感（MS）;第Ⅲ类：瑞香、大红袍、黄观音、黄玫瑰,中抗（MR）;第Ⅳ类：白鸡冠,抗（R）。按抗茶棍蓟马的强弱也可将其分为4类,第Ⅰ类：黄玫瑰,感虫（S）;第Ⅱ类：瑞香、白鸡冠,中感（MS）;第Ⅲ类：黄观音、奇兰,中抗（MR）;第Ⅳ类：白牡丹、黄棪、大红袍、梅占、紫娟、水仙,抗（R）。结合相关分析显示,小贯松村叶蝉总虫口数与11个茶树品种的花青素含量、GCG含量呈极显著正相关（P<0.01）,与上角质层厚度/叶片厚度、下角质层厚度/叶片厚度呈显著正相关（P<0.05）,而与游离氨基酸总量、栅栏组织厚度、上表皮厚度、上表皮厚度/叶片厚度呈显著负相关（P<0.05）。叶长与茶棍蓟马总发生量呈显著负相关（P<0.05）,且小贯松村叶蝉的总虫口数与茶棍蓟马总虫口数显著负相关（P<0.05）。综合分析得出,大红袍茶树品种和黄观音茶树品种对小贯松村叶蝉和茶棍蓟马均存在一定抗性,是值得推广的茶树良种。调查结果还发现小贯松村叶蝉和茶棍蓟马之间存在同期交替为害茶树的现象。     

玉米自交系吉D284和吉D2417的创制与应用

玉米Reid群自交系PH6WC具有配合力高、自身产量高、商品品质优、种子早发性好、适宜精量播种的优点,不抗玉米大斑病。选用同为Reid群种质且高抗玉米大斑病的自交系33D22与其杂交作为选系基础材料,通过大群体、高密度、人工接种的方法育成抗大斑病、高产、优质、高配合力的自交系吉D284、吉D2417,以其作为亲本分别育成玉米新品种吉单616和吉单626,2021年通过吉林省审定。     

小麦DEAD-box基因家族鉴定及其低温下的表达模式分析

DEAD-box RNA解旋酶是RNA代谢途径中的关键酶,在RNA代谢过程中调控植株的生长发育和抗逆性。目前,尚未见有人对小麦DEAD-box基因家族进行系统鉴定与分析。为探究小麦DEAD-box基因的功能,本研究以水稻DEAD-box基因家族基因为参照,从小麦全基因组数据库中共鉴定到134个小麦DEAD-box家族基因,并利用生物信息学对其家族成员的理化性质、基因结构、进化树和共线性进行分析。结果表明,小麦DEAD-box蛋白多数为弱碱性蛋白,亚细胞定位分布广泛,核分布最多;小麦与水稻DEAD-box家族基因亲缘性较高,小麦DEAD-box蛋白结构域与核心基序排列有序稳定,高度保守;小麦DEAD-box家族基因在进化过程中可能发生了节段性复制事件,水稻与小麦DEAD-box基因无序共线性连线,说明DEAD-box基因在进化过程中可能存在染色体异位突变。进一步以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和东农冬麦2号(Dn2)为材料,对其转录组库中低温差异表达的7个DEAD-box基因进行qRT-PCR分析,结果表明,这7个基因在不同品种和不同组织中表达量均有差异。Dn1中DEAD-box基因的表达量在 -10 ℃达到峰值,而Dn2中DEAD-box基因的表达量在-25 ℃达到峰值。     

小麦花药伸出特性的QTL分析

花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性,为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL,以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F_2:12RIL群体为材料,于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站,以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL,分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上,其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到,表型变异解释率分别为3.65%~10.48%、8.12%~26.09%和3.49%~8.93%。     

油菜素内酯对低温胁迫下冬小麦 wrab17基因表达的影响

为了探索油菜素内酯（BR）对低温胁迫下 wrab17基因表达模式的影响,以寒地冬小麦品种东农冬麦1号（Dn1）为试验材料,利用qRT-PCR技术克隆得到 wrab17基因的cDNA序列,利用生物信息学方法分析该序列的特征,采用qRT-PCR技术检测低温（5 ℃、0 ℃、-10 ℃、-25 ℃）胁迫下该基因在冬小麦叶片和分蘖节中的表达情况以及BR对 wrab17基因表达量的影响。结果表明, wrab17基因的编码区序列长度为735 bp,包含500 bp的完整开放阅读框,可编码167个氨基酸,属于稳定蛋白质,该蛋白质无跨膜区和信号肽。qRT-PCR分析表明,低温胁迫下对照组和BR处理组的Dn1叶片和分蘖节中, wrab17基因的相对表达量分别在-10 ℃和-25 ℃时最高,且BR处理组 wrab17基因的相对表达量均高于对照组,推测BR可通过提高 wrab17基因的表达量来增强冬小麦的抗寒能力。     

3种抗倒剂对小麦生长与产量的影响

在小麦生产中,倒伏对其产量影响较大。为达到控高及稳产的目的,选用3种常用的抗倒剂(25%矮壮丰、3%调环酸钙水乳剂、5%抗倒酯水乳剂)来探究其对小麦生长及产量的影响。结果表明,与常规对照R₂(矮壮丰80 m L/667 m²)相比,在灌浆期(5月12日)前,其他抗倒剂处理下小麦的叶绿素含量大都低于对照,而灌浆期后下降缓慢,光合作用时间延长;抗倒剂处理下小麦的株高都低于对照且在R₆(抗倒酯水乳剂60 m L/667 m²)处理下降至最低,且小麦的不同节间长度在抗倒酯水乳剂处理下都得到控制,在最高浓度(60 m L/667 m²)处理下都降至最低;调环酸钙水乳剂仅对小麦的第3、第5节间有控长作用,而抗倒酯水乳剂对小麦的大部分节间都起到控长作用。从产量方面来看,有效穗数在R₆(抗倒酯水乳剂60 m L/667 m²)处理下达到最高,实粒数在不同处理下相差不大,结实率和千粒质量在抗倒酯水乳剂处理下都处于较高水平,但产量在常规对照R₂(矮壮丰80m L/667 m²)处理下最高;其次是R₆(抗倒酯水乳剂60 m L/667 m²)处理。因此,综合考虑控高效果、有效穗数和千粒质量提高及稳产等多种因素,推荐在小麦的分蘖末期喷施60 m L/667 m²的5%抗倒酯水乳剂,能达到控高且不会明显降低其产量的目的。     

Dissecting Genetic Basis of Deep Rooting in Dongxiang Wild Rice

Deep rooting is an important trait in rice drought resistance. Genetic resources of deep-rooting varieties are valuable in breeding of water-saving and drought-resistant rice. In the present study, 234 BC₂F₇ backcross introgression lines were derived from a cross of Dongye 80 (an accession of Dongxiang wild rice as the donor parent) and R974 (an indica restorer line as the recurrent parent). A genetic linkage map containing 1 977 bin markers was constructed by ddRADSeq for QTL analysis. Thirty-one QTLs for four root traits (the number of deep roots, the number of shallow roots, the total number of deep roots and the ratio of deep roots) were assessed on six rice chromosomes in two environments (2020 Shanghai and 2021 Hainan). Two of the QTLs, qDR5.1 and qTR5.2, were located on chromosome 5 in a 70-kb interval. They were detected in both environments. qDR5.1 explained 13.35% of the phenotypic variance in 2020 Shanghai and 12.01% of the phenotypic variance in 2021 Hainan. qTR5.2 accounted for 10.88% and 10.93% of the phenotypic variance, respectively. One QTL (qRDR2.2) for the ratio of deep roots was detected on chromosome 2 in a 210-kb interval and accounted for 6.72% of the phenotypic variance in 2020. The positive effects of these three QTLs were all from Dongxiang wild rice. Furthermore, nine and four putative candidate genes were identified in qRDR2.2 and qDR5.1/qTR5.2, respectively. These findings added to our knowledge of the genetic control of root traits in rice. In addition, this study will facilitate the future isolation of candidate genes of the deep-rooting trait and the utilization of Dongxiang wild rice in the improvement of rice drought resistance.     

马铃薯三膜覆盖两茬栽培技术

马铃薯三膜覆盖两茬栽培模式是马铃薯高产高效栽培新思路,具有良好的经济效益和社会效益。介绍适用于葫芦岛市自然条件的马铃薯三膜覆盖两茬高产栽培技术的操作要点,为该技术的推广应用提供参考。