大豆和百脉根古老原核基因的全基因组鉴定与比较分析

在漫长的进化过程中,高等真核生物从原核生物中获取了大量基因,对这些基因进行鉴定分析,可为研究高等植物系统演化及基因组水平比较分析提供理论依据。为了进一步解析大豆和百脉根古老原核基因在其基因组中所起的作用及进化关系,本研究利用生物信息学技术对大豆和百脉根基因组古老原核基因进行全基因组鉴定,并对其特征及功能进行了比较分析。研究结果表明,大豆(40.6%)古老原核基因的占比高于百脉根(33.9%),且多分布于内共生细胞器线粒体、叶绿体中。此外,古老原核蛋白质的结构域在大豆和百脉根基因组中的分布相似,表明其在大豆和百脉根进化过程中具有较高的共线性和保守性。通过GO注释发现大豆与百脉根中古老原核蛋白主要分布在膜系统、细胞、细胞组分中。在分子功能上,大豆古老原核蛋白更多地参与代谢和发育过程,这可能与其接受了更多的人为选育有关。在生物过程中,古老原核蛋白更多参与催化反应和结合反应,主要以酶的形式在发挥作用。通过比较分析,本研究揭示了古老原核蛋白在大豆和百脉根中进化的独特模式,可为其他豆科植物基因组分析提供一定理论基础。     

sikFBA4基因启动子的克隆及低温表达模式分析

天山雪莲生长于常年积雪覆盖高海拔处的高山区域,具有很强的极端低温生境适应能力,属于研究植物低温适应的良好模式植物。前期的研究表明,sikFBA4基因可以显著提高番茄的抗寒能力。为进一步研究sikFBA4基因的耐寒响应模式,以天山雪莲为材料,采用实时荧光定量PCR分析sikFBA4在低温胁迫下的表达模式;利用高效热不对称PCR法(Hi-Tail PCR)克隆sikFBA4启动子序列并进行生物信息学分析。为分析PsikFBA4序列克隆的完整性及转录表达特性,将PsikFBA4与GUS基因融合在烟草中进行瞬时表达。结果表明,sikFBA4在低温胁迫条件下的表达发生瞬时显著上调,并在1 h达到峰值,而后表达下调。通过启动子克隆分析,在PsikFBA4序列-1648 bp位置处具有冷响应元件LTRE;进一步的GUS染色和酶活力测定结果表明,低温能够显著提高GUS基因的表达活性,说明sikFBA4属于低温诱导型基因。SikFBA4基因启动子的克隆、序列分析以及表达分析,为进一步探究雪莲果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(sikFBAs)基因的表达与调控机制奠定了基础。     

不同施肥模式对玉米各器官碳氮累积和分配的影响

以长期定位试验为依托,选取:1)不施肥(CK);2)农民习惯施肥(FP);3)推荐施肥(OP);4)有机肥氮替代100%化肥氮(OM);5)有机肥氮替代50%化肥氮(MF)5个处理,研究不同施肥模式对玉米植株及各器官碳氮含量、碳氮分配比例及C/N的影响,为西南紫色土地区合理施肥、作物增产提供科学依据。结果表明,与FP处理相比,MF处理显著增加了玉米植株生物量,达26.2%。相比OM和OP处理,MF处理显著增加玉米苞叶和根茬中碳浓度,分别增加5.4、4.2 g·kg^-1和7.4、21.3 g·kg^-1,同时增加玉米苞叶、根茬、穗轴和籽粒中的碳储量,玉米茎秆和籽粒中的氮储量也有增加。此外,相比FP处理,MF处理能显著增加玉米整株的碳储量和氮储量,达29.1%和16.9%。等氮水平下,MF、OP处理均能增加玉米苞叶和籽粒中碳同化物的分配比例,MF处理玉米籽粒中氮素的分配比例较OP和OM处理分别增加1.7%和3.6%,同时MF处理能使玉米维持较高的C/N。综上,有机肥氮替代50%化肥氮能增加玉米植株的生物量,同时提高玉米对氮素的吸收和碳素的累积,增加玉米籽粒中碳同化物和氮素的分配比例,同时,有机肥氮替代50%化肥氮能使玉米植株维持较高的C/N,有利于产量的形成,该施肥方式不仅能够促进氮素的高效利用,减少化肥的投入,还能够减少化肥损失,降低氮素损失引发的环境风险。     

冷季放牧补饲对甘肃高山细毛后备母羊瘤胃代谢参数及瘤胃微生物数量的影响

旨在筛选出甘肃高山细毛羊后备母羊科学合理的补饲料,改变牧区由于营养供给不足导致甘肃高山细毛羊2.5岁才能配种的饲养方式。试验选择甘肃高山细毛羊(12月龄)48只,随机分为试验a(1号料)、b(2号料)、c(3号料)组和对照组(不补饲),进行90 d放牧补饲试验。结果表明,1)瘤胃pH试验a组和b组差异极显著(P<0.01)、c组显著(P<0.05)低于对照组,瘤胃氨态氮、蛋白氮、总氮浓度试验组均极显著高于对照组(P<0.01),总挥发性脂肪酸(VFA)试验a组和b组均极显著高于对照组(P<0.01),b组显著高于c组(P<0.05);乙酸和丙酸摩尔比a组极显著高于对照组(P<0.01),b和c组显著高于对照组(P<0.05);丁酸摩尔比a组极显著高于c组(P<0.01);乙/丙b组显著低于对照组(P<0.05)。2)瘤胃纤维降解菌和原虫数目试验组均极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)高于对照组。综上所述,补饲均能正向影响甘肃高山细毛羊后备母羊瘤胃代谢参数及瘤胃微生物数量,以1号料补饲效果最优,2号料也能起到理想效果。     

不同轮作序列对旱地胡麻土壤有机碳稳定性的影响

为了探索陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区胡麻轮作序列对土壤碳库的影响,2012-2016年通过4年定位试验,以连作为对照,研究了不同胡麻频率下的轮作序列(F:休闲;PWFW:25%Flax、马铃薯-小麦-胡麻-小麦;WFWP:25%Flax、小麦-胡麻-小麦-马铃薯;FWPF:50%Flax、胡麻-小麦-马铃薯-胡麻;WPFF:50%Flax、小麦-马铃薯-胡麻-胡麻;FFFF:100%Flax、胡麻-胡麻-胡麻-胡麻)对土壤团聚体、总有机碳(TOC)、土壤颗粒有机碳(POC)、土壤微生物碳(MBC)和氮(MBN)的影响。结果表明,休闲、不同轮作序列和低胡麻频率显著增加了030 cm土层<0.25 mm粒级的土壤团聚体含量、TOC和POC含量,而随胡麻频率的增加三者的含量呈下降趋势。其中,25%Flax处理下土壤团聚体含量较播前和休闲处理分别显著增加了2.02%4.04%和9.56%11.73%;土壤有机碳(SOC)较连作显著增加5.95%7.48%。50%Flax处理下胡麻位置对土壤SOC影响显著,且轮作(FWPF)显著高于连作(WPFF)。060 cm土层土壤SOC含量表现为休闲>播前≈25%Flax>50%Flax>100%Flax。与连作相比,轮作显著提高了010 cm土层土壤TOC和POC含量,呈现表层富集现象。土壤POC含量表现为25%Flax≈休闲>50%Flax>100%Flax。此外,轮作换茬显著增加了土壤MBC含量,且随着胡麻频率的增加,030 cm土层土壤MBC含量逐渐降低。与播前、休闲、轮作相比,连作显著降低土壤微生物碳氮比,50%Flax(WPFF)轮作序列和土层深度对土壤有机碳和微生物量的互作效应显著。综合来看,休闲可以显著改善土壤理化性状,25%胡麻频率的轮作序列利于保持土壤团聚体稳定性,增加土壤TOC、SOC和POC含量,而50%Flax轮作序列(WPFF)能够提高土壤微生物量和微生物碳氮比。表明25%胡麻频率的轮作序列均可维持土壤有机碳的稳定性,是旱地胡麻比较理想的轮作序列。     

日粮中添加牛至油对河西绒山羊育肥性能的影响研究

牛至精油对家畜生产性能和免疫力的提高有重要的影响。通过在日粮中添加牛至精油育肥河西绒山羊,研究其对河西绒山羊生长性能、屠宰性能及胴体品质的影响。对照组饲喂基础日粮,试验组在饲喂的基础日粮中分别添加4和7 g宜生饲宝(含牛至精油的添加剂),4和7 g宜生饲宝中牛至精油的含量分别为52和91 mg。对照组和试验组均为同月龄、同体重的河西绒山羊羯羊,试验组和对照组均设3个重复,每个重复5只羊。育肥期为90 d,每30 d为1个阶段。试验结果表明:育肥全期,对照组、4 g组和7 g组河西绒山羊平均日增重分别为96.30、172.22和169.82 g·d^-1,4 g组和7 g组分别显著高于对照组(P<0.05),4 g组和7 g组无显著差异(P>0.05);屠宰性状,胴体重对照组、4 g组和7 g组分别为20.24、24.18和23.90 kg,无显著差异(P>0.05),屠宰率对照组、4 g组和7 g组分别为48.86%、51.21%和51.56%,4 g组和7 g组分别显著高于对照组(P<0.05),4 g组和7 g组无显著差异(P>0.05),胴体净肉重对照组、4 g组和7 g组分别为12.90、16.27和15.99 kg,4 g组和7 g组分别显著高于对照组(P<0.05),4 g组和7 g组无显著差异(P>0.05);肉质性状,大理石纹4 g组和7 g组分别显著高于对照组(P<0.05),4 g组和7 g组无显著差异(P>0.05),pH、熟肉率、失水率、嫩度、蒸煮损失对照组、4 g组、7 g组间均无显著差异(P>0.05)。日粮中添加牛至油可以显著提高河西绒山羊的育肥性能,本试验日粮中添加4 g宜生饲宝(含牛至精油52 mg)效果最佳。     

新疆沙尔套山四季放牧草地主要牧草营养价值变化特征研究

以新疆昭苏县域内沙尔套山分布的12种主要牧草为研究对象,对其营养物质和瘤胃体外消化率特征进行分析,以期揭示各牧草营养物质和消化率的季节性变化规律。结果表明,各牧草的营养物质含量和消化率特征指标均存在明显的季节性变化规律。通过模糊相似优先比分析,综合营养物质(干物质、粗蛋白、中/酸性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分)和瘤胃体外消化率特征(有机物消化率、代谢能)的8项指标进行综合营养价值评价,主要结论为:1)研究区放牧草地12种主要牧草中针茅、芨芨草、紫花鸢尾综合营养价值最佳季节在春季营养生长期(6月),其余牧草均为夏季开花期(7月)。2)春季营养生长期(6月)和秋季果后营养期(9月),综合营养价值最好的均为鸭茅;夏季开花期(7月),综合价值最好的牧草为西伯利亚羽衣草;秋季结实期(8月),综合营养价值最好的牧草为红花车轴草;冬季停止生长(10月)和枯草期(11月),综合营养价值最好的分别为针茅和紫花鸢尾。     

水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿生长特征及草地小气候的影响

为探讨不同水氮处理条件下紫花苜蓿生长状况与草地小气候特征的关系,以2年生紫花苜蓿“巨能7号”为研究对象,采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究了宁夏引黄灌区地下滴灌条件下不同滴灌量和施氮量处理下紫花苜蓿生长特征和草地小气候的变化。结果表明:1)滴灌量和施氮量对紫花苜蓿的株高、叶面积和鲜草产量都有显著的影响,表现为紫花苜蓿的株高、叶面积和鲜草产量均随滴灌量和施氮量的增加而增加,当施氮量增加到一定值时,继续增施氮肥,其鲜草产量增产效果在不同滴灌量处理下表现出不同的趋势。2)与不施氮处理相比,增施氮肥降低了紫花苜蓿株间空气温度、浅层土层温度和株间光照强度,而增加了群体内部空气相对湿度。3)不同滴灌量对紫花苜蓿的生长微环境的调节作用不同,随着滴灌量的增加,紫花苜蓿群体相对湿度逐渐提高,而紫花苜蓿株间气温和浅层土层温度降温效应越明显。4)紫花苜蓿生育期间株高与叶面积、草产量和群体内部相对湿度呈极显著正相关(P<0.01),与群体内光照强度、株间气温、浅层土壤温度呈极显著负相关(P<0.01)。合理减少滴灌量和施氮量不仅能维持紫花苜蓿良好的生长特征,而且能提高鲜草产量和改善草地生态环境条件。本研究旨在为紫花苜蓿群体微环境生态因子的改善及高产优质栽培措施提供科学依据。     

家蚕品种“明丰×春玉”改良系农村饲养初报

家蚕品种"明丰×春玉"抗Bm NPV改良系在农村试养中,表现出蔟中不利气候条件下结茧率偏低的现象。针对存在的问题,对品种特性进行进一步改良。改良品种的农村试养对比结果表明,改良系抗病毒病性状优良,各项经济性状优于对照品种。     

Multimarker and rare variants genomewide association studies for bone weight in Simmental cattle

Bone weight, defined as the total weight of the bones in all the forequarter and hindquarter joints, can reflect somebody conformation traits and skeletal diseases. To gain a better understanding of the genetic determinants of bone weight, we used a composite strategy including multimarker and rare‐marker association to perform genomewide association studies (GWAS) for that character in Simmental cattle. Our strategy consisted of three models: (i) A traditional linear mixed model (LMM) was applied (Q+K‐LMM); (ii) single nucleotide polymorphisms (SNPs) with p‐values less than .05 from the LMM were selected to undergo the least absolute shrinkage and selector operator (Lasso) in the second stage (LMM‐Lasso); (iii) genes containing two or more rare SNPs were examined by performing the sequence kernel association test (gene‐based SKAT). A total of 1,225 cattle were genotyped with an Illumina BovineHD BeadChip containing 770,000 SNPs. After the quality‐control procedures, 1,217 individuals with 608,696 common SNPs and 105,787 rare SNPs (with 0.001 < minor allele frequency [MAF] <0.05) remained in the sample for analysis. A traditional LMM successfully mapped three genes associated with bone weight, while LMM‐Lasso identified nine genes, which included all genes found by traditional LMM. Only a single gene, EPHB3, surpassed the significance threshold after Bonferroni correction in gene‐based SKAT. In conclusion, based on functional annotation and results from previous endeavours, we believe that LCORL, RIMS2, LAP3, PRKAR2B, CHSY1, MAP2K6 and EPHB3 are candidate genes for bone weight. In general, such a comprehensive strategy for GWAS may be useful for researchers seeking to probe the full genetic architecture underlying economic traits in livestock.