Current status and trends of wheat genetic transformation studies in China

More than 20 years have passed since the first report on successful genetic transformation of wheat. With the establishment and improvement of transformation platform, great progresses have been made on wheat genetic transformation both on its fundamental and applied studies in China, especially driven by the National Major Project for Transgenic Organism Breeding, China, initiated in 2008. In this review, wheat genetic transformation platform improvement and transgenic research progresses including new techniques applied and functional studies of wheat quality, yield and stress tolerant related genes and biosafety assessment are summarized. The existing problems and the trends in wheat transformation with traditional methods combined with genomic studies and genome editing technology are also discussed.     

基于云变换和Rough集扩展模型的判定树构造

针对现有判定树算法在处理空缺值和连续值以及知识表达上不精确性和复杂性问题，提出基于云变换和Rough扩展模型的判定树构造算法。该算法利用云变换来离散化连续属性，然后根据概念集，采用极大判定法对每个数值型属性的原始属性值进行软划分，从而得到离散属性值。最后利用特性关系下的加权平均粗糙度来选取当前结点的分裂属性来递归生成判定树。与C5.0算法相比，新算法可妥善处理空缺值、合理离散连续属性。试验结果表明,该算法具有良好的实用性。     

后期水分亏缺与增施氮肥对不同杂交稻组合叶片抗衰老生理特性的影响(英文)

[目的]探讨水肥调控对水稻结实期叶片功能的影响。[方法]选用6个早衰型和非早衰型杂交稻组合为试验对象,以常规水肥管理为对照,抽穗后对其进行限水胁迫(土壤水势限制在-25kPa左右)和增施氮肥(限水的同时增施10%N素粒肥)处理,分析水分亏缺和增加氮肥条件下,不同杂交稻组合叶片的衰老速率及抗衰老生理响应。[结果]水分亏缺加速叶片衰老,早衰型品种中优838、天优998和隆平601受水分亏缺影响较大,限水处理叶绿素衰减率比其他3个组合提高了6%～8%;增施N肥能提高叶绿素含量,延缓叶绿素降解。水分亏缺诱导叶片ABA含量上升,不同组合上升的幅度存在明显差异;各组合ABA含量对增施N肥反应不一致,中优838表现下降,其余组合表现不同幅度上升。不同组合的抗氧化酶活性对水分亏缺的响应存在差异;在限水的同时增施N肥,各抗氧化酶活性变化不尽相同。水分亏缺增加了各组合叶片MDA的积累。相关性分析表明,叶绿素含量与各抗氧化酶活性均表现极显著正相关;叶片SOD活性与ABA含量正相关。[结论]该研究表明水稻叶片衰老速率、抗衰老生理活性以及对水分亏缺的响应存在品种差异;抗氧化酶活性不完全受ABA诱导升高;SOD活性可作为水稻逆境抗性指标;后期增施N肥对延缓叶片衰老有重要作用。     

不同方法制备的雷竹竹沥化学成分分析

分别采用烧制法、干馏法和渗漉法3种不同方法提取雷竹(Phyllostachys praecox)竹沥,运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析所含化学成分的差异。结果表明,烧制法提取竹沥检出峰104个,可定性成分为20个,含量占总检出成分的62.89%;干馏法提取竹沥检出峰100个,可定性成分21个,含量占总检出成分的57.14%;渗漉法提取竹沥检出峰99个,可定性成分33个,含量占总检出成分的64.81%。雷竹竹沥所含的有机化合物含量与不同的提取方法有关,有机酸类化合物提取应采用烧制法;醛类化合物、醇类化合物提取宜采用渗漉法;酚类化合物提取采用干馏法最优。     

兴安盟地区旱作条件下11个苜蓿品种生产性能和饲用价值比较

为筛选兴安盟地区旱作条件下适宜引进栽培的优良苜蓿品种,在兴安盟乌兰浩特市呼和马场种植11个苜蓿(Medicago sativa)品种,通过连续2年观测参试品种的越冬率、株高、产量、茎叶比及营养成分等指标,对旱作条件下11个苜蓿品种的生产性能和饲用价值进行灰色关联分析。结果表明:图牧2号、敖汉苜蓿和呼伦贝尔杂花苜蓿两年的平均越冬率较高;SK3010、呼伦贝尔杂花苜蓿和敖汉苜蓿在株高、生长速度和干草产量方面表现较好;图牧2号的茎叶比均最大,其次是呼伦贝尔杂花苜蓿、SK3010和敖汉苜蓿;WL168HQ、斯普雷德和呼伦贝尔杂花苜蓿两年的粗蛋白质含量均高于18%;巨能2和斯贝德的粗纤维含量较高;WL168HQ、呼伦贝尔杂花苜蓿、WL343HQ、SK3010和WL319HQ的粗灰分含量均高于10%。对11个苜蓿品种的越冬率、产量特性和饲用品质进行灰色关联分析表明,呼伦贝尔杂花苜蓿的综合表现最优,适合在该地区种植推广。     

6个桑树品种的耐盐性鉴定试验

种植耐盐性强的桑树品种是土壤盐渍化地区生态修复的技术途径之一.选择桂桑优12、桂桑优62、抗青283×抗青10、桂桑5号、桂桑6号、桑特优2号共6个桑树品种的实生苗供试,将供试桑苗种植于质量浓度分别为0 g/L(CK)、2 g/L、4 g/L、6 g/L的NaCl溶液中,在历时28 d的盐胁迫试验期,每隔7d测定和统计各处理组桑苗的枝高、叶片数量、最大叶长、最大叶宽、受害叶片数量和枯死植株数量等,初步评价供试桑品种实生苗对盐胁迫的耐受能力.结果表明:在不同浓度盐胁迫处理组桑苗生长均较好的桑树品种是桂桑优12和桑特优2号;桑苗受盐害指数和死亡率最低的桑树品种均是桂桑优12.试验结果提示,6个供试桑树品种中桂桑优12是耐盐性最强的品种.     

凉茶渣的黑曲霉发酵工艺和抗氧化活性研究

为促进凉茶渣在畜牧业中的资源化利用,本研究以黑曲霉为菌种固态发酵凉茶渣,首先在单因素试验条件下考察了时间、温度、含水量、浸泡液pH、氮源和碳源对凉茶渣降解率和产物pH的影响;再根据单因素试验结果和规模化生产实际需要,以4%硫酸铵为氮源,2%葡萄糖为碳源,以降解率为考察指标,通过正交试验优化发酵工艺;并通过检测超氧自由基清除率、羟基自由基清除率和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除率,评价凉茶渣在最优工艺条件下发酵前后抗氧化活性的变化。结果发现,含水量为60%,浸泡液pH为9.0,31℃发酵168 h是凉茶渣的最佳发酵工艺参数。最佳工艺条件下凉茶渣的降解率为25.23%,发酵产物pH为4.53。当凉茶渣发酵前水提液浓度为24 mg/mL时,超氧自由基清除率为43.56%,羟基自由基清除率为47.06%,DPPH自由基清除率为90.71%;当最优条件下发酵产物水提液浓度24 mg/mL时,超氧自由基清除率为30.77%,羟基自由基清除率为95.63%,DPPH自由基清除率为87.36%。本试验结果表明,黑曲霉是适宜的凉茶渣发酵菌种,且凉茶渣经过黑曲霉发酵后具有良好的抗氧化活性。     

单宁酸对猪卵母细胞体外成熟及胚胎发育能力的影响

研究旨在探讨单宁酸对猪卵母细胞体外成熟质量及其胚胎发育能力的影响。在猪卵丘卵母细胞复合体（COCs）体外成熟培养液中添加不同浓度（0、1、10、100 μg/mL）单宁酸培养42 h后,检测COCs的扩散程度和卵丘细胞扩散指数,统计COCs的体外成熟率,检测成熟卵母细胞内谷胱甘肽（glutathione,GSH）、活性氧（reactive oxygen species,ROS）和生长分化因子9（growth differentiation factor 9,GDF9）的水平,并统计孤雌激活及体外受精胚胎48和168 h的卵裂率、囊胚率及囊胚总细胞数。结果显示,与对照组相比,10 μg/mL单宁酸组卵丘细胞扩散指数显著提高（P<0.05）,100 μg/mL单宁酸组显著降低（P<0.05）;1和10 μg/mL单宁酸组卵母细胞成熟率差异不显著（P>0.05）,100 μg/mL单宁酸组卵母细胞成熟率显著降低（P<0.05）;1和10 μg/mL单宁酸组GSH和GDF9水平显著提高（P<0.05）,ROS水平显著降低（P<0.05）。孤雌胚胎和体外受精胚胎发育能力结果显示,与对照组相比,各单宁酸组卵裂率差异不显著（P>0.05）,10 μg/mL单宁酸组孤雌胚胎囊胚率及体外受精胚胎囊胚率显著提高（P<0.05）,100 μg/mL单宁酸组孤雌胚胎囊胚细胞数及体外受精胚胎囊胚细胞数均显著低于其他各组（P<0.05）。以上结果表明,10 μg/mL单宁酸可通过提高卵丘细胞扩散能力及GSH和GDF9水平、降低卵母细胞内ROS水平,改善猪卵母细胞成熟质量,提高孤雌胚胎及体外受精胚胎的发育能力。     

猪戊型肝炎病毒ORF3蛋白影响HepG2细胞核黄素代谢的lncRNA-mRNA调控网络的鉴定

为初步鉴定并挖掘出猪戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)ORF3蛋白影响HepG2细胞核黄素代谢信号通路的lncRNA-mRNA调控网络,本试验通过构建腺病毒过表达载体,制备高滴度过表达腺病毒,介导猪 HEV-ORF3在HepG2细胞中实现过表达。Western blotting检测ORF3蛋白过表达成功后,运用lncRNA高通量组学测序,筛选出差异表达的lncRNA并进行靶向差异基因预测,对lncRNA靶向差异基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,初步鉴定出与核黄素代谢信号通路相关的lncRNA-mRNA调控网络。Western blotting结果显示,在约为12 ku处出现目的条带,说明成功实现腺病毒介导猪HEV-ORF3在HepG2细胞中过表达。lncRNA高通量组学测序结果显示,共发现102个显著差异表达lncRNAs表达量上调,80个显著差异表达lncRNAs表达量下调。GO功能和KEGG通路富集分析显示,初步挖掘出lncRNA(MSTRG.13995.2)和lncRNA(MSTRG.1960.1)可能是与核黄素代谢信号通路相关的显著差异表达lncRNA,分别通过顺式调控其靶向基因APC-5和FLAD1来影响核黄素代谢信号通路。本试验初步鉴定出lncRNA(MSTRG.13995.2)-APC5和lncRNA(MSTRG.1960.1)-FLAD1可能是影响HepG2细胞核黄素代谢信号通路的lncRNA-mRNA调控网络。     

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin,MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05）,差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。