NEW INSIGHTS INTO THE PHYLOGENY AND SPECIATION OF KUMQUAT (FORTUNELLA SPP.) BASED ON CHLOROPLAST SNP,NUCLEAR SSR AND WHOLE-GENOME SEQUENCING

● Fortunella genus consists of two populations: cultivated kumquat and wild Hong Kong kumquat. ● Artificial selection might involve in the origin of cultivated Fortunella species. ● A hypothesis for the differentiation and speciation of Fortunella species is proposed. Kumquat (Fortunella spp.) is a fruit and ornamental crop worldwide due to the palatable taste and high ornamental value of its fruit. Although Fortunella is classified into the economically important true citrus fruit tree group together with Citrus and Poncirus, few studies have been focused on its evolutionary scenario. In this study, analysis of five chloroplast loci and 47 nuclear microsatellites (nSSR) loci from 38 kumquat and 10 citrus accessions revealed the independent phylogeny of Fortunella among citrus taxa, and that Fortunella mainly comprises two populations: CUL, cultivated Fortunella spp. (F. margarita, F. crassifolia and F. japonica); and HK, wild Hong Kong kumquat (Fortunella hindsii). Genomic analysis based on whole-genome SNPs indicated that the allele frequency of both pupations deviated from the neutral selection model, suggesting directional selection was a force driving their evolutions. CUL exhibited lower genomic diversity and higher linkage strength than HK, suggesting artificial selection involved in its origin. A high level of genetic differentiation (Fst = 0.364) was detected and obviously asynchronous demographic changes were observed between CUL and HK. Based on these results, a new hypothesis for the speciation of Fortunella is proposed.     

红嘴相思鸟贸易种群性比调查

[目的]红嘴相思鸟(Leiothrix lutea)属雀形目噪鹛科鸟类,因其叫声婉转悦耳,颜色艳丽,是我国传统观赏鸟类,长时间大量的贸易导致资源破坏严重,现已被列入濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录Ⅱ,同时也被列为国家Ⅱ级重点保护动物.通过分子生物学手段对国内市场上贸易的红嘴相思鸟进行性别鉴定,一方面可以了解我国红嘴相思鸟野生种群性比状况;另一方面,性别鉴定结果可用于评估其贸易捕捉是否存性别选择偏好;同时还可验证市场摊主利用形态鉴定红嘴相思鸟性别的准确率,为红嘴相思鸟保护和贸易管理提供基础资料.[方法]调查我国14个省份14个鸟市是否存在红嘴相思鸟贸易情况,同时采集各个鸟市的红嘴相思鸟血液样本10～20μL,共361份.利用Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒提取DNA,基于通用引物P2/P8及新设计引物对样本DNA进行PCR扩增,通过电泳条带数进行性别鉴定,每个样本至少重复3次,结果一致后判定性别,计算各鸟市及整体性比,分析其贸易种群性比情况及形态学性别鉴定准确率.[结果]在鸟类性别鉴定通用引物P2基础上改进获得新引物A1,利用引物A1/P8进行性别鉴定得到的扩增条带更清晰、稳定,并成功鉴定出361份样本的性别:雄鸟163只,雌鸟198只.红嘴相思鸟贸易种群整体性比为0.45,偏雌;但各个鸟市性比差异较大,除2处市场性比基本平衡之外,其余7个市场性比偏雌,5个市场性比偏雄.形态学鉴定性别的准确率为0.79,其中雌性0.74,雄性0.82.[结论]整体性比结果表明红嘴相思鸟贸易捕捉中应无普遍的性别选择,推测红嘴相思鸟不同地理群体本身可能性比偏倚现象.与分子生物学方法相比,通过形态特征进行性别鉴定存在误差,一定程度上可减弱贸易捕捉雄性偏好对红嘴相思鸟种群性比的影响.     

干旱与盐胁迫对毛竹幼苗生长及生理的影响

[目的]为研究干旱与盐胁迫以及二者交互作用对毛竹幼苗生长、生理指标的影响,探讨抑制毛竹扩张的最佳方法.[方法]以毛竹幼苗为试材,以PEG-6000溶液模拟干旱胁迫、NaCl溶液模拟盐胁迫进行室内盆栽控制试验,并采取注射植物根系主要分布区土壤的处理方式.测定毛竹幼苗苗高、叶片数、SPAD值、叶片相对含水量、SOD活性、可溶性糖含量、MDA含量和根系构型参数.[结果](1)随着PEG与NaCl浓度提升,毛竹幼苗苗高、叶片数、SPAD值、叶片相对含水量、SOD活性、可溶性蛋白含量均呈现先升高后降低的趋势,MDA含量则先降后升.(2)50 mmol/L NaCl处理对毛竹幼苗根系生长、总生物量积累起到促进作用,150 mmol/L NaCl处理时则抑制;PEG各浓度处理对毛竹幼苗生长均起到促进作用.(3)相关性分析结果表明毛竹幼苗在NaCl与PEG处理下根系与地上部的生长及各指标间有一定的互作关系,并最终影响幼苗的生长状况.(4)双因素方差分析表明NaCl胁迫对毛竹幼苗生长的抑制效果优于PEG干旱胁迫,二者交互胁迫虽对毛竹幼苗产生一定的抑制,但作用效果弱于NaCl胁迫.[结论]毛竹幼苗对胁迫响应表现出低浓度促进高浓度受抑制现象,并且盐胁迫对毛竹幼苗生长的抑制效果优于PEG干旱胁迫及二者交互作用.150 mmol/L NaCl处理对毛竹幼苗生长抑制效果最佳,可作为管控毛竹扩张的一种参考方式.     

牛冠状病毒N蛋白的原核表达及核酸适配体筛选

[目的]对牛冠状病毒N蛋白进行原核表达,利用指数富集的配基系统进化技术筛选N蛋白的核酸适配体,为该病诊断方法的建立奠定基础.[方法]根据牛冠状病毒基因序列,设计N蛋白编码基因特异性引物,扩增目的基因并通过酶切、连接、转化构建原核表达载体pET-28a-N,优化N蛋白表达条件,镍柱纯化获得高纯度高浓度的N蛋白.利用微孔板法,经过包被、封闭、加文库、洗脱、提取、PCR、胶回收和反筛等步骤从原始核酸适配体文库中筛选出N蛋白特异性适配体,连接T载体转入DH5a感受态细胞后,经菌落PCR鉴定和测序获得与N蛋白特异性结合的适配体序列,测定其结合常数,并利用在线软件预测其二级结构.[结果]成功表达出约55 kD的重组蛋白;经微孔板法筛选出67条适配体序列,其中N-12、N-33和N-45出现多次重复,经测定3条核酸适配体均具有环状、发卡结构,利于与目标蛋白稳定结合.[结论]筛选的3条核酸适配体有望用于牛冠状病毒病早期诊断用酶联适配体方法的建立.     

不同滴灌施氮模式对甜糯玉米碳利用的影响

为揭示有利于提高甜糯玉米水分利用效率和固碳能力的水氮管理模式,通过盆栽实验,研究了不同滴灌施氮模式对甜糯玉米干物质量、产量、水分利用效率以及碳含量和碳固定的影响.结果表明:①交替滴灌下,中氮水平(0.15 g N/kg土)处理以干物质量为基础的水分利用效率(WUEs)和以产量(籽粒)为基础的水分利用效率(WUEt)最高.②与苗期-开花期常规滴灌(CC)相比,苗期-开花期交替滴灌(AA)玉米耗水量降低19.7％～20.8％.中氮水平下,AA模式WUEs和WUEt较CC模式分别提高33.8％和35.8％.③中氮水平时,与CC模式相比,AA模式地上部、籽粒和全株固碳量分别提高16.5％、16.5％和16.3％.④相同滴灌模式下,中氮水平下玉米植株含碳量与固碳量最高.因此,中氮水平下AA模式玉米水分利用效率和固碳能力最高,是甜糯玉米适宜的水氮管理模式.     

秸秆还田下水肥管理模式对冬小麦气体交换参数及产量的影响

为探讨秸秆还田下冬小麦气体交换参数及产量对水肥处理的响应,通过大田试验研究了秸秆还田下灌水时期、施肥时期、灌水量和施肥量对冬小麦气体交换过程及产量构成的影响.研究结果表明:在抽穗期和灌浆期,无论增加灌水量还是减少灌水量均导致冬小麦叶片净光合速率上升;减少灌水量明显提高抽穗期叶片水平上的水分利用效率,但随着灌水量的增加,千粒重反而降低.抽穗期和成熟期的越冬水+拔节水+扬花水处理增加叶片净光合速率,且提高水分利用效率和千粒重.与对照相比,施肥处理叶片净光合速率呈现出增加的趋势,但增加幅度并不显著.在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量,光合速率增加;越冬期施肥较多、拔节期施肥较少(S3S1)的处理下,冬小麦的千粒重增加.本研究结果将为黄淮海平原粮食产区冬小麦水肥管理措施和政策的制定提供数据支撑和理论依据.     

聚磷酸铵对砖红壤和石灰性土壤上磷素吸附解吸行为的影响

以砖红壤和石灰性土壤为供试土壤,探索不同聚磷酸铵(APP)对土壤中磷吸附解吸的影响,为评价磷的有效性提供数据参考。在等磷等氮条件下,分别以APP1(以中聚为主)、APP2(以低聚为主)、APP3(聚合度分布均匀且高聚含量高)、MAP(磷酸一铵)、A-M(APP3和MAP以P₂O₅质量比1∶1的比例混合)、CK(空白对照)为供试材料,设置6个处理(各处理名同所用材料),在砖红壤和石灰性土壤上进行50 d的培养,测定各处理下磷的吸附解吸特性。结果显示,在石灰性土壤和砖红壤上,朗缪尔(Langmuir)方程、弗罗因德利希(Freundlich)方程和Temkin方程均可很好地拟合土壤中磷的等温吸附特征,且以Freundlich方程的拟合效果最好(相关系数在0.86~0.98)。在石灰性土壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,A-M处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高;在砖红壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,APP2处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高。结果表明,聚合度分布均匀且高聚含量高的APP配施MAP可减少石灰性土壤对磷的吸附,提高磷的有效性;而以低聚为主的APP可减少砖红壤对磷的吸附,保持土壤磷的平衡和供磷能力。     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一。该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异。结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35 880 734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏感型,差异表达基因主要富集于次级代谢产物等相关途径,Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因、转录因子和热激蛋白基因表达在2种萱草中表现出不同的变化,可能导致2种萱草在低温胁迫中的不同反应。qRT-PCR验证结果显示,差异基因的表达变化趋势与RNA-seq结果一致。该研究表明Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因在萱草响应低温胁迫过程中发挥着重要作用。     

郑品麦24号的遗传构成及重要性状功能基因组成解析

利用小麦(Triticum aestivum L.)50K SNP育种芯片,对2018年通过河南省审定的小麦品种郑品麦24号及其父母本进行分子标记检测,明确该品种遗传构成、重要性状功能基因组成,为其遗传改良和生产应用提供参考.结果表明,郑品麦24号82.40％的遗传物质来源于父本豫同194,遗传相似系数为0.907,它们之间遗传相似度更高;在染色体水平,双亲对郑品麦24号的遗传贡献率差异较大,在2A(56.10％)和3D(70.98％)染色体上母本豫麦34-6对郑品麦24号的遗传贡献率大于豫同194,豫同194在其他染色体上对郑品麦24的遗传贡献率更高,表明在郑品麦24号选育过程中受人工选择的影响亲本遗传物质发生了严重偏分离.重要性状功能基因组成分析发现,郑品麦24号携带有应用广泛的矮秆(Reduced height)基因Rht-D1b,聚合了 9个高粒质量等位基因[谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase)基因 TaGS5-A1b、TaGS2B1-Hap-H、TaGS-D1a,粒质量(Grain weight)基因 GW2-6B-Hap-1,千粒质量(Thousand grain weight)基因TaTGW6-A1a、TaTGW-7Aa,蔗糖合成酶(Sucrose synthetase)基因 TaSus1-7B-Hap-T、TaSus2-2A-Hap-A、TaSus2-2B-Hap-H],含有冬性春化(Vernalization)等位基因 Vrn-A1b、 vrn-B1、VrnD3-2174,晚花型等位基因 TaELF3-B1(Early flowering 3 B1)Cadenza 类型、TaELF3-D1Wild类型,光周期(Photoperiod)敏感等位基因 Ppd-A1 Wild 类型、TaPpdDD002 Wild 类型、TaPpdDI001 Insertion类型,抗叶锈病(Leaf rust)基因Lr67,抗秆锈病(Stem rust)基因Sr2、Sr25,抗旱等位基因TaDREB-B1a(Dehydration responsive element binding protein B1a)和低穗发芽等位基因 TaSdr-A1a(Seed dormancy A1a).     

螺旋离心式诱导轮对旋流泵力学特性的影响

为了优化旋流泵输送含复杂介质、固相颗粒流体的能力和提高固液两相流输送效率,在叶轮前加置具有导向和推进作用的螺旋离心式诱导轮.通过对150WX-200-20型旋流泵进行数值计算及试验,获得了有、无诱导轮式旋流泵的性能变化,在此基础上,将旋流泵的力学特性与流动特性结合起来,分析螺旋离心式诱导轮对旋流泵力学特性的影响.研究结果表明,无叶腔内流体在诱导轮作用下,流体的运动形态发生变化,产生了旋涡、二次流等现象,加剧了压力脉动的强度,但压力脉动幅值有减小的趋势;蜗壳内压力脉动强度不仅与监测点和隔舌的相对位置有关,也和监测点所在流面的截面面积存在一定联系,当监测点所在断面面积既能保证流体受蜗壳的约束,且流体流动更加均匀时,该监测点的压力脉动越小;加置诱导轮后,进入叶轮流体由轴向运动转为径向运动,从而削弱轴向力的大小,同时,单叶片诱导轮非对称结构也会加剧波动变化.这一研究对了解旋流泵内的压力脉动变化、削弱轴向力及提高泵运行的稳定性具有重要意义.