基于环介导等温扩增技术检测大豆北方茎溃疡病菌

[目的]传统的以ITS(内转录间隔区)为靶序列对大豆北方茎溃疡病菌(Diaporthe phaseolorum var.caulivora,DPC)的分子检测无法区分大豆南方茎溃疡病菌(D.phaseolorum var.meridionalis)和大豆拟茎点种腐病菌(Phomopsis longicolla)等近似种。笔者在大豆北方茎溃疡病菌靶标序列筛选中,发现了翻译延伸因子(translation elongation factor 1α,tef1α)序列。通过目标病原菌与其相似种比对发现,大豆北方茎溃疡病菌在tef1α序列上有很好的特异性,适合作为分子检测的靶标。[方法]基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),以tef1α为靶序列,设计LAMP特异性引物,建立了一种基于颜色判定的简单、快速和灵敏的DPC检测方法,并进行特异性、灵敏度、植株接种试验和进口大豆夹带大豆病残体检测。[结果]该方法仅需60 min,即可通过肉眼直接目测试验结果。64℃等温条件下进行核酸扩增反应60 min,反应结束后,加入SYBR greenⅠ染料,根据染料颜色变化判定扩增结果。特异性试验中,在DPC菌株中扩增到梯形条带,同时加入SYBR greenⅠ染料后可观察到绿色荧光的阳性反应;而在其他供试菌株中均没有出现梯形条带,加入SYBR greenⅠ染料后则保持橙色的阴性反应。该技术最低检测限为1 pg·μL-1目标菌纯DNA。tef1α-LAMP技术能够检测出所有人工接种发病豆苗中的目标菌。在口岸截获的大豆病残体检测中,tef1α-LAMP技术能够在10 g进口大豆中夹带的大豆植株残体中最低检测出10个子囊孢子。[结论]该方法的建立为大豆北方茎溃疡病菌的检疫以及其所致病害的快速诊断提供了新的技术。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

北方地区不同黄瓜品种氮素吸收与利用效率的差异

【目的】研究北方地区栽培黄瓜品种氮素吸收利用的差异,为氮高效黄瓜品种筛选提供参考依据。【方法】选用华北型黄瓜品种为材料,采用二因素裂区设计,以氮素营养水平为主区,设低氮素（3.5 mmol·L^-1）和高氮素（11.0 mmol·L^-1）两个水平;以品种为副区,设32个水平,进行水培试验。测定含氮量、氮素吸收与利用效率,并划分品种营养效率类型。【结果】供试黄瓜品种在两个氮素水平下氮素吸收效率和氮素利用效率的相关指标均存在显著差异。两氮素水平下的植株干物重（CV N3.5 21.49%和CV N11 18.51%）、氮素吸收效率（CV N3.5 19.90%和CV N11 19.94%）和氮素利用指数（CV _N3.5 25.49%和CV _N11 19.25%）均有较大的品种差异。干物重与茎叶氮素累积量和氮素利用指数极显著相关（P<0.01）,相关系数分别为r_N3.5 0.933**和r_N11 0.925**,r_N3.5 0.964**和r_N11 0.941**。氮素吸收效率与茎叶氮素累积量和氮素利用指数极显著正相关,相关系数分别为r_N3.5 0.986**和r_N11 0.963**,r_N3.5 0.809**和r_N11 0.768**;氮素利用效率与茎叶含氮量极显著负相关,相关系数分别为r_N3.5 -0.909**和r_N11 -0.886**。以两个氮素水平下的植株干物重平均值为标准,对黄瓜品种的氮素营养效率进行分类,干物重大于平均值的为高效型,小于平均值的为低效型,可将32个华北型黄瓜品种分成4种氮素营养类型,即双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型。其中低氮高效型品种数量最少,占供试品种的15.6%。通径分析显示,氮素吸收效率在两氮素水平下对氮效率（植株干物重）的贡献率远大于利用效率,二者对氮效率的通径系数分别为q_N3.5 1.069和q_N11 0.931,q_N3.5 0.347和q_N11 0.361。【结论】黄瓜苗期的氮效率存在品种差异。植株干物重可作为同一供氮水平下苗期氮效率评价的首选指标,茎叶氮素累积量、茎叶含氮量和氮素利用指数可作为氮效率选择的次级指标。植株氮素吸收效率是品种苗期氮效率高的主要因素。水培试验可有效地反应不同黄瓜品种苗期氮素营养效率差异,为黄瓜品种苗期氮素营养效率的批量筛选和快速鉴别提供了可能。     

1株新分离拮抗酵母菌株对芒果炭疽病生防效果及其分类鉴定

从海南芒果园取样分离到1个新拮抗酵母菌株(LZ5),通过离体和活体抑菌实验,发现其对芒果采后炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.and Sacc)有明显的抑菌效果。活体接种实验结果表明,1×108cfu·m L-1的酵母菌对刺伤接种的芒果采后炭疽病具有显著的生防效果,接种第4天和第6天对照组的病斑直径分别为5.80,26.3 mm,而处理组仅分别为0.33,17.6 mm,接种第4天对照组的发病率已达100%,而处理组仅为20%。此外,该菌株可以在芒果伤口处快速繁殖,在接种24 h后酵母细胞数为初始值的62.6倍,随后基本保持稳定。经鉴定该拮抗酵母菌属于季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii)。     

大豆凝集素和脂肪氧化酶双价RNAi表达载体的构建及其遗传转化

【目的】应用RNA干扰技术,同时抑制大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)基因在种子中的表达,改良大豆营养品质,为培育优质大豆材料奠定基础。【方法】根据RNAi原理,酶切获得Lox目的片段,构建以除草剂Bar基因为筛选标记、种子特异性启动子P7αP启动SBA和Lox双干扰的pCAMBIA3301-SBA-Lox(pSBA-Lox)干扰表达载体,并通过农杆菌介导法转化大豆(品种为吉农28),采用PCR、Southern杂交和实时荧光定量PCR对转基因植株进行检测。【结果】质粒PCR和酶切鉴定结果表明,双价RNAi植物表达载体pSBA-Lox构建成功。将其转入到大豆中,对转化植株进行PCR、Southern杂交检测,结果显示,外源基因以单拷贝形式整合到植物基因组中,并能遗传给后代。T1代转基因植株的实时荧光定量PCR分析显示,转基因植株中SBA基因和Lox基因在籽粒中的表达量比未转化受体植株均明显降低,SBA基因表达量降低了35.9%~47.2%,Lox基因表达量降低了32.8%~56.1%,而在幼嫩叶片中的表达量相比对照植株变化不大。【结论】获得了大豆凝集素和脂肪氧化酶表达量均明显降低的T1代转基因大豆。     

棉花SVP-like基因GhMADS29的克隆与表达分析

[目的]研究棉花中SVP类基因的功能。[方法]通过同源克隆的方法在陆地棉中棉所36中克隆SVP的同源基因GhMADS29,对其进行Blast搜索比对和进化树分析以及荧光定量的表达模式分析。[结果]GhMADS29与猕猴桃的SVP4基因相似度最高,其cDNA序列含有9个外显子、8个内含子,不同时期顶芽的荧光定量结果表明它在花芽分化起始期的花芽中表达量最高,且不同组织的荧光定量分析表明它在叶片和顶芽中表达量较高。[结论]首次获得棉花SVP亚族基因,命名为GhMADS29,其GeneBank登录号为JQ682642。     

糯玉米SSR-PCR反应体系优化及多态性引物筛选

用L25(56)正交设计建立和优化糯玉米SSR-PCR反应体系;利用370对SSR引物对糯玉米两亲本及F1进行扩增,筛选抗丝黑穗病的相关引物。结果表明:20μL糯玉米SSR-PCR最优反应体系为1.5 U DNA聚合酶,1.0 nmol/μL镁离子,80 ng模板DNA,0.1 pmol/μL引物,0.15μmol/μL d NTPs,1倍扩增缓冲液;370对SSR引物对两亲本及F1进行扩增的条带显示,有差异且条带清晰的引物为87对。确立了糯玉米SSR-PCR最优反应体系,筛选并得到了87对多态性引物。     

内蒙古自治区大豆品种生育期分组及种植区划

【目的】内蒙古自治区是中国大豆品种生态类型最为丰富的省份之一,研究内蒙古自治区大豆品种生育期多样性及分布规律,不仅是该区品种合理布局及区内外种质交流的迫切需要,而且可为全国大豆生育期分组和基于生育期组的大豆种植区划提供参考。【方法】以分属MG000、MG00、MG0、MGⅠ、MGⅡ和MGⅢ的21个北美大豆生育期组标准品种为对照,在扎兰屯、赤峰、呼和浩特、杭锦后旗和额济纳旗等5个地点,对从内蒙古自治区各地生产上收集的120个代表性大豆品种进行田间种植,每个品种选整齐一致的15个植株定点观察,分株记载播种期、出苗期（VE）、始花期（R1）、生理成熟期（R7）和完熟期（R8）,初霜时记载未成熟材料的最终发育时期。以出苗至生理成熟期（VE-R7）日数作为判定生育期的依据,应用“分年度划分法”对供试品种进行生育期组划分。同时,对代表性品种做地理分布调查,明确其在内蒙古自治区分布的最北界限。【结果】供试内蒙古大豆品种归属于MG0000-MGⅢ这7个生育期组,其中3个早于MG000划分下限1.0-7.4 d,将其归入到MG0000,6个属MG000、20个属MG00、43个属MG0、35个属MGⅠ、8个属MGⅡ、5个属MGⅢ。MG0000分布于大兴安岭东北麓及呼伦贝尔高原东北部地区;MG000分布于大兴安岭东麓近山地区、呼伦贝尔高原的西部及阴山南北高寒地区;MG00分布于呼伦贝尔市大兴安岭以东较冷凉地区、阴山前后冷凉地区局部和阴山东段大兴安岭南部冷凉地区;MG0分布于大兴安岭以东嫩江流域的呼伦贝尔、兴安盟传统农区及通辽市、赤峰市北部山区及阴山山脉前山较暖地区;MGⅠ分布于大兴安岭东南温凉区、赤峰丘陵山地温凉区及阴山南麓温凉区;MGⅡ分布于大兴安岭岭南温和区、阴山南麓土默川平原和河套梁外温和区;MGⅢ分布于西辽河平原温热区、大青山南部梁峁地、河套平原灌溉区和阿拉善高原绿洲地区。根据品种分布区域,参照当地农业区划和气象资料,形成了基于品种生育期组的内蒙古自治区大豆种植区划方案,绘制了各生育期组品种的种植区划图。在以上工作基础上,提出了内蒙古自治区大豆品种引种方案和区域试验分区调整方案。【结论】内蒙古自治区大豆分布区域广,生育期生态类型丰富。通过生育期分组,可优化品种布局,加强区内外种质交流,提高品种选育和推广的针对性,加速品种的推广利用。     

植物群体遗传进化研究方法探析

[目的]评估植物群体遗传进化研究涉及的相关算法软件,为该研究领域提供方法选择参考.[方法]利用重测序数据,就群体遗传进化研究的各种算法做比较,对相关算法分析效果做对比评估.[结果]评估结果表明,进化树耗时和数据大小、模型选择均有较大关系,两者共同决定运算时间,另外运算效果还和多序列的比对效果有很大关系.群体结构分析fastStructure、Admixture软件运算速率、准确度较Structure软件有明显提高.主成分分析耗时相对较少,可用Cluster和R软件实现,两款软件的计算结果可相互验证;连锁不平衡分析推荐Plink2软件.[结论]算法及软件的选择对植物群体遗传进化研究的效率、结果影响较大.     

桂西北5种退耕还林林分枯落物的持水特性

[目的]为桂西北石漠化地区退耕还林生态建设提供一定的理论依据。[方法]对桂西北5种退耕林分枯落物蓄积量与持水特性进行研究。[结果]5种林分林下枯落物总蓄积量大小依次为尾叶桉(11.59 t/hm~2)、任豆(7.99 t/hm~2)、核桃(7.71 t/hm~2)、板栗(7.14 t/hm~2)、香椿(3.70 t/hm~2);5种不同林分各分解层枯落物持水能力表现基本一致,从大到小均为香椿、板栗、任豆、尾叶桉、核桃,半分解层枯落物持水量大于未分解层;不同林分林下枯落物持水量随着时间增加而增加,半分解层在浸泡2 h有较快上升,未分解层在浸泡4 h明显上升,之后进入平稳阶段;不同林分枯落物吸水速率随着时间增加而减小,枯落物半分解层与未分解层吸水速率在浸泡2 h内最快,2~8 h逐渐变小,8 h之后明显减缓;不同林分林下枯落物的有效拦蓄量大小为尾叶桉(36.89 t/hm~2)、板栗(26.65 t/hm~2)、任豆(23.19 t/hm~2)、香椿(16.64 t/hm~2)、核桃(15.36 t/hm~2)。[结论]尾叶桉具有较大蓄积量和有效拦蓄量,今后在以涵养水源与水土保持为目标的森林经营中,可适当增加该树种的种植。