小麦冬春性鉴定在区试中的应用

以2010—2019年黄淮南片区域试验和黄淮冬麦区旱地区域试验参试小麦(Triticum aestivum L.)品种(系)为材料,采用田间春播鉴定法,依据对参试品种(系)春播苗穗期和抽穗率的计算,进行冬春性鉴定。结果表明,黄淮南片冬水组和黄淮冬麦区旱地组参试品种(系)共鉴定出春性类品种(系)32份,占参试品种(系)的4.78%;黄淮南片春水组参试品种(系)共鉴定出冬性类品种(系)18份,占参试品种(系)的21.43%。从鉴定情况看,近10年播期的设置,即依据当地春季气温的候平均气温,第一播期为候平均气温达3℃后的次日,第二播期为候平均气温达7℃后的次日,第三播期为候平均气温达10℃后的次日的鉴定方法来确定播期,不受时间的限制,3个播期相互印证,相互参考,结果准确可靠。参试品种(系)中鉴定为冬性类的品种(系),其春播第二播期抽穗率均小于30%,成熟期时植株未成熟;鉴定为春性类的品种(系),其春播第二播期抽穗率均大于30%,成熟期时植株基本成熟,苗穗期大于45 d,说明田间春播鉴定法的检测指标春播抽穗率和苗穗期是小麦冬春性鉴定的有效检测指标。     

野桑蚕Hippo通路核心基因的鉴定与序列比较分析

Hippo信号通路在动物生长发育过程中起到关键作用。根据已知的Hippo通路组成基因序列,利用BLAST软件同源鉴定野桑蚕(Bombyx mandarina)转录组中的Hippo通路组成基因序列,利用生物信息学工具(ORFinder、web CD-search tool、Expasy-protparam、EMBL-EBI、MEME)分析蛋白质相对分子质量、等电点、二级结构、保守结构域和保守基序等。利用Clustalx和MEGA 6.0进行同源序列比对并构建系统进化树。在野桑蚕中鉴定了salvador、warts、mats、yorkie和scalloped同源基因,并预测了ORF框和编码蛋白。结果表明,野桑蚕Warts、Sav和Mats与家蚕同源蛋白的一致性均在98%以上,Yki和Scalloped与家蚕一致性分别为89.02%和79.13%。比较两者差异,家蚕Yki、Sd蛋白分别缺失了近WW2结构域和在YAP结合结构域中存在蛋白片段插入,野桑蚕Sd蛋白缺失了核定位信号基序和脯氨酸富集基序之间的铰链区。Yki和Sd可按照物种科属分别聚类,野桑蚕与家蚕聚为一支,表明这些同源蛋白在功能相似的同时,也具有基于物种的功能特异性。本研究为深入研究野桑蚕Hippo通路的作用机制提供理论基础。     

山羊卵泡发育相关基因的筛选及分析

【背景】山羊第一卵泡波中的优势卵泡（dominant follicles, DF）和从属卵泡（subordinate follicles, SF）是整个卵泡发育过程中最为关键的两个阶段。随着卵泡的进一步发育,最终DF可能发育成为成熟卵泡,直到排卵;SF将走向闭锁,其中颗粒细胞的凋亡是导致卵泡发生闭锁的关键因素。然而目前对促进卵泡的优势化或导致其闭锁的分子机理尚不清楚。【目的】通过对山羊第一卵泡波中DF和SF颗粒细胞进行高通量测序,旨在筛选影响卵泡发育的关键基因,为深入探究卵泡发育的调控机制提供理论依据。【方法】选取10只1岁龄健康的贵州白山羊分别注射前列腺素F_2α,使其同期发情,此后每天用B超检测并记录卵泡的生长情况,发情3 d后,统一屠宰并采集第一卵泡波中DF (直径4.5—6 mm)与SF (直径3 —4.5 mm),分别分离其中的颗粒细胞,提取总RNA、构建文库后通过Illumina Hiseq 2500平台进行测序。利用FastQC对测序产出raw reads进行质量评估并经过过滤后,获得品质较高的clean reads;使用Trinity对得到的clean reads进行重新组装,从而获得unigenes;使用CLC Genomics Workbench将unigenes与山羊RefSeq数据库进行比对获得mRNA;使用DESeq2 软件对获得的mRNA进行差异表达分析;分别采用goseq和kobas软件对得到的差异表达基因进行GO分析及KEGG信号通路分析;最终通过qRT-PCR对筛选出的可能影响卵泡发育的关键基因进行验证。【结果】分别对测序得到的raw reads进行过滤后,在DF颗粒细胞中获得43 217 934条clean reads,占raw reads的比例为95.19%;SF颗粒细胞中获得40 766 348条clean reads,占raw reads的比例为95.35%。将得到的unigenes与山羊的RefSeq 数据库进行比对后,共得到33 896条带有注释的转录本,再通过设定FPKM>1, q value<0.05,共在两种卵泡颗粒细胞中获得13 644个基因。设定参数：FPKM≥1,SF-FPKM/DF-FPKM>1,P<0.05,获得695个差异表达mRNA,其中233个在SF颗粒细胞中表达显著上调,462个表达显著下调;对所获得695个差异表达mRNA进行GO功能富集分析,共分为三大类42组：其中生物学过程占47.6%,细胞组分占47.6%,分子功能占4.8%;KEGG信号通路分析,发现20条通路,其中与核糖体通路相关的基因富集最为显著。通过在Genecard中进行功能分析后,筛选6个可能与山羊卵泡发育密切相关的基因,其中PRLR、PTX3、RGN在SF颗粒细胞中表现为上调;DKK3、ALDH1A2、RARRES1则表现为下调。qRT-PCR显示PRLR、RGN、DKK3、ALDH1A2、RARRES1的表达趋势与高通量测序结果一致,且RGN在从属卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于优势卵泡（P<0.01）;DKK3、ALDH1A2、RARRES1在优势卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于从属卵泡（P<0.01）。【结论】DKK3、ALDH1A2、RARRES1和RGN在优势卵泡和从属卵泡中表达量存在极显著差异,推测在山羊卵泡发育过程中可能促进卵泡的优势化或导致闭锁,对深入探究卵泡发育的调控机制具有重要意义。     

茶树CsWRKYIIcs转录因子的克隆及功能分析

【目的】以‘陕茶1号’为材料,克隆CsWRKYIIcs转录因子并分析序列特征,了解其在不同组织和非生物胁迫下的表达模式以及转录活性,为深入研究茶树在逆境胁迫中的功能提供理论依据。【方法】根据茶树基因组数据库注释的WRKY序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘陕茶1号’中扩增CsWRKYIIcs的cDNA序列,用生物信息工具分析序列的特点,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）研究基因的表达模式,用酵母试验验证其转录活性。【结果】获得9条CsWRKYIIcs的cDNA序列,开放阅读框长度分别为561、960、936、978、897、912、720、1 008和969 bp,分别编码186、319、311、325、298、303、239、335、322个氨基酸。除了CsWRKYIIc7缺少锌指序列外,其他CsWRKYIIcs均含有1个WRKY保守结构域和典型的C₂H₂型锌指结构。不同物种中的WRKYIIcs具有相似的保守基序,而茶树CsWRKYIIcs和拟南芥、葡萄等双子叶植物的WRKYIIcs氨基酸序列相似性更高。另外,CsWRKYIIcs启动子区域均预测到多个与非生物胁迫相关的顺式作用元件,意味着其可能参与非生物胁迫响应。qRT-PCR结果表明,9个CsWRKYIIcs在根和花中的表达量高于茎和叶,具有一定的特异性。同时,在干旱、ABA、高温和高盐胁迫下被不同程度的诱导表达,其中CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7的表达量变化显著,与推定的顺式作用元件结果相符。酵母试验表明9个茶树CsWRKYIIcs均具有转录激活活性。【结论】克隆获得9个茶树CsWRKYIIcs转录因子,它们参与了茶树对ABA、干旱、高温和高盐胁迫的响应,也可能发挥转录激活因子的调控作用。CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7可作为候选基因深入研究茶树的抗逆功能。     

品种纯度检测助力蔬菜种业发展

国内种子市场对外资开放之后,大量跨国公司涌入,带来先进的技术、丰富的经验、多样的品种的同时,对国内种业企业造成巨大冲击和挑战。目前,我国种子企业数量多、规模小、实力弱,在国际市场上缺乏竞争力。我国的蔬菜制种体制不规范,基于分散农户的制种方式,制种基地分散,制种人员技术水平和综合素质良莠不齐,制种材料流失现象十分严重。种子市场套牌、假冒、侵权的情况仍然普遍存在,蔬菜种子的真实性和品种纯度难以有效保证,严重限制了我国蔬菜种业的健康发展。提高蔬菜品种真实性、纯度和进出口检验的有效性和时效性,加强种子质量全程控制,完善种业产业链,将逐步增强民族蔬菜种业企业的核心竞争力,是保障蔬菜产业的可持续发展的必由之路。     

四端法土壤电导率传感器恒流源设计与试验

土壤信息对于指导农业生产有着极为重要的作用,土壤电导率反映了土壤含水量、盐分、粘粒含量和类型等土壤信息,准确获取土壤电导率对于实现农业精细化生产意义重大。在各种土壤电导率测量方法中,四端法因其成本低、精度高、测量快速和操作简便而大量应用于实际测量;恒流源是四端法测量仪器的重要组成部分,其性能直接决定着测量仪器的精度以及测量范围。本文对比了3种恒流源对测量仪器测量性能的影响,发现采用Howland恒流源的四端法测量仪器高电导率测量能力强而低电导率测量范围较小,测量精度最高;采用改进型Howland恒流源的四端法测量仪器低电导率测量范围有所扩大,测量精度良好;采用基于差动放大器的恒流源的电导率仪低电导率测量范围最大,高电导率测量范围较优,测量精度良好。     

我国都市农业现代化发展的法律困境及路径探究

当前,都市农业的深入推进面临法律困境,包括农地产权结构失衡抑制都市农业增长、农业现代化立法滞后于农业技术探索、都市农业在国土空间规划中的法律地位不明确等问题。应以农地产权制度改革为都市农业发展的逻辑起点,以农业高质量发展助推生态文明建设,建立我国都市农业法律制度,确立都市农业在国土空间规划中的合法地位。