水稻粒宽突变体gw87的基因定位及候选基因分析

【目的】对水稻粒宽突变体gw87（grain width 87）进行表型鉴定、遗传分析、基因定位及候选基因分析,为探明该基因调控水稻籽粒大小的分子机制及应用潜力奠定基础。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变籼稻恢复系材料676R,获得一份籽粒宽度和千粒重显著增加的突变体gw87。对该突变体进行表型观察、农艺性状调查及外源油菜素内酯（BL）敏感性、叶绿素含量、光合参数测定,了解其表型特征及生理特性。调查gw87与676R杂交F₁的表型和F₂群体的分离情况,分析其遗传行为;选取该群体中的突变植株进行高通量测序,并利用gw87与粳稻品种日本晴杂交的F₂代作为定位群体,通过MutMap分析和分子标记定位,遴选候选基因并进行DNA和cDNA测序验证。利用qRT-PCR分析gw87和676R中BR合成途径基因OsDWARF4、D11和D2的表达差异。【结果】与野生型亲本676R相比,gw87突变体的株高降低,节间缩短,其中,倒一节间长度缩短最大,并呈现出扭曲的形态;叶片长度减少,宽度增加;单株有效穗数、主穗穗长和结实率显著降低,但籽粒宽度和千粒重显著增大。BL敏感性试验显示,gw87突变体幼苗对外源BL的敏感性降低。光合色素和光合参数测定表明,gw87光合色素含量增加,光合速率也有所增加。遗传分析表明gw87的突变性状是由1对隐性核基因控制。MutMap分析显示gw87突变基因位于第5染色体中部,在该染色体区域仅有1个碱基突变引起编码氨基酸变化;分子标记连锁分析表明该突变基因位于InDel标记X2和X3之间约101 kb的染色体区域;综合这两方面分析结果,最后遴选出gw87候选基因是编码一个含有AP2/EREBP DNA绑定结构域的转录因子基因LOC_Os05g32270。对该候选基因进行DNA和cDNA测序验证,发现gw87突变体中该基因DNA的第1 041位的碱基由G突变为A,导致与该位点相邻的76 bp内含子序列被剪接为外显子,引起阅读框移码,蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示gw87突变体中BR合成途径基因的表达量显著上调,表明gw87突变体中BR信号减弱。【结论】gw87是smos1、shb、rla1、ngr5的新等位突变体,但与这些突变体表型不同,gw87籽粒的宽度和千粒重显著增加,可能是LOC_Os05g32270的突变位点不同,导致其编码蛋白的功能活性不同所造成。     

宣城市稻飞虱发生的气象条件分析及趋势预报

通过对宣城市稻飞虱主害期的灯诱虫量与前期气象因子之间关系的分析,进而采用分级判别方法建立灯诱虫量的趋势预报判别函数,为作好稻飞虱的综合防治工作提供科学的气象依据.     

南泥湾湿地陆栖蚯蚓的分布及其影响因素

蚯蚓是典型的大型土壤动物,具有重要的生态功能。运用样方调查方法,于2016年对南泥湾湿地的蚯蚓种类、密度、生境等进行了调查,运用DNA测序技术对蚯蚓种类进行了鉴定,并分析了蚯蚓分布与土壤性质之间的关系。结果表明,发现陆栖蚯蚓3科3属3种,分别为梯形流蚓(Aporrectodea trapezoides)、湖北远盲蚓(Amynthas hupeiensis)和天锡杜拉蚓(Drawida gisti),湖北远盲蚓是优势种;湿地退化区的物种多样性指数高于开垦区,蚯蚓密度夏季高于秋季;影响蚯蚓分布的主要土壤因素是土壤pH值、总有机碳含量和总氮含量,蚯蚓密度与土壤总有机碳含量、总氮含量显著正相关,与pH值显著负相关。蚯蚓生物量与环境因子关系,将有助于定量的预测和评估蚯蚓的生态功能。     

基于分期定植的环境因子对日光温室番茄产量和生育期的影响

为了探索日光温室番茄的最佳定植期,并提出相应的丰产技术对策,从2017年2月27日至2018年1月27日,开展12期的分期定植试验,观测了番茄各生育期的环境因子、生育期和相应产量,分析各生育期因子与产量及生育期的相关性。结果表明:2017年4月27日和2017年5月27日定植的番茄全生育期最短,为105 d,比2017年9月27日定植的番茄全生育期缩短了41. 67%;平均最高气温、平均最低气温、平均气温、白天平均气温、夜晚平均气温、平均昼夜温差、平均土壤温度、平均光照度和平均相对湿度均是影响番茄生育期的关键环境因子。定植-开花期的平均最低气温和平均气温均与番茄产量呈显著负相关,相关系数均为-0. 76;番茄产量与采收-拉秧期的平均昼夜温差、平均光照强度、平均最高气温和平均气温呈显著的正相关关系,且相关系数分别为0. 90,0. 81,0. 75和0. 71,说明温度是影响番茄产量的关键环境因子。通过各处理产量的对比得出,春茬定植期为2018年1月27日定植的番茄产量最高,为127 437. 45 kg/hm~2,其次为2017年12月27日和2017年2月27日,分别为117 674. 25,115 912. 95 kg/hm~2。秋茬定植期为2017年8月27日的番茄产量最高,为62 007. 90 kg/hm~2,其次是2017年9月27日,为54 532. 95 kg/hm~2。说明宁夏日光温室春茬番茄的最佳定植期是12月下旬-翌年2月上旬,该时期内环境因子有利于番茄产量的形成。秋茬番茄的最佳定植期是8月下旬-9月上旬,该生育期内,可通过降低定植-开花期的气温,增加采收-拉秧期的温度和光照强度,从而提高番茄的产量。     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号（光强、光质、光照时长）对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境（光强、光质、光照时长）主要通过不同的光受体（UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs）影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境（光强、光质、光照时间）调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。