织锦巴非蛤形态性状对体质量的影响

猪在农业和医学领域均具有重要应用价值,利用基因修饰技术能够快速提高猪的经济性状和培育 人类疾病动物模型。CRISPR/Cas9 基因编辑技术具有操作简单、高效和低成本的优势,在猪基因修饰领域具有重 要应用。但 CRISPR/Cas9 易引发基因组结构不稳、大范围染色体重排和基因脱靶等问题,因而具有潜在的生物 安全风险。近年基于 CRISPR/Cas9 开发的碱基编辑技术可以实现单个碱基定向转换,不会导致 DNA 双链断裂, 理论上不会引发插入 / 缺失（Indels）,对基因编辑更精准、更安全。随着碱基编辑工具的不断开发和改良,其 不仅能产生 C → T（A → G）突变,还能产生 C、A 两种碱基的同时突变以及 C → G 突变,增加了应用范围;改 良的碱基编辑工具在保持编辑效率的同时能够降低甚至消除旁侧突变、非 C → T（A → G）突变以及 Indels,使 得碱基编辑技术在猪遗传修饰上具有更加重要的潜在应用价值。综述了不同的碱基编辑系统原理、碱基编辑技 术在基因修饰猪模型构建和猪遗传改良中的应用,以及碱基编辑系统在猪成纤维细胞中的编辑效率和脱靶情况, 以期为开展猪碱基编辑应用实践提供参考。     

水稻CSC11介导干热风/干旱诱导的钙信号调控雄蕊发育

【目的】水稻花期偶遇干热风/干旱,导致脆弱的生殖细胞快速失水,极大地降低产量,这一过程中钙离子作为通用的第二信使传导了干旱或其他逆境信号,但背后的分子机制尚不清楚。分析钙离子透过性胁迫反应阳离子通道家族（calcium-permeable stress-responsive cation channels,CSCs）基因的生理和分子功能,为研究作物干热风的感应机制提供新的理论基础和思路。【方法】采用电生理学和遗传学方法,利用双电极电压钳技术在水稻中鉴定得到一个具有典型特征的受体类-钙通道蛋白,名为OsCSC11,对其蛋白序列进行生物信息学和进化关系分析。运用qRT-PCR和GUS报告基因活性分析确认OsCSC11的表达模式,在拟南芥原生质体细胞和洋葱表皮细胞中瞬时表达OsCSC11-GFP融合蛋白,验证OsCSC11的亚细胞定位;同时利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得OsCSC11的突变体,并通过细胞学等手段分析突变体表型和相关生理功能。【结果】蛋白序列比对发现,OsCSC11具有CSCs家族成员典型的保守结构域DUF221,但与其他成员序列差异大,存在不同于其他成员的特异结构域（motif）属于独立的亚家族。OsCSC11主要在水稻的花药和叶片中表达,进一步分析发现全长OsCSC11处于静息状态,可被高渗透溶液激活;但是删除N端156氨基酸（TM1-3）之后的OsCSC11^ΔTM1-3具有组成型的通道活性,特异选择钙、镁二价阳离子;推测TM1-3是这类通道的受体结构域,感应干热风胁迫,而OsCSC11^ΔTM1-3区域负责钙信号产生。OsCSC11和OsCSC11^ΔTM1-3均定位在细胞质膜上,与其干热风的受体功能相适应。与野生型相比,功能缺失突变体oscsc11-1和oscsc11-2的雄蕊较小、花药表面蹙皱,整体多呈弯曲状态,花粉含水量较低,败育率高达60%—70%。【结论】OsCSC11是水稻感应短期干热风/干旱刺激、介导钙离子内流,调控花药水分状态和花粉发育的受体类钙通道,可能参与了水稻雄蕊应对干热风的原初感应过程。     

基于CRISPR/Cas9技术建立IGF2R基因修饰PK-15细胞

作为我国特色的地方种质资源,藏猪对高海拔、低氧、强紫外线辐射等恶劣环境具有良好的适应性,前期研究发现藏猪的IGF2R（insulin-like growth factor 2 receptor,IGF2R）基因在其内含子上有1段274 bp的缺失,且该缺失为藏猪独有的变异,关于IGF2R是否参与藏猪对低氧等恶劣环境的适应性调节的相关研究尚未报道。为了建立IGF2R基因274 bp修饰的猪细胞系,研究IGF2R基因对藏猪低氧耐受特性的影响,通过CRISPR/Cas9技术建立基因修饰PK-15细胞系,并通过PCR、实时荧光定量PCR（real time quantitative PCR,RT-qPCR）、蛋白免疫印迹（Western-blot）、免疫荧光（immunofluorescence,IF）等方法鉴定其分子特征,随后分别利用CCK-8和RT-qPCR 、Western-blot对基因修饰细胞进行活力和凋亡基因检测。结果显示,已成功构建IGF2R基因274 bp修饰的猪细胞系,IGF2R基因表达量极显著下调（P < 0.01）。基因修饰细胞活力在72 h时极显著上升（P < 0.01）,并且含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶9 （cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase9）和BCL-2关联 X （BCL2-associated X,BAX） 蛋白的水平显著下调（P < 0.05）,并且B淋巴细胞瘤-2（B-cell lymphoma-2,BCL2）基因的mRNA水平极显著上升（P < 0.01）。成功构建了IGF2R基因精确修饰的PK-15细胞系,并初步进行了功能研究,为研究IGF2R基因功能提供细胞模型,并为后续基因编辑猪的制备奠定基础。     

纳米氧化物对美托洛尔生物富集的影响研究

为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响,本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布,并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集的关系。结果表明：NPs共暴露时,在摄取阶段结束时美托洛尔生物浓缩因子（BCF）值增加了2.39倍（TiO₂ NPs）和3.49倍（SiO₂ NPs）。净化阶段鱼体内的美托洛尔半衰期由20.09d缩短到8.39d（TiO₂ NPs）和6.13d（SiO₂ NPs）,净化结束时鱼体内的美托洛尔残余浓度则略有升高。NPs的共暴露未改变鲤鱼摄取美托洛尔的途径,但显著升高了鱼鳃和内脏中美托洛尔的浓度。相对于TiO₂ NPs,SiO₂ NPs对美托洛尔具有更强的、且不可逆的吸附,使用Freundlich模型拟合的lg K_F值分别为2.21（TiO₂ NPs）和4.47（SiO₂ NPs）。研究表明NPs能够通过吸附载带促进鱼体对美托洛尔的富集,吸附态美托洛尔主要通过摄食和鳃的呼吸作用随NPs进入鱼体内,由NPs携带进入鱼体内的美托洛尔一部分发生解吸从而被鱼体利用,未发生解吸的部分随NPs的排出被排出体外。     

高盐对缢蛏生长存活、Na+/K+-ATPase活性及能量代谢相关指标的影响

以缢蛏（Sinonovacula constricta）为研究对象,设置养殖周期为60 d的对照组（20）和高盐组（30）比较实验,分别在0、10、30和60 d进行取样,检测高盐对缢蛏生长存活、鳃组织Na+/K+-ATPase（NKA）活性及肝胰腺和血清能量代谢相关指标的影响。结果表明,高盐组缢蛏在30~60 d的养殖时间段内存活率为45.1%±2.9%,壳长、壳宽、壳高和体质量特定生长率分别为0.15%/d、0.17%/d、0.13%/d和0.61%/d,均显著低于对照组。各时间点高盐组NKA活性均显著低于对照组。10和60 d时对照组缢蛏肝胰腺己糖激酶（HK）活性显著高于高盐组,血清中葡萄糖（GLU）含量、乳酸（LA）含量和乳酸脱氢酶（LDH）活性也显著高于高盐组,高盐组缢蛏无氧代谢水平低于对照组。30 d时高盐组血清中GLU含量、LA含量和LDH活性显著高于对照组,高盐组缢蛏无氧代谢水平高于对照组。0、10和30 d时高盐组肝胰腺琥珀酸脱氢酶（SDH）活性显著高于对照组,高盐胁迫下缢蛏需氧代谢水平上升。研究表明：长期高盐养殖下,缢蛏仍能保持一定的存活率和生长速度;高盐影响了缢蛏的渗透调节和能量代谢,渗透调节增加了其能量消耗。本研究为进一步培育缢蛏耐高盐新品系提供了参考资料。     

“稻-再-油/肥”轮作和施氮对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响

为探究稻-再-油/肥轮作和施氮对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响,于2015-2017年在湖北省武穴市进行稻-再-油/肥轮作定位试验,设置4个处理。T1:稻-再-油轮作,三季均不施氮;T2:稻-再-油轮作,三季施氮量为165、120和180 kg·hm^-2;T3:稻-再-肥轮作,三季施氮量与T2相同;T4:稻-再-闲轮作,前两季施氮量与T2相同。研究各处理水稻产量及产量构成因子的变化,并利用Richards方程拟合水稻强、弱势粒的灌浆过程。结果表明：①2015-2017年头季稻和再生稻产量均表现为T3＞T2＞T4＞T1。与T4相比,2016-2017年T2处理的头季稻和再生稻分别增产8.4%和14.4%、22.2%和17.7%,T3分别增产12.7%和17.9%、25.1%和244%;与T1相比,2015-2017年T2处理的头季稻和再生稻分别增产35.1%和22.0%、36.4%和30.3%、651%和65.6%。②在稻-再-油/肥轮作和施氮条件下,2017年头季稻和再生稻籽粒灌浆特性表现一致。与T4相比,T2、T3均能提高头季稻和再生稻强势粒起始势和弱势粒达到最大灌浆速率的干物质量;与T1相比,T2延长头季稻和再生稻强、弱势粒有效灌浆期,从而实现头季稻和再生稻籽粒粒重增加,产量提高。     

Hormonal changes during meiotic maturation and ovulation in the brook trout (Salvelinus fontinalis)

The plasma levels of estradiol-17 (E2), 17, 20-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17,20-P) and gonadotropin (GTH) were measured in brook trout (Salvelinus fontinalis) during the period from the end of vitellogenesis to postovulation. Blood samples were taken according to specific stages of maturation, including germinal vesicle breakdown (GVBD) and ovulation. E2 levels were quite high (45 ng/ml) at the end of vitellogenesis (and prior to GVBD) and dropped precipitously by GVBD (2 ng/ml). They remained low through ovulation and postovulation. 17,20-P levels were low prior to GVBD (0.7 ng/ml) and increased dramatically at GVBD (148 ng/ml). The levels of 17,20-P remained high at ovulation (142 ng/ml) and then dropped significantly within 24 h to approximately half of the ovulatory values. They decreased even further by 7 days postovulation. GTH levels rose gradually through GVBD and ovulation from a postvitellogenic level of approximately 3 ng/ml to a 7 day postovulatory value of approximately 10 ng/ml. The overall results; 1) decrease in estradiol prior to GVBD, 2) increase in 17,20-P at GVBD and 3) gradual GTH rise through GVBD and ovulation, are similar to those reported for other salmonids.     

Metabolic effects of changes in the dietary protein: carbohydrate ratio in eel (Angilla anguilla) and trout (Oncorhynchus mykiss)

The metabolic consequences of the isoenergetic replacement of dietaryprotein by carbohydrates (CHO) were compared in studies of European eel andrainbow trout. Diets with 45/20, 37/30, 29/40 and 21/50 percentprotein/carbohydrate were assessed during a 12-week experiment. The CHO sourcewas pre-gelatinized corn starch. Fish of initial average weight 45gwere fed to satiation twice daily. Weight-gain and feed-efficiency data weregenerally better in trout than in eel, presumably because trout digestibilitycoefficients for protein and energy were higher than in eel. In both species,regardless of physiological differences in digestion and absorption, feedintakeand nutrient digestibility were lower when dietary CHO was higher, but theinter-species differences decreased with increasing dietary CHO.Pyruvate kinase activity (PK) in trout was not affected by dietary CHO content,while blood-glucose and liver-glycogen levels significantly rose withincreasingdietary CHO. In contrast, blood-glucose levels appeared to be regulated ineels,perhaps by an accelerated glycolysis rate, revealed by changes in PK.Gluconeogenic activity was inhibited in trout fed a diet containing20–30%CHO, while in eels this activity was not inhibited by dietary replacement ofprotein by carbohydrate. Liver glucose 6-phosphate dehydrogenase activity(G6PDH) was inhibited in trout fed increasing dietary CHO, whereas in eelsG6PDHoperated at a high rate regardless of dietary composition. These results mayindicate that eels have a better capacity for metabolising high-CHO/low-proteindiets than do trout.     

巢湖渔业生态环境的层次分析评价

根据巢湖水域渔业生态环境的特点,建立了渔业环境优劣评价体系的递阶层次结构。结合生物监测、水质监测的结果,用三标度法构造了目标层、指标层、分指标层及方案层间的比较矩阵,再经过一定的数学变换,间接地建立了判断矩阵,最后采用通常的层次分析法进行层次单排序和总排序,结合环境实际情况,从而对巢湖水域渔业环境的优劣进行评价。