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。     

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。     

延边地区烟草病毒病与气象因子关系的研究

为探明延边地区烟草病毒病的发病规律,为生产优质高产烟叶提供科学有效的病毒病预防措施,简要分析了延边地区2010和2011年病毒病与气象因子的关系.结果表明,延边地区进入6月份,当日平均温度高于16.0℃,烟草病毒病就可以发生.病毒病发病前10d的日平均温度高,日照时数大于6h的天数多,降雨量少的情况下,病毒病发生严重.     

Analysis on Function Orientation and Development Countermeasures of New Agricultural Business Entities

Along with the rapid advance of industrialization and urbanization process, fostering new agricultural business entities become inevitable for agricultural transformation and the construction of agricultural modernization in China. The status of the new agricultural business entities determines the level of modern agricultural development. In recent years, new agricultural business entities have grew rapidly. However, there are still many problems including the difficulties in financing loans, inadequate agricultural insurance system, bad implementation of agricultural subsidies, jagged agricultural talents and so on. In order to foster new agricultural business entities, countermeasures should be carried out to ensure financial support, perfect the agricultural insurance, strengthen the level of agricultural subsidies, strive to develop the degree of specialization agricultural operators and so on.     

防御信号途径在B型烟粉虱取食烟草诱导抗蚜防御中的作用

B型烟粉虱取食能够诱导烟草产生对烟蚜的抗性反应,为了明确水杨酸和茉莉酸防御信号途径与烟粉虱诱导抗蚜防御之间的关系,采用生化分析、实时定量PCR、蚜虫生物活性测定等方法比较了烟粉虱若虫取食对烟草水杨酸、茉莉酸含量、通路下游防御基因表达水平的影响及外源水杨酸、茉莉酸对烟蚜生长发育的影响。结果显示：烟粉虱侵染能够显著激活水杨酸防御途径,在取食15天后,水杨酸水平较对照升高1.40倍,水杨酸下游防御基因PR-1a及PR-2a分别较对照升高3.22和0.74倍;然而烟粉虱侵染后烟草叶片茉莉酸含量与对照相比无显著变化,JA下游防御基因PI-II和TPI的转录水平分别较对照降低73.91%和56.73%。生测结果显示,外源施用水杨酸对烟蚜的存活率和相对平均生长率具有显著不利影响。烟草叶片施用1 mmol/L水杨酸后,蚜虫的存活率及相对生长率分别较对照降低43.2%和11.54%;然而喷施茉莉酸甲酯对蚜虫的生长发育无不利影响。上述结果表明,水杨酸介导的防御应答在B型烟粉虱取食诱导烟草的抗蚜防御中起重要作用。     

肌细胞增强因子2B基因在人和动物中的研究进展

肌细胞增强因子2B(MEF2B)基因属于肌细胞增强因子2(MEF2)基因家族成员,广泛表达于人和动物的肌肉和神经组织中,在肌肉生成、神经系统发育和分化、肝脏纤维化等方面具有重要的作用,作者从MEF2B基因的结构、组织分布、生物学功能及研究进展等方面对该基因进行了综述.     

黄河三角洲台田间渗水池塘的水质变动规律分析

以黄河三角洲地区台田间渗水池塘为研究对象,分析了渗水池塘的水质因子变动规律。结果表明:不同池塘间水质因子差异较大,但均表现出水体盐度较高、氮磷等营养物质含量较低、K+离子含量相对较低、Ca2+离子和Na+离子含量相对较高及K+/Na+显著低于正常海水等特点。结果说明,黄河三角洲地区台田间渗水池塘的水质条件不适合直接进行水产养殖,应对水质调整后才可做养殖之用。     

奶牛免疫功能的影响因素

影响奶牛免疫功能的因素复杂,围产期、能量负平衡以及饲料蛋白质、维生素、某些微量元素的缺乏会引起的奶牛出现免疫功能的降低,饲料中添加某些维生素、微量元素、壳聚糖、酵母细胞壁等添加剂可以增强奶牛的免疫功能,此外,某些中药也可增强奶牛的免疫功能。     

牛羊胎盘免疫调节因子的提取及对PANC-Ⅰ增殖和迁移影响的比较

胎盘免疫调节因子(placenta immunoregulating factor,PF)是从胎盘提取的小分子多肽,对病毒性疾病、免疫缺陷疾病及恶性肿瘤等具有潜在的临床应用价值.为检测牛(Bos taurus)和绵羊(Ovis aries)胎盘免疫调节因对人(Homo sapiens)胰腺癌细胞(pancreatic cancer cells-Ⅰ,PANC-Ⅰ)增殖与迁移的影响,本研究对从屠宰场获得的牛和绵羊胎盘进行分离,利用双酶水解法制备PF,将质量浓度为100～2 000 ng/mL的牛、羊PF作用于体外培养的PANC-Ⅰ细胞,以3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲酯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium,MTS)法观察细胞增殖抑制率,应用流式细胞技术检测其对PANC-Ⅰ细胞周期的影响.并利用Transwell迁移实验检测添加PF对PANC-Ⅰ细胞迁移能力的影响,同时通过实时荧光定量PCR法检测肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene,PS3)和细胞周期依赖性蛋白激酶抑制因子1A基因(cyclin-dependent kinaseinhibitor 1A,P21)的表达情况.结果显示,17.11 g绵羊胎盘制得0.588 mg PF,6.61 g牛胎盘制得0.312 mgPF,胎盘质量与所得PF的质量比约为20 000∶1.在体外培养的PANC-Ⅰ细胞培养液中添加PF,从形态上观察,牛羊PF对PANC-Ⅰ细胞没有明显的影响.绵羊PF处理后PANC-Ⅰ细胞增殖抑制率为9.75％～22.89％,牛PF处理后PANC-Ⅰ细胞增殖抑制率为-3.81％～23.56％,增殖抑制率最显著的绵羊PF浓度为500 ng/mL,牛PF浓度为1 000 ng/mL.绵羊PF在浓度为500 ng/mL时,PANC-Ⅰ细胞的PI和SPF最低,而牛PF各浓度下的胰腺癌细胞增殖指数(proliferation index,PI)和增殖活性(S-phase fraction,SPF)没有明显的变化.同时,牛羊PF对PANC-Ⅰ细胞的迁移能力无显著影响.牛羊PF使PANC-Ⅰ细胞P53表达上调而P21表达下调.上述结果表明,在一定浓度下,PF对体外培养的PANC-Ⅰ细胞增殖有负调控作用,且牛羊胎盘免疫调节因子对胰腺癌细胞的影响不同,可能因为其存在的活性成分有区别.本研究为胰腺癌的治疗提供了新的思路.