Genomic Prediction of Arsenic Tolerance and Grain Yield in Rice: Contribution of Trait-Specific Markers and Multi-Environment Models

Many rice-growing areas are affected by high concentrations of arsenic(As). Rice varieties that prevent As uptake and/or accumulation can mitigate As threats to human health. Genomic selection is known to facilitate rapid selection of superior genotypes for complex traits. We explored the predictive ability(PA) of genomic prediction with single-environment models, accounting or not for trait-specific markers, multi-environment models, and multi-trait and multi-environment models, using the genotypic(1600 K SNPs) and phenotypic(grain As content, grain yield and days to flowering) data of the Bengal and Assam Aus Panel. Under the base-line single-environment model, PA of up to 0.707 and 0.654 was obtained for grain yield and grain As content, respectively; the three prediction methods(Bayesian Lasso, genomic best linear unbiased prediction and reproducing kernel Hilbert spaces) were considered to perform similarly, and marker selection based on linkage disequilibrium allowed to reduce the number of SNP to 17 K, without negative effect on PA of genomic predictions. Single-environment models giving distinct weight to trait-specific markers in the genomic relationship matrix outperformed the base-line models up to 32%. Multi-environment models, accounting for genotype × environment interactions, and multi-trait and multi-environment models outperformed the base-line models by up to 47% and 61%, respectively. Among the multi-trait and multi-environment models, the Bayesian multi-output regressor stacking function obtained the highest predictive ability(0.831 for grain As) with much higher efficiency for computing time. These findings pave the way for breeding for As-tolerance in the progenies of biparental crosses involving members of the Bengal and Assam Aus Panel. Genomic prediction can also be applied to breeding for other complex traits under multiple environments.     

番茄对番茄晚疫病抗性遗传分析

试验利用04957(感),04968(感),L3708(抗)和Wva700(抗)4个抗感不同的番茄品种,按Griffing(Ⅰ)完全双列杂交方法配置组合,接种番茄晚疫病,调查发病情况进行分析。结果发现:①不同品种、不同组合间抗病性存在极显著差异;②供试品种间一般配合力和特殊配合力存在极显著差异,Wva700,L3708具有较高的一般配合力效应,二者在配制抗性组合时是较为优良的杂交亲本。Wva700×04957,Wva700×04968组合特殊配合力最高,有进一步研究利用的价值;③抗性遗传中加性效应是主要的,同时存在部分显性,存在细胞质效应;④广义遗传力为90.64%,狭义遗传力为81.48%,均较高,说明亲代对后代的影响作用较大,抗性基因可以通过基因累加的方式在后代中表现出来,宜早代选择。     

基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括：出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

蛋白质激发子Hrip1对小麦黄矮病的诱抗作用

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒（barley yellow dwarf virus,BYDV）引起的一种小麦病毒病,其传播介体是小麦蚜虫,在小麦生产中造成巨大的经济损失。近年来,植物诱导抗性作为一种新兴的植物病虫害防治措施引起了广泛的关注。蛋白质激发子Hrip1可以激活多种植物的免疫防御反应诱导植物产生广谱抗性。本研究评价了Hrip1对小麦黄矮病的诱抗效果。用30 μg/mL的Hrip1溶液进行小麦浸种和幼苗喷雾,随后接种BYDV,接种后第14 d,Hrip1对小麦黄矮病控制效果在50%以上,接种后第21 d控制效果仍在30%以上。实时荧光定量PCR检测结果显示,在Hrip1处理的小麦幼苗体内,BYDV外壳蛋白mRNA的数量显著低于对照组;EPG结果显示,在Hrip1处理的小麦幼苗上,麦二叉蚜寻找叶片刺吸位点和韧皮部取食位点的时间增加。以上结果表明：Hrip1能够有效地抑制BYDV在小麦体内的增殖;影响传毒媒介麦二叉蚜的取食行为,抑制其传毒能力。此外,Hrip1处理小麦能有效缓解BYDV引起的叶片黄化和植株矮化的症状。因此,Hrip1可以作为生物诱导剂综合控制小麦黄矮病。     

水生植物对不同氮磷水平养殖尾水的综合净化能力比较

为了筛选适用于不同氮磷浓度畜禽养殖尾水的生态浮岛优势物种,选取水芹、凤眼莲、鸢尾、再力花、黄菖蒲5种挺水植物和狐尾藻、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物,通过模拟实验考察了这8种植物在不同氮磷浓度条件下的生长特征及其对水中氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）、COD的去除效率,并对其进行曲线回归及主成分分析,综合评价不同水生植物对畜禽养殖废水中氮磷的净化功能。结果表明：凤眼莲、再力花在较低氮磷水平（NH₄⁺-N 80~120 mg·L^-1,TP 8~16 mg·L^-1）下的去除能力明显高于其他水生植物;水芹和黄菖蒲在较高氮磷水平（NH₄⁺-N 180~220 mg·L^-1,TP 30~35 mg·L^-1）下的去除效果较好,并具有良好的适应能力;沉水植物中狐尾藻净化效果较好,生物量增长显著（P<0.05）;凤眼莲在实验过程中虽净化能力良好,但易引发次生环境问题,应谨慎选择,因地制宜。     

12份美国玉米自交系配合力评价

以12份引进美国解禁玉米自交系为供试材料,4份课题组骨干玉米自交系(KA105、KA064、KB043和KB204)为测验种,采用NC-II遗传交配设计,进行配合力测定与分析。结果表明,测验种KA105和KA064产量一般配合力(GCA)效应表现优良,供试美国玉米自交系中PHPR5、MBST、LH213、2FACC、LH212Ht、LH209和PHR47产量GCA效应表现优良。杂交组合PHPR5×KA105、LH213×KA105、PHH93×KA105、2FACC×KA064、LH212Ht×KA105、PHPR5×KB204产量的超标优势较强,可进一步试验。     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性,在大田试验条件下,以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25,比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量,考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降,叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加;根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加,单个瘤重和根冠比则无显著变化;根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加,固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同,南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好,接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

云南省野生动物收容救护调查研究

采用问卷调查法,收集整理云南省27家野生动物收容救护机构2014—2017年期间的相关信息。关注焦点集中于业务范围、类型、运作经费、救护设施和救护人员等反映野生动物收容救护机构性质和救护能力的属性,以及体现机构成绩和救护倾向的野生动物收容、放归野外、康复饲养和调配移送数量等野生动物收容救护数据。采用WPS表格进行统计分析,以TTEST进行相关性检验,对全省各收容救护机构属性与机构野生动物收容救护数据之间的内在联系进行分析。结果表明,云南省野生动物收容救护能力欠缺,各级财政的经费投入不足,存在不科学放归的可能,野生动物收容救护需求量大与收容救护资源有限的矛盾突出,个别机构存在收容救护意愿薄弱现象,收容救护机构的主营业务和救护能力是收容救护工作的主要驱动力。提出加大经费投入,设置收容救护人员编制,规范收容救护行为,提高收容救护技术水平,多渠道高效处置康复饲养野生动物等建议。     

三系母猪配合力测定试验报告:Ⅱ

为了测定三系配套母猪的配合力,在华农温氏皇宫猪场,对5种组合W211、W212、W362、W351和W352的杂交母猪生长发育性能进行对比;用S121系公猪与上述5种杂交母猪配种,生产商品肉猪,比较不同杂交母猪的生长性能、胴体性能、体型外貌和繁殖性能情况。试验结果表明,不同杂交母猪的体型外貌有一定差异,其中,W211系猪乳头数偏少、体长偏短;W212系猪有效乳头数较多、体长中等;W362系猪有效乳头数偏少、体长短;W351系猪有效乳头数偏少、体长较长;W352系猪有效乳头数较多、体长最长。W352系母猪在产仔性能和配种分娩率方面都比W211系母猪要好,其中,一胎猪胎均总仔高0.7头,胎均活仔高0.6头,胎均健仔高0.5头;经产猪的胎均总仔高0.7头,胎均活仔高0.9头,胎均健仔高0.8头。W352系猪生长速度快、背膘稍偏厚。不同杂交母猪都有一定的杂交优势,但W352系母猪在产仔数方面的杂交优势率较明显（大于5%）。W352系猪体型高长、繁殖性能优势明显;三系母猪因杂交优势、高产纳入利用,平均每头出栏肉猪新增获利达13.9元以上。     

6种放线菌抗药性标记及其在植株体内定殖能力测定

用抗药性标记法对6种生防放线菌进行标记,并测定其在黄瓜、小麦、大麦以及大豆体内的定殖能力,发现15—3可以在黄瓜、小麦以及大麦的根部定殖,在黄瓜根部的定殖能力强于在其它两种作物根部的定殖能力。6种生防菌对黄瓜、小麦、大麦以及大豆种子萌发或苗期生长没有明显抑制作用;菌株15—3对大麦、黄瓜以及大豆具有不同程度的促生作用;菌株SE2和A4发酵液对黄瓜的生长有抑制作用。