小黑麦与黑麦花序结构和籽粒特性比较

植物的花序结构及其形态特征是影响种子生产性能的重要因素。对于禾本科植物而言,其花序大小、小穗数、小花数及小花的外稃、内稃和芒的性状特征直接影响种子形成和产量。本研究通过测定小黑麦品系C2、C35和黑麦品系C13、C33的花序结构特征,得到以下结果:小黑麦花序[(14.30±0.52) cm×(1.24±0.09) cm]明显大于黑麦[(13.20±0.35) cm×(0.82±0.02) cm],小黑麦花序长而粗,黑麦花序短而细;小黑麦花序的小穗数[(21.35±1.47)个]少于黑麦[(30.20±0.79)个];小黑麦每个小穗的小花数较多,为3~4朵,黑麦的小花数趋于稳定,每个小穗有2朵小花。从花序中部小穗的小花结构看,小黑麦下位护颖长[(1.27±0.11) cm]和宽[(0.26±0.03) cm]、上位护颖长[(1.30±0.09) cm]和宽[(0.23±0.04) cm]均显著大于黑麦下位护颖长[(1.04±0.05) cm]和宽[(0.08±0.01) cm]、上位护颖长[(0.94±0.10) cm]和宽[(0.06±0.01) cm];小黑麦中部小穗第1小花的外稃宽[(0.32±0.03) cm]、外稃高[(0.24±0.03) cm]和芒长[(8.35±0.51) cm]、第2小花的外稃宽[(0.35±0.04) cm]、外稃高[(0.25±0.05) cm]和芒长[(8.37±1.19) cm]极显著大于黑麦相应值[(0.26±0.01),(0.15±0.01),(5.50±0.19),(0.25±0.01),(0.17±0.01)和(5.18±0.23) cm];第1和第2小花的外稃长[(1.35±0.06),(1.37±0.06) cm]和内稃长[(0.84±0.04),(1.41±0.06) cm]均小于黑麦的外稃长[(1.49±0.05),(1.47±0.05) cm]和内稃长[(1.45±0.05),(1.47±0.04) cm]。小黑麦的穗粒数[(52.50±1.80)粒]显著低于黑麦[(58.50±2.50)粒] (P<0.05),但其穗粒重[(2.08±0.04) g]、粒重[(0.04±0.00) g]和籽粒宽[(3.04±0.32) mm]均极显著高于黑麦 (P<0.01),每个花序的籽粒不仅体积大,而且质量较重,其籽粒的生产性能高于黑麦。小黑麦籽粒呈椭圆形或长卵圆形,浅黄色,表皮皱缩,饱满度差;黑麦籽粒呈窄纺锤形,青灰色,表皮光滑,籽粒饱满。小黑麦和黑麦花序结构与籽粒性状的Pearson相关分析表明,小黑麦花序宽和花序基部小穗数与籽粒长显著正相关(P<0.05),花序长与籽粒宽极显著正相关(P<0.01),花序中部小穗的下、上位护颖宽分别与穗粒重和穗粒数极显著正相关(P<0.01);黑麦花序中部小穗第2小花的内稃长与籽粒长显著正相关(P<0.05),外稃高与穗粒数极显著负相关(P<0.01)。研究小黑麦和黑麦的花序结构和籽粒特征,对正确区分二者和了解其籽粒的生产性能具有重要意义,同时有利于小黑麦的示范推广。     

AtSOS基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究

本研究采用基因工程技术改良紫花苜蓿耐盐性,通过种植转基因耐盐紫花苜蓿达到改良土壤的目的。以紫花苜蓿子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将来源于拟南芥的AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3多基因表达载体导入阿尔冈金紫花苜蓿中,经PCR检测、抗除草剂筛选和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转基因的紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿为材料进行盐处理,每个处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺和K⁺含量、细胞膜透性、叶绿素含量。结果显示,在不同盐浓度处理下,所有植株的株高均有所增长,但在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的长势显著高于野生型植株;随着处理时间的增加,所有植株的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,且野生型植株叶绿素含量均低于转基因植株;在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量的增加量均小于野生型植株,而过氧化物酶、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量的增加量均大于野生型;各植株中丙二醛含量均下降,且野生型植株下降的更为明显;盐处理后,转基因植株根系中Na⁺的积累比野生型植株少,而K⁺的吸收多于野生型植株。转AtSOS基因的紫花苜蓿通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体将细胞内的Na⁺外排,从而减轻盐胁迫对植物体的伤害,提高了转基因植株的耐盐性。     

羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性

为筛选多态性丰富的羊草叶绿体非编码区片段,本研究以9个不同地理位置的羊草居群为材料,通过对12个叶绿体非编码区DNA片段测序及其序列间变异分析试图从中找出有遗传差异的叶绿体DNA(cpDNA)片段,并利用有多态性的cpDNA片段进行遗传多样性分析。结果表明,序列ndhF-rpl32、trnL-trnF、trnC-ycf6、aptI-aptH具有比较丰富的变异,可作为下一步研究野生羊草群体遗传学和谱系地理学较为理想的分子标记。在37个羊草个体4条非编码区片段的合并序列中,共检测到15种单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.928,核苷酸多态性(Pi)为0.00101;遗传分化指数(Fst)为0.58884,基因流(Nm)为0.17,基因流较小;中性检验Tajima’s D(-1.08542)和Fu’s Fs(-5.301)均为负值,且差异不显著(P>0.10),推测羊草遵循中性进化理论,可能经历过种群扩张;AMOVA结果显示,65%的分子变异出现在居群间,35%出现在居群内;Mantel检验得到,遗传距离与地理距离具有显著相关性(r=0.449,P<0.05);居群分化值Nst 0.386(0.1865)大于Gst 0.234(0.1506),差异显著(P<0.05),表明羊草居群存在分子谱系地理结构。通过系统发育树分析得到,羊草15个单倍型分为两大分支,H2和H10聚为一支,它们与别的居群个体亲缘关系较远,其余单倍型聚为另一支;单倍型网络图显示,H2和H12、H10和H12亲缘关系较远,与系统发育树分析结果基本一致。本研究为羊草的种质资源保护、谱系地理学研究等工作奠定了基础。     

凤头白鸭与连城白鸭的群体遗传多样性分析

为系统地评价、保护凤头白鸭资源的遗传多样性,进一步对其开发利用,本研究利用12个微卫星位点(STR分型技术)对凤头白鸭与连城白鸭(各60只)2个群体的遗传多样性参数进行检测和计算。结果表明:除位点AJ272578以外,凤头白鸭群体在APL2、AJ272577、AJ272579、AJ515884、APH01、AY493256、AY4932898、CMO11等8个STR位点上的等位基因多于连城白鸭,在AJ515887、AJ515893、AY493313等3个位点上与连城白鸭相等;凤头白鸭群体的有效等位基因数(Ne)、期望杂合度(He)、观察杂合度(Ho)、多态信息含量(PIC)均大于连城白鸭;2个群体的群体内近交系数(Fis)分别为-0.02、0.09,凤头白鸭群体表现为杂合子过剩。综上,凤头白鸭群体的遗传多样性较连城白鸭更为丰富。     

微卫星分子标记分析四川绵羊群体遗传多样性

为探究四川省6个绵羊群体的遗传多样性,实验应用12个微卫星标记计算基因频率、有效等位基因数、杂合度及多态信息含量来评估群体内遗传多样度,通过遗传距离聚类图、群体结构推测图、主成分分析及群体间分子方差分析来评估群体间遗传关系。结果表明:6个绵羊群体在12个微卫星位点的平均有效等位基因数为3.006~3.176,平均多态信息含量变化为0.559~0.612,平均期望遗传杂合度为0.610~0.670;6个绵羊群体间的遗传关系与地理分布情况及育成史实不完全一致,但遗传距离聚类图、群体结构推测图和主成分分析结果均显示,6个绵羊群体中布拖黑绵羊类群与贾洛绵羊类群遗传关系更近;6个绵羊群体间方差组分F统计量结果为0.112 39,处于中度分化水平。     

狼山鸡保种群不同世代MHC BF基因遗传多样性研究

通过Illumina平台Miseq重测序方法分析不同世代(G0、G5、G10、G12、G14、G15、G17)的MHC BF1和BF2基因座位多态性,揭示狼山鸡不同世代间MHC BF基因遗传多样性,为更好地监测保种效果提供科学的决策依据。在狼山鸡7个世代中分别鉴定出MHC BF1、BF2基因59和34个SNPs。狼山鸡MHC BF1基因观察杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)在G10、G12、G14保持稳定,Ho在不同世代变化情况为G17G15G14、G12、G10G5G0,He和PIC在不同世代变化情况为G17、G15G14、G12、G10G5G0,MHC BF2基因的Ho在G10、G14、G15保持稳定,其他世代变化情况为G17、G12G15、G14、G10G0、G5;He和PIC在G12、G14、G15和G17保持稳定,在其他世代变化情况为G17、G15、G14、G12G10G5、G0。从本研究结果看,狼山鸡不同世代MHC BF1和BF2遗传多样性变化规律不太一致,但总体规律符合波动选择(时空变换的选择)假说,随着时间的推移MHC BF基因遗传多样性变得更为丰富,在某些连续几个世代群体遗传多样性基本保持稳定,这可能与MHC BF基因功能有关。     

Innovative layer genetics to handle global challenges in egg production

1. In commercial layer breeding, extensive gene pools are tested and selected for market requirements which must be anticipated at least 5 years ahead. Field results confirm a continuous positive genetic trend in egg output and better feed efficiency which can be converted into land savings.

2. Animal welfare and cage-free housing dominate future needs of the market. Nesting behaviour and minimal tendency to develop feather-pecking or cannibalism without beak treatment are key trait complexes. Stronger shells for longer production cycles without moulting have to be combined with better bones.

3. No single big gene effect can be expected to control the multifactorial problem of feather-pecking. Adjusting the shape of the beak, with a heritability of .10–.25, can contribute to reducing the risk of severe cannibalism.

4. For better skeletal integrity, the assessment of bone quality in pedigree birds housed in enriched cages is done by keel bone palpation or ultrasound measurement of the humerus. Both traits show similar heritabilities in the range of .15–.30 and can be included in a balanced selection approach for performance, quality and welfare traits.

5. The combination of performance testing and genome-wide DNA marker analysis is a promising tool to generate more progress for a balanced performance and behaviour profile.     

Single step genomic evaluation for female fertility in Nordic Red dairy cattle

Joint Nordic (Denmark, Finland, Sweden) genetic evaluation of female fertility is currently based on the multiple trait multilactation animal model (BLUP). Here, single step genomic model (ssGBLUP) was applied for the Nordic Red dairy cattle fertility evaluation. The 11 traits comprised of nonreturn rate and days from first to last insemination in heifers and first three parities, and days from calving to first insemination in the first three parities. Traits had low heritabilities (0.015–0.04), but moderately high genetic correlations between the parities (0.60–0.88). Phenotypic data included 4,226,715 animals with records and pedigree 5,445,392 animals. Unknown parents were assigned into 332 phantom parent groups (PPG). In mixed model equations animals were associated with PPG effects through the pedigree or both the pedigree and genomic information. Genotype information of 46,914 SNPs was available for 33,969 animals in the pedigree. When PPG used pedigree information only, BLUP converged after 2,420 iterations whereas the ssGBLUP evaluation needed over ten thousand iterations. When the PPG effects were solved accounting both the pedigree and the genomic information, the ssGBLUP model converged after 2,406 iterations. Also, with the latter model breeding values by ssGBLUP and BLUP became more consistent and genetic trends followed each other well. Models were validated using forward prediction of the young bulls. Reliabilities and variance inflation of predicted genomic breeding values (values for parent averages in brackets) for the 11 traits ranged 0.22–0.31 (0.10–0.27) and 0.81–0.95 (0.83–1.06), respectively. The ssGBLUP model gave always higher validation reliabilities than BLUP, but largest increases were for the cow fertility traits.     

黄土高原人工灌草系统不同立地条件土壤种子库特征

本研究通过野外调查取样与室内试验相结合，连续两年对黄土高原人工灌草系统不同坡向、坡位进行取样，以期对该区土壤种子库的物种组成、密度特征及其物种多样性进行初步了解。研究结果表明：该人工灌草生态系统土壤种子库共有9科，15种，其组成因坡位、坡向以及年份而异；坡向、坡位均显著影响土壤种子库物种多样性指数、丰富度指数与土壤种子库密度（P<0.05），土壤种子库密度为3 218～5 492粒·m^-2，总体呈现为阴坡显著高于阳坡（P<0.05），下坡位显著高于上坡位（P<0.05）；坡位和坡向均对物种均匀性系数无显著影响；年份对土壤种子库无显著影响。上述研究可为黄土高原人工灌草系统的可持续利用与恢复提供参考依据。