大豆分子育种研究新进展

分子育种是当今世界大豆产业发展的主要推动力,已成为国际大豆种业竞争的核心技术。介绍了2012-2013年间国内外大豆分子育种研究的新进展：以高通量测序为基础的功能基因组学研究更深入、更广泛;克隆并验证了与开花、产量、结瘤和抗逆性等重要性状相关的基因;发掘出一批新的分子标记或QTL,强化了传统分子标记与新技术、新方法的有机结合;在遗传转化体系优化方面取得了一些新进展,并在大豆中对一些目标基因进行了功能鉴定;一批具有抗虫、耐除草剂等单一及复合性状的转基因大豆新品种获得多国安全认证,允许进口食用、饲用或商业化种植,并对今后一段时间内大豆分子育种领域的发展趋势进行了展望。     

草地早熟禾干旱胁迫转录组差异性分析

干旱是影响草地早熟禾生产力的主要因素之一。在没有参考基因组的情况下, 为了揭示草地早熟禾在干旱处理下基因表达谱的变化, 本文采用了高通量Illumina Hiseq测序平台对草地早熟禾的对照组(CK)与干旱处理组(D)进行转录组测序, 并对测序数据进行了分析研究, 进一步探究了草地早熟禾干旱应答的分子机制。结果表明, 在干旱处理下共检测到24465个差异表达的基因, 筛选后获得4143个上调基因和4415个下调基因, 共占差异表达基因总数的34.98%。经富集分析后得, 与蛋白激酶、蛋白磷酸酶、碳代谢以及ABA等相关的基因可以作为研究草地早熟禾干旱响应机制的主要研究对象。qRT-PCR分析表明, 随机选出的8个差异性表达基因的表达趋势与高通量测序结果相一致。此外, 还候选了吲哚-3-甘油磷酸合成酶、蛋白磷酸酶、已糖激酶、钙结合蛋白、叶绿素a/b结合蛋白等基因作为与草地早熟禾干旱胁迫相关的应答候选基因, 为揭示草地早熟禾耐旱分子机制奠定了基础。     

金华猪和长白猪粪便微生物移植小鼠的肠道古菌结构分析

本试验旨在比较肥胖型的金华猪和瘦肉型的长白猪肠道古菌结构的差异,分析菌群移植小鼠肠道古菌结构。采集金华猪和长白猪的新鲜粪便,通过灌胃移植到经广谱抗生素处理过的小鼠肠道中,提取2种猪粪便及其移植小鼠的盲肠内容物总基因组DNA,使用古菌通用引物对古菌16S rRNA的V4区进行PCR扩增,通过Illumina Hiseq测序平台对扩增产物进行高通量测序,使用QIIME等软件对测序序列进行分析统计。结果表明:金华猪和长白猪粪便及其移植小鼠盲肠内容物中的古菌主要包含3个门,分别为奇古菌门(Thaumarchaeota)、广古菌门(Euryarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota),其中金华猪粪便中广古菌门的丰度高于长白猪;在属水平上主要包含4个已知属,优势属为餐古菌属(Cenarchaeum)。二者移植小鼠的盲肠内容物古菌结构,在门水平上,移植小鼠的奇古菌门比例占70%以上;奇古菌门的古菌几乎全部来源于餐古菌属;在门和属的水平上,金华猪和长白猪粪便移植小鼠的盲肠古菌结构无显著差异(P0.05),但基于操作分类单元(OTU)水平的主成分分析显示出很好的组内聚集。由此可见,奇古菌门的餐古菌属是金华猪和长白猪粪便和其移植小鼠盲肠中的优势古菌;金华猪粪便中广古菌门的丰度高于长白猪粪便,且二者移植小鼠盲肠内容物之间古菌结构在OTU水平上存在一定的差异。     

亚马逊黑土及其黑碳颗粒中的真菌丰度和多样性互不相同

Amazonian Dark Earth (ADE) is a highly fertile soil of anthropogenic origin characterized by high levels of charred black carbon (BC).It is considered a model of fertility;however,knowledge on the fungal community structure and diversity inhabiting ADE and its BC particles is scarce.Fungal community structure and diversity of ADE and its BC from four sites under different land uses (three agricultural systems and a secondary pristine forest) in the Brazilian Central Amazon were evaluated by 18S rRNA gene pyrosequencing.Fungal communities in ADE and BC were dissimilar and showed differential abundances of fungal operational taxonomic units (OTUs).Estimated fungal species richness (abundance-based coverage estimate and Chao-1 index) and diversity estimators (Shannon and Simpson's reciprocal indices) were higher in ADE than in BC in all agricultural areas.No differences were observed in those parameters in ADE and BC samples from the secondary forest.Pezizomycotina fungi and OTUs assigned to Cordyceps confragosa,Acremonium vitellinum,Camarops microspora,and Hirsutella rhossiliensis were more abundant in BC particles than in ADE.These findings represent a breakthrough in our understanding of fungal communities in BC particles from ADE,and will be valuable in future studies considering biochar application in soil.     

甘肃高山细毛羊性成熟期卵巢组织候选miRNA的研究

为丰富绵羊mi RNA数据库和了解mi RNA对哺乳动物卵巢的调控机理,应用高通量测序技术成功构建甘肃高山细毛羊性成熟期卵巢mi RNA的c DNA文库,获得9 321 775条clean reads,鉴定出267条绵羊新mi RNAs序列,分析发现候选mi RNA首位碱基对U和A具有偏向性。候选mi RNA共预测到12 692条靶基因,GO注释表明,多达70%的基因与细胞及细胞间组分和元件有关,超过77%的基因参与了细胞过程,约78.5%的基因具有结合功能。KEGG通路分析显示约10.61%的基因与代谢通路有关。试验结果对研究绵羊卵巢mi RNA具有一定的理论价值和现实意义。     

利用高通量测序技术分析IHHNV感染凡纳滨对虾的基因差异表达

[目的]研究传染性皮下及造血组织坏死病毒（Infectious hypodermal andhematopoietic necrosis virus,IHH-NV）感染凡纳滨对虾的基因差异表达,为进一步了解IHHNV与凡纳滨对虾的相互作用分子机制提供参考.[方法]采用454高通量测序技术对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾进行转录组测序,测序获得的序列除去接头后用iAssembler软件进行拼接得到unigene（单一基因序列）,通过计算各unigene的转录本数目（RPKM）确定差异表达基因,并以实时荧光定量PCR验证基因的差异表达.[结果]采用454高通量测序技术对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾进行转录组测序,共获得208690条短序列,序列拼接共得到21912条tmigenes;通过对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾的测序数据比较分析,结果发现221个差异表达基因,包括81个上调表达基因和140个下调表达基因.经实时荧光定量PCR验证,454高通量测序数据统计的基因表达差异结果可靠.[结论]IHHNV感染显著影响凡纳滨对虾免疫相关基因的表达,而利用高通量测序技术可有效检测出这些差异表达基因.     

产谷氨酰胺转胺酶菌株的高通量筛选

【目的】用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量筛选高产谷氨酰胺转胺酶(MTG)的茂原轮枝链霉菌菌株。【方法】利用紫外诱变获得茂原轮枝链霉菌突变体库后,分别利用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量初筛产MTG菌株,然后依次用试管和摇瓶发酵法复筛,并对96孔板高通量筛选方法的条件进行了优化。【结果】利用醋酸纤维素膜显色法从3 000株紫外诱变的菌株中筛选出1株高产MTG茂原轮枝链霉菌,其MTG活性为4.9U/mL,较出发株(MTG活性2.7U/mL)提高了80%。优化的96孔板高通量筛选方法为:直径为3mm左右的单菌落接种至150μL发酵培养基中,30℃200r/min培养72h;利用该法从3 415株紫外诱变的菌株中筛选获得了2株MTG高产株,其MTG活性为5.4U/mL,较出发株(MTG活性为3.0U/mL)提高了80%。【结论】利用基于醋酸纤维素膜和96孔板的2种高通量筛选方法分别筛选到1株和2株高产MTG的茂原轮枝链霉菌;相较传统的选育方法,这2种高通量筛选方法都大大降低了经济成本,提高了筛选效率,缩短了选育周期。     

基于高通量测序的准噶尔盆地荒漠土壤细菌多样性及群落结构特征

荒漠草地占新疆草地总面积的46.9%,不同荒漠类型的气候差异显著,植被和土壤类型也各不相同。以准噶尔盆地大面积分布的3种代表性荒漠植被类型(南缘伊犁绢蒿荒漠、腹地白梭梭荒漠和北缘盐生假木贼荒漠)为研究对象,应用高通量测序技术,分析比较3种荒漠植被类型的土壤细菌群落组成和多样性特征。结果表明:放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和拟杆菌门是准噶尔盆地荒漠土壤中6个主要优势类群细菌,其相对丰度累计超过94%。放线菌门在3种荒漠类型中相对丰度最高,均超过50%,但差异不显著(P>0.05);酸杆菌门在伊犁绢蒿荒漠中相对丰度最高,厚壁菌门在白梭梭荒漠丰度最高,拟杆菌门在盐生假木贼荒漠丰度最高,且这3种菌门在3种荒漠类型中差异显著(P<0.05);在3种荒漠类型中,白梭梭荒漠细菌操作分类单元(OTU)数最少,多样性最低。Pearson相关性分析和RDA分析结果均表明,年均降水量和土壤有机碳是影响细菌群落结构组成和多样性最显著的环境因子。     

不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征

分析不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征,旨在解析不同施肥水平对甘蔗植株内生细菌群落的影响,为挖掘和利用有益内生细菌及其功能提供理论依据。结果发现,门分类水平,施肥处理条件下甘蔗植株根系中放线菌门(Actinobacteria)细菌丰度占比均低于相应的不施肥处理,但绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰度占比均高于不施肥处理。属分类水平,Haliangium、 Acidicapsa、 unclassified＿f＿＿Ktedonobacteraceae和unclassified＿f＿＿Acidobacteriaceae＿Subgroup＿1是常规施肥水平(3000kghm^-2,H处理)条件下甘蔗植株根系特有的优势内生细菌属;而鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是减量施肥水平(1500 kg hm^-2, M处理)下特有的优势内生细菌属;中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、 norank＿f＿＿BIrii41、糖霉菌属(Glycomyces)、 norank＿f＿＿67-14、 Reyranella、 unclass...