转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。     

Regional and temporal differentiation of virulence phenotypes of Puccinia triticina from common wheat in Russia during the period 2001–2018

Leaf rust, caused by the fungus Puccinia triticina, is one of the most damaging rust diseases of wheat in Russia. Populations of P. triticina were monitored in seven regions of Russia from 2001 to 2018, with a total of 5,191 single urediniospore isolates from bread wheat (Triticum aestivum) being analysed. Populations have changed significantly in all regions since 2012, after 2 years of drought (2010–2011). Regional collections of P. triticina were also significantly different between the two periods 2001–2009 and 2012–2018, with changes along two geographic gradients from West Siberia to the north-west and south-west (North Caucasia) of the European part of Russia. All tested isolates were avirulent to resistance gene Lr9 in 2001–2009 but, since 2010, virulence to Lr9 has occurred and annually increased in the Asian part of Russia (Ural and West Siberia) due to deployment of cultivars with the Lr9 gene. Virulence to Lr2a and Lr15 was considerably lower in Dagestan (6%–33%) and all European regions (35%–67%) than in Asian regions (84%–96%). During 2001–2009, virulence on Lr1 was also lower in Dagestan (33%) and the European regions (50%–77%) than in Asia (91%–96%); however, by 2012–2018, nearly all isolates were virulent on Lr1. Remarkable changes were observed in frequencies of P. triticina races defined by their virulence/avirulence to Lr1 and Lr2a genes. We postulate the P. triticina population in Dagestan is specific to that area and pathogen populations in European and Asian parts of Russia are distinct.     

杉木木质化过程特异表达基因文库的构建与分析

研究木质部木质化过程及其生物学特性对于了解木本植物水分和矿物质的吸收及运输机制、木材形成的遗传控制、改良材性及提高木材生长量具有十分重要的意义。为了获得杉木木质化过程中特异表达的基因,本研究利用抑制差减杂交技术,以杉木突变体独干杉无性系为测试方(Tester),正常的句容0号无性系为驱动方(Driver),构建了正向和反向两个差减文库,分别获得了618和409个克隆。利用通用引物T7和SP6进行PCR及EcoRⅠ酶切鉴定文库重组子,结果证明所构建的文库符合要求,具有代表性。该文库的成功构建为获得杉木木质化过程中特异表达的基因及深入了解木本植物木质化的机理奠定了基础。     

甜玉米品质遗传改良研究进展

甜玉米为具有果蔬和谷物特征的新型农作物,其营养丰富,适口性好,受到国内外消费者和科研人员的广泛关注。甜玉米含淀粉合成缺陷基因,糖类在胚乳中大量积累,是鲜食玉米主要类型之一。根据缺陷基因的不同,甜玉米可分为普甜玉米、超甜玉米和加强甜玉米等类型,不同类型间食味品质和营养品质差异较大。甜度、爽脆度、果皮厚度、风味等是甜玉米的主要食用品质特性,这些性状受微效多基因控制,其遗传研究及育种改良应用均面临很大挑战。目前,甜玉米品质相关的研究取得了一定进展,研究者对甜玉米食味品质（含糖量、果皮厚度等）和营养品质（维生素、矿物元素、蛋白含量等）的主要评价指标进行鉴定和分析,获得了大量研究成果,主要集中在表型变异、遗传力、QTL 位点、候选基因等层面。这些研究的开展为甜玉米营养改良提供了重要的理论和分子基础。对甜玉米品质相关（包括甜玉米形成的遗传基础、维生素 E、果皮厚度、锌含量、玉米黄质和蛋白质含量）的国内外研究进展进行综述,并探讨了甜玉米遗传改良的发展方向,为甜玉米品质改良和优质品种培育提供理论依据。     

新疆库尔勒地区羊源产志贺毒素大肠杆菌及其耐药性分析

为了解新疆库尔勒地区羊源产志贺毒素大肠杆菌（Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC）毒力基因的分布情况及其耐药性,对新疆库尔勒地区羊肉生产环节（养殖场、定点屠宰场和市场）的282份样品进行STEC的分离鉴定,并检测毒力基因的编码情况,进一步检测了17种常用抗生素的耐药情况。结果表明：羊肉生产环节样品中检出72株STEC,检出率为25.5%。72株STEC中编码毒力基因stx1+stx2、stx1、stx2、rfbE、eae、hly的数量分别为22、45、2、0、4、51个。其中,羊养殖场中存在较多的非O157 STEC,检出率为37.3%;stx以stx1为主,检出率达到了652%。72株STEC中以β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类抗生素耐药为主,STEC菌株的多重耐药比较严重,最多可耐9种抗生素,多重耐药情况主要是耐1种和耐2种抗生素。研究表明,羊肉生产环节中羊养殖场存在大量的非O157 STEC菌株,且耐药情况比较严重,务必预防源头污染。     

基于FSEC赛车电池箱的结构设计与强度分析

以中国大学生电动方程式赛车的电池箱体研究为背景,对电池箱的结构设计和强度分析方面进行了研究论证,提出了电池箱设计的总体思路,使电池箱的结构设计紧凑合理,工作安全可靠,符合赛事规则。这对纯电动乘用车在电池箱的结构设计方面也具有参考和借鉴的价值。     

中国东北小麦白粉菌（Blumeria graminis Dc．speer）毒力频率分析

本试验于１９８２，１９８７，１９８８和１９９２年在东北地区的辽宁海城、沈阳、大连和吉林公主岭４个观察圃中系统观测了含有不同抗白粉菌基因的小麦品种和拟等基因系的白粉病病情：Ｐｍ１、Ｐｍ５、Ｐｍ７及Ｐｍ３ａ或Ｐｍ３ｂ和Ｐｍ３ｃ的病情均达２０ＭＳ以上，感病严重．Ｐｍ２＋６，Ｐｍ２或Ｐｍ４抗性较强，病情仅达０～５ＨＲ．采用离体活动圃鉴定法观测表明：１９８７～１９８８年各病圃白粉菌出现频率较高的基因为：Ｖ７（６７．２％～８０．４％，平均７４．０％），Ｖ１（６７．９％～７８．１％，平均７３．１％），Ｖ３ｃ（６１．９％～７１．４％，平均６７．６％），Ｖ５（６２．３％～７３．１平均６７．３％），Ｖ３ｃ（４３．０％～５１．８％，平均４８．７％），Ｖ３ａ（３２．７％～４７．８％，平均３９．５％），Ｖ５（１５．６％～２６．５％，平均２０．２５％）；出现频率较低毒力基因为Ｖ２＋６（０％～１．６％，平均０．５１％），Ｖ２（２．１％～７．６％，平均４．０５％）和Ｖ４（５％～１２．６％，平均８．６％）。     

水貂阿留申病毒VP2基因主要抗原表位区的原核表达

根据GenBank中已发表的水貂阿留申病毒(ADV)VP2基因核苷酸序列分别设计合成两对引物,用PCR方法扩增ADV国内分离株VP2基因中主要抗原表位区的两个片段,分别将其克隆到原核表达载体pMAL-c2的多克隆位点中。经酶切、PCR扩增和测序分析证实其已正确插入到表达载体中,且阅读框是正确的,构建原核表达载体pMAL-VPa和pMAL-VPb。阳性重组质粒转化宿主菌TB1,用IPTG进行诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE检测和免疫印迹分析。结果表明两段蛋白均获得了表达,表达产物的分子质量分别约为63、65kD,与理论推测的分子质量一致;并在终浓度为1mmol/L的IPTG诱导下,4h时其表达量达到高峰;Western blot分析表明表达蛋白能被兔抗MBP抗体所识别,具有一定的抗原性。     

仔猪保温箱行为观察及分析

在北方寒冷气候条件下,跟踪并观察记录了哺乳期仔猪在保温箱内的若干行为,根据行为学要求,对所采集到的数据进行整理分析,进而提出仔猪保温设备应具备的要求和设计新思路。