花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F_(2)、F_(3)和F_(4)为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F_(2)、F_(3)和F_(4)各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.128和0.119;以重组自交系叠加上一轮的育种群体为预测群体,各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.131和0.160。全基因组选择联合近红外筛选要比单独的全基因组选择对各世代的含油量选择效果提高1.8%、2.7%和3.4%;与单独的近红外筛选相比,差异不显著(0.10%、0.06%和0.07%);而近红外筛选与全基因组选择相比,含油量可显著提高1.7%、2.6%和3.3%。通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选育种,F_(3)和F_(4)分别比F_(2)的含油量提高1.2%和1.0%。F_(4)总共获得16个入选改良株系,有10个株系含油量≥55.0%,其中2个株系(SF_(4)_201和SF_(4)_379)的理论产量分别比对照增产7.0%和11.1%。本研究通过建立花生含油量性状的全基因组选择-近红外光谱筛选联合育种技术,可有效实现花生含油量性状的遗传改良。

院地合作推进地方产业高质量发展的思考——以广东省农业科学院揭阳分院为例

为进一步推进地方农业产业链完善和强化,打造优势产业集群,助力地方产业提质增效,以广东省农业科学院揭阳分院为例,对揭阳市的农业基础和特色产业链发展现状进行调研分析,总结分析目前院地合作中仍存在合作机制不够完善、院地资源难以充分共享、院地合作目标和需求不一致等问题。揭阳分院要全面深度参与揭阳农业产业链“链长制”建设和基层人才培养等工作,深化院地合作交流机制,加快建立资源共享平台,创新院地合作模式,以期为科研院校与地方的深度合作、推进地方产业高质量发展提供新思路。

中国南方区试花生品种的遗传多样性分析

【目的】揭示我国南方花生品种的SSR标记遗传多样性,明确品种间的亲缘关系,为今后花生品种的遗传改良提供分子依据。【方法】通过100对SSR引物分析了54份中国南方花生区试品种的遗传多样性,并进行聚类分析,同时通过品种系谱分析其中21份南方花生区试品种的亲本来源。【结果】有47对供试引物在不同品种间检测出多态性,每个多态性引物检测的等位基因数为2~7个、平均2.93个,多态性信息量(PIC)为0.067~0.764、平均0.336。对54个品种的聚类分析结果表明,SSR聚类结果与品种来源存在相关性,同一省份的品种更倾向于聚为一类。系谱分析结果表明,福建、广东、广西3个省份花生育成品种的亲本来源是相互交叉的,以伏花生和狮头企为主培育出的粤油551、粤油551-116、汕油27以及在此基础上培育出的汕油71、汕油523是南方花生品种常用的骨干亲本。【结论】中国南方花生区试品种的遗传多样性较低,存在遗传基础狭窄的缺点。今后在品种选育过程中,应充分利用国内外的花生种质资源,培育新遗传背景下的骨干亲本,拓宽花生育成品种的遗传基础,增加花生品种的遗传多样性。

基于广泛靶向脂质组学与近红外技术的高低油酸花生鉴评

【目的】探索一种能鉴定花生品种与评价品质的新型检测方法,筛选高油酸花生特异性脂质生物标志物。【方法】采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,对2个油酸含量差异显著的花生品种,即高油酸品种开农1715(KN1715)和低油酸品种冀花7号(JH7H)进行农艺性状考察、近红外分析(Near infrared spectroscopy,NIRS)与广泛靶向脂质组学(Widely targeted lipidomics,WTL)研究。【结果】农艺性状测定结果表明,高油酸花生品种KN1715的主茎、第一侧枝长度比JH7H分别高11.72%和33.74%,差异显著;而单株荚果数、单株饱果率、百果重、百仁重、出仁率分别低46.23%、5.02%、5.35%、11.68%、17.17%,差异显著。品质性状检测结果表明,KN1715的油酸、硬脂酸、花生酸、蛋白质、氨基酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸含量均显著高于JH7H,亚油酸、棕榈酸、山嵛酸、二十四烷酸含量则相反;广泛靶向脂质组代谢物分析表明,高、低油酸品种间存在较大的脂质代谢物差异,共筛选到16类295种脂质分子,进而通过对差异代谢物多元统计分析,最终筛选到3类31种核心差异脂质分子。结合核心差异脂质代谢物与品质指标,通过聚类与相关性分析,得到可视化表型与脂质代谢物特征图谱。【结论】该方法基于广泛靶向脂质组学与近红外技术,可以很好地实现从表型与脂质分子层面对花生品种进行品种与品质鉴评。