276份中亚大麦种质资源表型性状的遗传多样性分析

【目的】分析引进中亚大麦种质资源遗传多样性,提高大麦种质资源利用效率,为我国新疆大麦品种选育和品种改良提供参考依据。【方法】以引进于塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦的276份大麦种质资源为材料,对其幼苗生长习性、分蘖力、穗密度、芒性、侧小穗、穗轴茸毛、棱型、株高、穗长、单株穗数、每穗粒数、千粒重等12个主要农艺性状,分析与评价水分、粗蛋白、粗纤维以及粗淀粉等4个品质性状的遗传多样性,采用聚类分析对株高、穗长、单株穗数、每穗粒数和千粒重等5个数量性状和4个品质性状。【结果】7个质量性状的遗传多样性指数变幅为0.39~0.79,遗传多样性指数变异幅度最高的是幼苗生长习性;5个数量性状的遗传多样性指数变幅为1.57~2.03,变异系数为0.75%~4.26%,变异范围较小。【结论】基于数量性状和品质性状聚类分析将276份中亚大麦种质资源材料分成4大类群,获得2份优异大麦品种资源,分别为2013-7-DM073和吉引2013-7-DM-105。

玉蜀黍属植物叶绿体基因组进化及变异研究

玉蜀黍属(Zea)又名玉米属,包含玉蜀黍(俗称玉米,Z. mays)及其野生种,是全球重要谷物之一,也是基础研究的模式植物。为深入解析该属物种系统发育关系和遗传变异规律,研究利用NCBI已发表的201个玉蜀黍属植物Illumina二代测序数据,通过组装、注释和分析,全面探究玉蜀黍属植物叶绿体基因组。结果表明,玉蜀黍属叶绿体基因组呈典型的环状四分体结构,全长为140 443~141 050 bp,GC含量为38.4%,共有128个基因被注释;密码子偏好性分析发现,玉米与其他物种差异明显,尤其对UUA密码子偏好性最明显;玉米与其他物种重复序列总体上无明显差异,但在简单重复序列类型中,玉米与其他物种区别较大;所有样本在系统发育分析中被分为四组,共鉴定出79个单倍型,同一组样本聚集,主成分分析结果支持不同组的样本可清晰分开;核苷酸多态性分析准确定位了10个高变位点,可作为潜在的DNA条形码。综上,研究揭示了201个玉蜀黍属植物叶绿体基因组之间的遗传变异和系统进化关系,为加速玉米育种进程提供了细胞器遗传基因组的新视角。

谷子苗期硒高效品种筛选及评价

谷子是抗逆性强且营养价值丰富的粮饲兼用作物。硒是人体和动物必需的微量元素,适量的硒能促进作物生长发育和品质提升。本研究旨在探讨不同基因型的谷子苗期硒响应能力,建立筛选与评价体系。对具有代表性的205份谷子核心种质资源的苗高、叶面积、茎粗、地上鲜重、地下鲜重、根冠比、主根长、根系总体积、根尖数、地上部硒含量和地下部硒含量等11个指标的硒响应系数进行相关性分析,并采用隶属函数法综合评价不同品种的苗期硒响应能力,筛选硒高效与硒低效品种,在生理水平上分析其植株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明,205份谷子种质资源可划分为5类,其中16份材料属于硒高效品种,45份材料属于硒较高效品种,60份属于硒中等效率品种,66份属于硒较低效品种,18份属于硒低效品种;施加0.5 mmol/L的亚硒酸钠使谷子植株SOD和POD酶活性增强,CAT酶活性降低。总之,以综合指标评价谷子苗期硒高效品种的方法更为客观,保护酶系统在谷子苗期硒响应中具有重要作用。

谷子SiMAPK3基因的克隆和表达特性分析

丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶,在植物生长发育、响应逆境胁迫及激素信号转导等方面具有重要作用。以谷子品种豫谷1号为试材,克隆与拟南芥AtMAPK3同源性最高的谷子SiMAPK3基因,并系统利用生物信息学方法分析SiMAPK3蛋白理化性质、结构与功能;利用RT-qPCR技术检测SiMAPK3基因在谷子拔节前期不同组织和不同非生物逆境胁迫下的表达水平。结果表明,谷子SiMAPK3基因开放阅读框为1128 bp,编码一个含有376个氨基酸的蛋白,预测蛋白分子量为43427.85 Da,等电点为5.46。谷子SiMAPK3为不含信号肽的亲水性膜外蛋白,其二级结构包含44.27%的α螺旋、14.67%的β折叠、5.07%的延伸链及36.00%的无规则卷曲,其第44-328位氨基酸之间含有Pkinase保守结构域,属于MAPK蛋白激酶家族。谷子SiMAPK3三级结构与拟南芥MAPK具有很高的相似度,存在着11个丝氨酸、8个苏氨酸、4个酪氨酸及大量潜在磷酸化位点。RT-qPCR分析表明,SiMAPK3在拔节前期谷子根、茎和叶中均有表达,其在叶片中的表达量最高,约为其在根中表达量的25倍。SiMAPK3响应了低温(4℃)、高盐(300 mmol/L NaCl)、干旱和ABA(200μmol/L)、JA(200μmol/L)的胁迫。在低温胁迫12 h后,SiMAPK3的表达量上调了16倍,在高盐胁迫3 h后,SiMAPK3的表达量上调了8倍。谷子SiMAPK3基因的克隆及功能分析,为进一步解析谷子叶片生长发育及响应低温和高盐等胁迫信号转导过程提供重要依据。

单侧上颌骨缺失修复后咀嚼效率的测定

目的探讨单侧上颌骨缺失赝复体修复的咀嚼效率。方法采用吸光度法,分别测定单侧上颌骨缺失赝复体修复前后的咀嚼效能。结果初戴赝复体1周、1个月、3个月后,与初戴前后比较有显著性差异(F=0.635,P=0.002),初戴1个月后咀嚼效率提高了59.98%。结论对单侧上颌骨缺失,赝复体修复能显著提高患者的咀嚼效率,并在1个月后达到稳定。

单侧上颌骨切除术后赝复体修复患者的语音评价

目的:对单侧上颌骨缺失患者赝复体修复前后的语音及修复效果进行评价。方法:单侧上颌骨缺失患者15例,给予设计中空式基托的上颌阻塞器赝复体修复,练习被检敏感音/a/、/o/、/e/、/i/、/u/后,分别在初戴前和初戴后输入CSL4400,均测量第1、2、3共振峰(Formart)的平均值。使用SPSS11.0对资料行配对t检验。结果:初戴赝复体前后被检敏感音之间的差异主要集中在F2和F3上(P<0.05),初戴后较初戴前F3有显著性上升。结论:初戴后修复体重建软腭,有效地封闭了口鼻通道,形成近似正常的口腔环境。除F1外,初戴后几乎所有元音的F2、F3均发生改变。单侧上颌骨缺失患者赝复体修复,能显著提高语音效果。

玉米昼夜节律钟基因CCA1的克隆及表达分析

昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。本研究利用从水稻和拟南芥中分离到的CCA1基因序列作为靶序列BLAST获取Genbank中的信息,通过RT-PCR方法克隆获得了一条2326bp的玉米CCA1基因cDNA序列。BLAST比对发现其与水稻、大麦和拟南芥的序列相似性分别达73.7%、69.4%和39.8%。利用NCBI中的ORF Finder软件分析,发现该序列包含一个2163bp的开放阅读框,编码720个氨基酸残基,蛋白的分子量约为78819.17Da,等电点为6.468。推测其含有3个myb-DNA结合域、7个N-豆蔻酰化位点、1个G-box蛋白结合域以及1个蛋白跨膜结合域。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在玉米叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势。本研究为进一步研究玉米CCA1基因在调控玉米光周期敏感现象中的功能,阐明玉米光周期敏感机制提供了科学依据。

植物NAC转录因子的研究进展

近年来,新发现的NAC转录因子是具有多种生物功能的植物特异性转录因子,其N端为150个左右保守的氨基酸组成的NAC结构域。NAC转录因子在植物生长发育、激素调节和抵抗逆境胁迫等方面发挥着重要的作用。就植物NAC转录因子的基本结构特征、生物学功能及其在植物细胞次生壁生物合成过程中的作用进行了综述。

植物响应低磷胁迫的功能基因组研究进展

磷对植物的生长发育起着重要的作用,但土壤有效磷含量不足已成为世界范围内制约作物产量和品质提高的重要因素。植物在遭受低磷胁迫时,体内会形成适应性机制,因此解析调控植物对低磷胁迫适应性的分子机制也成为科学领域的一大热点。从功能基因组的角度,包括磷胁迫诱导的差异基因表达谱、差异基因的功能类别、基因调控网络、非编码RNA以及植物激素参与的植物耐低磷调控机制等方面综述了近年来植物响应低磷胁迫的分子机制。

谷子WRKY转录因子基因家族分析

[目的]谷子是抗旱研究的模式植物,谷子基因组测序的完成,为分离鉴定谷子抗旱基因提供了便利,WRKY基因参与植物非生物胁迫应答,在植物抗旱方面也发挥重要作用。为分离鉴定谷子WRKY类抗旱转录因子基因,从而为谷子抗旱机理研究和抗旱育种提供参考。[方法]采用生物信息学方法,对谷子转录因子SiWRKY基因家族进行了分离鉴定和表达分析。[结果]我们发现,谷子基因组中存在103个WRKY基因,分布在谷子的9条染色体上,根据在染色体上的位置命名为SiWRKY1-SiWRKY103。[结论]80%的谷子WRKY基因在干旱胁迫后上调表达,表明其参与谷子抗旱机制,为植物抗旱研究提供了候选基因。

大麦(Hordeum vulgare)昼夜节律钟基因CCA1的克隆及表达分析

昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。利用BLAST手段以玉米中的CCA1基因序列作为靶序列,调取Genbank数据库信息,并结合RT-PCR方法获得了大麦的cDNA同源序列。BLASTx分析发现其与水稻和玉米的序列相似性分别达到72%和69%。通过ORF Finder软件分析发现,该序列包含一个2157bp的开放阅读框,编码一个由718个氨基酸残基组成的蛋白序列,其分子量为77 769.4Da,等电点为6.55。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在大麦叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势,且在华大麦1号和华大麦2号中的表达曲线存在一定的差异。本研究为进一步研究大麦CCA1基因在调控大麦光周期响应途径中的功能,阐明大麦光周期敏感机制提供了科学依据。

不同基托设计的双重牙列修复对唇腭裂患者咀嚼效能和语音的影响

目的:对唇腭裂患者术后采用不同基托设计的双重牙列修复前后的咀嚼效能和语音效果进行评价,判断其修复效果。方法:选择6例腭侧孔腔在1cm×1cm以内,或腭部隐裂患者,分别给予双重牙列修复,一种是颊侧基托和假牙列的双重牙列,另一种是颊侧基托和假牙列并在腭侧作基托,覆盖孔腔和隐裂。分别在初戴前及初戴后、初戴1个月后行咀嚼效能和语音测试,采用SPSS11.0软件包对资料进行配对t检验。结果:2种设计方式的双重牙列初戴后,1个月咀嚼效能显著提高(P<0.01),被检敏感音之间的差异主要集中在第2共振峰(F2)和第3共振峰(F3)上(P﹤0.05)。2种设计之间比较,咀嚼效能和语音检测均无显著差异。结论:2种设计方法均可显著提高咀嚼效能,改善语音功能。唇腭裂患者如腭侧孔腔很小,在1cm×1cm以内,或腭部隐裂患者,不必行腭侧基托设计,语音、咀嚼效能和美观同样得到提高和改善。

套筒冠固位赝复体修复下颌骨大型缺损:附1例报告

目的:探讨套筒冠固位赝复体修复技术治疗下颌骨大型缺损的可行性和临床效果。方法:1例下颌骨大型缺损患者,利用右侧下颌第二磨牙及左侧下颌第一、二磨牙套筒冠做固位体,制作固定与活动联合的赝复体。结果:套筒冠赝复体能够在患者口腔中自如就位,恢复患者的咀嚼、语音功能及面部外形,患者对修复效果满意。结论:对下颌骨大型缺损患者,利用患者的余留牙制作套筒冠固定-活动联合赝复体修复的方法是可行的,临床效果满意。

唇腭裂患者的双重牙列修复

目的 试图修复唇腭裂患者的牙列 ,以恢复他们的美观、咀嚼和发音功能。方法 用双重牙列修复的方法对 2 3例唇腭裂患者进行治疗。结果 2 3例患者全部得到满意的效果。结论 双重牙列是唇腭裂患者比较实用的修复方法。

施肥水平和种植密度对张杂谷5号产量及其构成要素的影响

优质高产的杂交谷子为我国乃至世界的粮食保障提供了有力保障,但良种需良法配套,为此研究杂交谷的最佳栽培条件。采用五因素二次通用旋转组合设计,探讨氮、磷、钾、行距和株距对张杂谷5号产量及其构成因素穗数、穗粒数、千粒重的影响。结果表明,产量与穗数、穗粒数显著正相关,而与千粒重无显著相关。氮、行距、磷、钾对产量和穗粒数有显著影响,氮肥和行距影响较大,而磷和钾肥影响较小。行距、株距和氮对穗数有显著影响,随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小,穗数呈增加趋势。施磷水平对千粒重有显著影响,随着施磷量的增加,千粒重表现先升后降的趋势。在研究的5个因素中,施氮水平、施钾水平以及株距之间交互作用对穗粒数和产量有显著影响;施氮水平与株距之间的交互作用对千粒重有显著影响。该5个因素与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。使张杂谷5号产量最大的农艺方案为氮施用量186kghm–2,P2O5施用量95kghm–2,K2O施用量60kghm–2,行距23cm,株距13cm,预期产量为6683kghm–2。

施肥和密度对张杂谷5号光合特性及产量的影响

本研究采用5因素二次通用旋转组合设计,探讨氮、磷、钾、行距和株距对张杂谷5号光合特性与产量的影响。结果表明,产量与叶面积指数、净光合速率、叶绿素含量显著正相关。单因素氮、行距、磷、钾对产量和净光合速率有显著影响,氮肥和行距影响较大,而磷和钾肥影响较小。单因素行距、株距和氮对叶面积指数有显著影响,随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小,叶面积指数均表现先增后减趋势。单因素施氮和钾水平对叶绿素含量有显著影响,随着施氮、钾量的增加,叶绿素含量均表现为先升后降的趋势。在所研究的5个因素中,施氮水平、施钾水平以及株距之间交互作用对产量有显著影响;施钾水平与施氮水平、株距之间的交互作用对净光合速率有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。使产量大于6200kg/hm2的优化因素取值的95%的置信区间为施氮(N)178～197 kg/hm2、磷(P2O5)88～101 kg/hm2、钾(K2O)54～67 kg/hm2、行距为22～24 cm、株距为12～13 cm。

全基因组关联分析:基因组学研究的机遇与挑战

全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)是利用全基因组范围内筛选出高密度的分子标记对所研究的群体进行扫描,分析扫描得出的分子标记数据与表型性状之间关联关系的方法。GWAS的出现为全面系统地研究基因组学掀开了新的一页,目前主要应用于人类疾病复杂性状的分析,已鉴定出大量与人类复杂疾病或数量性状相关的遗传变异,成为研究人类基因组学的关键手段。在植物基因组中的研究应用虽刚刚起步,但也取得了良好的效果,应用GWAS发掘植物复杂数量性状基因、为植物分子育种提供依据已成为国际植物基因组学研究的热点。然而,GWAS的结果还存在一些问题,并非早期预测和想象的那样简单。现针对GWAS的特点,对其在人类基因组和植物基因组中的应用及其未来发展进行综述。

氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响

为研究氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响,以大丰30为材料,施氮量设4个水平,施磷量设3个水平,采用2因素裂区设计,共12个处理,3次重复,通过测定每个处理的叶片生长指标和光合特性对氮磷配施进行研究。结果表明,当施氮量为300 kg/hm^2,施磷量为120 kg/hm^2时,植株叶片的综合性状表现最好。所以,在施肥时采用T8处理(施氮量为300 kg/hm^2,施磷量为120 kg/hm^2),才能使玉米的光合速率最高,干物质积累量最大,在减少投资的情况下使玉米高产稳产。

氮磷配施对玉米‘良玉188’光合特性及产量的影响

通过田间试验,以玉米‘良玉188’为材料,设4个施氮量处理、3个施磷量处理,共组成12组配比方式。测定玉米叶片拔节期和灌浆期的光合特性相关指标;调查成熟期农艺性状及产量性状,探究最佳氮磷配施比例,实现肥料效率的最大化。结果显示:N300P240条件下‘良玉188’拔节期到灌浆期的气孔导度的增加量为10.75%,净光合速率减少量为61.5%,蒸腾速率的增加量为64.24%,水分利用率的减少量为85.66%。在12个氮磷配施处理下,随着施肥量的增加,穗粒数和百粒重逐渐增加,当施氮量为300 kg/hm^2、施磷量为240 kg/hm^2时,玉米的株高为233 cm,穗位高为82.33 cm,穗粒数为582.67粒,百粒重为41.65 g,籽粒产量达到9076.05 kg/hm^2。研究结果表明,施氮量为300 kg/hm^2、施磷量为240 kg/hm^2时,玉米品种‘良玉188’光合效率最高;株高、穗位高和穗粒数等农艺性状相对较好,增产效果最佳。

小米吸水特性及其与蒸煮时间的相关性

为了探索不同品种小米吸水率、吸水速率与蒸煮时间之间的关系,对7个谷子品种采用离心沥水法测定了1 h内不同时间的吸水率、吸水速率,采用直接蒸煮试验测定了米粒蒸煮开花时间,通过研究吸水率、吸水速率不同变化曲线、并将其与蒸煮时间进行相关分析及聚类分析。结果表明,7个品种小米0~2 min吸水率曲线急剧上升,2~60 min基本呈2种趋势上升,其中5个品种吸水率变化呈缓慢上升的S型曲线,其余2个品种吸水率变化趋于直线上升。小米2~20 min内的吸水率、吸水速率与蒸煮时间均呈极显著负相关关系,30 min后吸水率与蒸煮时间仍为负相关,而吸水速率与蒸煮时间为正相关。小米吸水特点为前期吸水快,后期吸水慢,每个品种小米2 min吸水率均是吸水率变化陡缓转变的拐点,2 min吸水速率均是吸水速率变化的高峰值,因此小米2 min的吸水率和吸水速率可作为其吸水的2个特征值;由于小米的吸水率与蒸煮时间呈极显著负相关关系,通常蒸煮时间短的类型蒸煮品质好,因此可以把谷子2 min的吸水率或吸水速率作为快速鉴定谷子优良蒸煮品质的方法,也可作为谷子品质育种中蒸煮品质的简单筛选方法。