高直链淀粉玉米amylose-extender基因功能标记的开发及应用

直链淀粉的含量是玉米淀粉品质的重要指标,受隐性核基因amylose-extender(ae)控制。生产中直链淀粉含量的测定费时、费力,因此高直链淀粉玉米的改良需要寻找快速、简便、准确的基因检测方法。本实验对高直链淀粉玉米材料和普通玉米材料ae基因的cDNA进行了测序,结果显示高直链淀粉材料cDNA序列第9外显子(84bp)全部缺失。利用该缺失设计的玉米ae基因的功能标记(ae-InDel),能够检测出纯合基因型个体(AeAe和aeae)和杂合基因型个体(Aeae),该共显性标记能有效用于高直链淀粉玉米的分子标记辅助育种。

近等基因背景下对玉米胚乳突变基因ae的遗传效应研究

采用 8个生产上常用的常规玉米自交系以及它们的 ae近等基因系各组配 16个组合进行裂区试验。测定等基因背景各对组合的直链淀粉含量、千粒重、小区产量及其它农艺性状。结果表明 ,纯合aeae的组合与同型马齿型组合相比千粒重、小区产量普遍降低而直链淀粉含量显著提高 ,遗传背景对ae基因的表达有重要影响 ,自交系和杂交种中可能存在着对 ae基因表达不同数量的修饰基因。

玉米胚乳突变基因ae连锁累赘的SSR分析

本研究通过与玉米胚乳突变基因ae连锁的SSR标记对轮回亲本不同的2个回交一代群体amylose extender(ae)基因两侧的连锁累赘进行了SSR分析,通过均匀分布在ae基因所在的Chr5连锁群上的SSR标记对这2个回交群体的染色体遗传背景回复率开展研究,结果表明,通过MAS可以将回交群体CHBC1F2染色体两侧的连锁累赘分别限定到13.2和17.2cM,将另一回交群体DHBC1F2的染色体的单侧连锁累赘限定到13.9cM。背景选择的结果表明,通过基因组的负选择可以使CHBC1F2群体中某些植株的5号染色体的遗传背景回复率达到85.7%,使DHBC1F2群体的染色体的遗传背景回复率达到87.5%。通过高密度的遗传连锁图谱(比如10～20cM)就可以直接选择在目的基因附近发生重组的个体,减少不需要的染色体片段,降低目标基因附近的搭载效应。

玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应

利用玉米ae1和du1隐性纯和突变自交系与普通玉米自交系48-2的杂交F1、F2代子粒为研究材料,通过单粒法测定子粒的直链淀粉含量和重量,用于分析玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应。结果表明:F2代中具有ae1或者du1纯和突变的子粒表皮皱缩,重量明显下降,直链淀粉含量显著提高。在ae1与du1的杂交后代中,子粒的单粒重和直链淀粉含量没有显著变化,表明ae1与du1双突变并不能导致直链淀粉含量增加。单突变的ae1和du1群体内各子粒间的直链淀粉含量和重量差异较大,说明遗传背景中存在影响直链淀粉含量的修饰基因,表明在选育高直链淀粉玉米品系时,应当重视遗传背景的选择和修饰基因的累加。采用单粒法技术对分离后代进行直链淀粉含量和重量选择,有利于积累高直链淀粉修饰基因,是选育子粒饱满、高粒重的高直链淀粉玉米自交系的有效方法。

AES算法中模逆运算电路设计与实现

AES算法中字节替换和轮密钥扩展都需使用模逆运算.模逆运算是AES算法中最复杂的运算,也是AES算法中最关键的模块之一.本文分析二进制扩展的欧几里德算法,基于该算法使用Verilog HDL设计模逆运算电路,通过FPGA实现模逆运算.电路选用优先权编码器、比较器和移位寄存器等基本逻辑部件组成,使得两个多项式次数的计算、比较、相减和多项式系数的移位操作并行进行,加速模逆运算的过程.硬件实现模逆运算具有高效、快速的特点,对AES算法的硬件实现具有实际价值.

AES快速算法的扩展指令集实现

基于Daemen等提出的AES快速算法,给出了用可配置处理器NiosII扩展指令集实现硬件加速的两种方案——基于片内存储器存储快速算法查找表的方法、用硬件逻辑电路实现S盒并计算出快速算法查找表对应元素的方法,用对前向查找表的查表操作代替了AES算法计算密集的轮变换操作.首先,将快速算法的前向查找表存放在片上内存中,并用12条扩展指令分别完成密钥扩展、轮变换和末轮操作,末轮变换所需的S盒采取对前向查找表的掩模得到;然后,对该方案进行优化以消除片上内存的占用,即推导出S盒与前向查找表的逻辑关系,并采取有限元素求逆的方法用逻辑电路实现S盒,增强了系统安全性并降低了功耗;最后,对扩展指令集和协处理器等多种实现方案进行了测试及性能对比.结果表明,相比于经过结构优化的纯软件快速AES算法,文中提出的方案在仅增加223个LE的条件下,达到了2.47倍的加速比.

玉米ae基因的研究进展

ae基因是一种胚乳突变基因。玉米ae突变体的表现型为玻璃状、无光泽胚乳。ae基因编码淀粉分枝酶Ⅱb(SBEⅡb)是SBEⅡb的结构基因,ae基因定位在玉米第5条染色体长臂上,在玉米中是单拷贝基因。在ae突变体胚乳中,SBEⅡb的活性缺失,子粒的表观直链淀粉含量增加,同时支链淀粉的α-l,6糖苷键分支点的数量降低。本文对ae基因的结构、功能、特性等作了一个较全面的综述,对其做更深入的研究,以改良淀粉品质。

高直链淀粉玉米研究进展

介绍了高直链淀粉玉米研究的发起,综述了育种和生产等方面国内外研究现状;阐述了目前高直链淀粉玉米在育种中存在的问题;提出了利用转基因技术获得高直链淀粉玉米的思路;展望了高直链淀粉玉米的发展前景。

2012年中国CHINET细菌耐药性监测

目的了解国内主要地区临床分离菌对常用抗菌药物的敏感性和耐药性。方法对国内主要地区(13所综合性医院、2所儿童医院)临床分离菌采用纸片扩散法或自动化仪器法按统一方案进行细菌药敏试验,按CLSI 2012年版标准判断结果。结果 2012年1—12月收集各医院临床分离菌共72 397株,其中革兰阳性菌20 354株,占28.1%,革兰阴性菌52 043,占71.9%。金葡菌和凝固酶阴性葡萄球菌中甲氧西林耐药株(MRSA和MRCNS)的检出率平均分别为47.9%和77.1%。甲氧西林耐药株对β内酰胺类抗生素和其他测试抗菌药物的耐药率显著高于甲氧西林敏感株。MRSA中87.0%菌株对甲氧苄啶-磺胺甲口恶唑敏感;MRCNS中89.1%菌株对利福平敏感,发现0.4%菌株对替考拉宁耐药。葡萄球菌属细菌中未发现对万古霉素、利奈唑胺耐药株。肠球菌属细菌中粪肠球菌对所测试的抗菌药物(除氯霉素外)的耐药率均显著低于屎肠球菌。两者中均检出少数万古霉素耐药株,根据表型推测多数为VanA型耐药;此外两者中均有少数替考拉宁和利奈唑胺耐药株。大肠埃希菌、克雷伯菌属(肺炎克雷伯菌和产酸克雷伯菌)和奇异变形杆菌中产ESBLs株平均分别为55.3%、33.9%和20.7%。肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素仍高度敏感,总耐药率4.4%～6.3%。不动杆菌属细菌(鲍曼不动杆菌占89.6%)对亚胺培南和美罗培南耐药率分别为57.0%和61.0%。肠杆菌科细菌中仍有少数碳青霉烯类抗生素耐药株,尤以肺炎克雷伯菌为多。结论细菌耐药性仍是临床重要问题,尤其耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌应引起高度关注。

不同基因型高直链淀粉玉米的遗传效应

将3个ae基因供体亲本和8个普通玉米自交系进行回交转育,测定了自交系本身及其回交转育的BC1F1和BC1F2代的千粒质量和直链淀粉含量.结果表明,BC1F2与BC1F1相比,大多数组合的直链淀粉含量有一定程度的提高,但千粒质量有降低的趋势.在回交的早代材料中,千粒质量和直链淀粉含量无明显的相关性;不同的ae基因供体亲本在遗传背景不同的轮回亲本中的表达效果有很大的差别.

特异性PCR在检测玉米高直链淀粉基因中的应用

根据ae基因序列设计了22对引物,利用这些引物对3个常规玉米自交系和3个具有aeae纯合基因型的高直链淀粉玉米自交系及它们的3个杂交种进行标记,筛选出一对引物并利用这对引物检测21个玉米杂交种,结果表明:这对引物可以将具有AeAe基因型的普通玉米与具有Aeae杂合基因型的普通玉米区分开来,为把普通玉米自交系快速改良为高直链淀粉玉米自交系提供了一种有效的技术。

急倾斜特厚煤层耦合致裂与破碎工艺研发及应用

水压致裂(hydraulic fracturing,HF)与预爆破(pre-split-blasting,PSB)是有效致裂坚硬煤岩体和促进安全开采的技术手段。其存在压裂效果差、润湿周期长、致裂方向、大小与范围有限和易诱发灾害等。针对急倾斜特厚煤层破碎难题,通过理论分析、数值计算、模型实验和现场应用等方法,揭示弱碱性石灰水耦合致裂与破碎机制。基于声发射(Acoustic emission,AE)观测与裂隙光学捕获(Crack Activity Optical Acquiisitions,CAOA)技术方法,揭示了煤岩体裂隙萌生扩展与转异规律。对比分析表明,在煤岩体体积膨胀中产生明显侧向压力,显著促进煤岩体裂隙扩展演化,裂隙扩展速度呈现先增后降趋势。应用实践表明,顶煤破碎度、冒放性和回采率显著提高,开采环境明显改善,这对急倾斜煤层安全高效开采与环境安全具有科学与工程应用价值。

一种超声波局部放电检测辅助装置的研制

为了克服现有GIS设备局部放电测试仪的不足,提出在不改变原有超声波测试仪结构的基础上,增加可拆卸的伸缩绝缘杆、超声波传感器固定组件、传感器与绝缘杆连接部分组件、无线传输信号组件以及伸缩绝缘杆固定底座的设计理念。经过组装之后应用到某变电站,现场检测数据表明,该装置与传统装置比较,现场测试数据偏差不大,同时节省了时间,提高了工作效率,避免了人员登高作业风险。

Ae显性突变体对玉米农艺性状及直链淀粉含量的影响分析

玉米直链淀粉是重要的食品和工业原料,高直链淀粉性状的产生受多种酶和基因-环境等因素的共同影响。玉米ae基因(amylose extender)突变导致子粒中直链淀粉含量增高、子粒表面皱缩、淀粉颗粒呈不规则形状、尺寸不均匀且表面基质蛋白增多,用于玉米育种后获得的品种直链淀粉含量升高,产量显著降低。通过将显性Ae突变体与16份优质玉米自交系杂交,对F1代植株进行开花期、株型、产量性状调查,分析F1代子粒总淀粉、直链淀粉的含量。结果表明,Ae突变体与不同的自交系杂交,F1代直链淀粉含量及产量的变化存在明显差异,与基因型有密切关系,以Ae突变体和W16F41、CA240为亲本杂交,可显著提高直链淀粉含量同时产量变化最小。根据F1代表现筛选直链淀粉含量提高、产量变化较小的双亲配制杂交种,可加速高直链淀粉玉米新品种培育进程。