云南省杂交籼稻品种试验分析

为筛选出适合云南籼稻地区种植的高产稳产、抗病性强以及米质优良的杂交籼稻品种,加速育种进程和成果转化,以‘凌禾优78’为对照,通过品种试验,对8个杂交籼稻参试品种的产量、田间表现、抗病性及米质等多方面进行对比分析。结果表明,除‘云两优252’外,其余品种综合性状优良,2021年和2022年两年区域试验平均产量达10000 kg/hm2以上,比CK增产5%的品种有5个,生产试验产量均高于9800 kg/hm2,其中‘云两优9801’产量最高,比CK增产8.8%以上;米质分析结果表明,‘云两优2198’的米质为农业部食用稻品种品质普通标准,‘云两优42’、‘云两优9801’、‘云两优9802’、‘云两优9803’、‘玉龙优和占’、‘华中优9326’两年米质均达农业部食用稻品种品质优质标准;‘云两优252’产量为9730.95 kg/hm2,低于CK,其米质为农业部食用稻品种品质普通标准。因此,‘云两优42’、‘云两优9801’、‘云两优9802’、‘云两优9803’、‘玉龙优和占’和‘华中优9326’为优质品种,‘云两优2198’是高产稳产品种。推荐以上7个品种进行审定,该研究为水稻品种审定和水稻增产增收提供依据。

云南彩色食用花生新品种培育与产业化开发

彩色花生是集观赏、鲜食、营养、保健于一体的多色种皮特色食用型花生。云南省是我国食用型花生的代表性产区之一。近年来,在传统种植的红皮小粒花生品种的基础上,发掘出种皮颜色七彩、紫色、黑色为代表的食用花生优异种质,育成云花23号等高糖、低油等特色食用型花生新品种10个,这些优异的食用型花生品种具有品质和销售价格上的优势,通常年份一般产值约7.5万元/hm^(2)、最高产值超过15万元/hm^(2),大幅提升了区域花生产值,大大助力了产区的乡村振兴。

云南不同稻区稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析

为了解稻瘟病菌的群体遗传结构,选用13对SSR标记对2007—2013年分离自云南省陆稻区、籼稻区和粳稻区(共计13个州)的125个稻瘟病菌单孢菌株的全基因组DNA进行PCR扩增及分析,结果13对引物共检测出128个等位基因;聚类分析表明,在相似系数为0.57时,125个供试菌株可划分为29个遗传宗谱,优势宗谱YN02包含了39个菌株,占总菌株数的31.20%,次优势宗谱YN08包含了15个菌株,占总菌株数的12.00%,其余71个菌株分属27个宗谱;表明云南省既有优势宗谱,又有较多遗传多样性的小宗谱,菌株群体遗传多样性丰富;比较不同稻区菌株群体的宗谱频率发现,陆稻区菌株的宗谱频率为65.52%,粳稻区和籼稻区菌株的宗谱频率分别为27.59%和13.79%,表明陆稻区菌株群体的遗传结构比粳稻区、籼稻区菌株复杂。因此,针对菌株群体宗谱较少,且优势宗谱突出的地方,应加强品种多样化种植,有利于稻瘟病菌群体的稳定化选择,降低病害流行风险。

云南草地贪夜蛾监测体系建设

草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是中国新近入侵且对玉米生产造成严重威胁的重大害虫.云南是境外草地贪夜蛾入侵中国的首站,也是草地贪夜蛾由西南边陲深入中国内陆地区的重要虫源地.草地贪夜蛾监测是云南开展草地贪夜蛾区域生态防控的关键前提.该研究从构建云南草地贪夜蛾监测体系的指导思想,应予监测的主要信息,监测区域规划,重点监测区与类型,监测体系组织管理等5个方面,系统阐释了云南草地贪夜蛾监测体系建设的基本思想和建设方略,提出了由省、地(市)植保部门与玉米种植户共同组成,形成三位一体、三级联动的监测组织模式的构想.本研究为云南草地贪夜蛾的监测防控提供了新思路、新路径.

云南元江普通野生稻稻瘟病菌无毒基因鉴定与分析

为了明确分离自云南元江普通野生稻4个自然居群稻瘟病菌无毒基因的组成。以分离自元江普通野生稻上的52个单孢菌株和24个以丽江新团黑谷为背景的稻瘟病抗性单基因系为试材,用苗期喷雾接种的方法,对供试菌株进行无毒基因构成鉴定。结果显示,52个稻瘟病菌菌株组成的群体中,中等、弱和无致病力的菌株占比分别为34.69%、65.39%和1.92%,以弱致病力菌株占优势;52个菌株仅对含有Pi19、Pii、Pi3、Pib和Pish等5个抗性单基因系具有强或中等毒性,对持有其余19个抗性基因的单基因系具有弱致病性或无致病性;根据供试菌株对24个水稻抗性单基因系的致病性分析,无毒基因的组成可分为10种类型。研究结论认为云南元江普通野生稻稻瘟病菌对24个水稻单基因系的致病性普遍偏弱,但仍存在致病性分化的现象。

云南草地贪夜蛾区域生态防控思想与对策

云南是中国草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)危害最严重的省份,统筹云南草地贪夜蛾区域防控对于全国草地贪夜蛾防控具有重要战略意义.作者提出并阐述了云南草地贪夜蛾区域生态防控思想,将云南草地贪夜蛾发生地划分为七大发生区,以边境防控、虫源地防控和通道防控作为典型案例,探讨了区域生态防控对策.研究将为制定云南草地贪夜蛾科学防控方案提供理论依据和科学指导.

大豆DELLA基因家族的泛基因组比较和功能分析

DELLA基因与绿色革命密切相关,在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低,对大豆DELLA基因深入研究,创制耐密植的大豆品种,有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据,通过泛基因组分析鉴定了232个大豆DELLA基因,其中19个基因发生移码突变,不能编码有DELLA蛋白特征的产物.分析结果显示,每个种质资源有8个DELLA基因,分别位于不同的染色体上,GmGAI1s和GmGAI2s编码的蛋白具有典型的DELLA结构域;GmRGL2s和10号染色体上GmRGL1编码的蛋白在DELLA,LExLE和TVHYNP保守序列上与GmGAI1s和GmGAI2s蛋白不一致;而来源于20号染色体的GmRGL1蛋白缺失DELLA结构域.表达模式分析显示,GmGAI1s在植物不同组织器官中表达水平较高,可能发挥主要作用;GmGAI2s,GmRGL1 s和GmRGL2s分别在花、果荚、籽粒等的发育过程中优势表达,可能参与了这些组织器官的发育调控.此外,对大豆DELLA蛋白进行互作分析,提出DELLA蛋白调控下游基因表达可能的作用机制.这些结果为进一步明确大豆DELLA基因的生物学功能、创制耐密植大豆种质提供参考.

mTOR信号通路影响人早幼粒白血病细胞株HL60的趋电性

生物电信号指导的细胞定向迁移行为在多细胞生物体的重大生理和病理过程中发挥重要作用,然而电信号指导细胞定向迁移的机制并不清楚.利用体外直流电刺激探究细胞定向迁移机制是研究生物电信号指导细胞行为常用的手段.作者对人早幼粒白血病细胞株HL60的趋电性作用进行了研究,发现在300 mV/mm的直流电场中,HL60细胞发生明显朝向电场阴极的趋电性运动,其趋电性指数和轨迹速度分别为0.89±0.04和9.72±0.38μm/min;Rictor敲低突变株的趋电性与野生型之间无限制性差异.利用高浓度mTOR的特异性抑制剂PP242药物处理HL60细胞后,细胞在直流电场中的趋电性指数降低到0.82±0.06,运动速度也被显著抑制.以上研究结果表明,mTOR信号通路在HL60细胞的趋电性运动中发挥了一定的作用,但Rictor并不是关键基因.研究结果为开发生物电场依赖的靶向药物提供了理论基础.

蒜芥茄SsFLS2基因的克隆及其表达分析

【目的】克隆云南野生蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium Lam.)中的FLS2基因,并对其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、系统进化以及表达情况予以分析,初步探究野茄FLS2基因在黄萎病胁迫下的生物学功能。【方法】基于前期所测转录组数据(蒜芥茄接种黄萎病病原菌),克隆获取蒜芥茄FLS2基因,命名为SsFLS2;利用生物信息学分析软件对SsFLS2基因的理化性质进行分析,并通过实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)检测其在蒜芥茄根、茎、叶的表达以及在接种黄萎病病原菌后不同时间的表达情况。【结果】蒜芥茄SsFLS2基因全长3655 bp,具有完整的ORF框,编码1126个氨基酸。其编码蛋白的分子式为C_(5596)H_(8814)N_(1494)O_(1627)S_(4),理论分子量为124.34 kD,理论等电点(pI)为7.33,总平均亲水性系数为0.081。该蛋白二级结构主要由42.81%的无规则卷曲、40.23%的α-螺旋、13.23%的延伸链以及3.73%的β-折叠组成,且存在跨膜结构,定位于细胞膜上,其中可被磷酸化且超过阈值线的位点,共计151个。SsFLS2蛋白的氨基酸序列与马铃薯(Solanum tuberosum)同源蛋白(XP 006358149.2)的关系最近。RT-qPCR检测发现,在蒜芥茄根、茎、叶中均有SsFLS2基因的表达,且根、叶中的相对表达量极显著高于茎部;接种黄萎病病原菌后72 h内,处理组和对照组均在24 h时,SsFLS2基因的相对表达量大幅度增加且极显著高于其他时间点。【结论】本研究成功克隆蒜芥茄的SsFLS2基因,并对其编码蛋白的理化性质及基因表达情况等进行分析。结果表明,SsFLS2是蒜芥茄响应黄萎病胁迫的重要基因,结果可为进一步研究该基因在蒜芥茄黄萎病抗性中的功能奠定基础。

大豆根瘤菌Y63菌株的分离与鉴定

在大豆生产中充分发挥共生固氮作用,在减少氮肥的施用、增加土壤微生物的活性、保证耕地及农业生态系统健康、促进绿色农业的可持续性发展等方面具有重要意义。本研究以高产、优质、多抗、广适的大豆品种中豆63为捕获宿主,对湖北省洪湖市高产示范田中的中豆63根瘤菌进行分离与鉴定。采用平板划线分离、BTB反应试验等方法筛选出符合根瘤菌表观特征的菌株,并将获得的菌株进行16S rDNA序列扩增,构建系统发育树,鉴定从中豆63的单个根瘤中分离得到的2个大豆根瘤菌菌株,分别命名为Y63-1与Y63-2。通过抗生素抗性分析表明,Y63-1具有羧苄青霉素(Carbenicillin)、头孢霉素(Cefotaximesodium)、氨苄青霉素(Ampicillin)和利福平(Rifampin)4种抗性,Y63-2具有硫酸卡那霉素(Kanamycin)、羧苄青霉素(Carbenicillin)、氨苄青霉素(Ampicillin)和利福平(Rifampin)4种抗性。最后以慢生型根瘤菌113-2及快生型根瘤菌HH103作为对照,将获得的两个根瘤菌Y63-1与Y63-2按一定的比例通过盆栽回接中豆63,在接种后42天及51天分别对不同接种比例下中豆63植株地上部分鲜重、结瘤数及根瘤干重进行统计学分析,结果表明Y63-1∶Y63-2=2∶1接种中豆63时结瘤效应最佳。混合接种后根瘤中Y63-1与Y63-2的比例初步鉴定结果显示,Y63-1为主效根瘤菌。本研究丰富了我国的根瘤菌资源,研究结果为大豆根瘤菌混合接种技术在大豆生产中的推广应用提供了理论依据,也为生产中通过接种高效根瘤菌提升中豆63及其它品种产量潜力奠定了理论基础。

大豆骨干亲本中豆41主要农艺性状的配合力分析

骨干亲本是新品种培育的重要种质材料,明确骨干亲本的配合力及遗传特点,可以为在育种中高效利用骨干亲本提供理论依据。本研究以骨干亲本中豆41和其他9个大豆材料为亲本,采用不完全双列杂交法组配30个杂交组合,分析杂种F1的10个产量和品质相关性状的配合力及遗传参数。配合力分析表明:中豆41具有较高的一般配合力(GCA),除蛋白质含量为负值外,其余9个性状的GCA均为正值,且均为10个亲本中最大值。中豆41组配的杂交组合大部分表现优异,具有较高的特殊配合力(SCA),在30个杂交组合中,中豆41×郑196、中豆41×新四粒黄和中豆41×中黄319在产量相关性状上均表现出较高的SCA。遗传分析表明,株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重、单株产量、蛋白含量和脂肪含量主要受基因加性效应影响,底荚高度则受基因加性效应和非加性效应共同影响。本研究明确了大豆骨干亲本中豆41的配合力特点,为育种中高效利用中豆41提供了理论依据。

不同生态区气象因子对花生产量相关性状的影响

分析气象因子对花生生长及产量的影响,探讨栽培生境与花生产量形成的关系,旨在为花生生产布局和高产栽培提供参考依据。以9个花生品种为材料,在云南7个不同生态区连续种植2年,采用方差分析、相关性分析和通径分析等方法,分析气象因子对花生农艺性状及产量的影响。结果表明:德宏、大理、东川、临沧和盐津的温度和积温较高,花生结果数多,出仁率和产量较高,是种植花生的适宜区域。方差分析发现花生的生长发育和产量受基因型和环境因素的共同影响,较高的气温和积温有利于缩短花生结荚期进而缩短全生育期天数。通径分析表明产量构成因素中以百果重对产量的影响最大,气象因素中以积温的影响最大。温度越高地上部越高大,单株果数和饱果数越多,百果重和百仁重也就越高,从而增加花生产量。光照时间过长和昼夜温差过大不利于地上部生长和分枝结实。

水稻株型的遗传基础与分子调控机理研究进展

高产是水稻育种的主要目标之一,而水稻株型对水稻产量具有决定性作用。从基因层面上解析水稻株型的形成机理是利用分子育种技术培育理想株型的前提和条件。从理想株型的概念、叶片形态和穗部性状、水稻株型的重要激素调控机制、株型相关基因的克隆与功能研究等方面总结了水稻理想株型的研究进展,分析了现有研究存在的问题,并提出未来水稻株型的研究方向,以期为通过株型改良提高水稻产量及培育超高产水稻品种提供参考。

用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的KASP标记集开发

目前,我国工业大麻种质资源的分子筛选和分子鉴定主要依赖于AFLP、SSR和重测序等方法,缺乏快速、准确、直观的分子标记体系,开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Al-lele Specific PCR,KASP)标记集及其检测体系具有良好的应用前景。研究首先基于大麻素B位点基因多态性成功开发了1个特异性KASP位点,能够准确区分大麻种质资源中的低毒型、高毒型和中间型三种化学型;随后基于来自95份不同大麻种质资源的全基因组重测序SNP数据,总共开发了32个高质量的核心KASP标记。验证表明,该33个KASP标记集及其检测体系可以应用于工业大麻辅助育种、工业大麻品种分子鉴别和指纹图库构建等,丰富了工业大麻分子标记类型和方法。

磷脂酰肌醇3激酶通过Akt和ERK抑制盘基网柄菌细胞的趋电性

目的磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)通过调控肌动蛋白在细胞定向运动中发挥重要作用。然而,PI3Ks的结构和功能很复杂,人们对PI3Ks在细胞趋电性运动中的作用并不完全清楚。因此,本文以模式生物盘基网柄菌细胞为实验材料,探究其中的PI3K1和PI3K2在细胞趋电性运动中的作用。方法首先利用CRISPR/Cas9系统介导分别构建PI3K1编码基因pikA基因敲除突变株和PI3K2编码基因pikB基因敲除突变株;随后将2个突变株置于强度为12 V/cm的直流电场中,记录并分析两个突变株的趋电性。结果数据分析显示,野生型细胞在直流电场中的方向指数为(0.86±0.03),而pikA-和pikB-突变株在直流电场中的运动方向指数分别为(0.95±0.02)和(0.94±0.03);此外,野生型细胞在电场中的平均轨迹速度(3.34±0.08)μm/min,而pikA-和pikB-突变株的平均轨迹速度分别为(4.85±0.20)μm/min和(5.48±0.15)μm/min,t检验表明突变株和野生型的方向性指数和运动速度都存在极显著的差异。蛋白质印迹实验结果显示,pikA-和pikB-突变株中磷酸化Akt和磷酸化ERK都显著增加。结论PI3K1和PI3K2在盘基网柄菌细胞趋电性运动中可能通过增加Akt和ERK的活性发挥抑制作用。

云南芥菜型油菜资源品质及苗期耐旱性评价

为研究芥菜型油菜的耐旱性,对150份云南芥菜型油菜地方品种的品质及苗期不同干旱程度下植株地上及地下部进行研究。结果表明,参试芥菜型油菜耐旱性总体表现较好,品质变异丰富,其中油酸、芥酸变异系数大于1,依据品质性状参试品种大致聚为三类;中度及重度干旱均能显著影响油菜地上部及根系的生长,其中对根系影响更大;各品质性状与耐旱性相关分析表明,中度干旱条件下,耐旱性与含油量及芥酸、花生烯酸2种极长链脂肪酸呈显著正相关,与5种长链脂肪酸硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸为显著负相关,而重度干旱条件下均不相关,同一品种在不同程度干旱下其耐旱性有差别;含油量与极长链脂肪酸呈显著正相关,与长链脂肪酸及蛋白含量呈显著负相关,极长链脂肪酸与长链脂肪酸间呈极显著负相关。共筛出8个综合耐旱性强的材料。

流式细胞仪对甘蓝花粉倍性的测定

利用流式细胞仪测定甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)花粉的倍性,以甘蓝GL21028的花粉为材料,以叶片为对照,比较花粉2种处理方式、3种不同细胞裂解液、2种核酸染料的效果差异。通过B缓冲液处理后获取的花粉细胞可以直接染色,为最简便处理方式;采用“Aru”buffer和Y 2种裂解液,染色剂DAPI,处理甘蓝叶片和花粉,通过流式细胞仪检测,样本细胞DNA成峰集中,细胞碎片很少;配制的Y裂解液能够适用甘蓝材料流式细胞仪的观察。甘蓝花粉通过B缓冲液处理后,可以直接作为流式细胞仪倍性鉴定的材料,不再需要其他处理,配制的Y裂解液可以得到较好的试验结果。

联合全基因组关联和转录组分析筛选玉米拟轮枝镰孢穗腐病的抗性候选基因

玉米是我国第一大粮食作物,实现玉米的高产稳产对于我国粮食安全、农业稳定有重要意义。穗腐病是一种严重危害全球玉米的真菌性病害,会造成玉米大幅减产和品质劣变。本研究选用我国玉米穗腐病的优势致病菌拟轮枝镰孢(Fusariumverticillioides),对241份来源广泛的玉米自交系进行2年田间人工接种抗性鉴定,同时利用20,586个高质量SNP标记通过全基因组关联分析(genome-wideassociationstudy,GWAS),鉴定拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点;在此基础上选取对拟轮枝镰孢穗腐病表现高抗和高感的玉米自交系各1份,其籽粒在室内接种拟轮枝镰孢,通过对3个不同侵染时间的籽粒进行转录组测序(RNA-seq),分析抗感材料差异表达基因(differentiallyexpressedgenes,DEGs)及其富集情况;结合GWAS和RNA-seq结果,共同定位筛选抗病候选基因。主要研究结果如下:(1)综合2年田间抗性鉴定结果,筛选到4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,其中含有热带血缘的玉米种质对拟轮枝镰孢穗腐病表现出更好的抗性。(2)2年GWAS分析共检测到26个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点,其中有18个位点位于前人定位到的QTL范围内。(3) RNA-seq结果表明,抗感材料对病原菌的响应基因不同。与感病材料相比,抗病材料均显示出更多的DEGs,且都有更多的上调基因;在抗感材料特异性DEGs共同富集的GO条目和KEGG通路中,抗病材料中富集到的DEGs占比显著多于感病材料;一些与植物防御病原菌相关的条目和通路也仅在抗病材料中被特异富集。(4)在GWAS检测到的显著关联位点上下游100 kb范围内筛选与转录组DEGs共同定位到的候选基因,结果 16个基因被GWAS和RNA-seq同时检测到;根据这些基因的蛋白功能及相关文献报道,从中预测到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因。综上所述,本研究筛选出4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,来自热带、亚热带的玉米种质可以作为抗逆性品种选育的研究重点;对抗感玉米自交系响应拟轮枝镰孢侵染的DEGs及其相关抗病机制进行了初步解析,联合GWAS和RNA-seq共定位到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因,研究结果为玉米穗腐病抗性基因的克隆验证与抗性品种的培育提供了一定的理论依据。

云南野生茄资源的分类和遗传多样性研究

为了明确云南野生茄资源的遗传背景,对其进行分类鉴定,本研究利用9个形态性状和8对SSR引物对从云南省搜集的43份野生茄资源进行遗传多样性分析。6个数量性状的变异系数在14.89%~95.64%之间,变异系数最大的性状是单果重,最小的是果实横径,遗传多样性指数在1.638~1.993之间。3个质量性状中,果实颜色主要为绿色和绿紫色,果实形状主要为圆球形和卵圆形,而果肉颜色主要是白色和绿白色。特征值大于1的主成分共有3个,累计贡献率为69.453%,其中果实特征占主要成分。8对SSR引物的平均有效等位基因数为1.7276,Shannon’s信息指数为0.641 1,多样性指数为0.385 0。非加权算术平均法(UPGMA)聚类分析表明,在相似系数0.48处,43份野生茄资源划分为2大类群,第一类群包括7份野茄材料,其余36份为第二类群。以上结果可为野生茄资源的进一步研究和利用提供理论依据。

解淀粉芽孢杆菌OMR1-7菌株对拟石莲花属多肉植物黑腐病的生防效果

【目的】明确解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)对拟石莲花属(Echeveria)多肉植物黑腐病病原菌——尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的生防效果。【方法】从小粒野生稻(Oryza minuta)根部分离和鉴定了1株内生解淀粉芽孢杆菌OMR1-7菌株,测定其对拟石莲花属多肉植物品种血色罗密欧黑腐病菌F.oxysporum KMEARM-2菌株和静夜黑腐病菌F.oxysporum KMJY6菌株的拮抗效果、产铁载体和生物膜能力、定殖能力以及温室防效。【结果】OMR1-7菌株对2种黑腐病菌菌丝抑制率分别为57.15%和74.29%,菌体抑制率分别为84.82%和86.15%。该菌株可造成2种黑腐病菌的侵染结构畸形,产孢量减少。该菌株产铁载体相对量为80.98%,具有较强的铁元素竞争能力,且能够产生生物膜,在血色罗密欧和静夜植株的根、茎、叶内稳定定殖,预防黑腐病菌的侵入和蔓延。OMR1-7菌株对血色罗密欧和静夜黑腐病具有良好的生防效果,温室防效分别为80.08%和78.89%。【结论】研究结果将为拟石莲花属多肉植物黑腐病的生物防治提供微生物菌种资源,为相关生防菌剂及制剂研发提供参考。