基于高密度遗传图谱的芝麻籽粒品质相关性状QTL定位

芝麻是我国重要的优质油料作物,对芝麻籽粒品质性状进行数量性状位点(QTL)定位对定向培育高品质芝麻品种具有重要意义。以豫芝4号为母本、孟加拉小籽为父本,分别构建F2、F2:3、BC1和BC1F2群体,结合特异位点扩增片段(SLAF)标记和简单重复序列(SSR)标记构建F2和BC1遗传图谱,以F2:3、BC1和BC1F23个群体的表型数据为基础,进行脂肪、蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量等4个品质性状的QTL作图分析。结果表明,在F2:3群体中共检测到16个QTL,解释表型变异的5.08%~27.12%,其中仅有1个主效QTL qOC_10-1在2个环境中被重复检测到,分别解释表型变异的9.62%和27.12%。在BC1和BC1F2群体中共检测到35个QTL,其中3个主效QTL qOC_4-1、qOC_10-2和qSmin_7-2在3个环境中被重复检测到,分别解释表型变异的8.08%~12.42%、11.95%~12.60%和4.24%~10.56%;3个主效QTL qSmin_8、qSmol_5-2和qSmol_7-2在2个环境被重复检测到,分别解释表型变异的13.36%~26.75%、11.44%~14.33%和5.77%~12.38%。经过对2个图谱进行整合和比对分析,共发现10个QTL簇,其中QTL簇loci4、loci7、loci8和loci10均与多个性状相关联,并且均至少包含1个主效QTL,其对应的最大表型变异解释率分别为12.42%、12.38%、26.75%和27.12%。

INTS11通过介导CDK2和CYCLIND1的转录促进牛成肌细胞增殖

旨在验证牛INTS11基因在成肌细胞中的功能作用,通过生物信息学分析探讨INTS11的CDS区序列及其编码蛋白的特征,并使用不同分子试验技术验证其在牛成肌细胞增殖过程中发挥的作用。本研究对牛INTS11基因序列与其他物种进行同源性对比并构建生物进化树,对其编码蛋白进行理化性质和功能结构分析以及亚细胞定位。并以体外分离培养的3月龄健康胎牛成肌细胞为试验材料,克隆成肌细胞中INTS11的全部CDS区序列,构建INTS11的过表达载体并设计基因的干扰序列,通过CCK8、Edu、RT-qPCR等技术探究其对成肌细胞增殖的影响。生物信息分析结果表明,CDS区序列全长为1800 bp,具有MBL-foldmetallo-hydro和β-CASP基序两个功能结构域,属于非跨膜蛋白,且细胞定位主要分布于细胞质。在成肌细胞中转染pcDNA3.1-INTS11质粒,结果显示在72~96 h时试验组的成肌细胞比对照组的增殖速度显著增加(P<0.05);Edu试验发现阳性细胞数目显著增加(P<0.05);RT-qPCR结果表明增殖标志因子CDK2、CYCLIND1的mRNA表达水平与对照组相比显著上升(P<0.05)。转入干扰序列后,细胞增殖速度显著下降(P<0.05),同时增殖标志因子CDK2、cyclin D1的mRNA表达水平与对照组相比显著下降(P<0.05)。本研究预测了INTS11在家养动物中的保守性,并且INTS11蛋白具有两个功能结构域,发现其通过介导CDK2、CYCLIND1的mRNA转录促进牛成肌细胞增殖,其结果完善了调控骨骼肌的基因网络,为后序探讨调控骨骼肌生长机制提供理论支持。

水下控制模块应急解锁工具设计与分析

水下控制模块(SCM)是水下生产设备的核心单元,随着作业水深增加,必须采用专用工具才能实现可靠安装。对重庆前卫生产的QSCMⅡ代水下控制模块的锁紧及解锁过程进行分析,设计一个专用于其应急解锁的工具,从而实现其水下应急解锁。在此基础上,构建应急解锁工具驱动杆的有限元分析模型,并对驱动杆和连接螺纹的强度进行分析。研究结果表明:驱动杆最大应力位于最细轴颈处,最大应力为91.736 MPa,远小于材料屈服强度517.000 MPa;螺纹连接最大接触压力位于末端螺纹处,为24.176 MPa,小于螺纹材料的许用挤压应力。SCM应急解锁工具进行调试,满足设计要求,为以后水下控制模块及相关产品的设计优化提供思路。

芝麻产量相关性状全基因组关联分析

以294份遗传多样性丰富的芝麻种质资源为试验材料,于2014年调查驻马店市、商丘市、南阳市3个地点的株高、始蒴高度、单株蒴数、蒴粒数、千粒质量、单株产量等6个产量相关性状,结合33 027个SNP标记,使用混合线性模型进行全基因组关联分析,对重复检测到的显著SNP位点两侧99 kb区域内挖掘所有功能注释基因,根据注释信息找寻与目标性状相关的基因,并进行功能富集分析。结果表明,6个性状存在广泛变异,3个环境下变异系数表现为单株产量和单株蒴数>始蒴高度>蒴粒数>千粒质量>株高。6个性状均呈现正态分布,广义遗传力为44.07%~85.49%。经关联分析共检测到171个显著关联位点,表型变异解释率为5.46%~11.56%。在驻马店和商丘共同检测到6个与蒴粒数显著关联的位点,在其侧翼各99 kb区域内共挖掘到118个功能注释基因,其中SIN_1012613基因与拟南芥CKI1(AT2G47430)是同源基因,该基因可能通过调控雌配子的发育来决定芝麻蒴粒数。本研究结果有助于解析芝麻产量相关性状的遗传机制,为芝麻产量的遗传改良奠定理论基础。

基于ARIMA模型的医用缝线使用数据预测与配置优化方案探讨

目的:基于自回归积分滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型探讨影响医疗机构使用医用缝线的相关因素,为医疗机构合理使用医用缝线提供依据与优化策略。方法:以2014年1月至2023年11月期间某院每月医用缝线使用金额作为研究对象。将2014年1月至2018年12月的医用缝线使用金额数据作为训练集,采用R语言建立ARIMA模型;将2019年1月至2019年12月的医用缝线使用金额数据作为验证集,以验证ARIMA模型的可靠性。利用验证通过后的ARIMA模型预测2021年1月至2023年11月医用缝线每月使用金额并比较预测值与实际值之间的差异,用于评估2021年1月执行医用缝线优化政策带来的效益。结果:建立的ARIMA模型通过了白噪声检验(P>0.05),且2019年全年预测值和实际值之间差异无统计学意义(P>0.05);执行医用缝线优化政策后,某院医用缝线实际使用金额有所下降,2021年1月至2023年11月实际值远小于预测值,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:基于ARIMA模型的医用缝线使用数据预测与配置优化方案可以充分挖掘某院医用缝线的使用规律,为医用缝线配置合理优化和智能精细化管理提供决策参考。

多导睡眠测量仪质量控制检测与性能评估

目的:研究多导睡眠测量仪质量控制检测方法,确保其使用中性能的安全性与有效性。方法:针对多导睡眠测量仪的脑电信号、肌电信号、心电信号和脉搏血氧饱和度主要指标参数,设计质量控制检测方法。选取2023年8月陆军军医大学大坪医院临床在用的2台同品牌不同型号的多导睡眠测量仪(标记为测试设备A和测试设备B),采用心脑电图机检定仪和生命体征模拟仪进行多导睡眠测量仪质量控制检测,评估多导睡眠测量仪性能的可靠性。结果:针对多导睡眠测量仪的脑电信号、肌电信号、心电信号和脉搏血氧饱和度示值重复性制定质量控制检测方法进行多导睡眠测量仪质量控制检测,记录数据除测试设备B电压测量模拟仪输出值2 mV时,相对误差为-11%,出现参数超差,测试设备A和测试设备B的其余检测数据均满足国家计量检定规程和设备生产厂家技术要求的最大极限输出值。结论:多导睡眠测量仪质量控制检测方法能够对选取的测试设备A和测试设备B多导睡眠测量仪进行性能参数评估,为该类设备质量控制检测和使用安全提供技术支持。

基于效益-效果评价的大型医疗设备成本效益分析

本文介绍了医疗设备成本效益分析常用方法和优缺点,提出了基于效益-效果评价的大型医疗设备成本效益分析方法,详细阐述了该方法的评价原则和方法。通过实例分析指出了该方法的优势和不足之处,并提出了改进的方向。

军队医院医疗设备跟标采购的规范化管理与实践

目的:规范军队医院跟标采购行为,降低采购风险,提高采购质量与效益。方法:通过对跟标采购工作中的问题归纳,结合实践经验提出了有针对性的跟标采购规范化管理策略。结果:实践表明,规范化管理使医院的跟标采购行为得到了规范,采购质量与效益得到了提高。结论:该方法对促进医院医疗设备购置规范化起到了积极的作用,具有一定借鉴意义。

瓦片式算法在家庭网络环境实现高分辨率医学影像实时浏览与传输的研究

以DIC0M影像为主的高分辨率医学影像数据共享在医学信息化领域有着重要意义。由于网络带宽、通信成本等原因,使得医学影像资源共享受到较大限制。借鉴GIS瓦片式切图算法对地理影像数据分割存储、按需传输的思想,移植到医学影像共享服务,通过自主推导的公式模型,在保证医学影像质量无损伤的前提下,大幅度压缩远程浏览时的影像传输信息量,为医学影像的低成本远程交流提供一种新的思路。并以此为基础设计了一套Web远程医学影像浏览平台,确保用户无需安装任何软件/插件,以普通家庭网络连接方式流畅浏览高分辨率影像数据。经过验证,效果理想。

鸡CEBPA基因CDS区克隆、表达及生物信息学分析

为了研究增强子结合蛋白α(CCAAT/Enhancer Binding Protein Alpha,CEBPA)的氨基酸序列特征,以及其编码基因在固始鸡不同组织中的mRNA表达谱。采用PCR技术克隆得到CEBPA的CDS序列全长975 bp,可编码氨基酸325个。生物信息学分析结果显示CEBPA不存在跨膜结构和信号肽,蛋白结构主要由无规则卷曲和α-螺旋结构构成,且多分布在细胞核中;蛋白互做网络构建分析表明,该蛋白与主要与TRBs家族、Runx转录因子家族等相互作用;氨基酸序列对比发现,鸡和鹌鹑的亲缘关系较近;鸡CEBPA 5'调控区-2000 bp序列上启动子和CpG岛预测发现,该序列上有13个不同的启动子和一个长度1640 bp的CpG岛;qRT-PCR表明,CEBPA在12周龄固始鸡不同组织中胸肌和腿肌的表达量显著低于其他组织(P<0.05);不同发育时期胸肌中22周龄的表达量显著低于6周龄和55周龄的表达量(P<0.05);且CEBPA在罗斯鸡胸肌的表达量显著高于固始鸡胸肌的表达量(P<0.05)。以上结果为进一步深入探讨鸡CEBPA在胸肌的脂质沉积过程中的生物学功能奠定了基础。

基于磁感应技术的新型非接触心肺信号检测系统的研究

目的:本文旨在研究一种基于磁感应技术的非接触心肺信号检测系统,通过实验对其可靠性和稳定性进行验证。方法:深入研究磁感应技术生理信号检测的原理和发展现状。在研究小组前期工作经验基础之上,设计更高灵敏度的新型传感器和更精确的软件鉴相平台,对线圈磁场分布和感应电动势行理论推导,设计实施人体实验并利用频谱分析等方法对结果进行分析。结果:建立了基于磁感应技术的新型非接触心肺信号检测系统。根据要求筛选20名健康受试者参与人体实验,经实验,新系统在心肺信号检测上效果较理想,MIPS呼吸信号幅值变化约为0.15(±0.05)°,心率信号幅值变化约为0.05(±0.03)°,信号幅值与受试者体征相关,频谱分析结果与监护仪检测结果基本一致。结论:本系统的检测结果准确,性能可靠,为该技术临床应用奠定了理论和实践基础。磁感应技术作为一种新的心肺信号检测手段,具有非接触,连续测量,操作简便,适用范围广等特点,具有应用于临床监护、保健和个性化医疗等领域的潜力。

河南省芝麻育种成果回顾与展望

从产量、品质、农艺性状、选育方法及系谱来源等方面对河南省历年审定(鉴定)通过的67个芝麻品种进行了分析和总结,从中找出芝麻育种中存在的问题,以期为河南省的芝麻育种科研发展方向提供依据。结果表明:河南省育成芝麻品种的平均产量水平从914.81 kg/hm^2上升到1 307.29 kg/hm^2,促进了河南省芝麻生产水平从381.60 kg/hm^2提高到1 422.16 kg/hm^2;品质方面整体提高不大,粗脂肪含量从55.54%提高到56.75%;农艺性状方面也由分枝、晚熟类型向单秆、早熟类型演变。育种方法简单、亲本来源单一、遗传基础狭窄是河南省芝麻育种的现状,今后利用现代生物技术与传统的芝麻育种方法相结合,选育出具有高产、优质、早熟、闭蒴、有限生长等性状并适合机械化生产的芝麻品种,将是河南省乃至全国芝麻育种的主攻方向。

基于表型和SSR分子标记构建芝麻核心种质

【目的】便于管理、研究和利用芝麻种质资源,为芝麻育种提供优异基因资源。【方法】利用新收集和种质库保存的5 020份芝麻种质资源为基础,首先基于标准化的表型数据按地理来源分组后采用组内比例法聚类抽样构建初级核心种质,然后基于SSR分子标记应用位点优先取样策略逐步聚类,使用t检验检测每次聚类形成的核心种质与初级核心种质的Nei’s基因多样度(He)和Shannon-Wiener指数(I),直到核心种质的遗传多样性与初级核心种质开始有显著差异时,终止多次聚类取样,选择上一个与初级核心资源没有显著差异的核心种质作为最佳核心种质。利用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)、方差差异百分率(VD,%)、均值差异百分率(MD,%)等参数进行核心种质代表性检验和评价。【结果】构建了含有816份资源的初级核心种质和含有501份资源的核心种质,分别占全部种质资源的16.25%和9.98%;核心种质包括国内资源442份,国外资源59份;Nei's基因多样度(0.2789)和Shannon-Wiener指数(0.4243)在P<0.05概率条件下与初级核心资源(He=0.2791,I=0.4302)无显著性差异,多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)分别为91.25%、95.23%、99.14%、86.85%。方差差异百分率(VD,%)和均值差异百分率(MD,%)均为0。t测验结果表明,核心种质的遗传多样性指数与原始种质差异不显著。位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有更高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质,Shannon-Wiener多样性指数比Nei’s多样性指数检测效率高。【结论】基于地理来源分组,组内按表型数据聚类按比例法抽样构建芝麻初级核心种质,再结合SSR分子标记数据,采用SM相似系数进行UPGMA逐步聚类是构建芝麻核心种质较适宜的方法,所构建的核心种质较好地代表了基础种质的遗传多样性。

普通玉米种质及双回交对爆裂玉米改良效果初报

对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系组配的20个普×爆组合F3、BC11F2、BC12F2的膨爆特性及其与两类亲本关系的研究结果表明:普通玉米种质对普×爆后代的膨爆特性影响显著,选择适宜的普通玉米种质、恰当组配普×爆组合,对于普通玉米种质在爆裂玉米育种中的有效利用起着关键性的作用;普×爆组合F3的膨爆特性均较差,一代回交可使其显著提高,最高分别为F3的750,2200,1100,基本达到对爆裂玉米膨爆特性的要求指标;双回交世代间差异不显著。

芝麻种子老化处理生理特性变化及种子活力适宜检测方法研究

以4种经过人工老化处理不同类型(单秆型白芝麻、分枝型白芝麻、单秆型黑麻和分枝型黑芝麻)芝麻种子为试验材料,采用标准发芽试验、电导率测定、MDA含量测定、POD活性测定和TTC还原量等方法进行种子活力测定,研究老化处理对芝麻种子生理生化的影响,并与模拟田间出苗率进行相关性分析,以确定不同类型芝麻种子活力检测的适宜方法。结果表明:芝麻种子老化过程中,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、TTC还原量和POD活性逐渐下降,MDA含量逐渐增加,电导率变化趋势材料间不一致;不同种质的抗老化能力存在差异。单秆型白芝麻种子活力检测的适宜方法为发芽率和电导率测定;分枝型白芝麻种子活力检测的适宜方法是发芽率、电导率测定、MDA含量测定、POD活性测定和TTC还原量测定;单秆型黑芝麻种子活力检测的适宜方法是发芽率和POD活性测定;分枝型黑芝麻种子活力检测的适宜方法是发芽率和TTC还原量测定。芝麻在42～43℃、100%RH条件下,人工老化处理的最佳时间为72 h。

普×爆自交高代选系的配合力及利用价值研究

以24个普×爆自交高代选系和7个爆裂玉米骨干自交系按NCⅡ遗传交配设计组配成的168个单交组合为材料,对3个膨爆特性指标和12个主要农艺性状进行了配合力分析。结果表明,BP02,BP03,BP04,BP12,BP14等选系主要性状的GCA较高,应进一步利用这些选系与爆裂玉米自交系广泛测交组配利用;BP20,BP21与N03,BP02与F2,BP11与N16穗粒重和膨化倍数的SCA效应均为较大极显著正值,应进一步利用这些选系分别与其父本的同类群近缘系进一步测配,从中筛选优良组合;24个选系的聚类结果与其亲本和系谱来源不存在必然联系;所有测交组合的综合性状较对照豫爆2号无明显优势,作为普通型爆裂玉米杂交种在生产上的利用价值不大。

普×爆后代3个膨爆特性的遗传分析

采用三倍体胚乳种子性状遗传模型及其分析方法对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系间20个杂交组合8个世代进行研究。结果表明:3个膨爆特性指标同时受直接、母体和细胞质效应3种遗传体系控制,且以加性效应为主,非加性效应也起着非常重要的作用;普通玉米自交系会显著降低普×爆后代的膨爆特性,爆裂玉米自交系的作用相反,不同自交系的各类遗传效应不完全一致。

芝麻开花期光合特性及叶绿素含量的研究

以4个芝麻品种为试验材料,用便携式光合作用测量仪测定田间主要光合特性参数,同时期取样测定叶绿素含量,研究优良芝麻品种从初花期到终花期的主要光合生理指标及叶绿素含量的变化规律。结果表明:4个芝麻品种光合生理特性表现基本一致,但是不同品种在不同阶段表现的高低不同。各品种净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE)变化曲线一致,呈倒双峰曲线,蒸腾速率(Tr)呈单峰曲线;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)整个花期呈下降趋势。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量变化均呈先升后降趋势,不同品种高含量值出现的早晚有差异,但都出现在盛花期。芝麻单株重与净光合速率、叶绿素a、叶绿素b呈正相关,光合速率与叶绿素a、叶绿素b呈正相关。

芝麻开花时间的主基因+多基因遗传分析

为探索芝麻光周期敏感性的遗传规律,进而合理利用外来芝麻种质资源,以豫芝11号和M368为亲本构建了包括P1、P2、F1、B1、B2和F2的6个世代群体,通过主基因+多基因混合遗传模型对芝麻开花时间进行了遗传分析。结果表明,芝麻开花时间遗传符合2对主基因加性-显性-上位性模型,2对主基因的加性效应大小相似且方向一致,来自豫芝11号的等位基因有利于缩短开花时间。第1对主基因具有部分负向显性作用,第2对主基因具有正向超显性作用。2对主基因间互作效应对开花时间具有一定影响,且在第2对主基因处于杂合状态时对开花时间影响较大。在B1、B2、F2世代,2对主基因的遗传率分别为69.39%、88.25%、73.26%。

芝麻产量相关性状的多位点全基因组关联分析及候选基因预测

【目的】通过对芝麻产量相关性状的全基因组关联分析,挖掘与产量性状关联的SNP位点及预测候选基因,为通过分子标记辅助选择育种等方式提高芝麻产量提供技术基础。【方法】以363份不同遗传背景和地理来源的芝麻种质资源构成的自然群体为研究对象,调查2年2点4环境下8个产量相关性状(单株产量、单株蒴数、蒴粒数、千粒重、株高、主茎果轴长、始蒴高度和表观收获指数)的表型值,借助覆盖全基因组的42781个SNP标记,利用多位点SNP随机效应混合线性模型(multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM)对8个产量相关性状进行全基因组关联分析,检测与产量相关性状显著关联的SNP位点,并预测候选基因。【结果】在4个不同环境下,8个产量相关性状表现出广泛的表型变异,变异系数为6.51%—33.57%;相关性分析表明单株产量与单株蒴数、株高、主茎果轴长、表观收获指数呈极显著正相关;方差分析表明产量相关性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平。通过多位点全基因组关联分析共检测到210个与产量相关性状显著关联的SNP,在2018年南阳环境下检测到47个SNP,解释表型变异的1.63%—17.29%;在2019年南阳环境下检测到35个SNP,解释表型变异的1.94%—11.90%;在2018年平舆环境下检测到35个SNP,解释表型变异的2.15%—15.90%;在2019年平舆环境下检测到53个SNP,解释表型变异的1.25%—11.13%;在4个环境的综合BLUP条件下检测到75个SNP,解释表型变异的1.44%—13.58%。上述210个SNP涉及到175个位点,其中10个位点在3个及以上环境中被重复检测到。在这10个位点基因组区域内,共鉴定到214个候选基因,其中156个候选基因具有功能注释,主要涉及植物代谢、生物调控、生长发育等生物学过程。根据功能注释筛选出4个可能与芝麻产量相关的候选基因,其中SIN;006338编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶3(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 3-like),参与乙烯的生物合成;SIN;024330编码碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix)转录因子,负向调控植物细胞和器官的伸长;SIN;014512编码吲哚-3-乙酸-酰胺合成酶GH3.6(indole-3-acetic acid-amido synthetase GH3.6),参与调控茎和下胚轴细胞的伸长生长;SIN;011473编码泛素受体蛋白DA1(protein DA1-like),参与调节植物细胞增殖周期。【结论】通过多位点SNP随机效应混合线性模型的全基因组关联分析,检测到175个与产量相关性状显著关联的位点,筛选出4个可能与产量相关的重要候选基因。