水稻耐盐的生理机制与遗传育种研究进展

水稻作为世界上重要的粮食作物之一,面临着土壤盐碱化加剧、可用耕地面积减少等问题.盐胁迫已经成为影响水稻生长发育及高产、稳产的非生物胁迫主要因素之一,因此,培育具有耐盐胁迫能力的水稻品种在水稻育种方面具有现实意义.近年来,数量遗传及分子标记技术不断发展,通过遗传、生化及分子生物学等手段,水稻耐盐胁迫的相关基因或数量性状位点(quantitative trait loci,QTLs)被不断发掘.在前人的研究基础上,综述了水稻耐盐胁迫的调控机制及相关遗传育种的研究进展,并结合现有研究状况剖析了水稻耐盐胁迫育种中面临的问题,以期为提高水稻耐盐性和耐盐胁迫水稻品种的培育提供重要的理论依据.

论内地新疆高中班学生同伴交往影响因素及其对策

高中阶段,是整个人生发展的关键时期。同伴关系在青少年发展中具有成人无法替代的独特作用。内地新疆高中班学生在同伴交往过程中受到文化、族群、语言、学习成绩等方面的影响。

水稻种子耐储藏性状QTLs挖掘及候选基因分析

为挖掘水稻种子耐储藏性状相关基因,分别以华占(HZ)/热研(Nekken2)和天丰(TF)/热研(Nekken2)为亲本杂交产生F 1代,连续自交多代后得到的2套重组自交系(recombination inbred lines,RILs)群体为实验材料,统计2套群体分别储藏1年和2年的发芽率及其比率数据.利用实验室前期已构建好的分子连锁图谱,对水稻种子耐储藏性状的QTLs进行初步定位分析.结果表明:在HZ-RIL中检测到10个QTLs,分布于水稻第1,2,4,6,8和10号染色体上,其中位于8号染色体上的1个QTL位点LOD值高达5.48;在TF-RIL中同样也检测到10个QTLs,分别位于水稻第2,4,8,9,10和11号染色体上;对检测到的QTLs区间进行候选基因的筛选和分析,共筛选到可能与水稻耐储藏性状相关的11个候选基因.以上结果为挖掘新的水稻耐储藏基因及分子育种实践提供了物质基础,对培育水稻耐储藏优良品种具有重要意义.

水稻根系性状QTL定位及候选基因表达分析

为发掘水稻根系性状相关基因,以籼稻品种华占(HZ)为父本、粳稻品种热研(Nekken2)为母本,杂交并衍生得到的重组自交系(recombination inbred lines,RILs)群体为实验材料,通过扫描测量重组自交系在三叶期时根系的性状.在已构建好的均匀分布于12条染色体的高密度遗传图谱基础上,对水稻根系性状的QTL进行初步定位及分析.结果表明:共检测到3个与总根长相关的QTL,分别位于水稻第2,5,10号染色体上,3个与根表面积相关的QTL,分别位于水稻第2,4,5号染色体上,6个与根平均直径相关的QTL,分别位于4,5,9,10和11号染色体上;其中总根长与根表面积QTL在第5号染色体上区间重合,根表面积与根平均直径QTL在第4号染色体上区间重合;同时对检测的QTL区间内的候选基因进行筛选、归纳和分析,并通过qRT-PCR分析,发现总根长LOC_Os05g40180基因、根表面积LOC_Os11g24240基因、根平均直径LOC_Os04g52030基因很可能是影响水稻根系性状的新基因.以上结果为发掘根系性状、培育理想株型进而提高水稻产量及品质的影响具有一定的参考价值.

讲政治 谋创新 有情怀 立足新时代贯彻新思想上好思政课

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视学校思想政治理论课建设。在省委省政府坚强领导下,在省教育厅大力关心和有力指导下,青海交通职业技术学院全面贯彻党的教育方针,坚守立德树人初心使命,探索形成了"5+3+4"思想政治工作体系,全方位推进办好思政课的措施和路径,引领我们思政课教师讲政治、谋创新、有情怀地上好新时代的每一堂思政课,做党和人民满意的思政老师。

水稻穗部性状QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)穗部性状与产量直接相关,其相关基因的挖掘与功能解析对于保障国家粮食安全意义重大。以籼稻华占(HZ)和粳稻热研2号(Nekken2)及构建的120个重组自交系(RILs)为实验材料,测定了穗长、每穗粒数、结实率、柱头外露率及一次枝梗数等穗部性状。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,结果共检测到31个QTLs,分别位于第1、2、3、4、5、6、10和11号染色体上,其中2个位点的LOD值分别高达5.45与5.28。通过分析筛选QTL区间内可能影响穗部性状的相关基因,并利用qRT-PCR进行基因表达检测,发现LOC_Os05g05490、LOC_Os05g06150、LOC_Os03g11700、LOC_Os03g12430、LOC_Os05g28720、LOC_Os05g30890、LOC_Os05g31740和LOC_Os02g17880在双亲间的表达水平差异显著。其中,前5个基因编码三角状五肽重复蛋白,而后3个基因编码糖基转移酶。研究挖掘到31个与穗部性状相关的QTLs,为进一步定位和克隆相关基因,从而选育高产水稻新品种奠定理论基础。

基于CRISPR-Cas9基因编辑技术在作物中的应用

CRISPR-Cas9系统是由成规律的间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR)及其相关蛋白构成,广泛存在于细菌和古细菌中,该系统作为一种特异性免疫保护,可抵御病毒、噬菌体的二次侵染。CRISPR-Cas9技术是继锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)和类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator like effector nucleases,TALENs)技术之后的第三代新型靶向基因组编辑技术。CRISPR-Cas9技术具有灵活、高效、生产成本低且特异性高等优点,极大地促进了基因功能方面的研究。CRISPR-Cas9技术经过不断的完善和发展,目前该技术已广泛应用在各个领域。本文介绍了CRISPR-Cas9技术的产生、工作机制及优势;综述了CRISPR-Cas9技术在基因敲除、基因敲入、基因调控和基因组方面的应用以及在水稻、小麦、玉米、大豆和马铃薯等重要粮食作物以及对作物驯化的应用;分析了CRISPR-Cas9技术目前面临的问题和挑战,并展望了CRISPR-Cas9技术的发展及应用前景。

DMT1编码一个丝氨酸/半胱氨酸蛋白酶调控水稻分蘖并参与干旱胁迫响应

水稻分蘖的形成是一个复杂的过程,受到环境及遗传因素的影响,合适的分蘖可以显著提高水稻产量.本研究利用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)诱变粳稻秀水11得到一份矮化、多分蘖突变体,将其命名为dwarf and multiple tillers 1(dmt1),并对其进行表型观察,生理生化分析,遗传分析,基因定位和激素处理.结果发现,在dmt1在分蘖期出现株高变矮,叶片面积变小,分蘖数增多等特征.遗传分析表明,该dmt1为单隐性核基因控制,图位克隆的结果显示, DMT1位于第4染色体上,编码一个丝氨酸/半胱氨酸蛋白酶,是NAL1的等位基因.亚细胞定位的结果表明, DMT1蛋白在细胞核、细胞质和叶绿体上均有表达.为探究该基因突变是否会影响水稻对激素的敏感程度,本研究通过施加外源激素发现dmt1地上部分对NAA敏感程度降低,而地下部分对于GA3敏感程度升高.并且在dmt1中生长素合成相关基因表达量降低.通过干旱处理发现dmt1的耐旱能力下降,在干旱胁迫下dmt1的发芽率降低.由实验可得, DMT1突变会导致植株产生株高变矮,分蘖增多的表型,通过qRT-PCR发现可能是由于生长素合成障碍引起的表型.这为研究水稻分蘖机制的遗传网络提供了新的信息.

水稻籽粒维生素E QTL挖掘及候选基因分析

维生素E(VE)是稻米营养品质的重要指标。水稻(Oryza sativa)是我国种植最广泛的粮食作物,增加其籽粒的VE含量是实现国民营养强化的一条便捷有效的途径。该研究以籼稻华占(HZ)为父本,粳稻热研2号(Nekken2)为母本,构建120个重组自交系(RILs)群体。采用高效液相色谱法(HPLC)对RILs群体的VE各组分含量进行测定,并基于构建的高密度分子遗传图谱进行QTL定位,谱系分析后挖掘到122个VE总量和分量相关QTLs,分布在12条染色体上。其中qT3α/to2-1的LOD值高达10.32,qT3α2-1的LOD值高达9.91,另有多个控制各异构体含量的主效QTLs,且区间内包含OsGGR1、OsGGR2、OsTC及OsγTMT等VE生物合成基因。通过qRT-PCR检测亲本中VE合成基因的表达量,发现在华占中候选基因的表达量均极显著高于热研2号,推测这些基因的高表达是华占生育酚及生育三烯酚含量高于热研2号的原因。研究挖掘到的QTL数目较多,LOD值也较大,为进一步筛选和培育高VE含量的水稻新品种奠定了分子基础,同时为揭示水稻VE生物合成的分子调控机制提供了重要基因资源。

茶多糖的抗氧化活性及对细胞氧化损伤的保护机制

茶多糖是一种从茶叶中提取的酸性糖蛋白,具有良好的抗氧化活性。以自由基清除率为指标,分析皖西南地区夏秋茶多糖的抗氧化活性,基于H_(2)O_(2)和EDTA-Fe^(2+)建立的外源性羟基自由基(·OH)损伤细胞模型和PMA诱导内源性羟基自由基损伤模型,进一步探讨茶多糖对自由基损伤的修复作用机制。结果表明,茶多糖具有良好的体外抗氧化活性,对DPPH·和·OH均具有较强的清除效果,EC值分别为209.5和535.2μg·mL^(-1),最大清除效率与Vc相当。细胞增殖实验表明,外源性和内源性自由基氧化损伤模型中细胞存活率均随着茶多糖浓度的增加而升高,在茶多糖浓度为800μg·mL^(-1)时细胞存活率分别高达87.41%和85.84%,且显著高于模型组(47.67%和48.03%)。在修复机制上,利用激光共聚焦显微镜显影细胞内活性氧(ROS)分布以及荧光强度,分析结果显示,与模型组相比,茶多糖对于细胞模型中外源和内源性ROS均具有明显的清除效果,与体外抗氧化实验结果一致。茶多糖在体外表现出良好的自由基清除效率,可在细胞水平上改善自由基损伤。该研究在细胞水平上揭示了茶多糖清除自由基的抗氧化损伤机制,为后续进一步阐明茶多糖抗衰老作用奠定了基础。

水稻抽穗期QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)抽穗期是决定产量和品质的重要性状,在育种、制种及引种驯化过程中发挥重要作用。将热研2号(O.sativa subsp.japonica cv.‘Nekken2’)和华占(O.sativa subsp.indica cv.‘HZ’)杂交获得F_(1)代,经连续多代自交得到120个重组自交系(RILs)群体。在常规水肥管理条件下,对120个RILs株系的抽穗时间进行统计分析。利用已构建好的高密度遗传图谱,对水稻抽穗期相关性状进行QTL定位分析,结果共检测到11个QTLs,分别位于第1、3、4、5、6、8和12号染色体上,其中1个LOD值高达5.75。通过分析QTLs区间内的候选基因,筛选出可能影响两亲本抽穗期的相关基因,并利用实时定量PCR进行基因表达量分析,发现LOC_Os03g03070、LOC_Os03g50310、LOC_Os03g55389、LOC_Os04g55510、LOC_Os08g07740和LOC_Os08g01670共6个基因在双亲间的表达量差异显著,其中LOC_Os03g50310在Nekken2中的表达量比HZ高3.6倍。对双亲间候选基因LOC_Os03g50310进行测序分析,发现该基因在5′UTR、CDS区及3′UTR存在4处差异,其中CDS区的单核苷酸多态性(SNP)差异引发单个氨基酸改变。研究通过挖掘水稻抽穗期QTL位点为进一步克隆水稻抽穗期相关基因和品种选育提供了新线索。