基于GBS测序的全基因组SNP揭示大凉山玉米地方品种资源的亲缘关系与遗传分化

玉米地方品种是玉米育种种质的重要来源,其类型丰富、部分性状田间表现突出,常含有可利用的优良抗性基因。大凉山因其独特的地理位置和光热资源,生产中积累了各具特色的玉米地方品种,但缺乏系统的遗传研究,导致本区域的玉米育种利用进展缓慢。本研究利用基因分型测序(genotyping-by-sequencing,GBS)技术,对收集自大凉山不同地方的360份玉米地方品种资源进行亲缘关系与遗传分化分析。通过高通量测序,产生有效数据250.99 GB,所有样本获得1 659 033 712个clean reads,平均reads数量为4 608 427,平均raw base为0.70 GB,clean base为0.67 GB。各样本的Q20平均值大于等于94.57%,Q30平均值大于等于87.14%,平均GC含量48.20%。经过SNP calling并过滤,获得124 342个单核苷酸多态性(SNP)位点、32 063个插入缺失(InDel)位点(其中插入位点15 738个、缺失位点16 325个)。邻接法构建的系统进化树将360份玉米地方品种群体分成A和B两大类群,支持玉米杂优两群学说;结合主成分分析表明,两群亲缘关系较远,呈现遗传分化;群体结构分析进一步把其分成9个亚群。类群A与B之间的群体分化指数(F_(st))为0.462 2,类群A的核苷酸多样性(πA)高于类群B;选择性清除分析得到96个基因组区域,对前5%的基因组区域进一步分析,共检测到418个基因。对候选基因进行基因功能注释,发现富集的基因组区域中包含寒冷响应基因、缺水响应基因、病菌响应基因等与逆境应答相关的基因。研究结果为大凉山玉米地方品种资源的保护和遗传改良提供了参考依据。

不同有机肥对软米品种楚粳48号生物学性状和产量的影响

为探究不同有机肥对水稻软米品种的产量和品质等性状的影响,本试验以软米品种楚粳48号为参试品种,以当地常用的春果有机肥为对照(CK),设置N1(农大生物有机肥)、N2(碳酶聚能)、N3(阳壮壮有机肥)和N4(硅谷肥)4个有机肥处理,各肥料处理按照等氮磷钾总养分施用。结果表明,与CK相比,楚粳48号施用阳壮壮有机肥表现最佳,有效分蘖数、结实率、千粒重和产量均有提高。有效分蘖数为12.4个,比CK高17.8%;结实率为84.42%,比CK高10.69%;千粒重为27.44 g,比CK高7.4%;产量为487.8 kg/亩,较CK增产116.95 kg/亩,增产幅度达到31.5%。

多基因定向聚合敲除对水稻吉粳809农艺性状及品质的影响

【目的】为研究3个水稻基因OsGS3、OsGW2和OsGN1a聚合敲除对水稻吉粳809的田间农艺性状及品质的影响。【方法】采用随机区组试验将3基因聚合敲除突变体与野生型在农艺性状、品质和产量上进行对比。【结果】突变体与野生型相比,水稻吉粳809 OsGS3、OsGW2和OsGN1a三基因聚合定向敲除突变体的分蘖数、结实率显著下降,但株高、籽粒长度、籽粒宽度、千粒重等均极显著增加,产量提高12%以上。同时,三基因聚合定向敲除突变体后,吉粳809的糙米率变化不显著,精米率和整精米率显著减少,垩白粒率和垩白度显著增加,从而影响碾米外观品质。但直链淀粉含量、蛋白质含量和食味值变化不显著。【结论】OsGS3、OsGW2、OsGN1a三基因聚合定向敲除能够改良水稻的部分农艺性状,提高产量,为基因组定向编辑在育种中的运用提供了实践证据。

我国农业生产中的施肥理论与实践误区

分析了我国当前农业生产中植物营养学理论及其施肥实践存在的几个误区:植物必需营养元素分类误区;植物碳、氢、氧来源认识误区;植物必需营养元素生产重要性评价误区;化肥及有机肥肥效评价误区。针对误区带来的生产问题,提出了植物必需营养元素四级分类法及研制厌氧堆肥等对策措施。

有机肥对水稻锦优8号农艺性状及产质量的影响

为探究有机肥对水稻产质量的影响,以水稻品种锦优8号为试验材料,设置4个不同施肥处理,分别为T1:春果肥(有机肥)施160 kg/667 m^(2);T2:厌氧堆肥(有机肥)施200 kg/667 m^(2);T3:化肥施用量为(复合肥60 kg+尿素25 kg)/667 m^(2);T4:不施用任何肥料,作为对照。结果表明:(1) 3种不同肥料的施用(T1、T2、T3)对锦优8号在田间农艺性状方面有着较大影响,但在碾米品质方面无较大影响;施用化学肥料(T3)在株高和分蘖上显著高于2种有机肥,但却在穗总粒数、结实率、穗长和千粒重上低于2种有机肥。(2)在产量上,施用肥春果肥(T1)和厌氧堆(T2)与化肥(T3)相比,虽然产量分别降低了3.95%和7.82%,但差异没有统计学意义。同时,由于有机肥对土壤和环境的友好性,因而使用春果肥和厌氧堆肥这2种有机肥,特别是产量更高的春果肥在水稻生产中代替化肥是可行的。

安宁河流域不同生态区常规粳稻适应性研究

本试验从云南省禾朴农业科技有限公司引进了6个常规粳稻品种,通过对各品种大田生育期、抗逆性观察和主要农艺性状、碾米品质和产量等的测定与分析,筛选出适合在安宁河中上游流域推广种植的常规粳稻品种。试验结果表明,云粳39号和云粳47号适合在安宁河中游西昌生态区示范推广;锦瑞4号、云粳47适合在安宁河上游冕宁生态区示范推广;云粳47综合适应性较好,在安宁河中上游生态区均可示范推广。

利用CRISPR-Cas9系统高效创制水稻品系“17318”的OsGW2、OsGN1a基因定向突变体

CRISPR-Cas9系统在水稻功能基因的功能研究、性状改良与分子设计育种中起着重要的作用。本研究成功构建了水稻高效定向敲除OsGW2和OsGN1a的CRISPR/Cas9载体pZJP049。并将该载体通过农杆菌介导转化水稻"17318"愈伤,获得水稻再生苗。PCR扩增的方法进行转基因植株阳性检测,结果显示阳性率为100%。PCR-RFLP结果表明OsGN1a基因位点的突变效率为77.7%。PCR-SSCP检测结果显示OsGW2基因位点突变率为100%。双基因聚合突变体(gw2gw2gn1agn1a)的种子在长度和宽度均有明显增加,与预期一致。本研究通过CRISPR-Cas9系统快速聚合Gn1a, GW2基因,实现了目标性状的精确改良。

多年生水稻籼、粳分类及其胚性愈伤诱导培养基优化

多年生水稻因具有多种优良生物学特性而极具研究价值,而水稻基因工程遗传改良则多以粳稻作为遗传受体。本研究旨在用In Del分子标记对多年生水稻品种PHR-1进行籼、粳分类鉴定,再设计正交试验L16(45),通过胚性愈伤诱导率及愈伤质量的评价,对其愈伤诱导培养基进行优化,为未来多年生水稻遗传改良及相关基因功能研究提供技术支持。In Del分子标记结果显示:PHR-1是典型的粳稻类型。正交试验结果表明:PHR-1胚性愈伤诱导的最适培养基为30 g/L蔗糖+N6大量元素+N6微量元素+N6有机物+铁盐+0.5g/L酪蛋白水解物+2 g/L脯氨酸+3 mg/L 2,4-D。

乐至黑山羊肾溶菌酶基因克隆及原核表达

本研究对乐至黑山羊肾溶菌酶(LZLyK)基因进行了克隆、表达,并对其活性进行了测定。采用比较基因组技术,成功克隆了LZLyK基因,其cDNA长444 bp,编码147个氨基酸。同源性分析结果表明,氨基酸同源性与绵羊溶菌酶2(M32498.1)最高,达96.9%。构建原核表达质粒pET-LZLyK,转化大肠杆菌BL21(DE3)并诱导表达。SDS-PAGE分析结果表明,重组蛋白LZLyK得到正确表达,分子质量约为16、30 ku。采用比浊法测定了LZLyK蛋白的活性,其活性为15 U/mL,表明LZLyK蛋白具有一定抗菌活性。运用实时荧光定量PCR发现在乐至黑山羊肝脏、肾脏、气管和皱胃中均有肾溶菌酶基因的表达,在胃中表达量较高。

不同肥料处理对水稻品种锦瑞4号产量及生物学性状的影响

本试验以水稻品种锦瑞4号为材料,探究在安宁河中游地区,不同肥料处理对其生长及产量的影响,以筛选出合理的肥料类型。试验结果表明,施用有机-无机复混肥,锦瑞4号主要生物学性状与稻米碾米品质表现好,但产量比春果有机肥和化学肥料低。化学肥料处理的产量增产率略高于春果有机肥,而春果有机肥处理的稻米碾米品质比化学肥料表现得更好。综合考虑,春果有机肥处理的各项指标表现较好,适宜用于优质水稻生产。

5个甘薯品种在西昌地区的生物学性状及产量分析

为西昌地区筛选优良甘薯品种,将生产上引进的5个不同特色甘薯进行品种比较试验。以普格薯为对照,对参试的5个甘薯品种进行形态特征、生物学性状、经济性状与产量、食味进行综合评定。结果表明:川薯225产量最高,为4148.29 kg/667 m2,比对照增产84.04%,极显著高于对照,适合在西昌地区推广;川薯20食味评价最优,产量为3776.63 kg/667 m^2,比对照增产67.55%,极显著高于对照,且结薯习性好,薯形整齐,薯皮光滑,抗逆性较强,适合在西昌地区推广;川薯220、川薯20和川薯224为黄肉品种,可能含有丰富的β-胡萝卜素,而川紫薯6号为紫肉品种,可能含有较高的花青素,该4个品种可作为保健功能甘薯进一步研究。

水稻低温胁迫响应microRNA鉴定

水稻是世界三大粮食作物之一,然而低温胁迫会严重抑制水稻的生长发育。为了探究microRNA在水稻低温胁迫中的作用,采用低温处理前、5℃低温处理24 h和5℃低温处理48 h的2~3叶期水稻整株,构建9个小RNA文库。通过高通量测序后,对9个小RNA文库的microRNA进行差异表达分析,一共筛选出21个与冷胁迫相关的microRNA,其中16个在冷胁迫下上调,5个在冷胁迫下下调。通过对这21个microRNA靶基因的GO富集结果表明,其靶基因广泛富集在包括信号转导、免疫系统和物质合成等细胞内过程中。这表明水稻可能通过多种microRNA介导,从各个方面来协同抵御低温胁迫。本研究为进一步阐明microRNA响应低温胁迫的分子机制提供了基础,且本研究所鉴定的microRNA为增强水稻对低温耐受性遗传改良提供了优异的miRNA资源。

几个杂交粳稻品种在安宁河流域不同生态区的适应性研究

本试验以从云南省禾朴农业科技有限公司引进的11个杂交粳稻新品种为对象,在安宁河中上游流域进行适应性研究。根据各品种主要农艺性状表现、碾米品质性状表现及产量比较分析,筛选出适合安宁河流域不同生态环境的杂交粳稻新品种。结果表明,滇禾优61和滇禾优34可进入下一年的观察试验,而滇禾优615表现最优,可在安宁河中游和上游地区进行示范推广种植。

9个籼稻品系的对比试验

试验选用9个籼稻品系“鉴籼1”“鉴籼2”“鉴籼5”“鉴籼7”“鉴籼”“鉴籼9”“鉴籼11”“鉴籼12”和“鉴籼13”作为试验材料,1个籼稻品种“锦优8号”作为对照,在西昌市佑君镇进行籼稻品系对比试验,对各品系的抗病性、农艺性状、产量和碾米品质等进行综合评价。试验结果表明:“鉴籼1”“鉴籼9”“鉴籼12”和“鉴籼13”综合性状表现较好,均优于“锦优8号”。其中,“鉴籼9”在分蘖数、穗长、谷粒长、谷粒宽、糙米率、精米率和垩白度方面表现更好,综合性状优良,可在下一年开展进一步试验研究。“鉴籼1”“鉴籼12”和“鉴籼13”可视情况种植。其他品系综合性状表现较差,建议不再继续种植。

几个糯稻品系在凉山州宁南县的比较试验

为筛选出适宜在凉山州宁南县种植的糯稻,试验选取7个糯稻品系在宁南县西瑶镇拉落村进行比较试验,比较各品系的抗病性、农艺性状、碾米品质及产量。结果表明,N21-1和N21-3的抗病性、出米率、亩产量等多个指标均较其他品系表现出明显优势,建议下一年扩大种植规模。

后张法50m T梁预制及跨既有线架设施工技术

结合工程实例,介绍了冶河大桥后张法预应力混凝土50 m简支T梁制作及跨既有线架梁施工过程及技术要点,对以后同类型的桥梁跨既有线冬季施工具有借鉴意义。

黑米水提物功能活性成分分析

[目的]建立基于UHPLC-QE-MS非靶向代谢组学方法分析黑米水提物的功能活性成分。[方法]采用Waters ACQUITY UPLC BEH Amide(2.1 mm×100 mm,1.7μm)液相色谱柱;液相色谱A相为水相,含25 mmol/L乙酸铵和25 mmol/L氨水,B相为乙腈;梯度洗脱,流速为0.5 m L/min。Thermo Q Exactive HFX质谱仪在采集软件(Xcalibur,Thermo)的控制下以信息依赖模式采集质谱/质谱数据,并持续评估全扫描质谱。ESI离子源,正负离子模式下采集数据;利用一级质谱化合物的相对分子质量、分子式、二级质谱碎片离子信息等,并结合相关数据库、文献、对照品的信息等对其化学成分进行鉴定。[结果]从黑米水提物中鉴定出539种可信度很高(阈值>0.9)的化学成分,包括3种倍半萜类、3种维生素类、6种甾体类、7种有机酸类、19种黄酮类、41种生物碱类、109种氨基酸或多肽(包括8种必需氨基酸)和其他类化合物。部分化合物具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗衰老及预防动脉硬化、降血糖和控制血压及减少患心脑血管疾病发生等功能。[结论]UHPLC-QE-MS非靶向代谢组学方法可以准确快速地分析黑米水提物的功能化学成分,为黑米的功能食品药效物质基础,质量控制以及临床应用奠定基础。

堵河特大桥连续梁线型控制技术

结合堵河特大桥工程概况,从施工挠度控制和平面控制两方面探讨了线型控制原理,对线型控制的质量要求进行了分析,指出采用线型控制技术保证了梁体线型流畅,为类似工程施工提供了参考借鉴。

水稻葡聚糖内切酶新基因OsGLU16的克隆及特性研究

β-1,4-葡聚糖内切酶(endo-β-1,4-glucanase,EGase)在植物的组织生长、开花、果实成熟、器官脱落等方面都具有非常重要的作用。本研究克隆了一个新的水稻β-1,4-葡聚糖内切酶家族基因Os GLU16。序列分析表明该基因位于水稻第8号染色体,c DNA全长1 827 bp,包含一个1 572 bp的开放阅读框,编码523个氨基酸残基。蛋白质同源性分析表明,Os GLU16基因编码的蛋白在第54~第516个氨基酸残基区域具有高度保守的GH9催化结构域。本研究成功构建了Os GLU16基因过表达载体p Ca MV35S-Os GLU16-EGFP,并获得了转基因水稻植株。植株表型分析表明,与野生型相比,过表达株系表现为株高和穗长显著下降。本研究初步探明了Os GLU16基因过表达转基因水稻植株的表型特征,这为进一步丰富β-1,4-葡聚糖内切酶基因家族在水稻生长发育过程中的作用提供理论基础。

水稻雌性核不育恢复系‘云岭319FS’分子标记辅助选择育种

为了获得杂交稻种子生产中理想的亲本材料,本研究以水稻雌性核不育突变体材料‘G39’为雌性核不育基因fst的供体材料,通过常规杂交选育结合水稻雌性核不育基因FST分子标记辅助选择的方法,获得了雌性败育率为100%的雌性核不育恢复系‘云岭319FS’,并获得了一种快速、准确、高效选育获得优良水稻雌性核不育恢复系的选育方法。通过对‘云岭319FS’的株高、穗长、单穗粒数、单株穗数、花粉可育率和结实率等主要农艺性状进行分析,结果显示,‘云岭319FS’植株整体表现良好,花粉可育率高,雌性败育完全且稳定,天然自交和异交结实率为0。本研究选育获得的雌性核不育恢复系‘云岭319FS’可与雄性不育系自由组配,提高水稻种质资源利用效率,具有巨大的应用前景。