利用三代全长转录组测序对禽内源性白血病病毒ALVE3不同插入类型鸡进行血液转录组分析

为进一步探索不同内源性禽白血病病毒3(Avian leukosis virus subgroup E,ALVE3)插入个体间的转录本差异,研究利用PacBio三代测序平台对ALVE3无插入、杂合插入和纯合插入的白来航公鸡血液样本进行全长转录组测序,分别获得27 784、38 460、44 487条转录本,平均长度分别为2 850 bp、3 078 bp和3 166 bp,辅助二代测序数据对其进行校正和定量,并将所得数据与GRCg6a参考基因组比对,将比对到基因组上的转录本进行差异表达分析及lncRNA预测。结果显示,在有ALVE3插入个体中特异存在的转录本有3 657条,将这些转录本利用BLAST与ALVE3全长序列比对,发现转录本Novelgene1474_novel01与ALVE3互补链对应序列高度同源,长度为5 575 bp,说明ALVE3互补链能够产生转录本,对其翻译潜能进行预测后,推测该转录本为lncRNA。此外对不同ALVE3插入情况个体间的差异表达基因进行富集分析,在GO/KEGG中富集到多条免疫相关通路,说明ALVE3的插入可能对机体内免疫相关基因的表达有影响。研究表明,检测到ALVE3反义链可转录产生一段长为5 575 bp的lncRNA,该转录本在介导先天免疫通路中可能发挥作用。

水稻优良恢复系福恢676的粒形及米质分析

[目的]福恢676是福建省农业科学院水稻研究所在“丰产性、抗逆性、优质性及适应性”水稻育种策略指导下育成的强优势恢复系。对福恢676的粒形和米质进行相关研究,可以为该恢复系更好地应用于育种生产提供理论依据。[方法]将福恢676、亲本明恢63和蜀恢527、恢复系明恢86和福恢673种植于福州、泉州及三明试验基地,收获成熟种子,自然晒干。测量各恢复系的谷粒长、宽及厚度,称取千粒重,测定各恢复系的米质,并进行比较分析。采用CTAB法提取水稻基因组DNA,PCR扩增Wx基因片段,采用限制性内切酶Acc I对PCR产物进行酶切分析,根据琼脂糖电泳结果及测序分析确定Wx基因第一内含子+1位碱基类型。采用Trizol法提取水稻种子总RNA,进一步采用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析灌浆不同时期控制粒形和米质相关基因的表达情况。[结果]福恢676的谷粒长大多为10.0-11.0 mm,宽约2.70 mm,厚约2.00 mm,千粒重27.0-31.0 g。福恢676的糙米率大于81.0%,胶稠度大于60.0 mm,直链淀粉含量在13.0%-18.0%,达到一级米标准;福恢676的整精米率高于其他4个恢复系,垩白率和垩白度高于亲本明恢63与蜀恢527,低于明恢86和福恢673。福恢676和其他4个恢复系中Wx基因第一内含子+1位碱基均为T,即Wx基因型为Wxb。福恢676中控制粒形相关基因GL7的表达在灌浆11 d时明显下降;GS3、SGL和GIF1的表达先升高后降低,且在灌浆7 d时表达量最高;GW8的表达先降低后升高,且在灌浆11 d时表达量最高。福恢676中控制米质相关基因Chalk5的表达量在灌浆7 d时最高,而在11d时几乎不表达;ALK、OsSSI、OsBEIIb的表达先升高后降低,在灌浆7 d时表达量最高,且表达模式与其他4个恢复系中的完全不同。[结论]福恢676的谷粒较长,整精米率较高,糙米率、胶稠度和直链淀粉含量达到一级米标准,Wx基因型为Wxb,福恢676中控制粒形基因GL7、GS3和米质基因ALK、OsSSI、OsBEIIb的表达模式与其他4个恢复系中有明显不同。

不同虫态稻虱缨小蜂低温贮藏后的适合度

为探究稻虱缨小蜂适宜冷藏的虫态以及冷藏温度和冷藏时间,在5℃~12℃范围内对稻虱缨小蜂各虫态进行冷藏。结果表明,稻虱缨小蜂卵冷藏后部分不能正常孵化,不适合在卵期进行冷藏。稻虱缨小蜂在幼虫期和蛹期冷藏,成虫寿命随温度的升高而缩短,随冷藏时间的延长而缩短;对性比和子代数不造成影响;羽化率随着冷藏温度的下降而下降,随着冷藏时间的延长而下降,幼虫期不同虫龄之间以及不同虫龄与蛹龄之间的羽化率无显著差异;11℃冷藏的羽化率受冷藏时间的影响最小,冷藏20d的平均羽化率高于80.00%,与对照相比差异不显著。隐羽化期和成虫期受低温和冷藏时间的影响较大,不适合冷藏。因此,本研究结果表明稻虱缨小蜂冷藏效果最好的虫态为幼虫期和蛹期,11℃为适宜冷藏温度。

特种稻新品种红两优8012的选育与应用

红两优8012是以福建省农业科学院水稻研究所选育的红米不育系红19S与中国水稻研究所选育的大穗恢复系中恢8012配组育成的两系红米杂交水稻新品种,具有株型理想、高产、糙米呈红色、适应性广等特点,2022年通过云南省农作物品种审定委员会审定。主要介绍了红两优8012的特征特性及其栽培、制种技术。

水稻根系内生固氮菌的分离鉴定及其促生作用研究

【目的】研究不同生育期水稻根系内生固氮菌的多样性,分离鉴定内生固氮菌并筛选具有促生作用的菌株,为水稻生产中固氮菌的应用提供理论依据。【方法】采用无氮培养基培养方法,从拔节期和抽穗期佳辐占根系中分离内生固氮菌,通过扩增16S rRNA方法进行分子鉴定和系统进化分析;采用透明圈法进行溶磷解钾能力验证;采用乙炔还原法测定固氮酶活性。将分离的内生固氮菌株单独接种盆栽水稻幼苗,测定其对株高、根长、鲜质量的影响;将内生固氮菌混合菌液接种水稻品种佳辐占和台粳8号,于齐穂期测定倒1、倒2和倒3叶片的叶绿素含量(SPAD值)。【结果】从拔节期和抽穗期水稻根系中分别分离出10和20株内生固氮菌,且两个时期水稻根系内生固氮菌群多样性存在差异,拔节期以克雷伯氏菌属为主,而抽穗期以假单胞菌属为主。筛选出7株具有溶解无机磷能力的菌株,分别是J3、J10、J23、H27、H30、H33和H37。乙炔还原法测定结果表明,分离的内生固氮菌均具有弱固氮活性,其中H33和H40-2菌株固氮能力相对较强。将固氮菌回接水稻幼苗,H40-2和J3菌株对水稻株高、地上鲜质量、根长均有显著影响,可促进水稻生长。将固氮菌混合回接水稻根系,发现佳辐占叶片叶绿素含量与对照差异不显著,而台粳8号显著提高。【结论】分离的内生固氮菌株H40-2和J3在水稻苗期具有明显促生作用,可作为功能性内生固氮菌开发利用。

鸡性别决定及分化关键调控基因DMRT 1研究进展

鸡是重要的农业动物之一,其所提供的鸡蛋是优质且廉价的动物蛋白来源。由于蛋鸡饲养中对母雏的需求偏好,使得早期性别鉴定成为蛋鸡生产中的重要一环,鉴定后会淘汰大量公雏,这不仅造成了巨大损失,还涉及到伦理道德问题。近年来,随着科学技术的发展使得人为控制畜禽性别成为可能,性别调控机制相关的研究挖掘出了很多候选基因,其中DMRT 1基因被认为是调控公鸡性腺形成的关键基因。本文系统的综述了DMRT 1基因在鸡性别决定及性腺分化中的作用、相关途径以及影响其表达的潜在因素,为后续深入研究家禽性别调控机制及开发人工性别控制技术提供参考。

BWEL-SPF鸡基因组内源禽白血病病毒基因插入位点识别和验证

为了探究生物信息学软件识别禽白血病病毒E(Avian leukosis virus subgroup E, ALVE)基因插入位点的准确性,试验采用obsERVer流程和位点特异性PCR方法,测定了3只BWEL-SPF鸡全基因组测序数据中的ALVE基因插入位点,并验证了obsERVer流程预测的准确性。结果表明:在3只BWEL-SPF鸡中共识别到4个ALVE基因插入位点,分别为ALVE1、ALVE3、ALVE9和ALVE15;插入位点上下游序列存在规律性,是由6个碱基的基序构成的重复序列;并且这4个插入位点均可以通过位点特异性PCR方法验证,吻合率为100%。说明obsERVer流程可以准确预测测序数据中的ALVE基因插入位点,在BWEL-SPF鸡中存在多个ALVE基因插入位点。

PEG模拟干旱胁迫对水稻抗氧化酶基因表达的影响

【目的】干旱是影响水稻生产的重要环境因素之一,在干旱条件下水稻植株体内会发生一系列的抗逆反应,其中参与防御反应的关键酶基因表达会发生明显的变化。因此,本研究拟分析干旱胁迫处理后抗氧化酶类基因的表达变化,为进一步研究水稻抗旱机制提供理论参考。【方法】采用质量体积比为0(CK)、18%、20%、22%、24%、26%的聚乙二醇(PEG6000)对三叶一心期的籼稻航2号植株进行干旱胁迫处理,筛选适合处理籼稻航2号的PEG6000质量体积比;进一步采用PEG6000对航2号植株进行干旱胁迫处理,分别于处理0、2、4、8、12、24、48、72 h取样;并用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PEG6000处理不同时间段后植株中抗氧化酶类基因表达,包括过氧化氢酶( CATA 、 CATB 、 CATC )、过氧化物酶( POX 5.1、 POX 1)、超氧化物歧化酶(plastidic Cu/Zn-SOD ,cytosolic Cu/Zn-SOD )、抗坏血酸过氧化物酶( APX )、谷胱甘肽还原酶( GR )基因的表达变化。【结果】根据表型观察和植株存活率,筛选出籼稻航2号对PEG6000的耐受临界质量体积比为22%;qRT-PCR结果表明PEG6000胁迫处理后9个基因的表达均出现上调,大部分基因表达都呈先上调后下调的趋势,且一般PEG处理4 h之后基因表达出现较明显上调,说明这些基因均不同程度地参与了PEG胁迫反应;其中,过氧化氢酶A基因( CATA )表达变化最显著,处理8 h表达量上调至处理0 h的28倍。【结论】PEG6000胁迫处理后主要的抗氧化酶类基因表达发生了明显的变化。

甘蔗UGPase cDNA的克隆及序列分析

以甘蔗(FN95-1702)为材料,通过RT-PCR,首次克隆得到了甘蔗UGPase cDNA片段.该片段长1 495 bp,其中包含完整的ORF为1 431 bp,共编码476个氨基酸,并含有5个重要的Lys残基位点,分别为Lys257、Lys321、Lys367、Lys408、Lys409,它们对维持UGPase活性及与底物结合方面发挥着重要作用.

杂交水稻骨干亲本Wx基因第一内含子+1位碱基多态性分析

【目的】直链淀粉含量是影响稻米品质的重要因素,而编码颗粒结合型淀粉合成酶(granule-bound starch synthetase,GBSS)的蜡质基因(Wx)是影响直链淀粉含量的主效基因。本研究拟分析120份杂交水稻亲本的Wx基因第一内含子+1位碱基的多态性,以期研究其对内含子的剪接效率及Wx的表达的影响,为亲本育种筛选提供理论参考。【方法】选取120份水稻亲本材料,采用CTAB法提取基因组DNA,并以此为模版PCR扩增Wx基因片段;采用限制性内切酶Acc I对PCR产物进行酶切分析,根据琼脂糖电泳结果分析Wx基因第一内含子+1位碱基类型;同时测定其中19份亲本的直链淀粉含量、胶稠度和碱消值。【结果】PCR扩增结果显示所有材料中均可扩增出清晰且单一的目的条带;PCR产物的Acc I酶切分析结果显示,其中81份亲本的Wx基因第一内含子+1位碱基是T,即为T型,占总数的67.5%,38份亲本为G型,占总数的31.67%,而仅有1份亲本为杂合型,即GT型,占总数的0.83%。19份亲本的直链淀粉含量测定结果表明,7份G型亲本的直链淀粉含量比12份T型亲本的高,且其中6个G型亲本的直链淀粉含量平均值均超过20%。另外,测定结果表明T型亲本和G型亲本的胶稠度和碱消值差别不明显。【结论】120份杂交水稻骨干亲本的Wx基因第一内含子+1位碱基类型测定结果表明,与T型亲本相比,G型亲本的直链淀粉含量明显较高,而胶稠度和碱消值没有明显差别。

鸡马立克氏病抗性机制及抗病品系研究进展

鸡马立克氏病(Marek's disease,MD)是淋巴细胞增生性肿瘤疾病,是危害家禽业的重要疫病。该文系统综述了不同MHC血清单倍型与MD的抗性关系;与MD有关的遗传标记,包括微卫星标记、单核苷酸多态性(SNP)位点、拷贝数变异区域(CNVR)、数量性状基因座(QTL);MDV感染过程中宿主基因与病毒基因的互作,包括抗性候选基因和非编码RNA在内的MD抗性遗传因子鉴定;抗性品系的培育,包括美国农业部禽病研究室培育的MD抗性品系和易感品系、海兰公司培育的HL-W36抗病品系、俄罗斯培育抗MD雪白鸡,国内培育的抗MD霞烟鸡以及含有特定MHC单倍型的群体等内容,以期为深入了解鸡马立克氏病抗性的遗传基础及抗病品系的培育提供参考。

截形叶螨危害下枣冠层含水量高光谱估算模型

【目的】基于截形叶螨(Tetranychus truncates)危害的冠层高光谱反射率构建枣冠层水分含量估测模型。【方法】以枣(Ziziphus jujuba)冠层光谱反射率与含水量为基础,分析截形叶螨危害下枣冠层一阶微分光谱与含水量的相关关系,筛选枣冠层高光谱含水量的敏感波段,分别采用线性函数、二次函数、指数函数的回归模型,构建截形叶螨危害下枣冠层含水量的高光谱估算模型。【结果】枣冠层含水量随着光谱反射率降低而降低,与虫害等级呈显著负相关。利用冠层一阶微分光谱D1102、D974、D990组合波段建立的多元线性逐步回归模型的拟合度最好,R2达到0.618,RMSE和RE为3.428和3.900%。【结论】说明利用高光谱技术反演冠层含水量具有一定的可行性,在森林虫害监测方面具有重要的现实意义。

枣截形叶螨危害冠层光谱特征及虫害等级反演

以截形叶螨危害下枣为试材,采用相关性分析、线性回归建模的方法,研究利用截形叶螨危害下枣冠层高光谱构建虫害等级反演模型,以期为遥感在大尺度范围内实现快速、准确、大面积监测截形叶螨提供思路。结果表明:随虫害等级的增加,冠层反射率逐渐降低,且存在红边位置"蓝移"的现象;以敏感波段896 nm为自变量,建立虫害等级单变量线性反演模型,拟合R^2为0.536,预测R^2为0.716,均方根误差为0.081,说明该敏感波段能达到对虫害等级预测的效果。

外源C_(4)-PEPC对水稻粒形和稻米品质及成分的影响

【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)参与植物碳代谢,并且在碳氮耦合代谢调节过程中扮演着重要角色。分析导入外源C_(4)-PEPC对水稻稻谷粒形和稻米品质及成分变化的影响,进一步阐明C_(4)-PEPC在C 3植物水稻中的作用。【方法】以航2号(对照)和转C_(4)-PEPC水稻为材料,采用万深SC-G型自动考种及千粒重分析仪分析稻谷的粒形,采用电镜扫描观察稻米内部淀粉粒结构,参照标准米质测定方法测定稻米品质(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值);同时,测定稻米中支链淀粉、蔗糖、可溶性总糖及碳氮的含量,并采用高效液相色谱法测定稻米中的氨基酸含量。【结果】粒形分析表明,与对照航2号相比,转C_(4)-PEPC水稻的谷粒明显较短较窄,其长、宽、周长及千粒质量也明显较小。电镜扫描显示,航2号淀粉粒排列紧密,而转C_(4)-PEPC稻米淀粉粒排列明显比较松散。转C_(4)-PEPC株系稻米中直链淀粉含量明显较低,而支链淀粉含量明显较高,胶稠度和碱消值与对照无明显差别,垩白率和垩白度降低,蔗糖和可溶性糖含量极显著降低。转C_(4)-PEPC稻米的总氮含量明显较低,其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、胱氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等14种氨基酸含量明显较低,而其余3种氨基酸,即脯氨酸、异亮氨酸、色氨酸含量与对照无明显差别。【结论】导入外源C_(4)-PEPC后,水稻谷粒变小,淀粉粒排列松散,稻米中直链淀粉、蔗糖、可溶性糖、总氮及大部分氨基酸含量降低,而支链淀粉含量升高。

水稻日本晴IPA1 cDNA的克隆及植物过表达载体的构建

采用RT-PCR技术,从水稻日本晴中扩增获得了理想株型基因IPA1(Ideal Plant Architecture,IPA)的cDNA片段。测序结果表明,克隆获得的目的片段长为1 257bp,包含完整的CDS,共编码418个氨基酸,预测表明该蛋白分子质量为42.51kD,理论等电点为9.37。将该片段连接至载体pHI,通过SmaI、SacI酶切鉴定及测序验证,结果表明成功构建了pHI-IPA1植物过表达载体,并将载体质粒转化农杆菌,为进一步进行籼稻理想株型基因的遗传转化奠定基础。

分子标记辅助选择创制抗白背飞虱水稻恢复系

将分子标记辅助选择技术与传统育种的杂交、回交方法及白背飞虱频发区大田自然诱发抗虫鉴定相结合,创制了米质优、配合力好且具有水稻白背飞虱拒食抗性主效QTL位点qSI4的新恢复系材料3份(R38、R46和R58)。室内抗性鉴定结果表明,新创制的恢复系材料的白背飞虱抗性与抗源春江06的抗性水平相当,具有较强的白背飞虱抗性。这些新恢复系通过与不同遗传背景的不育系进行杂交配组,经过田间测产和室内米质鉴定、评比,筛选出一批集抗性好、米质优、产量高等优良性状于一体的杂交水稻新组合。

水稻种子人工老化与自然老化的分析比较

人工老化和自然老化是目前研究水稻种子耐储藏性常用的两种方法。本研究分别采用人工老化和自然老化对4个不同水稻品种"(航1号"",航2号",福恢653和云恢290)的种子进行处理。结果表明,进行人工老化后4个水稻品种种子的发芽率都随着老化时间的延长而降低,但不同品种降低的幅度不一样,其中"航1号"和"航2号"降幅最大,人工老化30 d后发芽率降至约8.7%;而福恢653和云恢290降幅相对较小,人工老化30 d后发芽率分别约为24.0%和25.3%。进行自然老化后,"航1号"和"航2号"的发芽率随着自然老化时间的延长而降低,但是福恢653和云恢290自然老化12个月后的发芽率与自然老化6个月后的发芽率相比反而提高。另外,通过比较分析发现人工老化相同时间后不同品种间发芽率差异都显著,但是自然老化6个月后不同品种间的发芽率差异并不显著。因此,人工老化与自然老化的效果并不完全一致,在这两种老化过程中,水稻种子各发生怎样的生理变化且有何差异等问题都有待于进一步的研究和探讨。

水稻苗期耐低钾品种筛选及相关性状的QTL定位

对159份遗传差异较大的水稻品种进行耐低钾筛选,根据综合指数筛选出18份耐低钾和10份低钾敏感的水稻品种。利用筛选得到的耐低钾水稻品种台农67和低钾敏感品种制西构建重组自交系,对耐低钾相关性状进行QTL分析和定位,共检测到27个耐低钾相关性状的QTL,LOD值为2.52~9.23,可解释表型变异为2.22%~7.25%,其中贡献率最高的QTL是qKC-2,该QTL定位在水稻2号染色体上,可能是1个控制水稻钾含量的未知基因,可进一步通过构建次级群体对该基因进行精细定位和克隆。本研究中设计的Indel标记可快速筛选水稻育种材料中的耐低钾基因型,缩短育种时间,而且重组自交系中可以选出农艺性状好又耐低钾的株系直接应用于育种。

不同留桩高度下水稻再生力的基因型差异

以192份生产上广泛应用的水稻品种为研究对象,对其再生季分别进行了高留桩(40cm)和低留桩(5cm)处理,研究水稻再生力与品种及其留桩高度的关系。统计分析结果表明,高留桩处理时水稻再生芽出鞘率整体水平显著高于低留桩处理,但不同品种类型的再生力受留桩高度的影响程度各异。分析表明,粳稻品种普遍适合低留桩处理,而籼稻品种则多数适合于高留桩处理。同时,本研究还筛选出少蘖粳、台北309、K264806、R402-10等再生能力较强的品种,为强再生力水稻新品种的选育和再生力相关的遗传学分析及生理机制研究提供了可用的基因资源。

NaCl胁迫对萝卜幼苗叶片生理特征及根尖细胞核形态的影响

对0.00(对照)～0.50 mol.L-1NaCl处理48 h后萝卜(Raphanus sativus L.)幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率、丙二醛(MDA)含量和相对电导率进行了测定,并观察了根尖细胞核形态变化和胁迫后幼苗生长的恢复状况。测定结果表明:经0.05 mol.L-1NaCl处理后,叶片的叶绿素含量和净光合速率均高于对照(0.00 mol.L-1NaCl);而用0.10～0.50 mol.L-1 NaCl处理后,叶绿素含量和净光合速率均随NaCl浓度的提高逐渐降低且与对照差异显著,其中,经0.35～0.50 mol.L-1NaCl胁迫处理后叶片净光合速率降至0.00μmol.m-2.s-1。随NaCl浓度的提高,MDA含量和相对电导率呈先快速上升而后逐渐下降的趋势,且均与对照差异显著;其中,经0.30 mol.L-1NaCl处理后MDA含量最高,经0.40 mol.L-1NaCl处理后相对电导率最高。观察结果显示:经0.05～0.25 mol.L-1NaCl处理后根尖细胞核由规则的圆形向各种不规则形状转变,染色质出现不同程度的浓缩,表现出不同程度的程序性细胞死亡特征;经0.30～0.50 mol.L-1NaCl处理后则出现中空细胞与部分正常细胞并存的现象。经0.05和0.10 mol.L-1 NaCl处理后,萝卜幼苗可恢复正常生长,且株高与对照无明显差异;而经0.25～0.50 mol.L-1NaCl处理后,幼苗均较难恢复正常生长,且随NaCl浓度的提高,幼苗出现枯萎、糜烂现象。研究结果显示:低浓度NaCl处理不仅对萝卜幼苗的生长、生理代谢及细胞核形态结构没有明显伤害反而有一定的促进作用,而高浓度NaCl胁迫可导致萝卜幼苗不可逆伤害。