基于全长转录组的蚕豆WRKY基因家族分析及耐盐胁迫相关候选基因挖掘

WRKY基因是植物特有的转录因子基因,能够调控植物的生长发育和胁迫响应。为了鉴定蚕豆WRKY基因家族成员,揭示其进化关系并挖掘与盐胁迫相关的候选WRKY基因,本研究在完成蚕豆全长转录组测序(9个样品)和二代转录组测序(27个样品)的基础上,利用生物信息学方法对WRKY转录因子基因进行鉴定与分析,并通过拟南芥同源基因比对挖掘盐胁迫相关的候选VfWRKY基因。结果表明,蚕豆全长转录组测序共获得53.84 Gb数据量,通过比对和校正最终获得58885条转录本序列信息;基于蚕豆全长转录组共鉴定出113个WRKY家族成员,氨基酸数目为153~737 aa,等电点为4.84~9.87,113个WRKY家族蛋白质全部定位于细胞核中;根据拟南芥WRKY家族系统发育特征,VfWRKY基因家族可分为3组,分别为group 1(38个VfWRKY)、group 2(61个VfWRKY)、group 3(14个VfWRKY);Motif 1和Motif 3是VfWRKY基因家族的特征基序,并对应WRKY保守结构域,在进化过程中较为保守;VfWRKY基因家族主要富集在植物MAPK信号通路、植物与病原菌相互作用和剪接体3个通路中;通过同源比对,在蚕豆中发现14个盐胁迫相关候选WRKY基因,且主要在根中高表达。该研究结果为蚕豆的遗传学研究提供了丰富的参考数据,也为创制耐盐蚕豆新品种提供了基因信息。

县域招引国外科技型企业举措与实践研究——以苏州太仓德企招引为例

投资和项目是提速县域经济发展的“发动机”,外资招引则是县域经济发展的“引擎”之一,是解决县域经济发展动力不足最便捷最有效的方法。在苏州太仓,已有近500家德国公司在该地区开展业务,带来超60亿美元的投资,成为促进太仓经济高质量发展的重要动能。文章通过调研太仓在招引德国科技型企业方面的优势,了解太仓对德合作总体成效和先进做法,分析面临的主要困境,提出意见和建议,为有条件的县域城市复制“太仓经验模式”、招引更多外资企业来华投资提供参考。

芝麻芽菜生长特性及营养成分变化研究

为了明确芝麻芽菜的生长特性及营养成分变化情况,以黑白芝麻不同萌发时期(0、1.5、3、5、7、9 d)的芝麻芽为研究对象,分别对其生长特性以及粗脂肪、蛋白质、矿物质、维生素等主要营养物质的含量和变化规律进行了测定和分析。结果显示:随着芝麻萌发时间的推进,芝麻鲜重不断增加,芽后第7 d,黑白芝麻芽菜的生物产量最大,产出比均达11以上。相较于鲜芝麻芽中的粗脂肪、蛋白质、矿物质、维生素等含量逐步下降,相对干重下不同发芽阶段各营养物质含量变化规律不同。粗脂肪含量随发芽时间一直下降,而其他营养物质含量总体呈不同程度的上升趋势。其中,黑、白芝麻芽中的维生素E含量在芽后1.5 d达到最高值,分别较其籽粒增加1.62倍和1.17倍;黑、白芝麻芽中的蛋白质、磷、铁、硒等含量均在芽后第7天达到峰值,分别较其籽粒增加0.76和0.99倍、0.66和1.34倍、7.26和6.67倍以及1.67和124.49倍。综合考虑芝麻芽菜的营养品质和经济效益,萌芽第7天芝麻芽菜的营养价值和商品性最佳,此时芝麻芽菜的产量以及蛋白质、磷、铁、硒等营养物质的含量最高。本研究明确了芝麻芽菜生长过程中的生长特性和主要营养成分含量变化规律,确定了芝麻芽菜采收和食用的最佳时期,为芝麻芽菜产品的开发提供了理论依据。

芝麻EST-SSR标记的开发和初步研究

为加速分子标记在芝麻研究中的应用,利用网上现有的芝麻EST(expressed sequencetags)数据信息,开展了芝麻EST-SSR功能性标记的开发和利用研究。在所有的3328条芝麻EST序列中共确认得到1785条非冗余EST序列。其中,在含有微卫星重复的148条序列中共检测有155个EST-SSR。非冗余EST序列总长为774.27kb,平均每4.99kb含有一个EST-SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明,以AG/TC为重复基元(motif)的SSR出现最多,占总SSR的37.42%。利用这些序列,设计开发了50对EST-SSR引物,并分别选用36个芝麻、2个棉花、2个大豆和2个油葵进行多态性和通用性研究。其中44对引物在供试芝麻材料中扩增出条带,共产生108个位点,平均每对引物产生2.45个位点,多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均值为0.390。根据遗传相似性系数进行聚类,有26个芝麻材料聚类在两个大的亚类(III和IV)中,聚类结果表明芝麻的基因型与地理来源之间没有必然的联系。此外,分别有2对、3对和4对引物可以在棉花、大豆和油葵中进行通用性扩增。本研究证实这种全新开发的芝麻EST-SSR标记在芝麻遗传多样性分析、遗传图谱构建以及比较基因组等研究方面有广阔的利用前景。

芝麻发育转录组分析

【目的】系统了解芝麻发育及种子形成转录组特征,丰富芝麻转录组数据信息。【方法】选用6份芝麻样品(5个不同芝麻品种的完整植株、1份不同发育阶段的芝麻籽粒),构建转录组测序文库并进行Illumina RNA-seq双端测序及生物信息学分析。【结果】共获得原始数据12.69 Gb,有效数据8.80 Gb。通过de novo拼接获得了长度大于100 bp的转录物26 837条(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/TSA.html,登录号:JP631635—JP668414);转录物总长度18.35 Mb,平均长度683 bp,N50长度1 006 bp。转录物注释结果显示,25 331条转录物序列具有同源比对信息;1 506条转录物序列无匹配(no hits)序列信息,可能为芝麻特有的基因序列。采用COG、GO功能分类工具可将已注释转录物序列划分为24个或42个功能类别,共涉及物质及能量代谢、信号传导、转录调控及防卫反应等诸多生理生化过程。通过比较不同材料间转录物序列及表达水平,初步确定1 277条序列在种子形成过程中表达量下调10倍以上,990条序列仅在芝麻植株中表达而未在籽粒中表达;660条序列在种子形成过程中表达量上调10倍以上,296条序列可能与种子形成特异相关。【结论】利用高通量测序技术对芝麻野生种和不同栽培种现蕾期植株以及种子形成过程的转录组进行研究,揭示了芝麻发育转录组的整体表达特征,在得到大量芝麻转录组unigene序列的同时,获得了一批在芝麻生长发育及籽粒形成过程中有重要功能的基因序列。为深入开展芝麻生长发育、籽粒发育相关基因功能及调控以及芝麻分子标记开发等研究提供了丰富的数据资源。

芝麻DNA和RNA同步提取方法

高质量的DNA和RNA是分子生物学实验顺利进行的基础。本文首次针对CTAB法提取芝麻DNA和RNA的效果进行了研究,在此基础上改进了提取程序和相关技术参数,总结出一套可同步提取高质量芝麻DNA与RNA的方法。利用该方法提取的DNA及RNA经RAPD、SSR、SRAP、DDRT-PCR、AFLP、cDNA-AFLP等分子试验验证,质量好,符合后续试验的要求。这套方法为顺利开展芝麻分子生物学研究奠定了基础。

芝麻子叶基因转化受体系统的建立

试验以芝麻栽培种豫芝11号为材料,对子叶丛生芽诱导及植株再生体系以及子叶受体材料对卡那霉素、潮霉素和头孢霉素的天然耐性进行了研究,建立了芝麻子叶基因高频转化受体系统。结果表明,适宜的诱芽培养基为MS+5.0mg/L6-BA+1.0mg/LIAA+5.0mg/LAgNO3+1.0mg/LABA+3%蔗糖+0.8%琼脂;6-BA对子叶膨大起决定作用,ABA、IAA则是诱导丛生芽高频发生的关键因子,AgNO3对丛生芽发生有显著的促进作用。在芝麻子叶膨大出芽期、芽增殖期及试管苗生根期等遗传转化的三个重要时期,适宜的卡那霉素筛选浓度分别为70mg/L、70mg/L、20mg/L,潮霉素筛选浓度分别为40mg/L、60mg/L、10mg/L。在农杆菌介导的芝麻遗传转化中,头孢霉素使用浓度以500mg/L为宜,抑菌效果好且不影响转化受体生长。

芝麻籽粒脂肪含量核磁共振无损快速测定方法的建立

以冷榨芝麻油为标样,制作出核磁共振检测芝麻脂肪含量的标准曲线,建立了核磁共振无损快速测定芝麻籽粒脂肪含量的方法（简称核磁共振法,NMR）。分别采用索氏提取法和核磁共振仪检测方法,测定了50份国内外芝麻种质资源籽粒的脂肪含量,对这2种方法测定值进行比较分析结果表明,利用NMR法与索氏提取法测定的结果同样稳定,籽粒脂肪含量范围在29.48%-58.71%,而且2组测定结果极显著相关（系数为r=0.9918）,测定值的绝对偏差仅为0.10-2.05百分点。与索氏抽提法相比,核磁共振法可保证籽粒不破损,而且操作简便、快速,所测数据准确、可靠,不受种子含水量、种皮色等因素的影响。因此,该方法在今后芝麻籽粒脂肪含量快速测定和品质性状研究中具有广泛的应用前景。

芝麻芽菜的氨基酸动态变化及营养风味评价

为研究芝麻芽菜中氨基酸组成及营养的动态变化规律,分别对两种芝麻籽粒及萌发1.5、3、5、7、9 d的芝麻芽菜进行氨基酸组分测定和营养价值评价。结果显示,芝麻芽菜氨基酸种类齐全,各萌发阶段均含有18种氨基酸。萌发后,芝麻芽菜相对干重状态下的总氨基酸含量总体呈先上升后下降趋势。黑、白芝麻分别在萌发7 d和5 d后总氨基酸含量达到最大值,分别较籽粒中增加69.41%和39.82%。芝麻芽菜中必需氨基酸占总氨基酸的比值也由最初籽粒中的约32.0%(黑、白芝麻分别为32.04%和32.87%)增加至40.0%左右(黑、白芝麻分别41.38%和40.70%),此阶段芝麻芽菜的蛋白营养最丰富,且氨基酸评分完全符合优质蛋白质标准,是一种十分优质的植物蛋白源。氨基酸味道强度评估结果显示,影响芝麻芽菜风味效应最大的是呈苦味的精氨酸和呈鲜味的谷氨酸。

芝麻全长cDNA文库的构建及序列分析

本研究采用Gateway建库技术构建了中国芝麻主栽品种豫芝11号的植株生长发育过程中不同组织的全长cDNA文库（SiFcDNA）。该全长cDNA文库容为5．6×10^6，文库滴度为1．12×10^6cfu／mL。部分克隆检测显示，文库cDNA片段长度集中于1．0～3．0kb，重组率为96．88％，全长cDNA比例为88％。随机挑取1152个单克隆进行5′端EST测序，共获高质量有效EST序列1088条，拼接得到单一基因序列867条，其中46条单一基因在NCBI数据库中没有查到相应的同源序列，可能为芝麻生长发育过程特有的新基因；所获单一基因序列被划分为26个GO功能亚类。此外，从获得的Unigene序列中挖掘出了173个SSR，分布频率为4．78kb／SSR；AG／CT类型SSR出现次数最多，占总SSR的19．08％。高质量全长SiFcDNA文库的构建为深入开展芝麻功能基因组学研究奠定基础。

不同浸水时间对大豆种质耐涝性及理化特性的影响

为探明萌发期不同浸水时间对大豆种质耐涝性及其理化特性的影响,以江淮地区种植的10个大豆种质为试验材料,在萌发期作浸水48、72 h处理,研究不同大豆种质发芽活力指数、相对电导率、生理酶活性等理化特性。结果表明,浸水48、72 h处理后,不同种质之间的发芽活力指数、相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、丙酮酸脱羧酶(PDC)活性差异显著;随着浸水胁迫时间的增加,苏X19011、新豆90-30的发芽活力指数无明显变化,其余各材料的发芽活力指数均明显降低。苏X19011的发芽活力指数最高,为27.6;通豆16-058、南农W182的发芽活力指数为0。种子长度与相对电导率、丙二醛含量、丙酮酸脱羧酶活性呈显著正相关,与超氧化物歧化酶活性、发芽活力指数呈显著负相关;相对电导率与丙二醛含量呈正相关,与丙酮酸脱羧酶活性呈显著正相关;发芽活力指数与SOD酶活性呈显著正相关,与MDA含量、PDC活性呈显著负相关。抗性种质通过提高SOD酶活性、降低PDC活性和MDA含量,从而抵抗涝害逆境。

以SRAP和EST-SSR标记分析芝麻种质资源的遗传多样性

利用SRAP和EST-SSR分子标记对192份国内外芝麻种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,2种标记都能很好地揭示品种间遗传关系;在31对SRAP引物组合扩增的270个等位基因中多态性占62.08%,平均每对引物可以检测5.45个;25对SSR引物扩增的136个等位基因中56.28%呈多态性,平均每对检测引物产生3.04个。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.70时,192份材料可被分为3个类群;阈值为0.75时类群Ⅰ又可分为6组,表明芝麻品种遗传多样性比较丰富。我国南部地区芝麻品种遗传多样性(多样性指数Hi=2.572)较中部(Hi=2.117)和北部地区(Hi=2.114)丰富。分析结果将有助于更好地保护和利用芝麻种质资源,并为育种工作提供依据。

芝麻种质资源因子分析及聚类分析

调查186份国内外芝麻资源的21个表型性状,对8个主要农艺性状进行相关分析和因子分析;并对所有性状进行聚类分析,186份材料可划分为7个类群。结果表明:选取单株蒴数多、千粒重高、花期适中的大蒴材料作亲本能显著提高单株产量;不同地区间品种农艺性状整体变异差别较小,区域内变异较大且侧重的性状不同;聚类结果显示,芝麻品种的遗传差异与地理远缘无明显相关性,说明培育高产优质品种时,亲本选配要以亲缘关系为主要参考依据;同时推测国内芝麻的引种传播是由南向北进行的。

芝麻种质资源SSR标记遗传多样性与群体结构分析

利用42对具明显多态性的SSR引物,分析国内外545份芝麻品种的遗传多样性和群体结构。结果检测到106个等位变异位点,引物多态位点范围为3~9个,平均为3.8个/引物,Y1994引物的等位位点最多,为9个。引物Shannon’s信息指数（I）范围为1.4834~0.1233,平均值为0.6450;多态信息指数（PIC）范围为0.7481~0.0516,平均值为0.4092,平均杂合度（He）为0.1162。UPGMA聚类、二元主成分及群体结构分析结果基本一致;供试545份芝麻资源可被分为3个UPGMA组群,在群体结构上分为3个亚群;芝麻资源整体遗传分化较小,亲缘关系较近。中国7个生态群种质相似系数范围为0.9811~0.5462,东北西北等区域资源与黄淮、江汉、华中华南等区的亲缘关系较远;国外7个生态群相似系数为0.9726~0.7442,非洲区与日本区种质亲缘关系较近,与中国资源亲缘关系较远。中国种质资源遗传基础较为狭窄,遗传多样性与地理分布不完全相关,而国外资源遗传多样性丰富。在今后芝麻育种工作中,应加强国外资源的引进与利用,并注重国内不同类群资源利用,拓宽我国芝麻品种遗传基础。

芝麻栽培种与野生种(Sesamum schinzianum Asch、Sesamum radiatum Schum & Thonn)种间杂交后代的生物学特性

【目的】探明芝麻栽培种与野生种种间杂交的亲和性,分析杂交后代遗传特征。【方法】以26个基因型(Sesamum indicum L.)与刚果野芝麻(Sesamum schinzianum Asch)和野芝1号(Sesamum radiatum Schum&Thonn)野生种为杂交亲本,借助胚培养技术获得种间杂交后代。采用SSR标记和生物学方法鉴定并分析杂交种F1的遗传特性。【结果】通过胚培养技术获得2 430个种间杂交F1株系,对部分材料的检测表明杂种阳性率为95.83%。刚果野芝麻×栽培种的正反交杂交率分别为34.62%(A)和11.54%(C),野芝1号×栽培种的正反交杂交率分别为100%(B)和19.23%(D)。F1花粉粒存在部分不育和高度不育两种类型,F1自交结实率分别为2.32—2.57粒/蒴果(S.schinzianum×S.indicum)和0.30—2.45粒/蒴果(S.radiatum×S.indicum)。【结论】S.radiatum与栽培种的杂交亲和率高于S.schinzianum。以野生种为母本与栽培种杂交,杂交种F1在株高、根系结构等性状方面超亲表现明显;株系高抗枯萎病;部分F1株系有低自交结实性。

芝麻EMS诱变条件优化与突变体筛选

为明确适于芝麻诱变的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)剂量和处理时间,创制优异芝麻突变体,采用0.1%~2.0%EMS浸泡处理芝麻91-0株系种子6~24 h,研究了EMS不同剂量和处理时间对芝麻突变体创制效率的影响。结果显示,0.1%EMS浸种24 h、0.5%EMS浸种24 h、1.0%EMS浸种12 h、1.5%EMS浸种6 h处理芝麻种子发芽势、发芽率为53.13%~90.17%,根长为0.30~2.00 cm,活力指数为18.53~131.00,适于芝麻诱变研究。2008—2010年,选用1.0%EMS浸种12 h优化条件先后处理芝麻91-0株系成熟种子7万粒,共获得M1代植株22 855份,成株率达到32.65%。对诱变株系及其后代叶型、株型、花器与育性、蒴果及粒型以及其他共5类24个田间农艺性状的调查结果表明,M1、M2代诱变率分别为7.60%、2.78%,M1、M2代株系发生的主要突变性状类型均为花器与育性类,比率分别为4.08%、0.93%。对831份突变体后代株系的农艺性状调查结果显示,后代中可稳定遗传的突变体比率为23.71%,主要突变类型为蒴果及粒型,占总调查株系的14.80%。研究表明,在1.0%EMS浸泡12 h诱变处理条件下,芝麻91-0株系发生可遗传突变的比率为0.80%。

芝麻种质资源的茎点枯病抗性鉴定及评价

2010年和2011年对129份芝麻种质资源(包括10份国外资源)进行了茎点枯病抗性鉴定及评价。结果表明,未发现免疫类型,高抗品种和高感品种所占比例低,感病品种占比例较大。2a鉴定抗性表现均在中抗以上的种质资源6份,分别为ZZM0565、ZZM0570、项城大籽白、新蔡选抗、河南商水农家种和KKU3;表现高感的种质资源5份,分别为ZZM1080、ZZM1102、ZZM0146、ZZM4177和ZZM2388。江淮一年两熟夏芝麻区的抗源材料最多,其次为华北一年一熟春芝麻区。

冷应激条件下猪脂肪组织中脂联素及其受体mRNA水平的表达变化

为了研究冷应激对脂肪代谢的影响,本试验分别在-15～-10℃、-10～-5℃、-5～0℃、15～18℃温度条件下采取猪颈部、背部皮下和内脏系膜脂肪组织,通过荧光定量RT-PCR方法检测脂联素及其受体mRNA的表达水平。结果显示,随着冷应激强度的逐渐加大,在颈部、背部皮下、内脏系膜Adiponectin mRNA的表达量逐渐降低,差异显著(P<0.05);内脏系膜中AdipoR 1和AdipoR 2mRNA表达量先逐渐升高后恢复正常,且差异极显著(P<0.01);背部皮下AdipoR 2mRNA表达量先逐渐降低后恢复正常,差异极显著(P<0.01),AdipoR 1mRNA表达量没有明显变化;颈部皮下AdipoR 2mRNA的表达量先逐渐升高后恢复正常,差异极显著(P<0.01),AdipoR 1mRNA的表达量先升高后恢复正常,而后又升高,差异极显著(P<0.01)。结果表明,脂联素及其受体参与冷应激过程,它们可能与冷应激条件下脂肪组织的重新分布有重要的关系。

南方冬闲田绿肥鲜食两用蚕豆产业发展策略及建议

绿肥鲜食两用蚕豆作为粮、饲、菜、肥兼用的经济作物,是随着农业产业结构调整及农业供给侧结构性改革而产生的产业新类型。充分利用冬闲田种植绿肥鲜食两用蚕豆,不仅可以解决冬闲田闲置而造成的土地浪费问题,还能促进农民增收和农业可持续发展,符合现代农业的发展要求。研究从冬闲田的利用现状、绿肥鲜食两用蚕豆种植模式及效益、两用蚕豆发展需求3个方面梳理冬闲田形成的原因,思考进一步利用绿肥鲜食两用蚕豆在冬闲田周年种植的模式。提出建议:筛选适宜于南方种植的品种,研发配套适宜于南方的栽培技术和绿色标准化生产技术,优化周年高效种植模式和构建种养循环新模式,创新优化冷链物流技术和速冻加工技术,探索鲜食蚕豆修复重金属污染效果。为解决南方冬闲田大量闲置的问题及绿肥鲜食两用蚕豆的进一步推广应用提供参考。

苏州市强化科技招商工作的实践与研究——以太仓市为例

科技招商是数字经济时代下全面贯彻新发展理念,加快集聚高水平科技创新资源的重要举措。太仓市政府的招商行为将逐步向科技招商转变。科技招商处于经济“战场”一线,作为太仓市招商引资的特殊前沿形式,对促进太仓经济结构转型升级、突破发展困局以及“太仓速度”在高质量发展中的体现和落实都具有重要意义。太仓市科技招商工作有基础,面临新的机遇和困难,如何认知科技招商,如何与产业招商互补共进,如何解决科技招商存在问题等,文章结合实际进行阐述,提出了思路和举措。