陆地棉TRM基因家族的鉴定及纤维品质相关优异单倍型分析

【目的】鉴定陆地棉TRM基因家族序列及理化性质,分析与棉纤维品质相关的优异单倍型基因差异。【方法】利用生物信息学分析陆地棉TRM基因家族进化关系、理化性质和聚类表达;利用基因单倍型效应分析筛选调控纤维品质性状(纤维长度、比强度、马克隆值)的候选基因。【结果】陆地棉TRM基因家族编码的氨基酸为376~1093,等电点为4.64~9.56。亚细胞定位预测发现多达60个陆地棉TRM基因家族定位于细胞核中。TRM基因家族含有较多的光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的元件。60个TRM基因家族在纤维发育时期优势表达,调控棉花纤维发育。每个基因的单倍型个数为1~8,并筛选到纤维长度、强度以及马克隆值相关的优异单倍型TRM基因分别有14、18和15个,其中有11个基因同时具有长度、强度、马克隆值3种改良纤维品质的优异单倍型。GH_D09G0775的Hap_4单倍型和GH_D03G1434的Hap_3单倍型在增加纤维长度、强度的同时降低了马克隆值。【结论】在陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中鉴定出75个TRM基因家族成员分布在24条染色体上,系统进化将其分为ClusterⅠ~Ⅲ3个亚族。

陆地棉品种(系)产量性状和纤维品质性状在新疆南疆的遗传表现及基因型聚类

本研究采用y=μ+E+G+GE+ε模型和R软件对302份陆地棉品种(系)在新疆南疆7年的4个产量性状和5个纤维品质性状进行遗传分析和基因型值聚类,通过分析评价,筛选出一批具有改良陆地棉产量性状、纤维品质性状的种质资源,以期为新疆南疆陆地棉育种提供材料。结果表明,除单株铃数的基因型×环境互作方差不显著外,其他8个性状的基因型、环境以及基因型×环境互作效应都对其表现型起着显著或极显著的作用。从各性状的基因型值来看,一些品种(系)可以作为改良纤维品质性状的优良资源。运用R软件,将参试品种(系)依据基因型值分成9类,其中,第3类品种(系)包括‘223-13’‘h288’‘223-14’等是改良新疆南疆陆地棉纤维品质性状的优异材料,第7类品种(系)是改良产量性状的种质资源,第9类中的已审定品种适于新疆南疆种植。

低酚转基因抗虫棉品种GB821

GB821是低酚、转基因抗虫常规棉品种,生育期118 d左右,植株塔形,结铃性较强,单株结铃数17.2,铃重5.2 g,籽指10.3 g,衣分40.0%,抗枯萎病、耐黄萎病。2018―2019年冀中南春播常规低酚棉组区域试验中,籽棉、皮棉、霜前皮棉产量较对照邯无198分别增加2.4%、7.4%、6.0%。主要介绍了GB821的选育过程、特征特性、适宜种植区域及栽培技术要点。

甲基磺酸乙酯诱变棉花突变体剂量分析

突变体为基因分离和克隆提供了良好的研究材料。在前期预实验基础上,本研究用1.0%(体积分数) EMS浓度下对亚洲棉(Gossypium arboreum L.)石系亚1号种子进行4 h、5 h、6 h和7 h的诱变处理,对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)TM-1种子进行5 h、6 h、7 h和8 h的诱变处理,筛选出半致死、苗期生长明显受到抑制的处理时间。1.0%EMS溶液处理下,石系亚1号和TM-1种子的最佳诱变时间分别为6 h和8 h。同时利用该诱变条件进行田间较大规模的诱变处理,结果发现植株发芽率明显低于温室条件下的发芽率,并且出现了一定数目的畸变植株。该研究为后续棉花突变体的构建及突变性状的研究奠定基础。

陆地棉自然群体纤维强度性状的全基因组关联分析

纤维强度是衡量棉花纤维品质的重要指标之一。了解棉纤维强度形成的遗传基础对棉花纤维品质的遗传改良具有重要的指导意义。本研究利用83份纤维强度差异显著的陆地棉材料,采用广义线性模型(General linear model,GLM),对5个环境的纤维强度及最佳线性无偏估计值(Best linear unbiased prediction,BLUP)进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。结果表明,各环境纤维强度基本符合正态分布,且存在丰富的变异,变异系数为5.55%~8.44%,广义遗传力达到88.67%。GWAS共检测到19个稳定的显著关联SNP位点,分布在A01、A06、D05、D08、D10、D11和D13等7条染色体上,合并为9个数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)区间,其中4个QTL区间与前人定位的QTL区间重叠,其它5个QTL区间是本研究新发现的控制纤维强度性状的稳定位点。根据区间内基因的表达模式及功能注释,共筛选出4个可能与纤维强度相关的候选基因。本研究通过对棉花纤维强度进行全基因组关联分析,为棉花纤维品质性状的分子遗传改良奠定了基础。

棉花重组自交系群体重要农艺性状的遗传分析

通过产量、纤维品质、株型三类农艺性状来探究棉花重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体的综合表现,并进行纤维品质优异株系的筛选,是提高棉花育种效率的有效途径。本研究以鲁棉研28为母本,海岛棉渐渗材料爱字棉73003为父本,进行杂交并多代自交获得的126个RILs材料为研究对象,在四个环境下对5个产量、5个品质、4个株型相关性状进行变异系数、方差、遗传力和相关性分析。方差分析表明,该RIL群体的各性状受环境效应影响显著;变异分析和超亲分析表明群体内部存在丰富的遗传变异;相关性分析表明衣分与上半部平均长度、断裂比强度、整齐度指数呈极显著负相关,株高和果枝数与单位面积产量呈显著正相关,第一果枝高度与整齐度呈极显著正相关,果枝数与伸长率呈极显著正相关。通过综合分析,在该RIL群体中筛选出9个纤维品质性状表现优异的材料,为棉花新品种选育提供参考。

老年糖尿病伴食欲不佳患者住院期间的血糖管理

目的探讨老年糖尿病伴食欲不佳患者住院期间血糖管理的优化策略。方法选取89例年龄>65岁、住院前2天内每日摄入主食<25 g、住院≥5 d的患者,采用计算机随机分成血糖管理组(43例)和对照组(46例)。血糖管理组患者由医院血糖管理小组制定个体化血糖控制目标,并实施合理的血糖监测及降糖方案。结果血糖管理组较对照组平均血糖水平[(10.19±1.38)mmol/L比(12.91±1.25)mmol/L,P=0.004]、血糖变异性[(2.91±0.46)mmol/L比(3.34±0.49)mmol/L,P=0.001]及低血糖发生率(1.8%比2.9%,P=0.049)显著降低;住院天数显著缩短(13.63±2.06)d比(14.64±2.43)d,P=0.036);血糖达标率显著增高(65.1%比39.1%,P=0.014)。结论对老年糖尿病伴食欲不佳住院患者,优化血糖管理可获得明显的临床疗效。

利用基因芯片分析比较Giza75和SG747纤维发育差异表达基因

【目的】利用适应性广、产量高的陆地棉和纤维品质优异的海岛棉进行高通量基因芯片比较分析,筛选和鉴定棉纤维发育相关的关键基因。【方法】以SG747(Gossypium hirsutum L.)和Giza75(Gossypium barbadense L.)为材料,利用Affymetrix公司的棉花寡聚核苷酸基因芯片对其开花后10 d(10 days after anthesis,10 DPA)的棉纤维进行表达谱分析。【结果】材料Giza75和SG747共筛选到3905个差异表达基因,其中功能预测基因占比17.80%,翻译、核糖体结构相关基因占比16.82%,翻译后修饰占比14.32%。Gra.2198.1.A1_at正向调控棉纤维发育过程,Gra.85.1.S1_at、Ghi.249.1.A1_at和Ghi.8448.1.S1_x_at负向调控棉纤维发育过程,可能参与了棉纤维发育过程。【结论】利用陆地棉和海岛棉基因芯片并结合qRT-PCR筛选和鉴定到4个纤维发育相关的关键候选基因。

Genome-wide association study of micronaire using a natural population of representative upland cotton(Gossypium hirsutum L.)

Background: Micronaire is a comprehensive index reflecting the fineness and maturity of cotton fiber.Micronaire is one of the important internal quality indicators of the cotton fiber and is closely related to the value of the cotton fiber.Understanding the genetic basis of micronaire is required for the genetic improvement of the trait.However,the genetic architecture of micronaire at the genomic level is unclear.The present genome-wide association study(GWAS)aimed to identify the genetic mechanism of the micronaire trait in 83 representa:tive upland cotton lines grown in multiple environments.Results GWAS of micronaire used 83 upland cotton accessions assayed by a Cotton 63 K Illumina Infinium single nucleotide polymorphism(SNP)array.A total of 11 quantitative trait loci(QTLs)for micronaire were detected on 10 chromosomes.These 11 QTLs included 27 identified genes with specific expression patterns.A novel QTL,qFM-A12–1,included 12 significant SNPs,and GhFLA9 was identified as a candidate gene based on haplotype block analysis and on strong and direct linkage disequilibrium between the significantly related SNPs and gene.GhFLA9 was expressed at a high level during secondary wall thickening at 20∼25 days post-anthesis.The expression level of GhFLA9 was significantly higher in the low micronaire line(Msco-12)than that in the high micronaire line(Chuangyou-9).Conclusions: This study provides a genetic reference for genetic improvement of cotton fiber micronaire and a foundation for verification of the functions of GhFLA9.