77份山西黍稷DNA二维码身份证的构建

为了更好地管理黍稷资源,分辨其身份以及追溯来源,创建一个高效可行的种质资源鉴定系统十分必要。以山西省内各地77份黍稷资源为材料,用上海生工生物股份有限公司合成上游5’端加FAM (blue)荧光基团标记对77份黍稷资源进行PCR及毛细管电泳。结果发现,仅用5个标记组合(RYW3、RYW6、RYW20、RYW37和RYW40)可区分全部材料。其中,组合RYW6+RYW37可区分60份;组合RYW6+RYW20+RYW37可区分69份;组合RYW6+RYW20+RYW37+RYW40可区分73份;组合RYW3+RYW6+RYW20+RYW37+RYW40可区分全部77份。77份材料在8个位点共检出79个等位变异,每个位点检出平均为9.875个,检测到的有效等位变异(Ne)为2.675 9,Shannon多样性指数(I)为0.991 6,Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.426 0,多样性信息含量(PIC)为0.553 3。在此基础上,利用ID analysis 4.0在线条形码生成器将对应字符串生成可扫描的条形码DNA分子身份证;利用二维码在线技术将材料基本信息转化成可扫描的二维码DNA分子身份证。

脑卒中患者发生骨质疏松症的时间及其影响因素分析

目的:探究脑卒中患者发生骨质疏松症的时间及其影响因素。方法:采用回顾性队列研究方法,筛查2010年1月—2017年1月在溧阳市人民医院康复科诊断为脑卒中的685例患者的病历资料。将其中符合标准的105例患者纳入本研究。根据在5年内是否发生骨质疏松症,分为骨质疏松症组46例和非骨质疏松症组59例。以5年内是否发生骨质疏松症为结局,应用logistic回归分析影响脑卒中患者发生骨质疏松症的因素。应用Kaplan-Meier法计算骨质疏松症组发生骨质疏松的中位时间和95%可信区间。应用多因素Cox回归分析影响脑卒中患者脑卒中后发生骨质疏松症速度的因素。结果:性别(女性)(OR=8.145,95%CI:1.361~48.735,P=0.022)和年龄(OR=1.263,95%CI:1.135~1.406,P<0.001)对脑卒中后骨质疏松症的发生具有影响;脑卒中发生骨质疏松症的中位时间为3.42年(95%CI:3.14~3.69年);年龄对卒中后骨质疏松症的发生时间具有影响(HR=1.162,95%CI:1.029~1.313,P=0.016);相对于体力劳动,脑力劳动对卒中后骨质疏松症的发生时间具有影响(HR=4.256,95%CI:1.447~12.519,P=0.008);相对于脑卒中后行高压氧治疗,未行高压氧治疗对卒中后骨质疏松症的发生时间具有影响(HR=4.418,95%CI:1.868~10.450,P=0.001);相对于每年0次康复治疗,每年1~2次康复治疗对卒中后骨质疏松症的发生时间具有影响(HR=14.002,95%CI:2.641~74.450,P=0.002);相对于抗骨质疏松症治疗,未行抗骨质疏松症治疗对卒中后骨质疏松症的发生时间具有影响(HR=2.306,95%CI:1.088~4.889,P=0.029)。结论:女性和高龄是脑卒中患者发生骨质疏松症的独立危险因素;而低龄、体力工作、高压氧治疗和抗骨质疏松症治疗有利于减缓骨质疏松症的发生。

基于荧光SSR构建中国糜子核心种质DNA分子身份证

【目的】糜子(Panicum miliaceum L.)作为一种古老的粟类作物,种质丰富,基于荧光SSR标记构建其DNA分子身份证可为资源的数字化管理提供理论依据和分子检测工具。【方法】以235份中国糜子核心种质为试验材料,对山西农业大学农学院糜子作物分子育种课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光(FAM/HEX),利用毛细管电泳给出材料的基因型,采用“0,1”二进制编码方式记录扩增条带的有无,使用ID Analysis 4.0检测材料的区分程度。采用十进制(0—9)统计扩增片段大小以获得材料的字符串分子身份证。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS进行遗传多样性、遗传聚类和主成分分析。利用二维码在线软件(https://cli.im/)给出材料的二维码DNA分子身份证。【结果】PCR扩增结果发现,7个荧光SSR(RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125)组合在一起可以将235份材料全部区分开。BLAST结果表明,RYW18、RYW37分布在第2染色体,分别位于0.60和0.80 cM处;RYW125位于第4染色体,定位在10.40 cM处;RYW43、RYW6分布在第5染色体,分别位于52.80和53.00 cM处;RYW11和RYW3定位在第6染色体,分别位于2.10和20.70 cM处。遗传多样性分析结果表明,235份材料在7个位点共检出87个等位变异,每个位点检出3(RYW11)—25(RYW6)个,平均为12.4286;检出Shannon多样性指数(I)变幅为0.2055(RYW18)—2.0587(RYW6),平均1.1398;观测杂合度(Ho)为0.0086(RYW11)—0.9455(RYW18);期望观测杂合度(He)为0.0795(RYW18)—0.7452(RYW6);Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.0793(RYW18)—0.7452(RYW6);多态性信息含量(PIC)为0.0334(RYW11)—0.8071(RYW6),平均为0.5185。聚类分析和主成分分析均将材料划归8个类群。将电泳条带进行数字编码,利用7个标记组合,构建了全部材料的字符串和二维码DNA分子身份证。【结论】以235份中国糜子核心种质为试验材料,利用PCR扩增和毛细管电泳筛选到7个糜子荧光SSR核心标记。基于糜子参考基因组信息将上述标记定位在4条染色体上。利用上述标记扩增供试材料,给出遗传多样性衡量参数,基于遗传距离将材料聚为8个类群,主成分分析解决了聚类结果中出现的偏差。依照最少引物区分最多种质的原则,利用十进制编码方式给出材料的字符串DNA分子身份证,结合表型数据,利用二维码在线软件构建了全部材料的二维码DNA分子身份证。

GR@Ni复合电极的制备及电化学性能研究

采用非溶剂致相分离法(NIPS)、高温烧结和化学气相沉积法(CVD)相结合的方法制备了石墨烯/多孔镍复合电极(3DPNGNs),明确了烧结温度和C_(2)H_(2)气流量对电极性能的影响。镍膜生坯经850℃烧结后,C_(2)H_(2)气流量为2 mL/min时,催化生长出石墨烯能均匀包覆在多孔镍膜上。结果表明,3DPNGNs作为钠离子电池负极材料展现了良好的电化学性能,在100 mA/g的电流密度下,循环100次后可逆比容量可达260 mA/g,循环500次后,其比容量保持率仍可达84%。当电流密度增大到1 A/g时,循环500次,比容量可达150 mA/g。

西北地区糜子资源抗旱性鉴定评价

为了解西北地区糜子资源抗旱性差异,以40份来自该区的糜子资源为试验材料,用PEG6000胁迫模拟干旱条件,测定糜子芽期和苗期的抗旱性指标,并采用隶属函数、聚类分析、相关性分析等方法对各时期抗旱指标分析结果进行综合鉴定。结果表明,干旱胁迫下糜子的各项测定指标较对照组均呈下降趋势,芽期变异系数较苗期变化大;获得芽期抗旱和较抗旱资源2份,分别为甘肃永登小黑糜(00002741)和新疆黄糜子(00003056),获得苗期抗旱资源6份,分别为宁夏黄糜(00006798)、甘肃张掖老黄糜子(00002684)、新疆黄糜子(00003056)、甘肃鼓鼓头糜(00007332)、青海黄糜子(00005574)和甘肃广河黄糜(00003041)。相关性分析表明,多数测定指标间相关性达极显著水平,其中,芽期的相对发芽率与相对发芽势间相关性较低,苗期的7个指标中除相对叶绿素含量外,相对根长、相对苗长、相对根鲜质量、相对根干质量、相对苗鲜质量、相对苗干质量6个指标间均呈极显著正相关,表明PEG胁迫对各性状指标作用效果明显。综合芽期、苗期抗旱鉴定得出,新疆黄糜子(00003056)是芽期和苗期均抗旱的品种,可用作该地区抗旱育种的优异亲本材料。

用于多孔质气体轴承的石墨烯/青铜复合材料的原位制备

多孔质材料相对于小孔节流形式的气体轴承材料有可发挥较大承载力和小加工误差等优势。为了满足气体轴承多孔质及高性能的需求,本工作通过粉末冶金和化学气相沉积相结合的方法在三维多孔青铜上原位生长石墨烯,制备出具备特定气体渗透率的耐磨性能优良的石墨烯/青铜基多孔复合材料。结果表明青铜表面原位生长获得了大面积连续石墨烯,这种二维平面结构实现了其与青铜基体良好的界面结合。相较于多孔青铜,石墨烯/青铜基多孔复合材料摩擦系数与磨损量分别降低了28%和30.4%,该复合材料的研究有望为高性能多孔质气体轴承的研制提供一种新方法。

炭负极材料储钠机理的研究进展

随着新能源产业的快速发展,储能市场正在逐步崛起,钠离子电池(SIB)作为一种新兴的低成本储能体系受到了广泛的关注。低成本和稳定的电化学特性是炭材料成为推动钠离子电池产业化的关键负极材料。综述了各类炭材料的结构特征和储钠特性及它们的改性措施,并对炭材料的储钠机理进行了讨论和总结,展望了炭基储钠负极材料的未来发展。

废弃PLA基活性炭的制备及其电化学性能

生物质基活性炭具有绿色环保和比表面积大的优势,因而拥有良好的电化学性能。聚乳酸(PLA)是一种常见的生物质聚合材料,在一次性用品领域里每年会产生大量的废弃PLA。将废弃PLA作为前驱体,通过磷酸低温交联反应和KOH活化造孔,制备得到废弃PLA基活性炭。实验表明,磷酸的交联反应能够抑制焦油的产生,炭产率显著提高;碱炭比(质量比)为3∶1时,废弃PLA基活性炭具有典型的分层多孔框架,拥有最佳孔隙结构和优异的电化学性能,且比表面积达到1553 m^(2)/g,总孔容可达到0.75 cm^(3)/g;在0.1和1 A/g电流密度下的比电容可分别达到206和185 F/g,经过30000次循环后,电容保持率仍有90.7%。

功率型锂离子电池电极力学特性研究

以功率型18650锂离子电池的电极为研究对象,借助拉伸测试方法,探究了不同应变率与荷电状态(state of charge,SOC)对电极力学行为的影响,并基于此建立了相应的电极力学本构模型。结果表明:电极均呈各向异性,且具有较强的应变率效应。正极的力学性能不会随SOC的变化而改变,软碳负极因在不同嵌锂深度下微观形变较小,未发生力学行为的变化,而石墨负极却因不同嵌锂深度下的膨胀而引起不同的力学现象。研究结果可为功率型锂离子电池的结构设计和安全防护提供参考。

PEG模拟干旱胁迫对不同糜子品种萌发的影响

【目的】探究干旱胁迫对不同糜子品种的萌发影响,明确糜子萌发期的抗旱评价指标及不同品种的抗旱能力。【方法】以育成审(认)定且糜子主产区种植面积较大的20个糜子品种为试验材料,利用20%的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,测定发芽势、发芽率、胚芽长、胚芽鞘长、侧根数、胚根长、萌发指数和发芽指数8个萌发性状,用相关性分析和隶属函数分析进行糜子萌发期抗旱性评价。【结果】干旱胁迫下,20个糜子品种发芽势、发芽率、胚芽长、胚芽鞘长、侧根数、胚根长、萌发指数和发芽指数均受到抑制,其中,陇糜15号发芽势、发芽率、萌发指数和发芽指数受到的抑制最强,降低率分别为59.05%、43.05%、68.68%、65.99%;陇糜7号受到抑制较轻,降低率分别为20.41%、11.49%、40.51%、36.78%。隶属函数值综合评价结果表明,陇糜7号抗旱能力较强,为0.868,陇糜15号抗旱能力较弱,为0.093。相关性分析表明,相对萌发指数、相对发芽势、相对胚芽长、相对胚芽鞘长、相对胚根长、相对侧根数与隶属函数综合评价值(D值)显著相关。【结论】筛选出了抗旱能力较强的品种陇糜7号和抗旱能力较弱品种陇糜15号;相对萌发指数、相对发芽势、相对胚芽长、相对胚芽鞘长、相对胚根长、相对侧根数可作为糜子萌发期抗旱评价的参考指标。

电解液溶剂对双电层电容器性能的影响研究

分别以乙腈(AN)、碳酸丙烯酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)和环丁砜(SL)为电解液溶剂,N,N-二甲基吡咯烷四氟硼酸盐(DMP BF4)为电解液溶质,日本可乐丽YP50活性炭为活性物质,研究了不同电解液溶剂对双电层电容器容量、内阻、电压保持能力、低温特性、高温老化特性等性能的影响。结果表明,电解液溶剂对双电层电容器的内阻、低温特性和高温老化特性有重要影响,和双电层电容器的电压保持能力相关性不大。AN电解液具有良好的内阻特性、低温特性,耐电压在2.7 V左右;PC和GBL电解液由于较低的电导率和较高的粘度,制备的双电层电容器内阻较大,低温性能较差,耐电压低于2.7 V;SL电解液具有良好的耐电压特性,达到3.0 V以上,但缺点是内阻较大,低温性能较差。

传统食品酸粥的发酵工艺

以从酸粥中分离的戊糖乳杆菌( Lactobacillus pentosus )h8-c作为发酵菌株,进行了酸粥的发酵工艺研究。使用不同的接种量和原料处理方式对糜米进行发酵,并以乳酸、自由氨基酸含量和感官评价作为酸粥的评价指标。结果显示,以1%接菌量生米发酵48 h,酸粥风味最佳,酸度适口、自由氨基酸含量较高,达到177.23 μg/mL 。以相同工艺使用不同谷物为原料进行发酵,不同谷物的酸粥自由氨基酸含量存在明显区别,依次为小米>大米>糜米。与混合菌株发酵产品相比,以戊糖乳杆菌h8-c作为初始菌株发酵的酸粥,乳酸含量无明显差别,自由氨基酸含量是混菌发酵的2倍,且单一乳酸菌发酵的酸粥口味更加纯正,没有异味。该研究确定了酸粥发酵的基本工艺,相关数据为酸粥的工业化生产提供了依据。

山西谷子地方品种初选核心种质构建

为了构建山西谷子地方品种核心种质,提高资源利用效率,采用离差平方和法进行系统聚类后随机取样,构建的初选核心种质保留了原始种质11.34%的遗传资源。分析结果显示:核心种质与原始种质表型性状均值差异百分率为5.9%,极差符合率为87.4%,方差差异百分率为35.3%,变异系数变化率为102.0%;经多样性指数t检验,表明初选核心种质能够代表原始种质的遗传多样性。

不同光质对‘秋红宝’葡萄试管苗生长的影响

【目的】探索不同光质对‘秋红宝’葡萄试管苗生长及生理特性的影响。【方法】以‘秋红宝’葡萄试管苗为试材,设置7种不同光质处理,观测试管苗的株高、茎粗、叶片叶绿素含量及抗氧化酶活性等生理生化指标,并结合主成分分析和灰色关联分析筛选出最优光质。【结果】单白光与单红光处理的株高显著高于其他处理;单蓝光处理的植株根数和最长根长均达到各处理最大值,且叶片叶绿素含量均显著高于其他处理;红蓝光质4∶1处理的叶片SOD活性显著高于其他处理;POD与CAT活性在红蓝光质5∶1中最高。综合灰色关联分析得出最适光质排序为:红蓝光质5∶1>单蓝光>单白光>单红光>红蓝白光质3∶1∶1>红蓝光质4∶1>红蓝光质3∶1。【结论】红蓝5∶1光质可作为促进‘秋红宝’葡萄试管苗生长的最理想光质;影响不同光质下试管苗生长的主要指标有总叶绿素、最长根长、株高、叶长、SOD。

山西谷子地方品种表型鉴定与应用分析

通过分析山西省种质库保存谷子资源的表型数据信息,找出全省谷子资源中同名高频种质,明确其分布特点和基本特性,从中抽选55份高频谷子种质在大同、晋中和运城等地进行多点表型鉴定,以发掘优异种质及可供育种利用的性状。结果表明,大白谷、小黄谷、小红谷、大黄谷、竹叶青、六十日谷、白流沙、小白谷、三变化、朱砂红等种质名称在山西谷子地方品种中出现频次较高。表型鉴定表明,抽穗时间、主茎长度和茎粗随着纬度的降低呈下降趋势,穗长、穗粒质量和千粒质量相对稳定。对来源于晋中市的高频种质,在近40 a后的表型鉴定表明,主茎长度有所降低,单穗质量有所提高,茎粗和千粒质量相对稳定。

新时期农业科研管理探索——以山西省农业科学院为例

加强农业科研管理创新是新形势下的必然要求。结合实际,分析了山西省农业科学院科研管理存在的问题,提出了实现农业科研管理创新的对策和建议。

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源(野生材料和地方品种)的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因(Na),平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数(I)为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数(PIC)为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分辨率范围为0.334—4.002,77.67%的标记分布于区间1—4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数(2.9126)、多样性指数(0.8302)、期望杂合度(0.5023)、多态性信息含量指数(0.5278)均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783—0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620—0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群(组群2、组群5、组群6、组群7和组群9)为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群(组群1和组群4)为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。

利用EST-SSR评估糜子资源遗传差异

【目的】用微卫星标记分析糜子种质资源(国内外6个不同生态区)的遗传多样性水平,揭示不同来源糜子种质资源的亲缘关系和遗传结构差异,便于对糜子资源分类和优异种质的筛选利用。【方法】用144个(高、低碱基序列重复分别为64和80个)SSR标记评估96份国内外(国内、国外分别为71和25份)糜子资源;用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32计算遗传多样性参数,用MEGA 5.0和Structure 2.2进行遗传距离和结构聚类,用Ntsys 2.11进行主成分分析。【结果】144个EST-SSR标记共检测出368个观测等位变异(Na),每个位点检测到等位变异2—3个,平均为2.5556个;观测杂合度(Ho)为0.4070(RYW15)—0.9789(RYW85),平均为0.8288;期望杂合度(He)为0.4369(RYW59)—0.6693(RYW58),平均为0.5535;Nei's基因多样性指数(Nei)为0.4344(RYW59)—0.6653(RYW58),平均为0.5505;多态性信息含量(PIC)为0.1811(RYW68)—0.7508(RYW58),平均为0.4279。Shannon多样性指数(I)为0.6474—1.0956,平均为0.8415。就6个生态区材料的遗传多样性参数而言,北方春糜子区材料的PIC值和Shannon多样性指数最高,西北春夏糜子区材料最低。就不同生态区糜子种质间的遗传距离和遗传一致度而言,不同生态区糜子种质间的遗传距离为0.0111—0.1425,遗传一致度为0.8672—0.9889,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区间遗传距离最小和遗传一致度最高,西北春夏糜子区和华北夏糜子区间遗传距离最大。基于UPGMA聚类将试验材料划归3个类群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。类群Ⅰ主要为北方春糜子区材料;类群Ⅱ主要为国外材料;类群Ⅲ主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料;基于Structure聚类将糜子资源划归4个群组,红色群组,主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料,代表北方和黄土高原基因库;绿色群组,主要为北方春糜子区材料,代表北方基因库;蓝色群组,主要包括黄土高原春夏糜子区材料,代表黄土高原基因库;黄色群组,代表国外基因库。就各分类群的遗传多样性参数而言,群组Ⅱ的PIC值最大(0.4606),群组Ⅳ最小(0.3539);主成分分析将试材划归6类,与其地理来源一致。【结论】144个SSR标记可以准确评估96份糜子资源的遗传变异,基于不同依据划分的类群与6个生态区材料的地理来源基本一致,北方春糜子区材料的遗传多样性较丰富。

谷子穗顶端败育突变体sipaa1的表型分析和基因定位

【目的】穗发育对于农作物产量至关重要,而穗顶端败育是谷子产量下降的重要原因之一。通过挖掘谷子穗顶端败育的相关基因,探求谷子穗顶端发育的生物学通路,以期为谷子穗发育遗传机理研究提供理论基础。【方法】利用化学诱变剂甲基硫酸乙酯(ethyl methyl sulfonate,EMS)对野生型豫谷一号(Yugu1)进行诱变,在其后代中发现了一个可以稳定遗传的穗顶端败育的突变体,命名为sipaa1,同时对该突变体的农艺性状进行鉴定。以突变体sipaa1母本,SSR41父本构建的F2定位群体为材料进行遗传分析及图位克隆,确定基因所属染色体以及在该染色体上的位置。对突变体sipaa1和野生型Yugu1的BC1F2进行高通量测序,挖掘定位区间内的候选基因,根据候选基因在谷子不同组织部位表达量的差异,找出在穗部高表达的候选基因。对孕穗期的Yugu1和sipaa1进行转录组测序,寻找差异表达基因并分析差异表达基因富集的生物学通路。【结果】与Yugu1相比,突变体sipaa1的平均株高略有增高,增幅不显著,叶长、叶宽分别降低了10.66%和5.08%。突变体的表型变异主要集中在穗部,最突出的表现是穗顶端小花发育异常,谷穗长和谷穗粗分别降低了11.36%和16.12%,单株穗重、谷码数、单穗粒重及千粒重分别降低了30.02%、32.58%、30.55%和18.18%。通过对sipaa1×SSR41的F2代群体中正常株与突变株的遗传分析表明该突变为隐性单基因控制。经图位克隆将突变基因定位于第1染色体Indel标记1-9.23与1-9.333之间约100 kb的范围内。结合高通量测序数据库,在该定位区间筛选到6个在穗部高表达的候选基因。转录组测序发现,在突变体与野生型之间存在2 768个上调表达基因,507个下调表达基因,且定位区间内有2个差异表达基因主要与激素信号转导、外界胁迫响应、植物-病原互作等生物学通路有关。【结论】谷子穗顶端败育突变体sipaa1由隐性单基因控制,突变基因位于第1染色体Indel标记1-9.23与1-9.333之间,转录组测序与基因功能分析发现了2个在穗部高表达且与植物花器官发育及胁迫响应密切相关的候选基因,候选基因可能通过对激素、胁迫响应,以及细胞程序性死亡等相关通路调控谷子穗顶端败育。

谷子SBP蛋白基因家族的鉴定及表达分析

为了深入分析SBP基因家族在谷子中的功能作用,本研究在谷子全基因组水平,通过NCBI blast及HMMER search等生物信息学方法进行了谷子SBP基因家族鉴定,分析了SBP蛋白理化性质及系统发育,利用RT-qPCR分析了谷子SBP基因在PEG和ABA胁迫下的表达情况。结果表明,谷子SBP基因家族有19个成员,位于9条染色体上,编码的氨基酸序列长度为199~1 118 aa。谷子SBP蛋白系统发育树结果显示,该蛋白家族可分为两大类:第一类分为六个亚类,第二类仅有一个SBP蛋白。谷子SBP蛋白家族成员的外显子数从2~11个不等,且均为亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示,除SBP7外,所有的SBP蛋白在细胞核中均有信号。谷子SBP蛋白与拟南芥SBP蛋白在进化关系上较远,而与高粱、水稻SBP蛋白进化关系较近。谷子SBP基因家族启动子区域的顺式作用元件主要为植物激素、干旱、光照及病原菌、创伤类的响应元件。RT-qPCR分析结果显示,PEG和ABA胁迫诱导下,SBP基因在叶和茎中的表达均上调,表达量增幅表现为:叶>茎。PEG胁迫后SBP基因的表达增长量显著高于外源ABA诱导;其中,SiSBP13的表达量增幅最大,PEG胁迫4 h叶和茎中的表达量分别达到未胁迫时的180倍和15倍,ABA诱导4 h茎中的表达量最高达到未胁迫时的8倍,而叶中的表达量持续升高,24 h时达到未胁迫时的28倍。本研究为下一步深入研究SiSBPs基因在谷子生长发育阶段中的功能奠定了基础,也为谷子功能基因的挖掘利用提供了候选基因。