黑龙江省水稻品种的遗传多样性

为了研究黑龙江省当前水稻品种的遗传基础及其亲缘关系,利用农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法(NY/T 1433—2014)》中公布的47对SSR标记,对来自黑龙江省不同积温区的231份水稻品种进行遗传多样性分析。结果显示:47对SSR标记在231份水稻中共检测到136个等位基因,每个位点等位基因变幅为2~5个,平均2.92个;基因多样性变幅为0.11~0.79,平均0.56;多态性信息量(PIC)变化范围为0.11~0.76,平均0.49;标记指数(MI)的变化范围在3.18~18.39,平均6.52。聚类分析将231份水稻分为3类7群,聚类结果与主成分分析结果一致。综上所述,黑龙江省水稻品种遗传多样性不够丰富(平均PIC值为0.49),同一积温区品种间亲缘关系较近。育种中注意南北部品种的杂交,以便拓宽遗传背景,培育出绿色优质高产新品种。

外源MeJA诱导玉米抗性对亚洲玉米螟生物学特性的影响

为明确茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导玉米幼苗产生抗性对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)生物学特性的影响,测定了玉米幼苗在4种浓度的外源MeJA处理后对亚洲玉米螟幼虫生长发育和成虫繁殖的影响情况,并利用生命表方法研究了饲喂MeJA处理后的玉米幼苗对次代亚洲玉米螟实验种群的影响。结果表明:取食外源MeJA诱导的玉米幼苗后,亚洲玉米螟幼虫死亡率增加,发育历期延长,成虫寿命缩短、产卵量下降,除了100μmol/L MeJA处理组蛹重高于对照外,其他处理组亚洲玉米螟体重与蛹重均降低,影响程度与MeJA的浓度有关。225μmol/L MeJA诱导处理后的玉米幼苗对亚洲玉米螟生长发育影响最大,与对照组相比,幼虫历期长了5.41天,成虫寿命减少1.33天,产卵量减少3.6头。MeJA的诱导抗性显著影响了亚洲玉米螟幼虫对玉米幼苗的取食,100μmol/L和225μmol/L MeJA处理组与对照组虫体体重相差3.29～6.86 mg,达到统计学差异,生长抑制率达28.34%～59.09%。对次代种群的影响表现在净生殖率(R0)、周限增长率(λ)降低,内禀增长率(rm)由0.0725降至0.0502,平均世代周期(T)和种群加倍时间(Dt)较对照有所延长。这些结果表明MeJA处理玉米幼苗能够降低亚洲玉米螟的发育速率,这将对亚洲玉米螟的综合防治具有重要的指导意义。

酶解与发酵联合处理对黑木耳成分及生物活性的影响

为探究黑木耳液经过酶解与发酵联合处理后的成分和生物活性的变化,将黑木耳液利用纤维素酶、果胶酶酶解,再利用接种比例1:1的植物乳杆菌(L.plantarum)与发酵乳杆菌(L.fermentum)进行发酵,测定经酶解与发酵联合处理前后木耳液的成分变化,通过傅立叶红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)表征其结构;对其抗氧化活性,体外抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性进行评价;建立H_(2)O_(2)诱导RAW264.7细胞氧化损伤模型,通过检测抗氧化酶含量来评价不同质量浓度木耳发酵液对细胞氧化损伤的保护作用,以及对RAW264.7细胞增殖、吞噬效果及细胞因子释放量的影响。结果表明,木耳发酵液中总糖含量由未处理木耳液的170.57 mg·g^(-1)提高到539.14 mg·g^(-1),同时,蛋白质含量由未处理木耳液的15.00 mg·g^(-1)提高到81.28 mg·g^(-1);FTIR光谱分析结果表明,木耳发酵液中-OH峰明显变宽;原子力显微镜结果显示,木耳发酵液的三维结构呈密集的谷堆状,木耳中的多糖水解生成了较多小分子的糖,支链含量增多并聚集成团;黑木耳发酵液质量浓度为0.5 mg/mL时,其α-淀粉酶抑制率较木耳液相比提高了2.39倍;在黑木耳发酵液质量浓度为5 mg/mL时,其胆酸盐结合能力是黑木耳酶解液和木耳液结合胆酸盐能力的1.37倍和2.66倍。木耳发酵液显著提高了RAW264.7细胞的增殖和吞噬能力,并对氧化损伤的RAW264.7细胞具有保护效应。酶解与发酵联合处理显著提高了黑木耳活性成分的功能,为黑木耳产品的深入开发研究提供了理论依据。

利用分子标记辅助选择回交转育培育早粳稻空育131(fgr)导入系

为了改良综合性状优良的早粳稻空育131的香味性状,培育水稻空育131(fgr)导入系,以非香米空育131为受体亲本,香米稻花香2号为香味基因fgr供体亲本,利用功能性SNP-fgr标记鉴定选择香味基因,同时利用34个双亲间具有多态性的SSR标记进行背景选择,经过3次回交转育创制了背景恢复率达100%的候选水稻空育131(fgr)导入系。对候选水稻空育131(fgr)导入系的农艺性状、抗稻瘟病性、耐冷性、抗倒伏性及香味性状进行鉴定,培育出了除香味以外其他性状与空育131相似或相同的早粳稻空育131(fgr)导入系。水稻空育131(fgr)导入系可以在黑龙江省香米水稻生产中示范试种。

转Bt基因早粳稻对土壤微生物数量及其区系结构的影响

研究了种植转Bt基因早粳稻对土壤微生物数量及其区系结构的影响,为转基因水稻环境释放及评估其生态风险提供依据。以田间种植的转Bt基因早粳稻各个生长发育阶段的根际及行间土壤为试材,用平板计数法测得土壤细菌、放线菌和真菌数量及丰度等数据。结果表明,在水稻生长发育的返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期,田间根际及行间土壤细菌、放线菌和真菌的数量及丰度等性状,在转Bt基因早粳稻HD1、HD2等品系及其受体品种间或HD3、HD4等品系及其受体水稻间均未见显著不同。寒地转Bt基因早粳稻田间土壤微生物区系状态与普通水稻相比较没有明显变化。该研究进一步证实了转Bt基因水稻对土壤微生物数量及区系结构没有显著影响。

分子标记鉴定与田间性状选择相结合培育水稻‘黑大香1’

本研究旨在培育黑龙江省良食味稻米生产亟需的高产优质中熟水稻新品种。在水稻‘吉粳88’×导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’后代中,分子标记和田间性状选择相结合培育符合育种目标的水稻品种。水稻‘吉粳88’具有株型直立、抗倒伏、高产和Hd2Hd2Hd4Hd4抽穗期基因型及晚熟等特征,导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’具有香味、适口性好和hd2hd2hd4hd4基因型及早熟等性状。从‘吉粳88’ב稻花香2号(hd2hd4)’的杂交后代材料中,培育了具有hd2hd2Hd4Hd4fgrfgr基因型、主茎叶片13片、茎叶直立、抗倒伏、高产、有香味、适口性好的水稻新品系,命名为‘黑大香1’。‘黑大香1’农艺性状优良,可用于黑龙江省第1积温区下限良食味稻米生产。

Bt早粳稻对土壤微生物数量影响及其外源基因的转移

为了研究种植Bt早粳稻对土壤微生物数量影响以及Bt早粳稻中的外源DNA向土壤微生物水平转移情况,以Bt早粳稻各生长发育期田间土壤为试材,用平板菌落计数法、PCR法测得土壤微生物数量和Bt基因等DNA片段等数据。结果显示:在水稻生长发育的返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期,种植Bt早粳稻‘HD1’‘、HD2’‘、HD3’和‘HD4’等品系的田间根际及行间土壤细菌、放线菌和真菌数量与种植其受体品种对应田间土壤微生物数量相比,均未见显著不同;未发现Bt早粳稻各品系外源DNA片段向土壤细菌、放线菌和真菌等微生物的水平转移现象。Bt早粳稻田间土壤微生物数量与普通水稻相比较没有显著差异,土壤微生物中也未见来自于Bt水稻的外源DNA。

利用分子选择培育水稻‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系

旨在将水稻早抽穗基因hd2和hd4导入优良品种‘吉粳88’,培育可在黑龙江省北部种植的水稻‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系。以‘吉粳88’为受体,‘空育131’为供体,利用分子选择及回交转育创制‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系,在寒区第三积温区田间鉴定导入系的生育期、农艺性状及产量。‘吉粳88’和‘空育131’杂交‘、吉粳88’作为轮回亲本回交4次、回交后代自交2次,每个世代利用Hd2-Caps和Hd4-Caps进行前景选择,利用SSR标记进行背景选择,获得了‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系-1和‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系-2,两个导入系抽穗期和‘空育131’类似,株型特征和‘吉粳88’类似,丰产性明显高于‘空育131’。‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系培育成功,并且具有应用于黑龙江省第三积温区及第二积温区下限的可能。

微生物多糖在酸奶中的应用研究进展

微生物多糖主要是由细菌、酵母等在代谢过程中产生的一类复杂的生物大分子,因其具有独特的结构功能而在近年来被广泛应用。大量研究表明,将不同来源的微生物多糖添加到酸奶中,可充分发挥多糖对酸奶功能的强化作用。该文首先介绍添加到酸奶中的微生物多糖的来源、结构及功能特性,然后就不同的微生物多糖添加到酸奶后对产品品质的影响进行综述,最后展望微生物多糖在酸奶中的应用前景。

分子标记鉴定结合田间农艺性状选择培育水稻黑C173

黑龙江省水稻主茎叶片14或15片晚熟品种往往具有抽穗期Hd2Hd2Hd4Hd4基因型,主茎叶片11片叶的早熟品种是hd2hd2hd4hd4基因型。培育适于黑龙江省第3积温区的、具有茎叶直立、抗倒伏、耐冷、出米率高、丰产的水稻新品种是十分重要的。以种植于吉林省北部及黑龙江省南部的株型直立、抗倒伏、丰产、晚熟水稻吉粳88为母本,以具有早熟、耐冷性好的空育131为父本配制杂交组合。在杂交后代材料中,秧苗阶段利用分子标记选择抽穗期基因,本田阶段目测观察选择株型、株高、抗倒伏和耐冷等农艺性状,创制符合育种目标要求且稳定的水稻株系及品系。对创制的水稻品系进行田间鉴定及重要农艺性状鉴定,培育符合育种目标的水稻新品种。利用Hd2-Caps和Hd4-Caps等功能性分子标记,在秧苗期对吉粳88×空育131杂交后代材料进行鉴定,选择具有hd2和hd4基因的植株移植到本田,在本田阶段田间观察选择株型、株高、抗倒伏和耐冷等农艺性状。通过将分子标记和田间性状选择相结合,获得了具有hd2hd2hd4hd4基因型的茎叶直立、抗倒伏、耐冷的水稻黑C173候选品系。对黑C173候选品系进行田间鉴定及选择,对入选的综合性状好的品系进行抗稻瘟病性、耐冷性和抗倒伏性等性状鉴定,初步培育成功了水稻新品种黑C173。黑C173水稻的主要特点是主茎叶片数11片左右、茎叶直立、千粒重24 g左右、株高较高、抗倒伏、耐冷、丰产、出米率高。分子标记与田间观察相结合是培育常规纯系水稻品种的有效方法,本文培育的黑C173品种可以用于黑龙江省第三积温区水稻生产。

转SNAC1基因耐盐碱早粳稻品种培育

本研究旨在培育转基因耐盐碱水稻品种。利用根瘤农杆菌介导法将水稻Leap启动子调控的SNAC1基因和筛选基因Bar导入早粳稻空育131,通过分子选择、耐冷性鉴定、盐碱地原位耐盐碱性及产量鉴定来选择耐盐碱水稻。Ti质粒介导外源基因SNAC1及Bar转化水稻空育131成熟胚愈伤组织获得了55个独立株系,经多代自交鉴定选择创制了外源基因单位点整合及稳定遗传、耐冷性强的18个株系。转基因水稻株系在哈尔滨市中重度盐碱地上均具有较强的田间耐盐碱性,选择其中2个耐盐碱最强的株系为耐盐碱候选品种。在哈尔滨市中重度盐碱地逆境胁迫条件下,转基因耐盐碱候选品种呈现SNAC1基因高表达,产量性状及产量明显地优于受体水稻。转SNAC1基因耐盐碱水稻品种培育成功,在松嫩平原西部盐碱地区域具有产业化潜力。

纤维素产生菌汉氏葡糖醋杆菌HDM1-3全基因组测序分析

为全面了解汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii,K.hansenii)HDM1-3的发酵特性,为提高纤维素产量提供基因组信息,对其基因组数据进行测序分析。采用PacBio RSⅡ平台对该菌株进行全基因组测序,基因组由1个3659612 bp染色体和2个质粒组成,编码3820个蛋白质,含有7个纤维素合成酶基因。基于16S rRNA的系统发育分析表明了K.hansenii HDM1-3相对于醋酸杆菌科菌株的进化地位。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶88个。通过KEGG注释到代谢通路相关基因共3132个,其中碳水化合物代谢相关基因287个。通过基因组测序获得了K.hansenii HDM1-3完整的基因组信息,为改造该菌株提供了基因组学基础。

蓝靛果原浆对果蝇寿命及其体内抗氧化活性的影响

以果蝇为模式生物,探究了蓝靛果原浆的抗衰老作用。果蝇按雌雄分组后,随机分为空白对照组以及低、中、高剂量组进行生存实验,并测定果蝇体内的抗氧化酶活力及丙二醛含量。与对照组相比,中、高剂量组雄果蝇的平均最长寿命分别显著延长了9.83%(P<0.05)、12.56%(P<0.05),中、高剂量组雌果蝇的平均最长寿命分别显著延长了16.92%(P<0.05)、17.41%(P<0.05)。抗氧化实验结果显示,饲喂蓝靛果原浆能够显著提高雌雄果蝇体内的抗氧化酶活力,降低丙二醛含量,且存在一定的剂量依赖性。实验结果表明,蓝靛果原浆具有抗衰老作用。

黑木耳膳食纤维发酵乳的制备及品质评价

通过酶法提取黑木耳水不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF),探究黑木耳IDF添加量对发酵乳酸度及活菌数的影响;以感官评分为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验对黑木耳IDF发酵乳的配方(黑木耳IDF、脱脂乳粉和羧甲基纤维素钠添加量)进行优化,并对优化后的黑木耳IDF发酵乳成品进行营养成分及质构特性测定。结果表明:黑木耳IDF能够促进乳酸菌增殖,黑木耳IDF添加量为7%(换算成冻干粉含量为0.78%)、羧甲基纤维素钠添加量为1.5%、脱脂乳粉添加量为2.0%时为最佳工艺,制得的黑木耳IDF发酵乳蛋白质含量为(3.53±0.08)%,脂肪含量(3.12±0.03)%,灰分含量(0.78±0.12)%,固形物含量(19.35±0.49)%;分析发酵乳贮藏期间品质发现,黑木耳IDF提高了发酵乳贮藏期间的持水力、硬度、咀嚼性和胶黏性,并且IDF对发酵剂有一定的保护作用。

蓝靛果酸奶配方优化及其抗氧化活性研究

基于蓝靛果富含丰富的营养成分和多酚类物质,开发了一款蓝靛果酸奶饮品。以蓝靛果与纯牛奶为主原料,以感官评分为指标,采用响应面法优化制备工艺,对质构特性进行分析,探究蓝靛果酸奶的抗氧化能力。结果表明,蓝靛果酸奶的最佳工艺参数为:每100 g纯牛奶发酵剂添加量0.15%、蔗糖添加量12%、发酵时间7 h、蓝靛果浆添加量15%。该工艺条件下制得的蓝靛果酸奶质地较均匀,奶香味和蓝靛果香味较融洽,感官得分为84.90分。经检测,蓝靛果酸奶的花色苷含量为0.35 mg·g^(-1),抗氧化能力强于空白组,蓝靛果的加入赋予了该酸奶较高的抗氧化能力。

甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳体系的建立

双向电泳是目前唯一能将数千种蛋白同时分离与展示的技术。以具有野生白花甜菜优质基因资源的甜菜M14品系为材料,从植株取材、样品制备、蛋白质定量、上样量、双向电泳、染色、脱色等方面优化,构建了高效、稳定的甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳技术平台。结果证明所获得的凝胶图谱背景清晰,对比度高,重复性好,蛋白质点边缘平滑,并且低丰度的蛋白也能够很好的显现。

nodD基因的克隆及其导入大豆根瘤菌工程菌株的构建

以快生型大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)15067的基因组DNA作为模板,采用PCR技术,克隆结瘤基因nodD编码区序列;利用DNA重组技术,将nodD基因连到lac启动子的下游,通过luxAB基因标记的质粒载体pTR102构建表达载体pTR102-Plac-nodD,采用三亲本杂交的方式,将构建的表达载体转化土著大豆根瘤菌,构建转基因工程菌株,为研究转基因工程菌株对大豆结瘤能力的影响提供依据。

甜菜BvM14-MADS box基因启动子的组织特异性表达

MADS-box基因在植物的花器官和各种营养器官中均有不同形式的时空表达模式,行使不同功能。实验室前期获得了甜菜M14品系BvM14-MADS box基因的特异启动子Pbm,并对其进行了瞬时表达。本试验利用含有重组载体pBI121-Pbm-GUS的农杆菌转化烟草,对报告基因GUS在转基因烟草各组织表达特性进行研究,探讨BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm是否具有组织特异性表达活性。试验结果表明,GUS基因只在花的萼片中有表达,在根、茎、叶中均无表达,可见此启动子Pbm在花组织的萼片中具有表达特异性。

甜菜M14品系Cystatin基因植物蛋白纯化表达载体的构建及转化烟草

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂是一类具有提高植物对各种生物及非生物胁迫抗逆性的重要蛋白质。利用前期获得的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的编码区序列构建了带有His标签的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的植物蛋白纯化表达载体,并将其转化烟草,获得T0代阳性转基因植株,为下一步利用融合蛋白的His标签从转基因烟草中大量纯化甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂奠定了基础。

利用SSH技术分析盐胁迫下甜菜M14品系的差异基因

甜菜M14品系是利用野生白花甜菜(Beta corolliflora Zoss.)与栽培甜菜(Beta vulgaris L.)进行种间杂交及回交获得的附加有野生白花甜菜第9号染色体的单体附加系,具有野生白花甜菜的一些优良性状。本研究利用抑制消减杂交技术,以未处理的甜菜M14品系叶片作为Driver,以500 mmol·L-1NaCl处理的甜菜M14品系叶片作为Tester,构建了盐胁迫下甜菜M14品系抑制消减cDNA文库;以地高辛为标记物,进行反向Northern Blot杂交筛选并测序,共获得盐胁迫下甜菜M14品系特异ESTs序列449个,组装后共得到58条Unigenes,并将测序所得结果进行了GO分类。该研究为进一步鉴定和挖掘甜菜M14品系新的优质基因资源奠定了基础。