科研产出
分子标记辅助选育抗赤霉病小麦新品系
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:赤霉病严重影响小麦的产量和品质,利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径。为创制适用于黄淮麦区抗赤霉病小麦新品系,提高半冬性品种抗赤霉病育种效率。本研究以携带赤霉病抗性主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的高秆抗赤霉病品系L06486为供体,与黄淮麦区丰产、广适但高感品种济麦24进行杂交,得到的杂种再与矮秆种质206A杂交,于F3至F6连续进行大规模育种田弥雾接种鉴定。通过田间选择,在F7获得106个新品系。采用单花滴注法对106份品系进行抗性评价,同时利用7个与抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果表明,与亲本济麦24相比,F7品系的赤霉病抗性明显提高。106份新品系中,有98份赤霉病抗性水平达中感以上;有105份携带1~4个抗病基因。Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的检出频率分别为96.23%、41.51%、18.87%和87.74%。携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性,聚合抗病基因越多,品系的赤霉病抗性越强。创制的14份携有Fhb1基因组合、中抗赤霉病且农艺性状优良的小麦新品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。


草地贪夜蛾雌性先熟现象的稳定性及影响因素分析
《昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:[目的]在性二型昆虫发育历期的研究中雄性先熟更为常见,雌性先熟报道较少.草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是玉米上的重大迁飞性害虫,在发育历期上存在雌性先熟现象.本研究旨在明确该现象的稳定性并探索其影响因素,为草地贪夜蛾的准确监测和早期预警提供理论依据.[方法]分析草地贪夜蛾在16L:8D,14L:10D和8L:16D 3种光周期及玉米叶、花生叶和人工饲料3种食物条件下的生长发育情况,并对不同光周期和食物条件下饲养的草地贪夜蛾卵巢进行解剖;同时选择夜蛾科(Noctuidae)粘虫Mythimna separata和斜纹夜蛾S.litura与草地贪夜蛾的生长发育情况进行比较,评价雌性先熟现象是否为具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性.[结果]3种夜蛾科迁飞性昆虫中仅有草地贪夜蛾雌成虫显著早于雄成虫羽化,提前1.28 d,且该羽化现象在不同光周期和不同食物条件下稳定存在,仅在草地贪夜蛾取食花生叶时呈现弱化趋势.解剖发现,不同光周期和不同食物条件下,初羽化的草地贪夜蛾成虫卵巢始终处于未成熟期,不随外在条件的变化而改变.草地贪夜蛾雌蛹发育显著快于雄蛹是造成草地贪夜蛾两性羽化时间差异的主要原因,且该差异与两性蛹重正相关:与雌蛹重相比,草地贪夜蛾雄蛹重显著增加9.88%.[结论]草地贪夜蛾雌性先熟现象较为稳定,光周期和食物不会改变该现象但会影响两性羽化时间的差异程度,雌性先熟现象并非具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性.
关键词: 草地贪夜蛾 雌性先熟 蛹重 光周期 食物 生长发育


黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据,利用生物信息学手段,对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定,并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式,为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件,利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID,并利用在线工具Pfam和SMART进行验证,最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据,利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析,检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况,利用TBtools软件绘制表达热图,分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因,分布于7条染色体上,编码氨基酸个数在78—684,分子量8.70—73.82 kD;系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族,每个亚族中的基因结构和motif基本一致;共线性分析发现黄瓜中有12个DIR基因与拟南芥中的19个DIR基因存在27种线性关系,黄瓜中有12个DIR基因与水稻中的11个DIR基因存在19种线性关系,而黄瓜中另外8个DIR基因比较保守,既不与拟南芥中的DIR基因存在共线性,也不与水稻中的DIR基因存在共线性;组织特异性表达分析发现有些黄瓜DIR基因在根、茎、花、果实、叶片等所有组织器官中的表达量均较低或不表达,有些黄瓜DIR基因在所有组织器官中的表达量均较高,而有些黄瓜DIR基因只在特定组织中表达,但在其他组织中不表达或低表达,表明不同的黄瓜DIR基因具有组织特异性表达模式;黄瓜DIR家族基因在胁迫响应过程中的表达模式分析发现CsaV3_4G023490在黄瓜非生物胁迫和生物胁迫响应过程中均发生上调表达,表明该基因在黄瓜生长发育过程中发挥着重要作用。【结论】在黄瓜中共鉴定到23个DIR家族基因,分为3个亚族,每个亚族内的基因成员保守性高,不同亚族间的基因结构和蛋白保守结构域有所不同。黄瓜DIR基因在不同组织器官和胁迫响应下的表达模式具有差异性,协同调控了黄瓜的生长发育。


稻虾共作模式下龙虾品种和养殖密度对CH4和N2O排放的影响
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:为探究稻虾共作体系中不同龙虾品种和养殖密度对稻田温室气体排放的影响,本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验,采取密闭静态箱-气相色谱法研究稻虾共作对温室气体排放规律、排放量及综合增温潜势(GWP)的影响.结果表明:在整个稻虾共作期间,各处理CH4和N2O排放规律基本一致,均在拔节期出现排放高峰;CH4累积排放量表现为DZ(水稻单作)>DA(水稻澳龙共作)>DD(水稻低密度克氏原螯虾共作)>DG(水稻高密度克氏原螯虾共作),而N2O累积排放量表现为DG>DD>DA>DZ;GWP表现为DZ>DA>DD>DG,与DZ处理相比,DG、DD和DA处理GWP分别降低36.9%、30.7%和18.1%.土壤氧化还原电位、水体溶解氧、铵态氮、硝态氮与CH4排放呈显著负相关(P<0.05),与N2O排放呈显著正相关(P<0.05).研究表明,稻虾共作降低稻田CH4排放,增加N2O排放,减少GWP,其中DG处理减缓GWP效果最好.在稻虾共作体系中,为了更有效降低稻田系统中温室气体的排放,需要考虑龙虾品种和养殖密度的选择.


太平猴魁茶栽培品种‘柿大茶’品系间代谢物及遗传进化分析
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要:‘柿大茶’为有性系茶树品种,其嫩梢是加工太平猴魁绿茶的主要原料。本研究为探究‘柿大茶’品系(高家早、黄种、柿大茶2号、柿大茶6号和广阳早)与非‘柿大茶’茶树品种(凫早2号和舒茶早)加工绿茶品质以及遗传进化的差异,对7个茶树品种绿茶中的挥发性及非挥发性代谢物进行分析,同时基于RNA-seq技术分析7个茶树品种中全基因组转录水平及遗传背景差异。结果显示,除舒茶早绿茶外,儿茶素类物质及游离氨基酸总量在其余品种绿茶中差异不显著;咖啡碱在各品种绿茶中有显著性差异。‘柿大茶’绿茶茶汤中芳樟醇、芳樟醇氧化物、香叶醇、茉莉酮等呈花香类化合物的含量较高。RNA-seq分析结果显示,‘柿大茶’品系广阳早与凫早2号、舒茶早中的全基因组转录水平变化较为接近,在主成分分析中与其他‘柿大茶’品系分布在不同象限。遗传进化树分析表明,非‘柿大茶’凫早2号和舒茶早亲缘关系更接近,并与‘柿大茶’品系广阳早、黄种亲缘关系较接近,而与高家早、柿大茶2号和6号亲缘关系相对较远。进一步分析显示,与花香类化合物生物合成相关的关键酶基因普遍在‘柿大茶’品系中有较高的转录水平。本研究结果为选育优异‘柿大茶’品种提供了重要理论支撑,同时为后续分析茶树花香类化合物形成机制提供了理论参考。
关键词: ‘柿大茶’ 太平猴魁绿茶 挥发性成分 非挥发性成分 转录分析


猪流行性腹泻病毒RAA-CRISPR/Cas13a检测方法的建立与初步应用
《畜牧兽医学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:将重组酶辅助扩增技术(recombinase aided amplification,RAA)与规律间隔性成簇短回文重复序列相关Cas13a蛋白(CRISPR-Cas13a)技术相结合,即RAA-Cas13a,建议建立高效、灵敏、特异的猪流行性腹泻病毒(por-cine epidemic diarrhea virus,PEDV)检测方法.针对PEDV N基因保守区设计RAA特异性引物和CRISPR RNA(crRNA),利用RAA技术扩增样本核酸,并进行CRISPR-Cas13a荧光检测,以RT-qPCR为对照方法,评价该方法的灵敏度、特异性及与RT-qPCR法的一致性.结果表明,该方法最低可检测至101 copies·μL-1,且与猪圆环病毒1型、猪圆环病毒2型、猪圆环病毒3型、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪瘟病毒及猪伪狂犬病病毒等常见猪源病原核酸检测无交叉反应.采用RAA-Cas13a检测40份临床样本与RT-qPCR方法阳性符合率为100%,阴性符合率为84.6%,总符合率为95%,Kappa值为0.881.本研究建立的RAA-Cas13a方法灵敏度高、特异性强,为PEDV的临床诊断和流行病学监测提供了可靠的技术手段.
关键词: 猪流行性腹泻病毒 CRISPR/Cas13a 重组酶辅助扩增 N基因 检测


陆基推水集装箱循环水养殖系统中浮游植物群落结构特征
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:为研究陆基推水集装箱循环水养殖模式中养殖水体及净化系统浮游植物群落结构特征,于2021年10月对集装箱养殖中华鲟(Acipenser sinensis)水体与净化处理系统水体中的浮游植物及水质理化因子进行分析,并运用多样性指数、均匀度指数等评价养殖水体与净化水体的浮游植物群落结构特征。结果显示:在养殖水体内共鉴定出浮游植物4门17属21种,在净化系统水体中共鉴定出8门51属93种,净化系统水体内浮游植物种类数显著大于养殖水体的(r=0.918,P<0.01)。在养殖水体中,浮游植物丰度与生物量分别为2.816×10~5cells·L-1和0.021 mg·L-1,优势种主要为类颤鱼腥藻(Anabaena oscillarioides)和颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulate var. angustissima);在净化系统水体中,浮游植物丰度与生物量平均值分别为1.135×10~6cells·L-1和0.763 mg·L-1,优势种为被甲栅藻(Scenedesmus armatus)、二形栅藻(Scenedesmus dimorphus)、顶锥十字藻(Crucigenia apiculata)、尖针杆藻(Synedra acus)、细小平裂藻(Merismopedia minima)等;净化系统水体浮游植物丰度与生物量显著高于养殖水体的(P<0.01),且优势种种类较多。净化系统水体浮游植物的多样性指数、均匀度指数等均显著高于养殖水体的(P<0.05),Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数显示养殖水体为β-中污染水平,净化系统水体为轻污染水平。冗余分析(RDA)结果显示,影响集装箱循环水养殖水体与净化系统水体浮游植物群落的主要理化因子为pH、比电导率(SPC)、溶解氧(DO)与NO3--N等,净化系统水体浮游植物群落主要与NO3--N、NO2--N、光照等因子有关。研究表明,在实际生产中可通过调控水质条件控制集装箱循环水养殖系统与净化系统水体中浮游植物群落结构来维护养殖模式的良好运行。
关键词: 集装箱循环水养殖模式 浮游植物 群落结构 环境因子 冗余分析


安徽省春性小麦区试品系主要品质性状分析
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:为探究安徽省春性小麦品质育种进展,对参加安徽省淮南片2010-2019年春性小麦区试的154个品系(227份)样品进行品质性状分析,并根据不同品质分类标准进行评价。结果表明,供试材料平均容重为788.7±18.4 g·L-1,硬度指数为57.1±8.8,粗蛋白含量(干基)为13.24%±1.07%,湿面筋含量(14%水分基)为28.2%±3.0%,沉淀值(Zeleny法)为35.2±9.7 mL,吸水率为56.3%±3.8%,稳定时间为4.4±3.1 min,最大拉伸阻力为388±147 EU,能量为81.2±32.5 cm~2。品质性状之间存在显著相关性,其中,粗蛋白含量与湿面筋含量、吸水率与硬度指数的相关系数均大于0.8,分别为0.898和0.888。各品质性状年份间表现不同的变化趋势,容重、湿面筋含量、沉淀值、稳定时间、最大拉伸阻力年份间波动明显,但没有明显规律;粗蛋白含量和能量呈缓慢下降趋势;而吸水率和硬度指数则比较稳定。根据国家小麦品种品质分类标准,227份样品中,有3.08%、11.01%和0.88%的样品全部指标分别达到中强筋、中筋和弱筋小麦标准,没有样品达到强筋小麦标准,多数品系品质指标之间存在强、中强、中、弱筋交错不协调现象。通过审定的品种中,仅有1个达到弱筋标准。


基于蛋白质组学技术分析初乳和常乳摄入对初生犊牛肝脏蛋白表达的影响
《中国畜牧兽医 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:【目的】试验旨在对犊牛肝脏蛋白进行蛋白质组学分析,筛选与初乳、常乳摄入相关的蛋白。【方法】以经产荷斯坦母牛分娩的9头公犊牛为研究对象,随机分为初乳组(CI)、常乳组(M)和对照组(CT),每组3头。初乳组和常乳组犊牛分别饲喂初乳和常乳,于出生后24 h屠宰;对照组未饲喂初乳或常乳,于出生后2 h屠宰。采用Label-free蛋白组学技术对3组犊牛肝脏的蛋白表达谱进行分析,以Q<0.05为阈值筛选各组间的差异表达蛋白,并进行GO功能和KEGG通路富集分析。【结果】在犊牛肝脏中共鉴定到3 901个蛋白,其中在初乳组、常乳组和对照组中分别鉴定到3 521、3 646和3 548个蛋白,有3 202个蛋白在3组中共表达。对差异表达蛋白进行分析显示,初乳组和常乳组犊牛肝脏中共筛选出287个差异表达蛋白,主要参与细胞代谢、应激反应、生长发育和氧化还原等生物过程,显著富集通路为内吞作用、氨基酸代谢和氧化磷酸化;初乳组和对照组犊牛肝脏中共筛选出154个差异表达蛋白,主要参与细胞代谢、单组织过程和肌酸合成等生物过程,显著富集通路为氨基酸代谢、黏着斑和内吞作用等。【结论】饲喂初乳的犊牛肝脏中差异表达蛋白主要参与分解代谢、氧化还原等生物过程,为犊牛摄入初乳后肝脏的蛋白响应机制提供了新的见解。


生物炭对农药吸附机理及功能化研究进展
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要:农药是农业生产中重要的投入品,农业耕作时,农药不合理使用、农药抗性、环境因素等限制,使得农药有效利用率较低。农药污染会导致土壤功能紊乱,农药暴露还可能对人类健康造成急性、慢性和远期危害。生物炭作为一种全新的材料,因具有高度芳香性、优良吸附性及环境友好性,可用于固定/降解污染物,并最大限度地降低土壤污染风险,是一种性能优良的土壤污染修复材料。本研究归纳总结了国内外研究成果,综述了环境污染物新型阻控材料——生物炭的特性及形成机制,并对农药吸附机理和实现功能化的途径做了简要论述。

