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棉花CMS-D2和CMS-D8不育系线粒体全基因组比较分析

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棉花学报 2024年第1期36卷 28-38页

作者：葛李爽冯娟娟张梦郭立平戚廷香张学贤李永旗唐会妮乔秀琴邢朝柱吴建勇中国农业科学院棉花研究所/棉花生物育种与综合利用全国重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室河南安阳455000

【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)的不育系线粒体基因组之间的序列结构差异,为筛选鉴定不育相关基因奠定基础。【方法】根据D2A和D8A这2个不育系的线粒体基因组测序组装结果,使用Synteny and Rearrangem... 详细信息

【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)的不育系线粒体基因组之间的序列结构差异,为筛选鉴定不育相关基因奠定基础。【方法】根据D2A和D8A这2个不育系的线粒体基因组测序组装结果,使用Synteny and Rearrangement Identifier(Sy RI)软件鉴定结构变异,用Plotsr可视化分析包含共线性及非共线性区域的重组变异位点。以D8A线粒体基因组注释结果为参考,用D2A线粒体基因组注释的开放阅读框(open reading frame,ORF)编码的氨基酸序列进行tblastn比对,筛选出D2A线粒体基因组中特有的ORF,并进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)验证、相对表达量分析和生物信息学分析。【结果】D2A和D8A这2个不育系线粒体基因组之间存在2个部分重叠且相邻的倒易位区域。在D2A中发现17个特异的ORF,PCR验证了D2A中存在的6个特异ORF(orf114e、orf121b-1、orf121b-2、orf138b-2、orf186a-2和orf317a-2)。3~4 mm花蕾中orf121b-1和orf121b-2的相对表达量较高。orf114e、orf186a-2和orf317a-2具有典型的跨膜结构域和嵌合基因结构,符合不育基因的部分特征。【结论】D2A和D8A线粒体基因组间存在2个相邻的倒易位区域。D2A中存在6个特异的ORF,其中orf114e、orf186a-2和orf317a-2可能与棉花CMS-D2孢子体败育有关。

关键词：棉花细胞质雄性不育线粒体基因组孢子体不育配子体不育开放阅读框

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基于电子舌和代谢组学评价不同等级滇红茶汤非挥发性差异组分

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中国食品学报 2024年第6期24卷 354-368页

作者：谢佳灵陈佳瑜袁海波王立磊杨艳芹江用文中国农业科学院茶叶研究所农业部茶树生物学与资源利用重点实验室杭州310008 安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室合肥230036

茶汤滋味是评价茶汤品质以及划分茶叶等级的重要因子之一。为了探明不同等级滇红工夫红茶茶汤差异的关键组分,本研究采用感官审评、电子舌和超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术,对不同等级滇红工夫红茶汤品质进行研究。... 详细信息

茶汤滋味是评价茶汤品质以及划分茶叶等级的重要因子之一。为了探明不同等级滇红工夫红茶茶汤差异的关键组分,本研究采用感官审评、电子舌和超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术,对不同等级滇红工夫红茶汤品质进行研究。结果表明:依据感官审评12个滇红茶汤可分为优质组、良好组、劣质组3组。电子舌分类结果与感官审评相一致,且电子舌对应不同滋味属性的传感器对3组茶汤的响应度各有不同。采用超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术对其进行代谢组学研究,共检出116个化合物,包括氨基酸及其衍生物类26个,儿茶素类及其聚合物类15个,酚酸类16个,核苷酸及其衍生物类15个,黄酮(醇)及其糖苷类20个,生物碱类6个,有机酸类11个,糖类2个以及其它类5个。利用正交偏最小二乘回归分析,3组滇红茶汤得到良好区分(R^(2)Y=0.985,Q^(2)=0.902)。此外,基于VIP>1.2和显著性P研究结果为不同等级的滇红茶汤品质评价和质量控制提供一定的理论支撑。

关键词：电子舌代谢组学滇红茶汤非挥发性组分

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吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

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中国农业科学 2024年第2期57卷 236-249页

作者：张茗起王蕊张春宵孙擘任洁李淑芳王璐朱少喜张江斌施昕晨王海杰张云龙田红丽赵怡锟匡猛王元东易红梅李晓辉王凤格北京市农林科学院玉米研究所/农业农村部农作物DNA指纹创新利用重点实验室(部省共建)/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室吉林省农业科学院玉米研究所吉林省农业科学院作物资源研究所

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状，利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种... 详细信息

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状，利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份，强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源，推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2 918份玉米种质资源为研究对象，采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记，以及61 214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理，并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2 918份种质资源构建了SSR分子身份证，为除异质性种质外的2 502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中，SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成，并以二维码形式存储；SNP分子身份证由61 214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征，将样品划分为1 561份核心类、705份同近源类、416份异质类及236份群体类种质资源。遗传多样性分析表明，以旅大红骨群、黄改群为代表的国内种质资源是该库的主要种质资源，占全部核心种质资源的64.38%。【结论】提出了玉米种质资源分子身份证构建流程，为吉林省玉米种质资源库2 918份种质资源构建了全部的SSR分子身份证和2 502份SNP分子身份证；建立了核心、同近源、异质、群体四类种质资源筛选方案，实现了种质资源的分类管理。

关键词：玉米种质资源吉林 SSR SNP 分子身份证

基于近红外光谱技术建立棉籽蛋白质含量快速无损测定方法

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中国粮油学报 2024年第3期39卷 166-172页

作者：杨硕黄义文周大云黄龙雨吴玉珍付守阳徐青彭军匡猛中国农业科学院棉花研究所、棉花生物育种与综合利用全国重点实验室安阳455000 郑州大学农学院郑州450000 三亚中国农业科学院国家南繁研究院三亚572024

建立不同棉籽形态快速无损棉籽蛋白质含量检测的方法,对于合理有效地利用棉籽资源和开展棉籽营养品质遗传改良等研究具有关键作用。研究通过凯氏定氮法对187份棉花品种进行棉籽蛋白质含量化学值测定,利用近红外光谱分析仪分别采集3种不... 详细信息

建立不同棉籽形态快速无损棉籽蛋白质含量检测的方法,对于合理有效地利用棉籽资源和开展棉籽营养品质遗传改良等研究具有关键作用。研究通过凯氏定氮法对187份棉花品种进行棉籽蛋白质含量化学值测定,利用近红外光谱分析仪分别采集3种不同棉籽形态毛籽、光籽和种仁的光谱特征信息,对原始光谱进行不同数学处理和散射处理,结合改良偏最小二乘法建立了毛籽、光籽和棉仁3种棉籽蛋白质含量快速无损检测的近红外光谱模型。模型的定标相关系数分别为0.957、0.971、0.989,并通过外部验证和统计分析,结果表明3种模型都具有良好的准确性和稳定性,能够针对不同棉籽形态进行准确的蛋白质含量测定。实现了棉花种子蛋白质含量的快速无损低消耗检测,为棉籽综合利用以及棉籽高品质育种提供参考。

关键词：棉籽蛋白质含量近红外光谱检测模型

不同种植密度对中棉113农艺性状及产量的影响

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新疆农业科学 2024年第5期61卷 1102-1111页

作者：董祯林万素梅熊世武马云珍毛廷勇杨北方骆磊刘超群陈国栋李亚兵塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300 中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室河南安阳455000

【目的】研究不同种植密度对棉花品种中棉113农艺性状、产量及纤维品质等影响,为确定机采模式下中棉113适宜的种植密度提供参考。【方法】以中棉113为供试品种,设置6种密度处理,分别为9×10^(4)株/hm^(2)(D_(1))、12×10^(4)株/hm^(2)(D... 详细信息

【目的】研究不同种植密度对棉花品种中棉113农艺性状、产量及纤维品质等影响,为确定机采模式下中棉113适宜的种植密度提供参考。【方法】以中棉113为供试品种,设置6种密度处理,分别为9×10^(4)株/hm^(2)(D_(1))、12×10^(4)株/hm^(2)(D_(2))、15×10^(4)株/hm^(2)(D_(3))、18×10^(4)株/hm^(2)(D_(4))、21×10^(4)株/hm^(2)(D_(5))和24×10^(4)株/hm^(2)(D_(6)),分析机采模式下不同种植密度对中棉113生长发育、棉铃空间分布、干物质积累及产量的影响。【结果】中棉113株高、茎粗随着种植密度的增大而降低;叶面积指数均在苗后88 d(8月1日左右)达到峰值,其中D_(5)处理最高,为4.1;随着种植密度的增加,棉铃脱落的果枝高度逐渐由第2果节和3果节向第1果节靠拢,同时棉株上部和下部的两个脱落高频区向中部果枝靠拢。棉铃着生趋向棉株内侧靠拢,吐絮铃主要着生在棉株下部。棉花营养器官干物质积累量随着密度的增加呈先增加后减小的趋势,而生殖器官干物质积累量则随着密度的增加而增加。籽棉产量上D_(5)处理最高,为5217.83 kg/hm^(2),与D_(4)处理差异不显著,较D_(1)、D_(2)、D_(3)、D_(6)处理均存在显著差异。【结论】合理密植有利于促进棉花生长发育,机采棉在1膜6行(66 cm+10 cm)机采模式、种植密度21×10^(4)株/hm^(2)(D_(5))时,有利于中棉113获取较高的产量。

关键词：棉花种植密度农艺性状产量纤维品质

利用SSR标记构建‘新石K28’的指纹图谱及遗传多样性分析

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分子植物育种 2024年第4期22卷 1114-1122页

作者：杨永林李豪杨名徐媛媛范术丽马启峰乔凯凯秦江鸿石河子农业科学研究院石河子832000 中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室安阳455000

为鉴定新疆陆地棉品种‘新石K28’,区别与‘新石K28’具有相近遗传背景的材料,保证品种真实性。本研究采用分子标记技术,利用筛选出的30对核心引物对‘新石K28’及亲本材料以及新疆42份陆地棉品种材料进行SSR标记检测,构建‘新石K’系... 详细信息

为鉴定新疆陆地棉品种‘新石K28’,区别与‘新石K28’具有相近遗传背景的材料,保证品种真实性。本研究采用分子标记技术,利用筛选出的30对核心引物对‘新石K28’及亲本材料以及新疆42份陆地棉品种材料进行SSR标记检测,构建‘新石K’系列品种的DNA指纹图谱与QR二维码信息。结果表明,筛选出30对有多态性的SSR引物,共扩增出96个等位点,每对引物可扩增出2~7个位点,平均3.2个等位位点。聚类分析表明,选择在Jaccard系数为0.71水平上,42份棉花材料可聚为四类,棉花材料之间的遗传差异较小、亲缘关系较近。筛选得到的30对SSR核心引物为‘新石K28’的真实性鉴定提供了技术支撑,为该品种登记和植物新品种保护申请提供参考。

关键词：新疆陆地棉 SSR DNA指纹图谱新石K28 遗传多样性

叶绿体标记在玉米种质资源快速分组中的应用分析

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作物学报 2024年第7期50卷 1867-1876页

作者：王蕊孙擘张云龙张茗起范亚明田红丽赵怡锟易红梅匡猛王凤格北京市农林科学院玉米研究所/农业农村部农作物DNA指纹创新利用重点实验室(部省共建)/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室北京100097 中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室河南安阳455000

叶绿体标记具有遗传保守性高且不受核基因重组干扰等特点,适于对玉米种质资源进行分类管理。本研究基于Maize6H-60K芯片对玉米叶绿体标记筛选获得叶绿体分组候选位点,使用上述位点对3549份玉米种质资源进行聚类分析,将玉米种质资源划分... 详细信息

叶绿体标记具有遗传保守性高且不受核基因重组干扰等特点,适于对玉米种质资源进行分类管理。本研究基于Maize6H-60K芯片对玉米叶绿体标记筛选获得叶绿体分组候选位点,使用上述位点对3549份玉米种质资源进行聚类分析,将玉米种质资源划分为B、D、H、C、T共5个类群。通过基因型信息对比筛选出29个叶绿体分组特异标记(Varietal Chloroplast Panel,VCP)并设计KASP引物。开发兼容芯片、KASP平台的快速分组分析算法,算法结果与聚类分析一致。挑选5个类群特异位点利用序贯法对种质资源进行快速分组检测,构建玉米种质资源快速分组方法,减少了95%的检测量,为玉米种质资源提供一种新型高效的分组管理方法。

关键词：玉米种质资源叶绿体标记 KASP 分组方案

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红光促进棉花胚性愈伤诱导的转录组分析

分子植物育种 2024年第6期22卷 1774-1783页

作者：葛梦杰张朝军栗战帅王小艳孙志茂陈柏志张迁乔凯凯马常凯曹晓聪吕娇艳王龙王艳文张茹佳聂君伟马启峰陈全家范术丽新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室安阳455000 安阳工学院安阳455000

为探究红光促进棉花胚性愈伤组织形成的分子机理。本研究以陆地棉CCRI24为试验材料,利用RNA-seq技术对在红光、白光培养条件下的不同阶段棉花愈伤组织进行转录组测序,分析胚性愈伤形成过程的基因表达水平。对2个不同光处理愈伤组织共计... 详细信息

为探究红光促进棉花胚性愈伤组织形成的分子机理。本研究以陆地棉CCRI24为试验材料,利用RNA-seq技术对在红光、白光培养条件下的不同阶段棉花愈伤组织进行转录组测序,分析胚性愈伤形成过程的基因表达水平。对2个不同光处理愈伤组织共计8个样品进行转录组测序,共获得54.92 Gb clean data。与白光相比,5、15、20、30 d的非胚性愈伤组织中差异表达基因分别有261、58、139、44个上调,454、157、328、507个下调。GO功能富集分析表明,两种光质条件下的棉花愈伤组织差异表达基因的功能主要富集到细胞核、细胞膜等与细胞分裂有关的代谢过程。KEGG富集分析结果显示,红光与白光条件下的愈伤组织间差异表达基因主要参与光合作用-天线蛋白、玉米素合成、二萜类生物合成、类黄酮生物合成等代谢通路。研究结果表明,与胚性愈伤组织形成相关的8个基因的差异表达趋势与转录组测序分析结果一致。本研究为光质影响棉花胚性愈伤诱导的相关基因表达提供了数据,为解析棉花胚性愈伤组织诱导与形成的分子机制提供参考。

关键词：棉花愈伤组织转录组差异表达基因

近红外光谱技术对花生蛋白组分与亚基的高通量模型建立

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1982-1987页

作者：崔颢凡刘红芝郭芹顾丰颖张雨王强中国农业科学院农产品加工研究所农业农村部农产品加工综合性重点实验室北京100193 中国农业科学院生物技术研究所北京100081

花生是一种优质植物蛋白资源,花生蛋白组分与亚基含量显著影响其功能特性,决定了其在食品领域的应用范围,花生蛋白主要包括花生球蛋白和伴花生球蛋白,其中花生球蛋白包含4个亚基(40.5、37.5、35.5和23.5 kDa),伴花生球蛋白Ⅰ包含3个亚基... 详细信息

花生是一种优质植物蛋白资源,花生蛋白组分与亚基含量显著影响其功能特性,决定了其在食品领域的应用范围,花生蛋白主要包括花生球蛋白和伴花生球蛋白,其中花生球蛋白包含4个亚基(40.5、37.5、35.5和23.5 kDa),伴花生球蛋白Ⅰ包含3个亚基(15.5、17和18 kDa),伴花生球蛋白Ⅱ只含有1个61 kDa亚基。为了实现花生蛋白主要组分及亚基的快速无损、高通量、高灵敏度检测,以全国145份优质花生样品为研究对象,首先采用便携式近红外花生品质速测仪,在900~1700 nm波长范围内对不同花生样品进行光谱采集,再采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定了花生蛋白组分与亚基含量,花生球蛋白的亚基含量在44.3%~67.3%之间;伴花生球蛋白亚基含量在35.2%~55.7%之间;61 kDa亚基含量在13.5%~25.3%之间;40.5 kDa亚基含量在6.8%~16.0%之间;37.5 kDa亚基含量在6.9%~17.4%之间;35.5 kDa亚基含量在5.7%~19.2%之间;23.5 kDa亚基含量在18.7%~27.4%之间;18 kDa亚基含量在5.9%~11.7%之间;17 kDa亚基含量在6.9%~13.6%之间;15.5 kDa亚基含量在4.5%~11.9%之间,分别对比归一化(Normalize)、一阶导数(FD)和二阶导数处理(SD)、基线校准(Baseline)、去趋势(Detrend)、多元散射校正(MSC)和数据元素解析处理(Deresolve)这7种光谱预处理方法,结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLSR),优化了2个蛋白组分和2个亚基(花生球蛋白、伴花生球蛋白、37.5和23.5 kDa)的近红外光谱模型,构建了6个亚基(61、40.5、35.5、18、17和15.5 kDa)的近红外光谱模型,实现了对上述10个指标的同步检测。结果表明,确定最优预处理方式后建立的模型校正集相关系数(R_(cal))为0.90~0.96,校正均方根误差(SEC)为0.25%~1.27%;预测集相关系数(R_(cp))为0.76~0.96,预测均方根误差(SEP)为0.50%~1.81%,具有很好的预测能力,可用于花生品种蛋白组分与亚基含量的快速检测,为花生蛋白品质的快速评价提供了新方法。

关键词：近红外光谱花生蛋白组分亚基含量偏最小二乘法