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基于高密度遗传图谱的玉米雄穗分枝数QTL定位

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玉米科学 2024年第5期32卷 32-39页

作者：张莹莹张君孙海潮张盼董文恒李永江史丽丽卢道文张凤启庞文喜安阳市农业科学院河南安阳455000 河南省农业科学院粮食作物研究所郑州450002

利用PD80和PHJ65组配的包含310个家系的重组自交系群体为材料,结合在3个单环境条件下的雄穗分枝数表型值和最佳线性无偏预测值,经完备区间作图法在包含8384个SNP标记的连锁图谱上共检测到11个QTLs,分别位于1、2、4、5、7、8染色体上,LO... 详细信息

利用PD80和PHJ65组配的包含310个家系的重组自交系群体为材料,结合在3个单环境条件下的雄穗分枝数表型值和最佳线性无偏预测值,经完备区间作图法在包含8384个SNP标记的连锁图谱上共检测到11个QTLs,分别位于1、2、4、5、7、8染色体上,LOD值为4.99~11.42,表型贡献率为4.62%~11.80%。在2个以上单环境和BLUP值下重复检测到5个QTLs(qTBN1.1、qTBN2.1、qTBN4、qTBN5、qTBN7)。其中,qTBN1.1、qTBN5表型贡献率大于10%,属于稳定的主效QTLs,物理区间分别位于第1染色体303.01~304.87 Mb(B73_RefGen_v4_genomic)、第5染色体168.16~170.97 Mb。基于生物信息学分析及基因功能注释在2个主效QTL位点筛选出19个高表达的候选基因。

关键词：玉米雄穗分枝数重组自交系 QTL定位

不同连作年限设施草莓土壤微生物群落结构分析

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中国土壤与肥料 2024年

作者：田春丽姚丽娟鲁晓民杜君王立河河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所河南农业职业学院河南省农业科学院粮食作物研究所

为探索不同连作年限设施草莓土壤细菌和真菌群落结构变化及其与土壤环境因子的关系，通过高通量测序对新茬（S1）、连作5年（S5）和连作8年（S8）的设施草莓土壤样品进行测序分析，并测定土壤的理化性质以及土壤酶活性。结果显示，随着... 详细信息

为探索不同连作年限设施草莓土壤细菌和真菌群落结构变化及其与土壤环境因子的关系，通过高通量测序对新茬（S1）、连作5年（S5）和连作8年（S8）的设施草莓土壤样品进行测序分析，并测定土壤的理化性质以及土壤酶活性。结果显示，随着设施草莓连作年限的增加，土壤的pH和电导率极显著升高，硝态氮含量极显著降低，有效磷及速效钾的含量先显著降低后显著增高，碱式磷酸酶和脲酶活性呈显著上升后显著降低趋势。随着设施草莓连作年限的增加，土壤细菌ACE指数、ChaoI指数、Simpson指数及Shannon指数皆显著增加，而土壤真菌的Alpha多样性指数的变化不显著。土壤中细菌和真菌优势菌群组成发生改变，随着设施草莓连作年限增加，土壤细菌变形菌门、酸酐菌门、硝化螺旋菌门和Latescibacteria相对丰度显著增加，厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门的相对丰度显著降低；在属水平上，设施草莓土壤硝化螺菌属相对丰度显著增加，RB41和芽孢杆菌属相对丰度显著降低，鞘氨醇单胞菌属相对丰度呈先显著增高后显著降低趋势。设施草莓连作土壤优势真菌在门水平无显著变化，在属水平上，土壤真菌占比最高优势菌由毛葡孢属转变为镰刀菌属，草莓土壤病原菌镰刀菌属、曲霉属、枝孢属相对丰度显著增加，乌氏霉属、链格孢属整体增加。相关性分析显示，影响土壤微生物群落的主要因素有土壤pH、电导率、有机质、硝态氮、有效磷和速效钾，微生物群落结构的变化对碱式磷酸酶活性影响较大。

关键词：设施连作草莓高通量测序技术土壤理化性质土壤酶活性

通过CRISPR/Cas9建立豌豆基因组大片段敲除体系

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作物学报 2024年第7期50卷 1658-1668页

作者：黄淑贤刘荣李冠疏琴徐斐宗绪晓杨涛中国农业科学院作物科学研究所北京100081 山东省农业科学院农作物种质资源研究所山东济南250100

豌豆是世界上主要食用豆类作物之一,因其丰富的营养价值和良好的生态价值而受到越来越多的重视。CRISPR/Cas9作为一种生物育种的新型技术手段,已广泛应用于各种作物的品种改良中,但在豌豆中的应用报道非常少见。本研究以“中豌6号”品... 详细信息

豌豆是世界上主要食用豆类作物之一,因其丰富的营养价值和良好的生态价值而受到越来越多的重视。CRISPR/Cas9作为一种生物育种的新型技术手段,已广泛应用于各种作物的品种改良中,但在豌豆中的应用报道非常少见。本研究以“中豌6号”品种为试验材料,采用CRISPR/Cas9技术手段成功地实现了豌豆基因组中Psat01G0240600-T1、Psat03G0303300-T1和Psat03G0304700-T1基因的大片段缺失,其大片段敲除效率分别是24.1%、13.0%和3.6%。进一步对结果分析发现,不同靶点的编辑效率相差较大,并且大片段缺失的效率取决于2个靶点中较低编辑效率的靶点。本研究利用发状根体系探索了CRISPR/Cas9在豌豆中的应用,首次在豌豆中实现了大片段敲除,对于豌豆的研究具有重要意义。

关键词：豌豆 CRISPR/Cas9 发状根大片段敲除

96份谷子种质资源淀粉多样性及优异资源鉴选利用

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干旱地区农业研究 2024年第4期42卷 13-21页

作者：王红梅杨天育董孔军何继红张磊陈玉梁刘新星李忠旺任瑞玉甘肃省农业科学院生物技术研究所甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

采用双波长微量法对国内有代表性的96份谷子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量进行了测定,分析其淀粉多样性与直/支比变异类型。结果表明,各品种直链淀粉含量介于0~24.91%,平均值为15.66%,支链淀粉含量介于4.77%~34.26%,平均值为14.67%... 详细信息

采用双波长微量法对国内有代表性的96份谷子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量进行了测定,分析其淀粉多样性与直/支比变异类型。结果表明,各品种直链淀粉含量介于0~24.91%,平均值为15.66%,支链淀粉含量介于4.77%~34.26%,平均值为14.67%;44份育成品种和52份地方品种直链淀粉含量变化幅度分别为8.66%~21.81%和0~24.91%;96份谷子的直/支比变化范围为0~3.60,平均为1.18,其中直/支比0.33的品种93个,占总数的96.87%。直链淀粉含量小于3.5%的糯性品种3个,其中完全糯性品种2个;高直链淀粉品种4个,直链淀粉含量介于12.0%~18.0%的种质有60份,占总数的62.50%。筛选出适合加工糍粑、汤圆类糯质食品的地方品种3个,为红毛谷、三爪谷和酒谷;可用于加工米粉等高膳食纤维的地方品种4个,分别为金皇谷、金棒子、茄谷和山西白米。96份谷子种质资源中地方品种直链淀粉变异类型较为丰富,育成品种直链淀粉遗传基础相对单一。

关键词：谷子种质资源双波长比色法淀粉含量直/支比

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石仙桃中4种转录因子鉴定及其组织表达的研究

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生物技术通报 2024年第5期40卷 141-152页

作者：刘保财张武君赵云青黄颖桢陈菁瑛福建省农业科学院作物研究所福州250013 福建省农业科学院药用植物研究中心福州250013

【目的】石仙桃Pholidota chinensis Lindl为珍稀濒危的附生兰,附生较地生而言进化出了许多特殊的形态结构和生理生化特性,而转录因子对调控植物的生长发育具有作用,旨在探讨和发掘石仙桃中调控其生长发育的转录因子。【方法】利用PacBi... 详细信息

【目的】石仙桃Pholidota chinensis Lindl为珍稀濒危的附生兰,附生较地生而言进化出了许多特殊的形态结构和生理生化特性,而转录因子对调控植物的生长发育具有作用,旨在探讨和发掘石仙桃中调控其生长发育的转录因子。【方法】利用PacBio和Illumina测序技术获得石仙桃的全长转录组数据以及在根、根状茎、假鳞茎和叶片中的基因表达量,通过进一步生信分析,探讨石仙桃4种转录因子家族成员、理化特性及其组织表达特异性,并用氯化钠(NaCl)和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导逆境胁迫,用RT-qPCR分析了C2H2家族和bHLH家族的表达量。【结果】石仙桃中鉴定的4种转录因子及其家族成员转录本为:C2H2家族21个、bHLH家族27个、WRKY家族30个、bZIP家族19个,这4个家族及其成员主要为亲水的不稳定性蛋白,亚细胞定位主要位于细胞核内,bHLH家族的部分成员位于细胞质、叶绿体等细胞器中,各基因家族均具有典型的保守结构域特征,在石仙桃的根、根状茎、假鳞茎和叶片呈现出明显的组织特异性。21个C2H2家族和27个bHLH家族中所有基因表达均受NaCl和MeJA影响,但家族成员受到促进或抑制表达及其表达量存在差异。【结论】鉴定了石仙桃中4个转录因子家族成员的数量,各家族成员主要是位于细胞核内的亲水不稳定性蛋白,并具有保守结构域特征和组织表达特异性。

关键词：石仙桃 C2H2 bHLH WRKY bZIP 理化特性组织表达

茶枝柑与不同品种温州蜜柑果皮的非靶向代谢组学比较与分析

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食品科学 2024年第14期45卷 133-141页

作者：王雪潘兆平陈嘉序郝丹丹苏志鹏马双双肖佳豪付复华湖南大学生物学院隆平分院湖南长沙410125 湖南省农业科学院农产品加工研究所湖南长沙410125

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和... 详细信息

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和聚类分析等多元统计方法对代谢组数据进行比较分析,筛选差异代谢物。通过数据库对比,茶枝柑(CZG)与油良(YL)、南柑20(NG)、宫川(GC)间分别鉴定出790、796、818个代谢物,其中有机氧化合物、黄酮类、羧酸类及其衍生物占比最高,主要参与黄酮和黄酮醇生物合成、黄酮类生物合成、异黄酮生物合成、α-亚麻酸代谢和苯丙氨酯生物合成等代谢途径;根据变量投影重要性值>1且P<0.05,对差异代谢物进行筛选,得到稳定、可靠的差异代谢物,结果表明,茶枝柑与温州蜜柑间共筛选出11类、43种差异代谢物,占比较多的为黄酮类、氨基酸类和嘌呤核苷类化合物,温州蜜柑中黄酮类化合物多为上调,如5,6,7,8,3’,4’,5’-七甲氧基黄酮、槲皮素、柚皮苷、山柰酚和柚皮素等,可作为潜在的标志物区分茶枝柑与温州蜜柑,同时表明温州蜜柑黄酮类化合物含量更具优势,可作为高生物活性的陈皮基原药材,推动柑橘产业发展,为陈皮产品的开发利用及原料选材提供参考依据。

关键词：茶枝柑温州蜜柑非靶向代谢组学差异代谢物

陆地棉抗虫与抗草甘膦基因的分子聚合及经济性状相关分析

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作物学报 2024年第10期50卷 2637-2642页

作者：陈旭升赵亮狄佳春江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为... 详细信息

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为杂交亲本,配置复交组合。在繁殖的复交分离群体后代,通过在苗床喷洒0.2%草甘膦,去除不抗草甘膦棉苗;并在大田不防治棉铃虫的条件下,筛选抗虫棉株。而后在实验室利用特异引物对抗虫基因与抗草甘膦基因进行分子跟踪检测,将同时具有Bt基因与GR79+GAT基因的单株繁殖成株系,经大田筛选获得9个抗虫兼抗草甘膦的优良品系。然后对育成品系进行产量比较试验,结果显示,其中品系BG-6不但实现了抗虫与抗草甘膦基因的聚合,而且该品系的皮棉产量水平较高、纤维品质表现良好:纤维长度达30.9 cm、比强度30.1 cN tex^(-1)、马克隆值4.9。对产量性状与纤维品质性状相关分析显示,只有衣分与棉纤维整齐度呈极显著负相关(r=-0.838**),其他产量性状与纤维品质性状均不存在显著相关性。文章最后得出结论:在复合杂交组合的分离后代,通过在苗床喷洒草甘膦筛选抗性棉苗,再结合大田不治虫筛选抗虫单株;而后在室内对2种抗性基因进行PCR分子跟踪检测,再在大田对产量性状与品质性状进行系统选育,可实现抗虫与抗草甘膦基因以及高产与优质性状的多元聚合。

关键词：陆地棉 Bt基因 GR79+GAT基因产量性状纤维品质相关分析

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多组学分析磷胁迫下大豆根瘤碳氮代谢途径

大豆科学 2024年

作者：姚玉波黑龙江省农业科学院经济作物研究所

为解析磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响,对磷胁迫处理15d的大豆根瘤进行代谢组学和蛋白质组学检测,分析根瘤中差异代谢物质和差异蛋白及参与的代谢通路。结果表明:大豆根瘤中代谢物质和蛋白上调和下调以响应磷胁迫,参与11个碳代谢途径... 详细信息

为解析磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响,对磷胁迫处理15d的大豆根瘤进行代谢组学和蛋白质组学检测,分析根瘤中差异代谢物质和差异蛋白及参与的代谢通路。结果表明:大豆根瘤中代谢物质和蛋白上调和下调以响应磷胁迫,参与11个碳代谢途径和19个氮代谢途径,糖类物质下调,参与糖酵解、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢等碳代谢途径,导致根瘤中能量供应不足,进而影响根瘤固氮作用;氨基酸和酶以上调为主,富集在氨基酸代谢、氮代谢、氨酰tRNA生物合成、嘌呤代谢通路,是大豆根瘤响应磷胁迫的重要氮代谢途径;氨基酸上调为TCA循环中间产物提供碳骨架,碳氮代谢协同作用响应磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响。研究结果为解析磷胁迫影响大豆根瘤固氮作用的生理机制提供理论参考。

关键词：大豆根瘤磷胁迫代谢组学蛋白质组学代谢途径

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不同基因型糜子品种氮磷养分吸收差异研究

作物杂志 2024年第2期 228-233页

作者：张磊董孔军何继红任瑞玉刘天鹏杨天育甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

选择不同生态区主栽的10个糜子品种,于2017和2018年大田试验研究了不同糜子品种对氮磷养分吸收的差异。结果表明,不同糜子品种的干物质积累量、植株吸氮和吸磷量及产量差异显著。与当地主栽品种陇糜14号相比,内糜6号、宁糜14号和赤糜1... 详细信息

选择不同生态区主栽的10个糜子品种,于2017和2018年大田试验研究了不同糜子品种对氮磷养分吸收的差异。结果表明,不同糜子品种的干物质积累量、植株吸氮和吸磷量及产量差异显著。与当地主栽品种陇糜14号相比,内糜6号、宁糜14号和赤糜1号的干物质积累量年均分别达到其72.9%、74.9%和77.0%,磷吸收量分别达到其67.1%、75.2%和85.2%,氮吸收量分别达到其71.9%、80.1%和79.6%;而晋黍7号、内糜8号、榆糜3号和陇糜13号的干物质积累量、吸氮量和吸磷量分别达到其136.2%~166.6%、131.2%~176.8%和144.8%~201.6%,其中陇糜13号的干物质积累量和养分吸收量最高。在产量及其构成要素中,与其他品种相比,晋黍7号的穗重和穗粒重最高,宁糜14号和内糜6号的穗数显著较高,内糜6号、内糜8号和宁糜14号的产量明显较高。不同糜子品种的氮磷比显示,拔节期前高氮磷比和拔节期后低氮磷比有利于糜子干物质积累和产量形成,不同生育阶段的氮磷比也可作为选择高产型糜子的重要指标。

关键词：黄土高原糜子产量养分吸收