南方农业学报杂志2023年第3期
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- 田埂功能植物组合配置对稻田害虫和天敌数量的影响
- 岳骞, 凌学林, 鲍海波, 盛婧, 李晓峰, 王舒悦, 朱普平, 郭智, 杨晨晨, 沈阳,
- 【目的】针对集约化稻田系统生态功能脆弱、虫害频发、稻田景观单一化等问题,探索稻田非作物生境(田埂)不同功能植物组合配置对虫害的防控效果及其对天敌昆虫数量的影响,为稻田虫害的绿色生态防控提供实践基础与技术支撑。【方法】基于田间试验,设置空白处理(CK)、香根草(T1xgc)、芝麻(T1zm)、凤仙花(T1fxh)、波斯菊(T1bsj)、荞麦(T1qm)、香根草+波斯菊组合(T2xb)、香根草+荞麦组合(T2xq)、香根草+芝麻+波斯菊组合(T3xzb)、香根草+荞麦+凤仙花组合(T3xqf)共10个田埂植物组合配置处理。通过实地调研、震落法和色板诱集法等手段调查分析田埂不同功能植物组合配置对稻田虫害防治效率和天敌数量等指标的影响。【结果】 T3xzb模式大幅度提高了对稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)的生态防控效果,距田埂5和10 m的防治效率分别达81%和96%,比对应单一植物处理T1xgc、T1bsj和T1zm的防治效率分别提高17%~31%、16%~42%和35%~50%。对于二化螟(Chilo suppressalis)的防治,芝麻和香根草是较适宜的功能植物,且作用距离均大于10 m。稻田田埂功能植物的应用不仅增加了天敌昆虫的控害能力,对害虫的吸引力也相应增强,其中T3xzb模式下稻蓟马(Stenchaetothrips biformis)害虫数量比CK增加17头,比对应单一植物处理T1xgc、T1zm和T1bsj分别增加13、11和15头。【结论】相较于单一植物模式,香根草+芝麻+波斯菊组合配置(T3xzb)的田埂对稻田螟虫的防控能力有较大程度的提升;同时,该配置模式对部分寄生性和捕食性天敌昆虫也具有较好的诱集涵养作用,可作为稻田绿色生态防控的有效手段。
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- 雌雄罗氏沼虾脑和胸神经节的转录组比较分析
- 张雨阳, 赵莉, 桂朗, 王余德, 孙盛明, 李名友, 刘东,
- 【目的】基于转录组测序技术筛选出罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)雌雄样本脑和胸神经组织中的差异表达基因(DEGs),为揭示其生长发育的性别二态性及开展分子辅助育种提供理论依据。【方法】通过TRIzol提取罗氏沼虾雌雄样本脑和胸神经节组织总RNA,构建cDNA测序文库后通过Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装获得Unigenes,使用DESeq筛选出DEGs,并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】转录组数据经de novo拼接成84627条Unigenes。以P2 Fold Change|>1为判断标准,发现雌雄罗氏沼虾脑组织间存在5287个DEGs,雄性组织中显著上调DEGs有2416个、显著下调DEGs有2871个;胸神经节组织间存在6211个差异表达基因,雄性组织中显著上调DEGs有3280个、显著下调DEGs有2931个。雌雄罗氏沼虾脑和胸神经节组织DEGs在GO数据库中注释到生物学过程、细胞组分和分子功能三大功能条目,分别涉及56和57个亚类,包含顶体外膜、生殖结构发育、组织形态发生、细胞过程、代谢过程、细胞组分及结合等; KEGG信号通路富集分析结果表明,DEGs主要参与RNA运输、剪接体、内质网蛋白加工、转录、翻译、折叠和降解等过程。筛选得到的TUBA1B、COX、TRY、MHC、MLC、HSP90和IAGBP等10个DEGs与罗氏沼虾肌肉生长及性腺发育相关,对雌雄罗氏沼虾生长发育差异调控起重要作用。【结论】雌雄罗氏沼虾脑和胸神经节组织中的TUBA1B、COX、TRY、MHC、MLC、HSP90、TRA2、PCNA、MT-ND4和IAGBP等DEGs,富集在RNA转运、内质网蛋白加工及MAPK信号通路等,参与肌肉生长和性腺发育调控,有助于罗氏沼虾生长发育性别二态性的形成。
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- 基于转录组测序的摘除卵巢藏姜母猪背最长肌脂代谢相关基因筛选与分析
- 袁建, 敖政, 曾素梅, 王智伟, 赵中龙, 季全, 张勇,
- 【目的】探究摘除卵巢后藏姜母猪背最长肌脂肪沉积的动态规律,为揭示脂肪沉积的调控机制提供理论依据。【方法】于45日龄手术摘除藏姜母猪卵巢(试验组),对照组藏姜母猪在腹部相同部位进行创伤处理但不摘除卵巢。分别记录45、154和300日龄藏姜母猪的血清雌激素、甘油三酯和总胆固醇含量变化,300日龄屠宰采集背最长肌组织样品制作石蜡切片,并通过Illumina NovaSeq 6000测序平台完成测序。以|log2 Fold Change|>1且PPPCALML5、PLCZ1、PIK3C2G、IL6等33个参与脂代谢调控DEGs的差异表达有关,且涉及胆汁酸分泌、磷脂酰肌醇3-激酶信号传导调控等功能条目及糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢等信号通路。
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- 基于转录组测序分析白藜芦醇促进山羊肌内脂肪沉积的机制
- 宋颖, 张叁保, 徐健健, 邹剑伟, 连子童, 邹菊红, 黄艳娜, 蒋钦杨,
- 【目的】基于转录组测序(RNA-Seq)分析白藜芦醇促进努比亚山羊肌内脂肪沉积的机制,以期找到白藜芦醇影响肌内脂肪沉积的候选基因及调控网络。【方法】采用转录组测序技术对饲料中添加600 mg/kg白藜芦醇组山羊的背最长肌和对照组山羊的背最长肌进行分析。利用edgeR软件进行差异基因(Differentially expressed genes,DEGs)筛选[Fold Change≥2,错误发现率(FDR) PIGFBP7和IRX3)。qRT-PCR结果显示,试验组山羊背最长肌P13K-AKT信号通路关键基因(P13K、AKT和MTOR)和脂肪分化标志基因(PPARγ、FAS和CEBPα)的表达量极显著高于对照组。50 µmol/L RSV诱导肌细胞8 d后发现,脂滴极显著多于对照组,P13K、AKT、MTOR、PPARγ、FAS和CEBPα的表达量极显著高于对照组。【结论】基于RNA-Seq分析白藜芦醇促进努比亚山羊肌内脂肪沉积的机制,结合其诱导肌细胞成脂分化,猜测白藜芦醇可能通过P13K-AKT信号通路促进努比亚山羊肌内脂肪的沉积。
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- 晒田环境胁迫下克氏原螯虾卵巢的转录组学分析
- 袁畅, 李蔚, 何苹萍, 陆专灵, 黄彬胜, 王大鹏, 李文红,
- 【目的】运用转录组测序技术探究不同晒田环境胁迫下克氏原螯虾卵巢的基因表达变化,筛选出与其卵巢发育相关的候选基因及信号通路,为研究晒田胁迫方式促进克氏原螯虾卵巢发育的作用机制提供理论依据。【方法】以雌性克氏原螯虾为研究对象,分别在晒田环境胁迫0 d (CK)、3 d (T1)、7 d (T2)和10 d (T3)时采样,构建卵巢cDNA文库进行转录组测序,对差异表达基因(DEGs)进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析。【结果】共获得86377个Unigenes,在Nr、KOG/COG、Swiss-Prot和KEGG库中成功注释到22712个Unigenes;获得1115个胁迫组(T1、T2和T3)与CK的DEGs。KEGG信号通路富集分析结果表明,DEGs富集的PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路和雌激素信号通路与卵巢发育相关。实时荧光定量PCR验证结果表明,3个DEGs的表达模式与转录组分析结果基本一致,证明转录组数据准确可靠。筛选得到B2M、TUBA1B、MT-CYB、MT-ND1、MT-ND2、MT-ND4、DSX、Pck2、PIM3和serine protease nudel-like等10个与卵巢发育相关的DEGs,并对其表达量进行分析,结果表明各基因在晒田胁迫期间均可调控卵巢发育。【结论】 B2M、TUBA1B、MT-CYB、MT-ND1、MT-ND2、MT-ND4、DSX、Pck2、PIM3和serine protease nudel-like等10个DEGs及PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路、雌激素信号通路等3个富集通路在晒田胁迫期间参与卵巢发育调控。
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- 基于转录组测序分析枸杞多糖对免疫抑制雏鸡脾脏基因表达的影响
- 王建东, 唐玉林, 王敏, 张宝锁, 杨富强, 高海慧, 于洋, 郭延生,
- 【目的】利用转录组测序技术分析枸杞多糖(LBP)对免疫抑制雏鸡脾脏基因表达的影响,挖掘LBP修复雏鸡免疫抑制的靶基因,为探究枸杞多糖对雏鸡免疫抑制的修复机制提供理论依据。【方法】将120羽7日龄海兰褐蛋鸡随机分成空白组(NC)、环磷酰胺(CTX)组(CY)和LBP组(CYLbGp),NC组肌注生理盐水,其余2组连续3 d肌注80 mg/(kg·d)CTX造模,造模后通过测定血清中IL-2、IL-6和INF-γ含量对免疫抑制雏鸡模型进行验证。造模成功后在CYLbGp组饮水中加入5 mg/(kg·d)LBP,给药结束后采集脾脏进行转录组测序,以P2 Fold change|≥1为条件筛选出差异表达基因(DEGs),并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,以探究枸杞多糖对免疫抑制的修复作用。【结果】共获得1049301886个Raw reads,对其进行质控、过滤后,共获得1032097278个Clean reads。CY组和NC组之间共有701个DEGs,CYLbGp组和CY组之间共有748个DEGs。GO功能注释显示,LBP干预后显著回调的DEGs主要与结合、细胞过程、生物调节及细胞组分等功能相关。KEGG信号通路富集结果显示,LBP干预后显著回调的DEGs主要与神经活性配体-受体相互作用和视黄醇代谢通路相关,筛选出所富集的通路中关键的DEGs为人毒蕈碱型胆碱受体M5基因(CHRM5)、烟碱型乙酰胆碱受体β4基因(CHRNB4)、代谢型型谷氨酸受体1基因(GRM1)、胆囊收缩素基因(CCK)、神经肽Y1受体基因(NPY1R)、细胞色素P450家族成员2C18基因(CYP2C18)、血管紧张素Ⅱ受体1基因(AGTR1)、细胞色素P450家族成员3A5基因(CYP3A5)、丝氨酸蛋白酶2(PRSS2)和神经紧张素基因(NTS)。RT-qPCR结果与转录组学数据变化趋势基本一致,表明转录组数据有较高的可靠性。【结论】 LBP修复雏鸡免疫抑制的作用机制可能与调节神经活性配体-受体相互作用和视黄醇代谢通路有关,其中CHRM5、CHRNB4、GRM1、CCK、NPY1R、CYP2C18、AGTR1、CYP3A5、PRSS2和NTS可作为LBP修复雏鸡免疫抑制的靶基因。
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- 基于转录组测序分析鹅毛早期形态发育差异机制
- 马雪惠, 胡雪文, 李绍梅, 刘安芳, 牟春燕,
- 【目的】探究调控鹅胚胎期不同部位初级羽囊早期形态发生差异的关键候选基因,为进一步揭示影响鹅不同部位羽毛形态发生的调控机制提供理论参考。【方法】采集鹅胚胎期初级羽囊早期背部和腹部皮肤组织样品进行组织切片制备和H&E染色,观察初级羽囊在2个部位的形态学差异;选取处于初级羽囊早期背部和腹部皮肤组织样品各3个,纯化RNA并进行转录组测序和生物信息学分析,筛选得到2个组织的差异表达基因(DEGs)。【结果】观察皮肤组织形态学发现背部初级羽囊原基的直径大于腹部,而密度小于腹部;基于背部和腹部皮肤组织转录组筛选DEGs共702个,筛选阈值为|log2 Fold Change|≥1(PGREM1、SMOC1、SFRP4和CRABP1等4个基因,推测是调控鹅胚胎期背部和腹部初级羽囊原基形态差异的关键候选基因。【结论】通过对鹅胚胎期背部和腹部皮肤组织进行形态学和转录组分析表明,背部初级羽囊原基直径大于腹部,而密度小于腹部,且有效筛选出影响初级羽囊原基形态差异的关键基因,可为进一步阐述影响鹅不同部位羽毛形态差异的分子机制和调控网络打下基础。
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- 基于转录组分析干扰FABP1基因对猪肌内脂肪沉积的影响
- 熊讯, 阮涌, 许厚强,
- 【目的】探究FABP1基因对猪肌内脂肪细胞生物学功能的影响机制,为进一步研究FABP1对猪肌内脂肪沉积和脂质代谢的调控作用提供参考依据。【方法】将sh-FABP1干扰载体和空载体sh-NC分别转染至香苏杂交猪肌内脂肪细胞中,36 h后收集转染后的肌内脂肪细胞,采用TRIzol® Reagent总RNA提取试剂盒提取总RNA,待样本质检合格后,每个样品制备1 µg的RNA总量用于测序。运用生物信息学进行基因表达水平分析(基因表达水平计算、样本间相关性评估)、基因差异表达分析[差异表达基因(DEGs)筛选和统计、DEGs火山图]和功能富集分析(GO富集分析、KEGG富集分析)。最后分别挑选4个上调基因和4个下调基因运用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。【结果】sh-FABP1与sh-NC之间总共筛选出1129个DEGs,与sh-NC组相比,sh-FABP1上调基因有624个,包括PRKAR2A、ACSL5、ELOVL5和MAPK1等;下调基因有505个,包括LPL、FABP3、IGFBP4和OLR1等。对sh-FABP1与sh-NC之间的DEGs进行功能富集分析,KEGG富集发现上调基因主要在细胞周期(Cell cycle)、肿瘤抑制蛋白(p53)和Notch信号通路中富集,下调基因主要富集在过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)、磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B (PI3K-Akt)信号通路中。GO注释表明,有22个、15个和9个GO术语分别在生物过程(BP)、细胞成分(CC)和分子功能(MF)中显著富集(PFABP1基因可能通过调节LPL、FABP3、IGFBP4和OLR1等相关基因的表达、脂肪沉积和脂质代谢相关通路,从而调节脂质生成和代谢。
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- 不同生长速度的雌性罗氏沼虾肌肉组织转录组测序分析
- 姜建萍, 曾兰, 吕敏, 杨学明, 蒋和生, 蒋钦杨, 卢小花, 陈泳先, 黄光华,
- 【目的】鉴定筛选出与罗氏沼虾生长性状相关的候选基因及信号通路,为揭示其生长发育的分子调控机制提供参考依据。【方法】以同一全同胞家系雌性罗氏沼虾中不同生长速度的个体为试验材料,采用Illumina HiSeqTM 2500进行转录组测序,经过滤、质控后利用Trinity进行拼接组装获得Unigenes,并在数据库(Nr、Nt、KO、Swiss-Prot、Pfam、GO、KOG和KEGG)中进行功能注释,通过DESeq2进行快速生长组与慢速生长组间的差异表达基因(DEGs)分析,运用GOseq和KOBAS进行GO富集分析和KEGG通路分析,采用MISA进行SSR位点挖掘。【结果】罗氏沼虾肌肉组织转录组测序共计获得321706038条Raw reads,经过滤筛选得到310075274条Clean reads,拼接组装后得到38969条Unigenes; 18160条(46.60%) Unigenes成功注释在Nr、Nt、KO、Swiss-Prot、Pfam、GO、KOG和KEGG 8个数据库中。经DEGs分析,快速生长组与慢速生长组间共鉴定到DEGs 937个,其中上调表达基因235个,下调表达基因702个。937个DEGs分别富集到230个GO条目和21条KEGG信号通路中,包含氨基糖和核苷酸糖代谢(Amino sugar and nucleotide sugar metabolism)、糖酵解/糖质新生(Glycolysis/Gluconeogenesis)、氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation)等信号通路。此外,在38969条Unigenes中共鉴定到22476个SSRs。【结论】不同生长速度的雌性罗氏沼虾肌肉转录组测序分析共筛选出937个DEGs,主要富集在氨基糖和核苷酸糖代谢、糖酵解/糖质新生、氧化磷酸化等信号通路上,在罗氏沼虾的生长发育过程中发挥重要作用。
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- 杜洛克和二花脸猪耳软骨组织的差异比较分析
- 张震, 伍仲平, 邓雅鑫, 唐军旺, 李慧, 蔡妙灵, 王丽萍, 季久秀,
- 【目的】比较杜洛克和二花脸猪耳软骨组织的差异,为揭示猪外耳面积变异的分子机制提供参考。【方法】采集100日龄全同胞雄性杜洛克(n=5)和二花脸(n=5)猪外耳软骨组织进行石蜡切片及HE染色和Masson三色染色,对比两者结构上的区别;体外分离培养耳软骨细胞,使用CCK8法检测其增殖能力;联合转录组测序,比较二花脸(n=3)和杜洛克(n=3)耳软骨组织中基因表达的差异,筛选影响软骨生长相关的基因并使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行验证。【结果】 HE染色和Masson三色染色结果显示,与杜洛克相比,二花脸耳软骨细胞形成更多的由2~8个细胞组成的同源细胞群,软骨组织中含有更多的弹性纤维。细胞增殖检测试验表明,二花脸耳软骨细胞在体外培养36、48和60 h后增殖速率显著大于杜洛克(PMMP3、BGLAP和GDF5基因等促进软骨组织细胞外基质降解和矿化过程;二花脸耳软骨中Wnt信号通路抑制基因DKK1高量表达,Wnt信号强度受到负调控;高量表达的HMGA2、WNT10B、AXIN2基因促进了二花脸外耳软骨细胞的增殖。qRTPCR验证了上述结果。【结论】二花脸耳软骨细胞较杜洛克具有更加旺盛的增殖分裂能力。杜洛克耳软骨通过MMP3、BGLAP和GDF5等基因诱导细胞外基质降解和成骨分化过程;二花脸耳软骨组织中Wnt信号通路受到负调控,通过HMGA2、WNT10B和AXIN2等基因促进软骨细胞的增殖及耳软骨的生长。
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- 绍兴鸭血清生殖激素及下丘脑开产相关基因的鉴定分析
- 饶琳洁, 张危红, 魏岳, 黎观红, 谢金防, 韦启鹏, 黄江南,
- 【目的】比较开产和未开产绍兴鸭血清中的生殖激素水平,挖掘下丘脑组织中与开产性状相关的候选基因,为利用分子标记进行鸭开产性状选育打下理论基础。【方法】以105和128日龄开产与未开产绍兴鸭为研究对象,采用放射免疫测定法(RIA)测定血清中雌二醇(E2)、卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)的浓度,利用转录组测序技术筛选105日龄开产与未开产绍兴鸭下丘脑组织中的差异表达基因(DEGs),通过GO和KEGG数据库对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,并以实时荧光定量PCR验证转录组数据的准确性。【结果】在105和128日龄,开产绍兴鸭血清的E2浓度极显著高于未开产绍兴鸭(PPNPY、ITIH2和GDF10基因相对表达量较未开产绍兴鸭极显著上调,WIF1、HSP70和Ret基因相对表达量显著下调,而FASN基因的相对表达量无显著差异(P>0.05),与转录组测序结果一致。【结论】从绍兴鸭下丘脑组织筛选到的NPY、GnIH、TRH和HSP70等DEGs通过神经活性配体—受体相互作用和内吞作用等信号通路,作用于下丘脑—垂体—性腺轴,影响E2、FSH和LH等生殖激素的分泌与释放,进而调控绍兴鸭的开产时间。
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- 斑节对虾肌肉中虾青素积累的转录组测序分析
- 彭超, 陈中元, 吴水清, 邵立业, 韩庆,
- 【目的】筛选出斑节对虾肌肉中与虾青素积累相关的基因及其信号通路,为揭示虾青素在对虾肌肉积累的分子机制提供基础数据。【方法】分别剪取注射虾青素斑节对虾(试验组)和未注射虾青素斑节对虾(对照组)的肌肉,提取RNA后等量混合构建cDNA文库,采用Illumina HiSeq X Ten测序仪进行转录组测序,序列拼接与注释后以DESeq筛选差异表达基因(DEGs),然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组数据的准确性。【结果】在试验组和对照组中分别获得48415832和48532230条有效序列(Clean reads),拼接后得到20495条Unigenes;分别有8761(占42.75%)、7658(占37.37%)、6933(占33.83%)、5584(占27.25%)和7238(占35.32%)条Unigenes在Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG和GO数据库中注释成功,其中在GO数据库的生物学过程、细胞组分、分子功能三大类别55个功能条目上均注释到Unigenes。经DESeq筛选,试验组与对照组间存在1468个DEGs,其中1209个DEGs在对照组呈上调表达、259个DEGs在对照组呈下调表达;与虾青素相关的基因主要有细胞色素b5基因(CYB5)、细胞色素P450基因(CYP450)、葡糖基/葡萄糖醛酸基转移酶基因(UDPGT)、类kelch蛋白基因(KLHL)、ATP结合盒转运蛋白基因(ABCT)、脂质蛋白受体基因(LipR)、脂肪酶基因(lipase)及半胱天冬酶3基因(CASP3)等。DEGs聚集最多的GO功能条目是多聚糖分解过程,富集最多的KEGG信号通路是信号转导。【结论】 CYP450、CYB5、ABCT、LipR、KLHL、UDPGT、CASP3和lipase等DEGs,以及信号转导、运输与分解代谢、内分泌系统及辅酶因子和维生素代谢等信号通路与斑节对虾体内虾青素的积累相关,后续宜通过原位杂交、原核表达等技术验证DEGs的功能,进一步揭示虾青素在对虾体内积累的分子机制。
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- 非复制型尿嘧啶营养缺陷型弓形虫刺激雏鸡脾脏的转录组学分析
- 吴绿怡, 刘思勤, 廖艳鹏, 任超,
- 【目的】探究非复制型尿嘧啶营养缺陷型弓形虫(NRTUAs)感染雏鸡脾脏的转录组学变化,明确NRTUAs对雏鸡脾脏先天性免疫的调节效果,为研发家禽抗弓形虫疫苗提供理论依据。【方法】分别以NRTUAs和磷酸盐缓冲液(PBS)感染14日龄雏鸡,感染后第3 d采集脾脏组织样品进行转录组测序,筛选出NRTUAs组与PBS组间的差异表达基因(DEGs),然后进行GO功能注释、KEGG信号通路富集及蛋白调控网络分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组测序的准确性。【结果】与PBS组相比,从感染NRTUAs的雏鸡脾脏中筛选出499个DEGs (286个为上调DEGs,213个为下调DEGs),且NRTUAs组中上调表达的DEGs多于下调表达的DEGs。GO功能注释分析发现,DEGs注释在生物过程(Biological process,BP)、细胞组分(Cellular component,CC)和分子功能(Molecular function,MF)三大类别的58个功能条目上,主要涉及端粒蛋白定位建立正调控、蛋白稳定、含伴侣蛋白T-复合物、内质网腔、内质网、内质网膜组成部分、纺锤中央区及未折叠蛋白结合等功能条目; KEGG信号通路富集分析显示,DEGs主要富集在内质网蛋白加工通路、RNA转运、细胞周期、钙信号通路、黏着斑、细胞衰老、神经活性配体—受体相互作用、细胞因子—细胞因子受体相互作用通路及氨基酸生物合成等通路中;蛋白互作网络分析结果表明,DEGs编码蛋白PLK1、CCNB1、CDK1、CDC20、CCNA2和NDC1均在细胞周期通路上调表达。实时荧光定量PCR验证结果显示,只有2个DEGs(CXCL12和VPREB3)呈上调表达,其余8个DEGs呈下调表达,与转录组测序结果基本一致。【结论】感染NRTUAs后雏鸡脾脏免疫相关基因表达上调,且多数DEGs富集在内质网蛋白合成与细胞周期等相关信号通路上,脾脏细胞活动明显增强,即通过加快建立细胞连接及启动先天性免疫反应而积极对抗弓形虫入侵。
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- 2个发育阶段的克氏原螯虾卵巢转录组学分析
- 黄瑾, 陈晓汉, 闭显达, 吴铁军, 梁正, 高雪梅, 陈田聪, 王卉, 李旻, 陈秀荔,
- 【目的】通过转录组测序分析筛选出与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)卵巢发育相关的主要代谢通路及特异表达基因,为揭示克氏原螯虾卵巢发育分子机制提供理论依据。【方法】采集发育至Ⅲ期或Ⅳ期的克氏原螯虾卵巢组织样品,用石蜡包埋法进行组织学观察;同时提取RNA构建cDNA文库,通过Illumina NovaSeq 6000完成转录组测序,筛选出差异表达基因(DEGs),然后进行GO功能注释分析和KEGG代谢通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组数据的准确性。【结果】克氏原螯虾Ⅲ期和Ⅳ期卵巢的卵巢指数分别为0.22%和2.70%,对应的卵母细胞分别以生长期卵母细胞和成熟期卵母细胞为主要时相;转录组测序分别获得49716560和44573146条有效序列(Clean reads),各样本Clean reads与克氏原螯虾参考基因组序列的匹配率均超过92.00%。从克氏原螯虾Ⅲ期和Ⅳ期卵巢组织中筛选出1508个DEGs (762个DEGs为上调表达,746个DEGs为下调表达),GO功能注释分析发现DEGs主要注释在薄膜部分、结合、催化活性和细胞部分等功能条目上; KEGG代谢通路富集分析显示,上调DEGs富集在247条代谢通路上,主要包括溶酶体、抗原处理和呈递、胰腺分泌、鞘磷脂代谢、PI3K-Akt信号通路等;下调DEGs富集在270条代谢通路上,主要有系统性红斑狼疮、溶酶体、TGF-β信号通路、GnRH信号通路等。筛选出10个与克氏原螯虾卵巢发育相关的保守基因,分别是H2A、S3a、IR93a、FOXL、nanos、RPB1、piwi、insulin、scylla和serine基因。【结论】在克氏原螯虾卵巢从Ⅲ期发育至Ⅳ期的过程中,抗原处理和呈递、PI3K-Akt信号通路、溶酶体、鞘磷脂代谢和TGF-β等通路协调合作促进卵巢发育; H2A、S3a、IR93a、FOXL、nanos、RPB1、piwi、insulin、scylla和serine等10个与克氏原螯虾卵巢发育相关的保守基因在克氏原螯虾Ⅲ期和Ⅳ期卵巢组织中高表达,推测其参与调控卵巢发育过程的卵黄物质积累及卵母细胞成熟。
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- 不同光色条件下京海黄鸡垂体转录组功能分析
- 王莹, 李扶石, 张杨扬, 王金玉,
- 【目的】对不同光色条件下京海黄鸡垂体进行转录组测序分析,了解不同光色条件下京海黄鸡垂体的表达谱,旨在筛选出红光影响京海黄鸡生殖激素合成的关键基因,为提高种鸡产蛋性能提供理论基础。【方法】红光组京海黄鸡产蛋量(90.61枚)显著高于白光组(87.44枚)(PGNRH1)、分泌型磷蛋白1基因(SPP1)、信号转导蛋白1基因(SMAD1)、骨形态形成蛋白拮抗蛋白2抗体基因(GREM2)和表皮调节素基因(EREG)等表达可能受光色的影响,从而影响种鸡的产蛋性能。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)结果证明了转录组测序结果准确可靠。【结论】与白光相比,红光能显著提高京海黄鸡的产蛋量。筛选获得的GNRH1、SPP1、SMAD1、GREM2和EREG等基因可能在光色调控京海黄鸡产蛋性能中发挥重要作用,可作为种鸡垂体组织调控其产蛋性能分子机制研究的关键基因。
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- 基于高通量转录组测序的斑重唇鱼SSR分布及序列特征分析
- 葛锐, 强壮, 聂竹兰, 李丽, 魏杰,
- 【目的】基于高通量转录组测序分析斑重唇鱼SSR分布及序列特征,为斑重唇鱼SSR分子标记开发、遗传多样性、遗传连锁图谱、种质资源鉴定和分子辅助育种提供理论数据。【方法】使用Illumina NovaSeq高通量测序平台对斑重唇鱼皮肤组织进行转录组测序,利用Trinity对获得的高质量测序数据进行序列组装,再用MISA对筛选得到的1 kb以上的Unigenes进行SSR分布及序列特征分析。【结果】斑重唇鱼转录组共获得244.42 Gb Clean data,组装后获得55182条Unigenes,其中8903条Unigenes含有SSR位点,含有SSR的Unigenes比例为16.13%,共含有12899个SSR位点,从中除去616个复合型SSR位点,共获得12283个完美型SSR位点,存在单核苷酸~六核苷酸6种重复基元类型,其中单核苷酸重复基元数目最多,为6654个,占比为54.17%,二核苷酸~六核苷酸随着核苷酸重复数的增多依次减少,分别是32.30%、12.04%、1.38%、0.07%和0.03%。斑重唇转录组中共有348种不同重复基元,其中最丰富、种类最多的是三核苷酸重复基元,共有145种;单核苷酸是数量最多重复基元类型,其重复基元数量最多的是(A) 10型。SSR的长度范围较大,为10~75 bp,总长度为157088 bp,SSR相对丰度为0.19%,其中长度为10 bp的SSR数量最多,有3232个,占比为26.31%;其次是12、11和14 bp,占比分别为21.73%、12.02%和10.06%。【结论】斑重唇鱼转录组中SSR位点数量多,出现频率较高,多态性较好,可用来开发斑重唇鱼类分子标记,且不同核苷酸重复基元类型数量差异较大,且分布特征差异明显。
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- 水稻响应白叶枯病菌侵染的转录组分析
- 张宇, 王金开, 陈小林, 李其利, 唐利华, 黄穂萍, 郭堂勋, 玉延华,
- 【目的】分析白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryae,Xoo)侵染不同时间点的水稻转录组数据,了解其响应侵染过程中抗病相关基因的表达情况,为明确水稻对白叶枯病菌感病机制以及培育新的抗白叶枯病水稻品种提供理论参考。【方法】以含有广谱抗性基因Xa23的水稻品系CBB23为试验材料,对其叶片接种高致病性的野生型Xoo菌株N3-1,将接种0、48和72 h水稻样品总RNA进行转录组测序(RNA-Seq)。以|log2 Fold Change|≥1,且错误发现率(False discovery rate,FDR) OsSWEET14基因在接种后表达明显升高,而白叶枯病抗性基因Xa23在接种后几乎没有表达。对转录因子中的WRKY家族进行分析,发现与Xoo抗病相关的WRKY转录因子表达明显下降。钙依赖蛋白激酶(CDPK)表达明显升高,丝裂原活化激酶(MAPK)表达不变。qRT-PCR的基因表达检测结果与RNA-Seq结果趋势基本一致。【结论】水稻CBB23在抵御白叶枯病菌菌株N3-1侵染过程中的氨基酸代谢及次级代谢过程明显增强;感病基因OsSWEET14在侵染过程中被诱导表达,可能是水稻中被调控的关键感病基因之一。与抗病相关的转录因子表达既有上调也有下调。表明水稻在响应病原菌侵染过程中会发生复杂的转录调控网络变化,通过信号通路之间的信号传递,进而调控整个抗(感)病过程。
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- 亚洲柑橘木虱响应高效氯氰菊酯胁迫的转录组分析
- 宋晓兵, 崔一平, 凌金锋, 黄峰, 陈霞, 彭埃天,
- 【目的】筛选高效氯氰菊酯胁迫下的柑橘木虱抗药性相关基因及其网络,探讨柑橘木虱应对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机制,为柑橘木虱的抗药性治理提供科学依据。【方法】采用Illumina NovaSeq 6000测序系统对高效氯氰菊酯和空白对照处理的柑橘木虱成虫进行转录组测序,采用生物信息学软件Hisat2、DESeq2和clusterProfiler等对差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)进行功能注释、分类以及参与的信号通路分析。【结果】从所检测的柑橘木虱转录组数据中筛选到显著DEGs 4596个,其中显著上调表达基因2900个、显著下调表达基因1696个。DEGs中有624个富集到KEGG的103条代谢通路,富集的通路主要涉及Hippo信号通路、核糖体、吞噬体、药物代谢、嘌呤代谢、硫胺素代谢和细胞凋亡等与昆虫抗药性紧密相关的7条代谢通路。与昆虫抗药性相关的DEGs 38个,涉及细胞色素P450、谷胱甘肽转移酶、钠离子通道、三磷酸腺苷合酶、细胞色素b、酸性磷酸酯酶、钙粘蛋白、糖基转移酶、脱羧酶和ABC转运蛋白等多个代谢抗性和靶标抗性基因。【结论】挖掘获得大量的柑橘木虱响应拟除虫菊酯类杀虫剂的抗药性相关基因,显著富集的通路主要涉及Hippo信号通路、核糖体、吞噬体和硫胺素代谢等与昆虫抗药性紧密相关的代谢通路,为研究柑橘木虱的抗药机制以及进行抗药性治理提供了丰富的数据基础。
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- 油茶响应不同光照强度的转录组分析
- 吴杨, 郑亿磊, 罗志强, 朱智国, 严鑫, 王海浪,
- 【目的】对油茶不同光照强度条件下的转录组进行测序分析,以期解析油茶响应光照环境变化的分子调控网络,为油茶高光效代谢网络构建及其关键基因挖掘提供依据。【方法】在不同光照强度处理下测定油茶叶片光合生理指标,利用高通量测序技术进行转录组测序分析,挖掘光合作用、初级代谢、次级代谢、激素合成相关通路上的差异表达基因(DEGs),并分析其表达特征。【结果】随光照强度减弱,油茶叶片净光合速率、气孔导度和碳含量降低,而胞间CO2浓度、叶绿素a、叶绿素b和氮素含量提高。GO功能注释结果显示,油茶通过上调生物学过程、细胞组成和分子功能相关DEGs的表达来适应弱光环境。Mapman代谢通路富集结果显示,油茶通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解和氮代谢,下调光呼吸和三羧酸循环通路上DEGs的表达以应对碳同化能力的不足。随光照强度降低,脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)、生长素(IAA)、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA)合成通路上的DEGs上调表达,分裂素(CTK)分解通路上的DEGs下调表达,黄酮类、苯丙烷类、酚类、萜类、生物碱等次级代谢通路上的DEGs下调表达。共鉴定出1372个转录因子,其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH和ERF,分别有115个和100个。【结论】油茶光合碳同化能力随光照强度降低而下降。在分子水平上通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解、氮代谢和各类激素合成,下调呼吸作用和次级代谢途径上的基因表达,以及调控bHLH和ERF两大类转录因子来响应低光照强度环境。
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- 河八王转录组SSR和SNP序列特征及系统发育分析
- 李海碧, 吴杨, 祝开, 桂意云, 韦金菊, 周会, 张荣华, 唐利球, 覃天贤, 刘昔辉,
- 【目的】对甘蔗野生种河八王转录组SSR和SNP序列特征及系统发育进行分析,为深入研究甘蔗属植物分子标记开发、种质资源利用、种群遗传结构和分化历史动态提供参考。【方法】基于河八王转录组数据,利用MISA和SOAPsnp软件对获得的Unigenes进行SSR和SNP位点发掘及序列特征分析,并从JGI数据库下载二穗短柄草、水稻、谷子、高粱、玉米物和拟南芥转录组数据,采用最大似然(ML)方法构建系统发育进化树,并估算物种分歧时间。【结果】通过河八王转录组测序共获得171000000条Raw reads,经过数据过滤获得156800000条Clean reads,经进一步组装后获得130393条Unigenes,其中有14233条Unigenes含有16372个SSR位点,发生频率为12.56%。含有1个以上SSR位点的Unigenes有1839条,复合型SSR位点有656个。SSR重复基元类型丰富,从单核苷酸到六核苷酸重复均有分布,共有612种SSR重复基元种类,数量最多的类型为三核苷酸重复类型(49.16%),其次是二核苷酸重复(25.54%)和单核苷酸重复(18.30%)。在所有的核苷酸重复类型中,重复基元占SSR位点总数比例<0.50%的类型有14种,出现频率较高的3种重复基元分别为CCG/CGG、A/T和AG/CT。SSR序列长度为12~191 bp,其中长度≤25 bp的SSR位点共有15123个,占SSR位点总数的96.23%,其中长度为15 bp的数量最多,占SSR位点总数的32.16%。SSR重复基元的重复次数为4~24次,且以5、6和7次重复为主。河八王转录组序列共有222106个SNP位点,平均每条Unigenes上有1.70个SNP位点,核苷酸转换类型的比例(65.92%)明显高于颠换类型(34.08%),6种单核苷酸变异类型中,A/G发生频率最高(33.07%),其次是C/T (32.84%)。系统发育分析和物种分化时间估算结果显示,河八王与高粱的亲缘关系最近,分化时间为14.6百万年(Ma)。【结论】河八王转录组中SSR和SNP位点非常丰富,具有较高的遗传多态性,说明利用转录组测序开发甘蔗SSR和SNP分子标记是一种切实可行的方法。利用转录组数据构建系统发育进行树的方法可用于其他缺乏基因组数据的物种系统发育研究。
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- 南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分固持和减排的影响
- 李海露, 唐友云, 李微艳, 董春华, 孙玉桃,
- 【目的】探究南方双季稻区冬闲期不同绿肥品种混播对稻田氮磷钾养分固持减排效果,为有效降低冬闲期稻田中养分的流失,改善农业生态环境提供参考依据。【方法】 2019—2020年,采用田间小区试验,设计紫云英、油菜、黑麦草和肥田萝卜等常见绿肥单播或混播8个绿肥处理,以自然生草为对照处理,监测双季稻区冬闲期间水体氮磷钾养分流失量,测定绿肥总生物量和植株体中总碳氮磷钾含量以及土壤中养分含量。【结果】冬闲期种植绿肥的处理中稻田氮磷钾养分固持和减排效果明显优于对照处理,种植绿肥处理水体中总氮、总磷和总钾流失量较对照处理降幅分别为27.7%~47.6%、14.3%~65.5%和9.8%~93.6%,其中种植黑麦草的处理中总氮磷钾流失量显著低于其他处理(P<0.05,下同);种植绿肥处理的植株总生物量较对照处理增加46.9%~378.7%,植株体中总碳、总氮、总磷和总钾含量较对照处理分别增加67.9%~377.1%、55.4%~2613.6%、68.0%~557.8%和100.0%~664.5%,其中种植紫云英的处理中总碳氮磷钾含量显著高于其他处理;相比对照处理,冬闲期种植绿肥处理中土壤活性有机质含量、缓效钾含量和阳离子交换量分别增加21.3%~29.8%、1.6%~5.7%和1.3%~8.2%,土壤有效磷和速效钾含量分别降低2.3%~17.0%和3.7%~30.1%。【结论】南方双季稻区冬闲期种植绿肥对田间养分固持减排效果显著,其中紫云英和黑麦草混播(紫云英∶黑麦草=4∶6)处理对降低水体总磷钾流失量、提高植株体中总碳磷钾固持量的效果最佳。
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- 烟秆生物质炭基肥对烤烟生理特性及土壤主要环境因子的影响
- 朱德伦, 周文瑾, 贾孟, 朱宣全, 杜宇, 王娜, 周鹏, 杨焕文, 白羽祥, 王戈,
- 【目的】初步明确烟秆生物质炭基肥改善烟株生长状况的土壤微生态机制,为烟秆生物质炭基肥的环境效应评估和科学应用提供理论支撑和实践经验。【方法】采用大田试验,以不施用烟秆生物质炭基肥的常规施肥为对照,设3个生物质炭基肥用量(2700、3375和4050 kg/ha)处理。烟株移栽后60 d,测定主要病害发生率和病情指数;移栽后90 d,测定功能叶的最大净光合速率;采烤结束后,采集土壤样品测定理化性质并分析土壤细菌群落结构。【结果】与对照相比,施用不同用量的烟秆生物质炭基肥均可显著提高烟叶净光合速率(PP>0.05),但烟秆生物质炭基肥处理的土壤细菌Chao1和ACE指数有所降低,Shannon和Simpson指数有所升高,群落结构明显分离。细菌群落物种组成分析显示,厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)和土杆菌属(Geobacter)相对丰度明显上升。方差分解分析和冗余分析结果表明,土壤理化性状与微生物群落密切相关,其中有机质和水解性氮对群落分布贡献度最大。FAPROTAX功能预测结果表明,烟秆生物质炭基肥施用后土壤细菌潜在功能更加丰富和多样。【结论】烟秆生物质炭基肥可通过调节土壤理化性质及改善土壤细菌群落结构和功能对烤烟生长发育产生积极影响,厌氧粘细菌属和土杆菌属可能在其中扮演着重要角色。
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- 油橄榄果渣部分替代锯末糠壳对猪粪污异位发酵的影响
- 陆肖宇, 唐明凤, 熊燕红, 吴洋桢, 程飞, 肖国生,
- 【目的】评价油橄榄果渣部分替代传统锯末糠壳垫料和使用功能菌剂进行异位发酵的发酵效果,为猪粪污异位发酵生产和农业废弃物资源化利用提供参考。【方法】试验设6个不同垫料组合和微生物菌剂处理,将不同垫料组合和菌剂与猪粪污充分混合进行堆肥发酵,发酵第0、5、10、15和20 d采样,测定各处理温度、水分、pH、电导率和氮、磷、钾含量及微生物多样性,对比分析各处理物理化学指标和微生物群落变化差异,评价添加油橄榄果渣和功能菌剂的发酵效果。【结果】添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵温度和高温维持时间,各组pH均呈升高趋势,而含水率和EC值均先升高后降低。0~20 d发酵过程中,各处理组有机碳、氮、磷和钾含量变化趋势存在差异;与发酵0 d相比,发酵第20 d时有机碳含量显著降低(PP>0.05);全钾含量均显著降低,以45%锯末+30%糠壳+25%油橄榄果渣+功能菌剂组的全钾含量最高(9.43g/kg)。添加油橄榄果渣能降低发酵垫料中的硝态氮含量,同时添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵垫料的铵态氮含量。发酵过程中,功能菌剂组在目和属水平上芽孢杆菌等优势菌的相对丰度增加,添加油橄榄果渣可提高细菌氨基酸、碳水化合物和脂类代谢相关基因的拷贝数。【结论】油橄榄果渣可部分替代锯末糠壳垫料,垫料配比45%锯末+30%糠壳+25%油橄榄果渣配合使用功能菌剂更有利于发酵床垫料的腐熟和有机肥形成。
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- 水培条件下连作对苦荞幼苗植株形态和生理特性的影响
- 杨雪, 王晓静, 唐卓磊, 闵江艳, 黄凯丰, 黄小燕,
- 【目的】探究连作对苦荞幼苗生长的影响及苦荞品种间对连作障碍响应的差异,以期为苦荞的高产栽培提供理论和技术支撑。【方法】以九江苦荞和晋荞2号2个苦荞品种为试验材料,在水培条件下设连作0(CK)、1(C1)、2(C2)、3 (C3)、4 (C4)和5 (C5)次共6个处理,对比分析各连作处理对苦荞幼苗植株形态和生理特性的影响。【结果】九江苦荞和晋荞2号的株高、植株鲜质量、总根长、根表面积、根系活力、叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均随着连作次数的增加呈持续下降的变化趋势,其中根表面积的下降幅度最大,与CK相比,九江苦荞和晋荞2号在C5处理时分别下降79.28%和68.81%;苦荞叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随着连作次数的增加均表现为先上升后下降,九江苦荞叶片SOD、POD和CAT活性在C2处理达最大值,晋荞2号则在C3处理达最大值;苦荞叶片的丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基含量随着连作次数的增加而增加,与CK相比,九江苦荞和晋荞2号C5处理的MDA含量增幅分别为36.34%和25.04%,超氧阴离子自由基含量增幅分别为77.82%和52.87%;随着连作次数增加,2个苦荞品种叶片的叶绿素和可溶性蛋白含量均持续下降,九江苦荞和晋荞2号C5处理的叶绿素含量降幅分别为70.96%和54.09%,可溶性蛋白含量降幅分别为38.89%和32.23%。【结论】连作在一定程度上会影响苦荞幼苗生长,苦荞品种间对连作障碍的响应存在差异,总体以九江苦荞受连作障碍的影响程度大于晋荞2号。
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- 优质稻+优质鱼综合种养模式的优质稻品种筛选与效益分析
- 李经成, 戴高兴, 曾华忠, 覃钦博, 肖俊, 王剑, 陈韦韦, 罗永巨, 邓国富, 刘少军,
- 【目的】探索稻鱼综合种养新模式,为稳定粮食生产、提高稻田效益及加快稻鱼综合种养产业发展提供技术支撑。【方法】选择优质杂交稻万太优美占、万太优3158、香118优516、香118优263及优质常规稻桂育9号和桂野丰为稻渔综合种养的水稻品种,合方鲫为稻鱼综合种养的优质鱼类,在桂南(合浦)、桂中(象州)和桂北(桂林)稻作区开展适宜稻鱼综合种养的水稻品种筛选试验,并以筛选出的优质高产水稻品种在广西桂平、灵川和合浦开展优质稻+优质鱼综合种养试验与示范,分析优质稻+优质鱼种养技术体系的经济效益。【结果】 3个稻作区水稻品种筛选试验点水稻平均产量表现为万太优美占(8444.1 kg/ha) >香118优263(8414.0 kg/ha) >香118优516(8304.3 kg/ha) >万太优3158(8134.5 kg/ha) >桂育9号(7105.3 kg/ha) >桂野丰(6936.0 kg/ha)。3个优质稻+优质鱼综合种养模式示范点示范区内的水稻平均产量为8045.6 kg/ha,合方鲫平均产量为1493.1 kg/ha,综合产值91904.5元/ha,扣除生产成本投入35625.0元/ha,纯收入达56279.5元/ha,比单一水稻种植模式增收48276.8元/ha。【结论】杂交稻万太优美占是适合稻渔综合种养的优质水稻品种,合方鲫为适合稻渔综合种养的优质鱼类。优质稻+优质鱼综合种养模式可实现一田两用、粮鱼双收、钱粮双增,稳粮增收效果明显,值得扩大推广应用。
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- 水稻长护颖基因Oslsl的遗传分析和序列鉴定
- 程玲, 黄福钢, 王雅宣, 李定国, 邱永福,
- 【目的】对水稻花器官突变材料进行基因定位和克隆,为深入研究水稻颖花发育的分子机理提供新材料。【方法】分别于孕穗期和成熟期观察具有长护颖表型的籼稻品种沙优选2号(lsl098)和正常表型品系9311的花器官和籽粒形态特征。将lsl098与9311杂交构建F2群体,对长护颖基因Oslsl(Long sterile lemma)进行遗传分析、基因定位和测序分析。【结果】形态观察发现,lsl098的长护颖表型在幼穗分化第5期起可明显观察到,成熟期的长护颖形态近似外稃,呈“V”形开口,不影响结实率和发芽率。遗传分析结果显示,正、反交分别获得的155和208个F2单株中长护颖与正常表型植株数目符合1∶3分离比(x21∶3x20.05,1=3.84),表明该表型受1对隐性基因控制。通过构建长护颖表型池和正常表型池,采用集团分离分析法确定与护颖表型共分离的分子标记,进一步筛选重组单株,并结合重组单株表型,将Oslsl定位在7号染色体短臂分子标记7M063和G01031之间,2个标记对应日本晴参考基因组物理距离为838.8 kb,定位区段包含已克隆的长护颖基因G1(LOC_Os07g04670)。测序分析发现,与日本晴和9311的基因组序列相比,Oslsl序列包含了3个SNP突变,2 bp插入和145 bp缺失。【结论】 lsl098携带的长护颖基因Oslsl是已克隆G1基因的新等位基因。
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- 丁香菌酯与咪鲜胺对水稻纹枯病菌的协同作用
- 郭雪, 张昕淳, 欧菊, 胡珂, 李荣玉, 李明, 廖逊,
- 【目的】研究丁香菌酯和咪鲜胺及其组合对水稻纹枯病菌的作用效果及对该病害的田间防治效果,为田间防控水稻纹枯病提供理论依据。【方法】在室内离体条件下,以水稻纹枯病菌为材料,采用菌丝生长速率法测定丁香菌酯和咪鲜胺原药及其组合对水稻纹枯病菌的生物活性,筛选出最佳配比,初步分析该组合对纹枯病菌的增效机制;根据最佳配比,进行田间防效试验。【结果】丁香菌酯和咪鲜胺原药单剂对水稻纹枯病菌菌丝生长均具有较好的抑制作用,有效抑制中浓度(EC50)分别为1.47和0.61 μg/mL。丁香菌酯与咪鲜胺原药以质量比1∶4、1∶2、1∶1、2∶1、4∶1进行组合时对纹枯病菌菌丝生长均具有抑制作用,EC50在0.12~0.24 μg/mL;其中,丁香菌酯与咪鲜胺以质量比4∶1组合时增效作用最明显,其EC50为0.12 μg/mL,共毒系数(CTC)为955.81。田间试验结果显示,20%丁香菌酯SC与25%咪鲜胺EC以有效成分用量比4∶1组合(48 g/ha+12 g/ha),药后21 d对水稻纹枯病的防治效果高达84.85%,极显著高于20%丁香菌酯SC(73.58%)和25%咪鲜胺EC(72.79%)单剂的防治效果(P<0.01)。丁香菌酯与咪鲜胺以质量比4∶1组合能提高纹枯病菌细胞膜的通透性、破坏细胞膜的完整性、增加可溶性蛋白含量。【结论】丁香菌酯与咪鲜胺以有效成分用量比4∶1组合的增效作用明显,对水稻纹枯病有较好的协同防治作用,且明显减少药剂的使用量,有开发成水稻纹枯病增效制剂组合的潜力。
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- 不同宿主植物对天敌益蝽生长发育及繁殖的影响
- 孙淦琳, 杨韵, 何艳艳, 付玉飞, 郭朴原, 陈斌, 杜广祖,
- 【目的】明确不同宿主植物对益蝽生长发育及繁殖的影响,为益蝽的室内高效规模扩繁及田间定殖提供科学依据。【方法】在室内条件下,设仅提供黄粉虫蛹为食物的对照组及除提供黄粉虫蛹外分别添加玉米苗、小麦苗、菜豆苗和豌豆苗为宿主植物的处理组,观察记录不同处理下益蝽若虫的发育和存活情况;采用称量法测定益蝽若虫和雌雄成虫的重量,比较不同宿主植物上益蝽各虫态的体重;采用同日龄益蝽雌雄成虫单对饲养观测法统计各处理益蝽的产卵前期、产卵量等繁殖情况;选择卵粒数30粒以上的卵块,在塑料杯中孵化观察,统计各处理卵粒的孵化率及50%卵粒孵化时间。【结果】不同宿主植物对益蝽雌雄成虫的寿命、雌虫产卵次数、产卵总量、卵孵化率及卵孵化历期无显著影响(P>0.05),但均能提高或显著(P<0.05)提高益蝽若虫的存活率(1龄若虫除外)、增加体重(2龄若虫除外)、缩短发育历期和产卵前期,其中益蝽若虫在菜豆苗和小麦苗上的存活率较高,分别为86.67%和83.33%;发育历期明显短于玉米苗和豌豆苗组,分别为27.52和27.03 d。益蝽成虫在菜豆苗和小麦苗上的产卵前期较短,分别为16.54和16.31 d;单次产卵量较大,分别为38.36和36.30粒,且在开始产卵的1~20 d产卵量占总产卵量的80.87%和78.22%。【结论】菜豆苗和小麦苗能有效提高益蝽的生长发育和繁殖能力,可作为益蝽规模化人工繁育的宿主植物。此外,可在益蝽释放田内搭配种植菜豆或小麦,以利于益蝽定殖。
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- 广西野生灵芝生物学特性及遗传多样性分析
- 韦娇君, 王灿琴, 胡秀月, 王晓国, 韦仕岩, 唐军, 罗阳兰,
- 【目的】对广西灵芝菌株资源进行生物学特性和遗传多样性分析,为广西野生灵芝种质资源的开发利用及新品种选育提供理论依据。【方法】以广西区内收集到的19个野生灵芝菌株和区外引进的5个灵芝菌株为试验材料,比较供试菌株菌丝体在不同温度、pH、碳源和氮源上的生长情况,筛选出灵芝最适生长条件,并利用SSR分子标记对供试菌株进行遗传多样性分析和聚类分析。【结果】 24个灵芝菌株菌丝10℃时均不生长; 15~30℃均能生长,15℃菌丝生长速度最慢,均低于1.26 mm/d; 20和25℃菌丝生长速度较快,分别为1.93~3.93 mm/d和4.02~5.92 mm/d; 30℃菌丝生长速度最快,均高于6.17 mm/d,35℃只有2个菌株可萌发。8个菌株最适生长的pH≤5.0; 16个菌株最适生长的pH≥8.0。13个菌株菌丝的最适碳源是果糖,6个菌株菌丝的最适碳源是蔗糖,3个菌株的最适碳源是葡萄糖; 2个菌株菌丝生长的最适碳源有2种,为果糖和蔗糖;乳糖、麦芽糖和淀粉均不适合作供试灵芝菌株的碳源。以酵母粉、硝酸铵、硫酸铵、牛肉膏、硝酸钾和蛋白胨为最佳氮源的分别有15、5、2、1、2和1个菌株,其中RSLZ-1901的最适氮源有3种,分别是酵母粉、硝酸铵和硫酸铵; CLZ-119的最适氮源为酵母粉和蛋白胨,尿素不适合作为灵芝的氮源。24个灵芝菌株间遗传相似性系数为0.49~0.93,在遗传相似性系数0.68时分为5个类群,表明各菌株间存在较大的遗传差异。【结论】灵芝菌株菌丝的生长速度和长势均与温度呈正相关,最适生长温度为30℃; 8个菌株耐酸性较强; 16个菌株耐碱性较强;最适碳源有果糖、蔗糖和葡萄糖;最适氮源有酵母粉、硝酸铵、硫酸铵、牛肉膏、硝酸钾和蛋白胨。24个供试菌株的生物学特性及遗传多样性存在明显差异,表明其遗传多样性丰富,可用于广西灵芝种质创新及品种选育。
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- 基于MaxEnt模型的贵州特有植物普定杜鹃花潜在适生区预测
- 王浩东, 袁丛军, 杨瑞, 赵宏玖, 马觉兵, 郭家瑞, 戴晓勇, 丁访军,
- 【目的】研究普定杜鹃花在贵州省的潜在适生区,为后期研究普定杜鹃花提供分布数据支撑,为其引种区规划提供依据。【方法】收集野外实地调查记录的普定杜鹃花GPS定位信息,利用MaxEnt模型模拟普定杜鹃花在贵州省的潜在适生区,综合利用贡献率和刀切法检验对气候、地形和土壤因子进行分析。【结果】基于MaxEnt模拟的普定杜鹃花潜在适生区精确度很高,其中测试数据AUC值为0.970。普定杜鹃花的中、高适生区主要分布于安顺市、黔南州和黔西南州。影响普定杜鹃花分布的主导环境变量是最湿月降水量、海拔、最冷月最低温、昼夜温差月均值、坡向和最干季降水量,贡献率分别为33.7%、16.8%、12.7%、12.7%、11.1%和3.6%。普定杜鹃花在贵州省的总适生区面积占全省总面积的12.2%,占地面积约2.15万km2,其中高、中、低适生区分别为0.22万、0.46万和1.47万km2; 2070s未来2种气候情景下(SSP1-2.6和SSP5-8.5),普定杜鹃花潜在适生区面积将增大,并有向东、向北方向延伸的趋势。【建议】优先考虑适生区内普定杜鹃花分布点调查及标本采集,根据适生区分布情况,合理规划适宜的种植区,有效推动普定杜鹃花的保育工作。
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- 辣椒苗期耐紫外性综合评价及预测
- 陈艳, 张文娟, 邓昌蓉, 任延靖, 文君琴, 刘敏, 邵登魁,
- 【目的】对青海地区主栽的9个辣椒(Capsicum annuum L.)品种苗期耐紫外性进行综合评价,并建立预测辣椒品种耐紫外性数学模型。【方法】测定9个辣椒品种在UV-B辐射剂量为28.56 kJ/(m2·d)和自然条件下(对照)幼苗的形态指标、叶片抗氧化酶活性及光合特性等17个指标,计算耐紫外系数,并进行主成分分析,联合隶属函数法和聚类分析综合比较9个品种的耐紫外性;由综合隶属值(D)与耐紫外系数建立预测辣椒品种耐紫外性数学模型。【结果】经UV-B辐射后,叶片表型上,华美105损伤最严重,乐都长辣椒变化很小;过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性在乐都长辣椒、YTS2013-13叶片中经UV-B辐射后表现为上升趋势,而华美105的酶活性均表现为下降趋势,且下降幅度是9个品种中最大的。9个品种的光合作用在UV-B辐射下均受到抑制,其中对华美105光合特性的影响最大,而乐都长辣椒受影响程度最小。主成分分析得出,最大荧光(Fm)、SOD、气孔导度(Gs)、原初光能转化效率(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)和类胡萝卜素(Car)等指标对辣椒苗期的耐紫外性强弱影响较大。经隶属函数法及聚类分析筛选出耐紫外性强的品种2个,中等耐紫外性品种3个,紫外敏感型品种4个,通过逐步回归分析建立耐紫外性最优数学模型D=0.037SOD+1.123Pn-0.228(R2=0.913,P=0.01),耐紫外性评价的数学模型的预测平均精度为92.642%。【结论】 SOD和Pn可用于耐紫外型辣椒品种的育种筛选;乐都长辣椒幼苗的耐紫外性远强于其他品种,可考虑将其作为高原地区主栽辣椒品种,保障辣椒的优质生产。
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- 葡萄花芽分化研究进展
- 王博, 罗惠格, 覃富强, 陈祥飞, 朱维, 谢太理, 曹雄军, 白先进,
- 花芽分化是葡萄生长发育过程中十分重要的阶段,而葡萄的成花过程较特殊,成花诱导更复杂,表现在始原基分化后能进一步分化形成花序,也能分化成卷须发育成为营养器官。葡萄花芽分化过程受诸多内部和外部因素影响,生理及分子调控机制复杂。文章结合国内外研究综述葡萄花芽分化的生理阶段及其特殊性,成花诱导和花形态建成相关基因功能及表达,以及影响葡萄花芽分化的因素,包括环境因素(温度、光照和水分)、树体营养(碳水化合物和矿质元素)、内源激素水平和栽培技术等。根据葡萄花芽分化方面需进一步研究的问题,提出完善不同葡萄品种花芽分化进程、结构特性及冬芽次年花器官分化阶段等形态结构方面的研究,利用多组学关联分析深入探究葡萄花芽分化分子调控机制,以及开展不同栽培模式下葡萄花芽分化规律研究,进而推进葡萄花芽分化生理及分子机理的系统研究,为葡萄生产调控提供理论参考。
