科研产出
茶树新梢中香叶醇樱草糖苷含量的全基因组关联分析
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：香叶醇是茶树中含有的一种重要的挥发性单萜醇,在茶树与环境互作中起重要作用,也是茶叶中关键呈香成分之一,茶树新梢中的香叶醇主要以香叶醇樱草糖苷形式存在。发掘香叶醇樱草糖苷含量性状显著关联的SNP位点与候选基因,对香叶醇樱草糖苷含量的遗传调控机制研究与茶树遗传改良具有重要意义。以169个茶树种质为研究对象,连续3年对其新梢香叶醇樱草糖苷含量进行鉴定,基于SLAF简化基因组测序技术开发SNP标记,然后利用一般线性模型（GLM）对茶树新梢香叶醇樱草糖苷含量性状进行GWAS分析,发掘该性状显著关联的SNP位点与候选基因,最后对极端含量材料间的候选基因编码区碱基差异及其上游顺式作用元件进行分析。结果表明,参试群体在3个环境下香叶醇樱草糖苷含量变异系数范围为77.6%～81.8%,广义遗传力为62.6%。香叶醇樱草糖苷含量性状在基因型、环境间均呈现显著差异,变异受遗传影响为主。3个环境下共检测到340个SNP与香叶醇樱草糖苷含量显著相关,其中2个环境下重复检测到65个SNP。基于参考基因组与连锁不平衡衰减距离,获得重复检测到的SNP两侧各100 kb范围内的基因共88个,包含信号蛋白、激酶、磷酸酶、离子转运蛋白、转录因子、热激蛋白、激素相关蛋白、抗性蛋白、萜类代谢酶、糖基转移酶、糖苷酶,从中初筛出10个与香叶醇樱草糖苷含量相关的候选基因。极端含量材料之间的候选基因编码区序列均存在SNP非同义突变,多数候选基因上游2 kb区域存在不同数量的与环境胁迫和激素相关的顺式作用元件。本研究为阐明茶新梢中香叶醇樱草糖苷含量的遗传调控机制提供了新的视角,为分子标记辅助选择茶树新品种提供了标记与基因资源。
关键词： 茶树 香叶醇樱草糖苷 全基因组关联分析 单核苷酸多态性 候选基因
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藻菌共生系统处理畜禽沼液的机制及影响因素研究进展
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：畜禽沼液不仅含有高浓度氨氮、总磷、难降解有机物以及重金属和抗生素等风险因子,同时也存在大量有效氮、磷、钾等营养成分,未经过适当处理的沼液直接排放极容易造成水体的富营养化、土壤酸化和污染物累积等生态环境问题,加上沼液极具资源化潜力,因此对其进行有效的处理与资源再利用对于促进可持续发展具有重要意义.微藻细菌共生系统(藻菌共生系统)作为一种新兴的沼液处理方式,得到了广泛关注与研究.相较于传统的沼液处理方法,藻菌共生系统具有低成本、高效率、环境友好等优点,其不仅可高效去除沼液中的氮、磷、重金属、抗生素等物质,而且能同步利用CO2 进行光合作用,产生具有生物燃料潜质的微藻生物质,应用前景广阔.该文分析总结了藻菌共生系统的共生机制,概括了其类型,系统解析了其去除沼液污染物的机理,并重点阐述了藻菌共生系统的影响因素,最后讨论和展望了该系统所面临的挑战与未来的发展方向,以期为基于藻菌共生系统的沼液规模化处理及利用提供理论指导.
关键词： 沼液 环境因素 污染物 藻菌共生 共生机制 光生物反应器 脱氮除磷 藻菌配比
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福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯不同敏感性菌株的遗传多样性与群体遗传结构分析
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：玉米大斑病(northern corn leaf blight,NCLB)是严重影响玉米(Zea mays)产量和品质的叶部真菌病害.为明确福建省玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)对吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)不同敏感性菌株的遗传多样性和遗传结构,本研究采用含药平板抑制菌落生长法评估福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯的敏感性,使用简单重复序列区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)标记技术分析吡唑醚菌酯不同敏感性菌株的遗传多样性和遗传结构.结果显示,吡唑醚菌酯对福建省62株玉米大斑病菌的菌落有效抑制中浓度(effective concentration for 50%colonial inhibition,EC50)值的范围为0.0021~1.2884μg/mL,平均值为(0.1274±0.2545)μg/mL,吡唑醚菌酯的频率分布曲线为连续单峰曲线且不符合正态分布(W=0.7422,P=0.0010<0.05).吡唑醚菌酯敏感型、中间型和不敏感型菌株的EC50值的范围分别为0.0021~0.0112、0.0206~0.1000和0.1019~1.2884μg/mL,不敏感型菌株的抗性倍数介于3.01~38.01之间,方差分析表明不敏感型菌株的EC50平均值与敏感型和中间型菌株比较均存在显著的差异(P<0.05).综上所述,福建省玉米大斑病菌已出现对吡唑醚菌酯敏感性下降的亚群体.遗传多样性分析表明,11条ISSR引物共扩增出66个位点,多态性位点百分比(percentage of polymorphic loci,PL)高达98.48%,敏感型群体的DNA多态性水平最低(PL=60.61%),不敏感型群体的DNA多态性水平最高(PL=68.18%),不敏感型群体的遗传多样性指数值均高于敏感型群体,表明不敏感型群体的遗传多样性更丰富.遗传分化(genetic differentiation,ΦPT)与基因流(gene flow,Nm)分析表明,吡唑醚菌酯敏感型、中间型和不敏感型两两群体间的遗传分化水平较低(ΦPT<0.054,P>0.37)且基因交流十分频繁(Nm>8.60).聚类分析也表明吡唑醚菌酯不同敏感性的菌株随机聚于同一分支,说明病原菌群体的遗传分化与抗药性水平的相关性不明显.分子方差分析(analysis of molecular variance,AMOVA)表明,福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯不同敏感性群体的遗传变异全部来源于群体内.主坐标(principal coordinates analysis,PCoA)和群体遗传结构分析表明,3个不同敏感性的玉米大斑病菌群体分为2个遗传类群,且3个群体间的遗传结构十分相似.研究结果为玉米大斑病菌的抗药性田间监测和利用抗病品种生态调控玉米大斑病提供了参考.
关键词： 玉米大斑病菌 敏感性 吡唑醚菌酯 遗传多样性 群体遗传结构
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福建省一种蓝莓枝枯病病原鉴定
《福建农业学报 》 2023 CSCD
摘要：【目的】明确福建省三明地区蓝莓枝枯病的病原菌，为该病害的有效防治提供理论依据。【方法】采集受害蓝莓枝条样品，通过常规组织分离法进行病原菌分离纯化，采用针刺法进行致病性测定完成柯赫氏法则验证，利用形态学特征并联合分子生物学，明确致病菌的分类地位。【结果】从病组织中分离获得菌株KW1-4，将其回接至健康蓝莓枝条后，接种部位出现干枯病斑，再次分离获得的菌株与接种菌株一致，表明该菌株是引起蓝莓枝枯病的病原菌。菌株KW1-4菌落圆形，白色至灰色，有2种类型分生孢子，α型分生孢子长椭圆形至梭形，具2个明显油球，（4.77～7.63）μm×（1.55～2.71）μm, β型分生孢子线形，无油球，（11.95～19.65）μm×（1.05～1.94）μm。采用ITS,TEF1-ɑ，β-tubulin3段基因联合构建系统发育树，供试菌株KW1-4与Diaporthe australiana聚在同一分支。对比形态学特征，确定菌株KW1-4为间座壳属真菌Diaporthe australiana。【结论】引起福建省三明市蓝莓枝枯病的病原菌是Diaporthe australiana，本研究首次报道Diaporthe australiana能够侵染蓝莓枝条。
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西葫芦NCED基因家族鉴定及其响应干旱胁迫分析
《西北植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：NCED基因家族成员在调节植物响应干旱胁迫中发挥着关键作用，该研究通过生物信息学技术分析NCED在西葫芦基因组中的分布、结构及进化，研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对10%PEG 6000模拟干旱、0.1 mmol·L~(-1) ABA激素和自然干旱胁迫的响应，以解析NCED基因家族的生物学功能。结果表明：(1)从西葫芦全基因组中鉴定出6个NCED家族基因(CpNCED1～6),且6个基因均不含内含子、分别分布于西葫芦的1、10、12、14、19和20号共6条染色体上。(2)理化性质分析发现，CpNCED1～6蛋白长度为569～590 aa,理论分子量在62.64～65.54 kD之间。(3)蛋白保守元件分析显示，除CpNCED3蛋白在遗传进化过程中出现3个基序(motif 12、motif 13和motif 15)的缺失外，其余5个蛋白都有完整的16个motif保守基序，且分布在600个氨基酸以内，同时大部分NCED蛋白序列保守性较高。(4)顺式作用元件分析显示，西葫芦CpNCED1～6基因均含ABRE、W box、MBS、P-box、TCA-element、CGTCA-motif、TGA-element和TGA-box等潜在的干旱胁迫响应元件。(5)qRT-PCR分析表明，CpNCED1～6基因在西葫芦不同组织中的表达具有组织特异性，其中，CpNCED4和CpNCED1在茎中的表达量显著高于其他4个基因，CpNCED2、CpNCED4、CpNCED6在花中的表达显著高于其余3个基因且CpNCED2表达量最高，CpNCED1～6在果实和叶中的表达量均相对较低；与对照组相比，CpNCED1～6受模拟干旱、ABA激素和自然干旱胁迫均上调表达；伴随干旱胁迫的产生，叶片中脱落酸(ABA)含量逐渐升高，暗示CpNCEDs在西葫芦干旱胁迫响应与ABA的生物合成过程中发挥着正向调控作用。研究发现，6个CpNCED1～6基因与西葫芦干旱胁迫响应密切相关，且对西葫芦干旱胁迫的响应以及ABA生物合成具有重要作用，尤其以CpNCED2和CpNCED4基因的作用更为明显。
关键词： 西葫芦 NCED基因家族 生物信息学分析 干旱胁迫 表达分析
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不同水稻tms5突变位点对雄性不育起点温度的影响
《福建农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究不同水稻tms5突变位点对雄性不育起点温度的影响,探讨不育起点温度遗传调控途径.[方法]在水稻TMS5的 6个外显子上设计 11个CRISPR/Cas9基因编辑靶点,依次命名为T501—T511,构建相应载体转化粳稻品种日本晴和籼稻品种明恢 86,获得各靶点的tms5移码突变体.田间自然高温及人工气候箱(设日平均 22、24和 28℃3种温度)条件下分析tms5突变体的花粉碘染及自交结实率,鉴定不育起点温度.[结果]粳稻日本晴tms5突变体的不育起点温度高于 28℃,籼稻明恢 86的不同tms5突变体不育起点温度为 22~28℃.此外,同一遗传背景下,通过T501靶点编辑产生的tms5-1移码突变体不育起点温度均显著高于T502靶点的tm5-2突变体,其他位点上的tms5突变体育性特征与tm5-2突变体并无差异.基因表达量分析表明,tms5-1突变体幼穗UbL40基因表达量显著低于tm5-2突变体的表达量.[结论]水稻tms5突变体不育起点温度不仅受遗传背景的影响,tms5基因突变位点不同也会影响不育起点温度,特别是T501位点与其余位点突变体间不育起点温度差异显著,为研究水稻tms5两系不育起点温度的分子机理及遗传调控网络提供了新思路.
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 TMS5 温敏核不育 不育起点温度
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Ca2+、Mn2+离子对生防菌枯草芽孢杆菌CS16液体发酵过程产孢的影响
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：本文旨在通过单因素筛选和正交实验优化生防菌株CS16产芽孢发酵条件.利用单因素实验确定无机盐种类及添加量对CS16芽孢数和芽孢率的影响;通过正交实验进一步优化发酵工艺.结果表明,添加CaCl2、MnSO4·H2O均可以提高CS16芽孢数,与对照相比达差异显著水平(P<0.05);正交实验结果显示在原有的发酵条件的基础上,同时添加0.8%CaCl2和0.06%MnSO4 H2O培养48 h后,芽孢数最高达2.37× 109cfu/mL,为单加CaCl2时最高芽孢数的8.4倍,单加MnSO4·H2O最高芽孢数的6.5倍,与对照(CK)相比提高近20倍;同时可极大的提高芽孢率,达65.02%,相比对照提高近50%.Ca2+、Mn2+对CS16从营养细胞向芽孢状态转化具有明显的协同促进作用,同时添加Ca2+、Mn2+能有效的提高CS16液体发酵的芽孢数和芽孢率.
关键词： 枯草芽孢杆菌CS16 芽孢数 芽孢率 无机盐
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福建茶树种质资源群体结构及遗传差异
《茶叶科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：利用38对SSR荧光引物对208个福建茶树种质资源的群体遗传结构、遗传多态性、遗传分化、基因流、分子方差进行分析,并调查其叶片性状.结果表明,208个福建茶树资源的Nei's遗传多样性指数为0.674,Shannon's信息指数为1.444;叶面积与叶片长宽比平均值分别为27.442 cm2和2.516;福建茶树种质资源的遗传变异主要来源于个体间遗传变异.经群体结构分析将供试材料分为8个群体,群体a、b、f、h内材料来源单一,群体c、d、e、g内材料来源复杂,不同地点间茶树群体遗传背景相似.群体a、群体b、群体e内共有40个福建茶树品种,群体a内主要为适制绿茶品种,群体b内主要为适制乌龙茶品种,群体e内代表性品种为适制绿茶品种,群体a、群体b、群体e的群体属性与适制茶类存在一定相关性;群体c内包含南靖县、云霄县与平和县资源,地理位置相对较近,群体属性与地理来源相关.群体g与群体e群体间基因流为6.321,表明群体间基因交流频繁;群体相似系数聚类显示群体d与群体b亲缘关系较近.群体h与其他群体间遗传分化明显,叶面积、叶齿数性状特征差异显著(P<0.05),群体f与其他群体间亲缘关系较远,叶齿数、叶脉对数性状特征差异显著(P<0.05),说明群体h和群体f都具有一定的独特性,需进一步鉴定.本研究结果为福建茶树种质资源的鉴定、筛选与利用提供一定的参考.
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烟草四种重要土传病原菌多重PCR检测方法的建立与应用
《植物病理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为快速准确地鉴定和区分烟草生产中的4种土传病害病原菌-青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、软腐果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum)、寄生疫霉(Phytophthora parasitica)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),通过设计和筛选特异性引物,建立多重PCR反应体系,并对体系中的引物用量和退火温度进行优化,检测优化后体系的特异性和灵敏度,验证其在烟草组织、土壤样品及种子样本中病原菌检测的实用性.结果表明,反应体系中最优的引物用量组合为RsRipNTF3/RsRipNTR3 各 0.9 μL、PccTF4/PccTR4 各 0.6 μL、PpRhTF1/PpRhTR1 各 1.2 μL 和 FoP450TFl/FoP450TRl 各0.8 μL,最佳退火温度为61.1℃.该体系可分别扩增出4种病原菌的特异性片段,大小分别为511、361、669和840 bp,对病原菌DNA的检测灵敏度可达50 pg·μL-1.植物组织和土壤样本检测结果表明,所建立的多重PCR检测方法能够准确地检测出其中的病原菌;采用该检测方法对80份烟草商品种进行检测,发现其中4个样本携带有青枯雷尔氏菌或尖孢镰刀菌,而未检测到软腐果胶杆菌和寄生疫霉.本研究建立的多重PCR检测方法可以灵敏、准确、高通量检测4种烟草土传病原菌,为烟草土传病害的准确诊断和早期防控提供可靠的技术方法.
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