科研产出
谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】鉴定谷子NADP-ME家族成员,研究不同成员对非生物逆境胁迫的响应,为揭示SiNADP-ME在谷子逆境应答信号途径中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法鉴定谷子基因组中的NADP-ME家族成员。采用GSDS2.0、plantCARE、Clustalx、MEGA6.0等软件及网站ExPASy对鉴定成员蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qRT-PCR方法检测SiNADP-ME在苗期不同逆境、不同生育期干旱胁迫及不同光照强度下的表达情况。【结果】谷子NADP-ME家族由7个成员组成,它们在谷子的第2、3、5、7染色体上呈不均匀分布。保守功能域分析显示7个基因都含有NADP-ME特征保守功能域。序列比对发现谷子NADP-ME成员之间序列非常保守,相似性较高,7个谷子成员序列一致性为77.30%,而不同物种NADP-ME序列之间相似性为56.52%。序列分析显示SiNADP-ME1、SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6序列较长,分别编码576、639、652和636个氨基酸,而SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7序列较短,分别编码213、265和149个氨基酸。基因结构分析显示SiNADP-ME1有2个可变剪切,SiNADP-ME5有3个可变剪切,其他基因无可变剪切。SiNADP-ME1、SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7含内含子较少,而SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6含内含子较多。蛋白参数预测显示谷子NADP-ME成员间分子量跨度较大,在161.94—725.43 kD,等电点为5.32—8.05,不稳定指数为23.01—45.01,脂肪系数介于89.19—107.77,平均疏水指数介于-0.218—0.004。亚细胞定位预测显示SiNADP-ME成员主要被定位在叶绿体、线粒体和细胞质中。顺式元件分析显示SiNADP-ME成员启动子区域主要包括激素类应答、逆境应答、光应答以及其他类生长调控相关的顺式元件。聚类分析发现谷子SiNADP-ME基因在单、双子叶植物分离之前就已存在。不同物种同源基因对在进化树中广泛存在揭示它们在进化上可能存在共同祖先,也暗示它们在某些信号通路中可能具有相似的功能。苗期逆境表达分析表明所有谷子SiNADP-ME家族基因表达量在本文应用的4种逆境胁迫下都被明显诱导。SiNADP-ME1在ABA、低温、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的460.53、411.50和15.24倍;SiNADP-ME6在ABA、低温、PEG、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的211.13、15.21、772.41和643.99倍。进一步分析表明SiNADP-ME1和SiNADP-ME6在拔节期、抽穗期和灌浆期干旱胁迫下表达量上调。【结论】从谷子基因组中鉴定了7个NADP-ME基因家族成员;7个成员间序列非常保守并且都含有NADP-ME基因典型特征结构域;7个谷子NADP-ME家族基因参与了植物非生物逆境应答,特别是SiNADP-ME1和SiNADP-ME6可能在ABA、盐、干旱、低温等逆境应答信号途径中起重要作用。
关键词： 谷子 NADP依赖型苹果酸酶 基因表达 非生物逆境
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谷子高效离体再生基因型和培养基的筛选
《核农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：谷子离体再生和遗传转化困难,极大地限制了其作为模式植物在功能基因组学研究和品种遗传改良中的应用。为筛选高效离体再生的谷子基因型,选取90份国内外的谷子种质资源,利用其成熟胚作为外植体进行离体再生培养。结果表明,不同基因型谷子出愈率、芽分化率和再生率差异较大;不同基因型的谷子出愈率在17.67%～93.67%之间,芽分化率在0%～78.89%之间,再生率在0%～40.00%之间。从中筛选出3份高效离体再生种质资源,分别为Y41、Y176和Y145,其离体再生效率分别为40.00%、37.33%和36.00%。3份种质资源在CIM3培养基上的出愈率最高,且愈伤质量较好,CIM3培养基配方为4.43 g·L~(-1)MS+30 g·L~(-1)蔗糖+4 g·L~(-1)phytagel+2 mg·L~(-1)2,4-D+0.5 mg·L~(-1)KT。本研究结果为谷子离体再生和遗传转化,以及推动谷子作为C_4禾谷类模式植物的进程奠定了一定的理论基础。
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籽用大麻性别连锁标记的验证及SCAR标记开发
《热带作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：大麻是雌雄异株的异花授粉作物,在苗期鉴定出植株的性别,对大麻育种及生产具有重要的意义.为开发与籽用大麻品种性别连锁的SCAR标记,本研究以汾麻3号、榆社麻和苍山麻为试验材料,研究已有的11个性别连锁标记在籽用大麻品种中的适用性.结果表明,3个标记(OPD-05、UBC-354和MADC2)在籽用大麻品种中呈雄性特异,尚未发现雌性特异条带.回收雄性特异条带并测序,根据测序结果新开发了6个SCAR标记,其中MADC2-8表现最好;进而利用123份已知性别的样本来检测MADC2-8的准确性,发现其平均准确性高达98.34%.该研究不仅丰富了大麻性别鉴定的分子标记,而且为大麻性别研究和实际应用奠定基础.
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粒用高粱种质中后期抗旱性鉴定筛选与分类指标评价
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】高粱为世界第五大禾谷类作物,具有多种使用价值。与其他作物相比,高粱具有较强的抗旱能力,但是伴随全球干旱的加剧,干旱成为限制高粱尤其是粒用高粱生产的主要因素之一,同时,不同品种间抗旱能力差异显著。通过对粒用高粱材料进行抗旱性鉴定评价,为高粱抗旱性分子机理以及抗旱育种研究奠定基础。【方法】以165份粒用高粱为材料,通过干旱(DS)和正常灌溉(NI)2种处理方式,在山西省和海南省两地开展抗旱试验。采用大田自然鉴定法,调查株高、穗长、茎粗、叶片持绿性、倒伏率、千粒重、籽粒大小和产量8个主要形态指标。采用综合抗旱系数(CDTC)、抗旱指数(DI)和隶属函数(D)进行聚类分析,结合3种方法对材料进行分类,并对抗旱指标进行评价。【结果】在干旱胁迫下,粒用高粱8个形态指标均出现下降。除叶片持绿性与株高和籽粒大小不相关,抗倒伏性与穗长和籽粒大小不相关外,其余指标均存在一定程度上的相关性。根据3种综合抗旱评价方法筛选出高抗材料5份(L013、SX44B、SX18-25、SX18-87和L405),敏感材料4份(SX18-46、SX18-82、SX18-96和SX18-73);根据形态指标的相对值和变异系数,两地试验都显示叶片的持绿性、产量、籽粒大小和抗倒伏性,4个指标对干旱较为敏感,且存在信息交叉。主成分分析结果显示,决定第一主成分的主要是产量、株高和籽粒大小,贡献率31.841%;决定第二主成分的主要是叶片持绿性和千粒重,贡献率20.441%;决定第三主成分的主要是茎粗,贡献率13.557%;决定第四主成分的主要是抗倒伏性,贡献率11.428%;决定第五主成分的为穗长,贡献率9.461%。【结论】粒用高粱中后期干旱胁迫对其主要形态指标均有显著影响。不同高粱材料间抗旱性差异显著,结合3种抗旱性综合评价方法,可以较为准确地评价高粱材料的抗旱性。叶片的持绿性和产量可以作为评价高粱花后抗旱性的主要形态指标。
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山西谷子核心资源群体结构及主要农艺性状关联分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析山西谷子地方品种遗传多样性和群体遗传结构,筛选与谷子农艺性状相关联的分子标记,为谷子杂交组合亲本选配及分子标记辅助育种提供依据。【方法】利用96对SSR标记对595份山西谷子核心资源进行全基因组扫描,采用PowerMarker 3.25软件分析群体遗传多样性,利用STRUCTURE 2.3.4软件分析群体遗传结构,使用TASSEL 2.1软件中GLM(general linear model,Q)和MLM(mixed linear model,Q+K)2种方法,进行表型和标记关联分析。【结果】96对SSR引物共扩增出828个等位变异,平均每对引物扩增到8.6个,变化范围为2—26;基因多样性指数变化范围为0.005—0.941,平均为0.610;多态信息量变化范围为0.005—0.938,平均为0.577;各位点杂合度变化范围为0—0.050,平均位点杂合度仅为0.016。群体结构分析将595份核心资源分为3个亚群。4 560个SSR位点成对组合中,共线性组合和非共线性组合之间都存在一定的连锁不平衡。D′统计概率(P<0.01)支持的LD成对位点1 955个,占全部位点组合的42.9%,D′平均值为0.23。通过GLM方法共检测到12个极显著性位点(P<0.01),表型变异解释率为2.34%—13.94%,平均为6.33%,贡献率较高的等位变异位点是CAAS2050(R~2=13.94%)和B153(R~2=11.36%);通过MLM方法共检测到9个极显著性位点(P<0.01),表型变异解释率为2.80%—9.22%,平均为5.16%,贡献率较高的等位变异位点是P89(R~2=9.22%)和P3*(R2=8.28%);2种方法共同检测到的极显著性位点有7个。【结论】利用SSR标记分析了595份山西谷子核心资源的遗传多样性和群体遗传结构。2种关联分析模型中,GLM方法关联到12个标记与节数、株高、颈长、茎粗、穗长、穗粗、码数、码粒数、蛋白质含量9个性状相关;MLM方法关联到9个标记与节数、颈长、叶宽、茎粗、穗粗、码数、码粒数、千粒重8个性状相关。
关键词： 谷子 山西 地方品种 SSR 遗传多样性 连锁不平衡 关联分析
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黑色全膜覆盖对高粱根区土壤温湿度的影响及杂草抑制效应
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】在雨养旱作地区,土壤温度、水分和耕作措施是影响作物生长和产量的重要因素。明确雨养旱作区高粱生产中全膜覆盖对高粱根区土壤环境条件的影响及对杂草的抑制效应,为促进高粱增产奠定基础。【方法】在山西省农业科学院高粱研究所修文试验基地,以高粱品种晋糯3号为材料,采用顺序排列设计,于2017和2018年分别开展黑色全膜覆盖、白色全膜覆盖和裸地栽培试验,分析不同处理对高粱根区0—15 cm土壤日地温、0—200 cm土层土壤含水率、杂草的抑制效应和高粱生长、产量及效益的影响。【结果】黑色全膜覆盖能有效提高高粱各生育期耕层土壤温度,与白色全膜覆盖处理相比,0—15 cm土壤日地温平均降低1.14℃(P<0.05);同时,黑色全膜覆盖具有与白色全膜覆盖基本相同的保墒效果,各土层土壤平均含水率略高于白色全膜覆盖区,较裸地平均提高1.89个百分点,并可显著(P<0.05)提高裸地0—160 cm土层的土壤含水率。黑色全膜覆盖显著降低高粱田间杂草发生量,对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效和鲜重防效分别达96%和93%以上,防效优于白色全膜覆盖(P<0.05),具有更为彻底的杂草防控作用。黑色全膜覆盖对高粱出苗率、穗长、一级枝梗数、穗粒数等性状无明显影响,但对高粱株高、株高整齐度、生育期、千粒重、产量及效益有影响。黑色全膜覆盖60 d高粱的株高及株高整齐度高于白色全膜覆盖;黑色全膜覆盖生育期与裸地基本相当,而白色全膜覆盖生育期较短,较裸地缩短4—6 d;黑色全膜覆盖千粒重、产量显著(P<0.05)高于白色全膜覆盖和裸地处理,2017和2018年千粒重较白色全膜覆盖分别增加3.72%和3.78%,较裸地分别增加6.95%和7.06%;产量较白色全膜覆盖分别提高6.72%和6.94%,较裸地分别提高19.27%和20.03%;2017和2018年黑色全膜覆盖较白色全膜覆盖分别增收1 529.82和1 599.76元/hm~2,较裸地分别增收3 025.38和3 215.52元/hm~2。【结论】建议在雨养旱作区高粱生产中,采用黑色全膜覆盖替代白色全膜覆盖,促进高粱高产。
关键词： 黑色全膜覆盖 高粱 土壤含水率和温度 杂草抑制 性状
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体外产气法和尼龙袋法评价5种全株玉米青贮的饲用价值
《动物营养学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在通过体外产气法和尼龙袋法对5种全株玉米青贮的饲用价值进行评价。选取5种全株玉米青贮(分别由大丰26号、晋单65号、登海679号、潞研10号、屯玉168号青贮玉米制作),测定其常规营养成分含量;体外产气法测定不同发酵时间的产气量,计算产气参数;尼龙袋法测定不同时间的干物质(DM)降解率,计算降解参数。结果显示:晋单65号的酸性洗涤纤维(ADF)含量最低,5种全株玉米青贮的粗蛋白质(CP)含量保持在5.46%～7.27%。晋单65号、登海679号、屯玉168号的粗脂肪(EE)含量显著高于大丰26号、潞研10号(P <0. 05)。晋单65号的72 h产气量最高,为86.70 mL,且其产气速度显著高于登海679号和屯玉168号(P<0.05),发酵72 h的DM降解率显著高于其他4个品种(P<0.05)。综上,由晋单65号青贮玉米制作的全株玉米青贮营养成分含量较高,且更容易发酵,易于消化。
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沼液营养液对基质栽培草莓叶片气体交换日变化的影响
《河北农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以基质栽培下'红颜'草莓(Fragaria ananassa Duch cv.Benihoppe)为试材,以沼液与山崎配方不同浓度的混合液为营养液,研究其对草莓叶片气体交换参数日变化的影响及各参数与环境因子的关系,以期探索适宜草莓生长的最佳沼液营养液配比,为沼液在草莓基质栽培中的科学利用提供理论依据.结果表明:不同浓度沼液处理的草莓叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度gs的日变化皆为双峰曲线,峰值分别出现在11:00和15:00时且上午峰值高于下午.胞间CO2浓度Ci和水分利用效率WUE日变化在首茬果实转红期均呈现先降后升的趋势,第3茬果实完熟期的Ci在15:00时之前趋于平缓、之后下降、至17:00时再次平缓,WUE则呈先降后升再降的趋势.气孔限制值Ls日变化为单峰曲线,第1茬果实转红期最高峰值出现在13:00时,第3茬果实完熟期最高峰值推移至17:00时.Pn、Tr、gs、Ci和WUE在首茬果实转红期的日均值均高于第3茬果实完熟期,而Ls的日均值则小于第3茬果实完熟期.沼液浓度影响了草莓气体交换参数的大小且不同生育期的影响程度不同,体积比1∶1为临界值,低于该浓度(2∶3)促进了两时期内草莓叶片Pn、gs、Tr和WUE的升高,而降低了Ci和Ls,高浓度的沼液处理(3∶2),两时期内叶片的Pn、gs、Tr和WUE明显降低,而Ci和Ls明显上升.各参数与环境因子相关性表明:gs、Ci、Ls和WUE分别与空气相对湿度RH、空气CO2浓度Ca显著相关,Ls、WUE分别与空气温度Ta显著相关,而Pn、Tr与4个环境因子(光合有效辐射PARo、Ta、RH、Ca)均无显著线性关系;gs、Ci与PARo和Ta无相关性;Ls和WUE均与PARo无显著线性关系.沼液浓度影响了草莓平均株产,沼液与山崎配方体积比为2∶3的平均株产最高,体积比为3∶2时最低,体积比1∶1与对照无显著差异.因此考虑经济成本和草莓产量,建议沼液应用于草莓基质栽培时,沼液与山崎配方比例不宜超过1∶1.
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性诱剂和糖醋液对苹果园苹果小卷叶蛾的监测和防治效果
《中国生物防治学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为给苹果小卷叶蛾的预测预报和防治提供科学依据,在山西省运城市和临汾市不同苹果园中研究了性诱剂和糖醋液2种方法对苹果小卷叶蛾的监测和防治效果。结果表明:2种方法诱集到的苹果小卷叶蛾成虫动态都呈现出一年4代的发生规律,且趋势一致。不同果园中性诱剂和糖醋液对苹果小卷叶蛾的诱集量均差异显著,性诱剂诱集总量最高是糖醋液诱集总量的5.95倍,且在不同果园中2种防治方法均能显著降低枝条受害率,而二者之间无显著差异。同时,2种防治方法在大面积单植苹果园中对苹果小卷叶蛾第1代幼虫的防治效果分别为59.10%和43.18%,对第3代幼虫的防治效果分别为61.54%和46.15%,均高于其他类型苹果园,且对第3代幼虫的防治效果好于第1代幼虫。因此,性诱剂和糖醋液都可用于苹果园苹果小卷叶蛾的监测与防治,且在大面积单植苹果园内连续使用效果较好。
关键词： 苹果小卷叶蛾 性诱剂 糖醋液 监测效果 防治效果 苹果园
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