甜瓜AMS基因结构分析及基因编辑载体构建

才羿; 戴冬洋; 谭海; 王迪; 杨芬; 王岭; 盛云燕; 《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]研究鉴定甜瓜雄性不育候选基因ABORTED MICROSPORES(AMS)的基因家族,分析CRISPR基因编技术并构建其敲除载体,为甜瓜雄性不育基因AMS功能验证提供依据.[方法]采用生物信息学技术鉴定甜瓜雄性不育候选基因ABORTED MICROSPORES(AMS)家族基因,分析其进化关系、保守基序及理化性质.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术以甜瓜AMS基因外显子区设计gRNA引物,以载体pHSN401为模板,扩增获得sgRNA克隆框,使用Bsa Ⅰ酶切pHSN401载体,利用DNA重组酶构建重组载体并转化农杆菌,挑选单克隆进行培养,随后进行菌液PCR鉴定.[结果]甜瓜AMS基因编码的蛋白质长度从501~605 aa不等,平均分子量约为59 351 Da,等电点为5.04~6.45,甜瓜大部分AMS基因定位在细胞核;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在AMS基因的CDS区设计3个靶位点,分别是AMS-pHSN401-1、AMS-pHSN401-2和AMS-pHSN401-3.[结论]AMS基因主要被预测在细胞核中表达,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建甜瓜敲除重组载体AMS-pHSN401并转化农杆菌,获得阳性克隆.

关键词： 甜瓜 ABORTED MICROSPORES(AMS) 生物信息学 载体构建

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寒地水稻龙粳31耐冷特性及油菜素内酯的耐冷调节作用

高洋; 曾维康; 魏嘉琪; 过一驰; 程一珊; 姜树坤; 赵明辉; 耿丽娟; 郭志富; 《种子 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为探索寒地水稻耐冷特征及生理基础,以耐冷性较强的寒地水稻龙粳 31 和冷敏感水稻 9311 为研究材料,鉴定其在低温以及低温和BRs联合处理下的耐冷表型和生理生化指标的变化情况.龙粳 31 较 9311 具有更高的低温发芽率以及苗期的低温表型抗性.BRs处理后,龙粳 31 与 9311 的低温发芽率有所提高.生理指标变化方面,低温处理下龙粳31 幼苗的Pro含量上升幅度更大,而 9311 的 MDA含量和相对电导率上升幅度更大;BRs+低温处理下 MDA 和相对电导率均有所下降.内源激素变化方面,低温处理下 IAA、ABA和 SA含量均有所上升,而 GA含量有所下降;BRs+低温处理下 IAA含量有所下降,GA含量有所上升,且龙粳 31 上升幅度更大.这些结果表明龙粳 31 与 9311 相比,更具耐冷生理基础,而BRs处理可使水稻产生利于耐冷性提高的变化趋势.

关键词： 寒地水稻 龙粳31 油菜素内酯 耐冷性 生理特征

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基于RUSLE的黑土区典型县域土壤侵蚀时空变化特征研究

王婷; 陆忠军; 宁静; 付斌; 辛蕊; 黄楠; 赵博文; 《水土保持通报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]明确土壤侵蚀时空变化特征,为土壤侵蚀防治与水土保持效益评估提供参考依据.[方法]基于 RUSLE土壤侵蚀方程,在RS和GIS技术支持下,分析 2000-2020 年典型黑土区黑龙江省宾县土壤侵蚀时空演变特征,并探究地形因子及土地利用对土壤侵蚀的影响.[结果]①2000,2010,2020 年宾县平均土壤侵蚀模数分别为 893.02,499.84,1 561.02 t/(km2·a),土壤侵蚀强度整体以微度和轻度为主.②低强度侵蚀全区域均有分布,高强度侵蚀主要分布在南部山区;③100~200 m 是侵蚀分布的主要高程带;土壤侵蚀面积与坡度成反比,0°~5°是主要侵蚀坡度带;偏北坡方向的土壤侵蚀面积大于偏南坡方向;④研究区坡耕地土壤侵蚀模数和侵蚀面积较大,是宾县土壤侵蚀治理的重点区域.[结论]2000-2020 年宾县平均土壤侵蚀模数呈现先增加后减少的趋势,具有显著的时空分异特征,地形因子和土地利用变化对该区土壤侵蚀驱动作用明显.可以作为黑土区土壤侵蚀防治和水土保持效益评估的参考依据.

关键词： 土壤侵蚀 RUSLE 黑龙江省宾县 时空变化

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基于共线性分析的大豆种子硬实性QTL定位及候选基因预测

马迅通; 吉彪; 马占洲; 董晓慧; 韩思宁; 韩留阳; 李旭; 刘佳瑞; 张钰; 冯学珍; 张煦杭; 黄亚娸; 陈庆山; 齐照明; 武小霞; 《中国油料作物学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：大豆种子硬实度关乎食品与饲料加工。为提高大豆种子硬实度分子标记辅助选择的效率，发现相关候选基因，利用染色体片段代换系（chromosome segment substitution lines, CSSL）对大豆种子硬实性进行了两年的QTL定位研究，结合前人得到的25个种子硬实性QTL，利用MCScanX对整个大豆基因组进行分析，生成共线性区组，评估大豆种子硬实性QTL之间的共线性，确定了位于Gm02片段的中心QTL。利用多个数据库分析hub-QTL区段的基因，锚定了8个与大豆种子硬实性相关的候选基因。从CSSL群体中选择种子硬实性不同的两个品系和轮回亲本，用于随后的实时荧光定量PCR分析，发现候选基因Glyma.02G269400和Glyma.02G269500在CSSL群体中硬实性不同的2个品系及轮回亲本绥农14中的表达差异显著。Glyma.02G262600在绥农14中的相对表达量约是CSSL-136的5倍，而在CSSL-200中表达量中等，推测该基因抑制大豆种皮的形成。

关键词： 大豆 种子硬实 QTL定位 共线性分析

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民猪从头组装(de novo)的基因组序列特征分析

张冬杰; 何鑫淼; 汪亮; 刘娣; 《吉林农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：利用Hiseq 2000测序平台对1头雌性民猪采用从头组装（de novo）策略，绘制了其完整的基因组序列。测序深度达116.91×，N50 contig为57.3 kb,N50 scaffold为4.91 Mb，最终组装的基因组大小为2.64 Gb。组装的基因组中重复序列共占基因组大小的41.14%，其中占比最多的为长散在重复序列（Long interspersed nuclear elements,LINE），但存在1.22 Mb大小的缺失序列。共发现12 079 623个单核苷酸多态性（SNP）及1 854 337个插入缺失突变（InDels），检测到38 867个缺失型结构变异（SV）和6 867个插入型SV，以及575个倒位（INV）型变异。其中，缺失序列长多为60～300 bp，插入序列长多集中在1～8 bp,90%的插入片段长在1～30 bp。与11个其他猪种比较筛选后，发现民猪存在12个特异的SV位点，这些位点的形成机制以逆转录转座子元件的插入为主。预测到20 853个基因，其中20 651个基因有功能注释，占预测总数的99.03%。鉴定出22个基因受到正选择，包括与脂类代谢相关的多磷酸肌醇1-磷酸酶（INPP1）和缓激肽受体B1（BDKRB1）；与繁殖性状相关的含HORMA结构域的蛋白1（HORMAD1）和核糖体蛋白大亚基8（RPL8）；与耐寒性状相关的瞬时性受体电位通道香草酸受体5（TRPV5）；与生长性状相关的甲基丙二酰辅酶A表异构酶MCEE和尤因肿瘤相关抗原1（ETAA1）以及与免疫性状相关的环指蛋白31（RNF31）。

关键词： 民猪 从头组装策略 全基因组测序 遗传变异 正选择

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异源表达大豆转录因子GmNF-YA19提高转基因烟草抗旱性

翟莹; 李铭杨; 张军; 赵旭; 于海伟; 李珊珊; 赵艳; 张梅娟; 孙天国; 《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：核因子(NF-Y)广泛存在于真核生物中,是一类能够在植物非生物胁迫反应中发挥重要调控作用的转录因子.探究大豆GmNF-YA19 的抗旱性及作用机制,为GmNF-YA19在抗旱植物育种中的应用奠定基础.运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对GmNF-YA19 在非生物胁迫下的表达量进行检测,克隆GmNF-YA19,构建GmNF-YA19 植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的抗旱性进行鉴定.RT-qPCR结果显示GmNF-YA19 在大豆中能够响应干旱、高盐、低温及外源ABA,且干旱胁迫下GmNF-YA19的表达量升高最显著.以大豆叶片cDNA为模板,通过PCR克隆GmNF-YA19.序列分析结果显示,GmNF-YA19编码一个含有 213个氨基酸的蛋白质,预测分子量 22.99 kD,预测等电点 9.40.GmNF-YA19 蛋白序列包含一个保守的CBF结构域.蛋白系统进化分析表明,GmNF-YA19 蛋白与OsNF-YA7 蛋白、AtNF-YA4 蛋白和AtNF-YA7 蛋白亲缘关系较近.共获得 4 棵转基因烟草植株.在干旱胁迫下,GmNF-YA19 的异源表达增强了转基因烟草的抗旱性.与野生型烟草相比,GmNF-YA19转基因烟草中 3 个抗逆相关基因(NtABA2、NtNCED3-2和NtP5CS)的表达量显著升高.GmNF-YA19的异源表达增强了转基因烟草的抗旱性.

关键词： 大豆 核因子 NF-YA 非生物胁迫 抗旱性

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不同温湿度条件对除草剂产生玉米药害的影响

罗婵; 王宇; 丛克强; 郭玉莲; 《玉米科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为明确环境温度、土壤湿度对玉米田除草剂产生药害的影响。试验采用人工气候箱盆栽法，设置3个药剂（乙草胺、异噁唑草酮、莠去津）和1个清水对照、两个环境温度梯度、3个土壤湿度梯度共24个处理。在施药后调查玉米株高并计算株高抑制率，同时取鲜样送至检测机构确认玉米植株中除草剂成分。结果表明，环境温度10℃、土壤相对含水量为20%时，3种除草剂对玉米的株高抑制率分别为1.0%～18.7%、22.0%～46.9%、21.0%～42.5%；环境温度10℃、含水量为25%时，株高抑制率分别为23.1%～50.6%、42.5%～62.8%、25.6%～57.6%。除草剂在玉米植株中残留的检测结果，环境温度10℃、土壤相对含水量分别为15%、20%、25%时，玉米植株中莠去津残留量分别为0.150～0.360、0.040～0.170、0.190～0.360 mg/kg，环境温度15℃、土壤相对含水量分别为15%、20%、25%时，玉米植株中乙草胺残留量分别为0.020～0.490、0.012～0.400、0.015～0.540 mg/kg，莠去津的残留量分别为0.017～0.210、0.020～0.092、0.020～0.110 mg/kg。低温高湿条件下，避免使用乙草胺、异噁唑草酮、莠去津，易产生玉米苗期药害。

关键词： 玉米 药害 温度 湿度 乙草胺 异噁唑草酮 莠去津

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优质抗病啤用大麦新品种-龙啤麦5号

尚佳薇; 刁艳玲; 孙丹; 王秀君; 刁鹤楠; 于洋; 《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：龙啤麦5号是由黑龙江省农业科学院作物资源研究所2005年以红00-965为母本、龙啤麦2号为父本进行有性杂交，利用系谱方法选育的优质抗病啤用大麦新品种。2012-2013年进行预备鉴定和产量鉴定试验，2014-2015年进行异地鉴定试验，2016-2017年完成黑龙江省地区的区域试验。2021年10月通过国家非主要农作物品种登记，登记号为GPD大麦(青稞)(2021)230020。1 特征特性该品种属春性多棱啤用大麦，株型紧凑，

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芍药种子浸提液对2种植物种子萌发和幼苗生长的影响

钱朋智; 沙伟; 马天意; 董娟华; 王韬; 敖佳; 张军; 张梅娟; 《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：以芍药种子种皮和胚乳为材料，研究不同质量浓度（0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08和0.10 g/m L）的种皮和胚乳水浸提液对2种受体植物（白菜和小麦）种子发芽率、幼苗苗高和根长、幼苗抗氧化酶活性的影响，探讨芍药种子内源抑制物质的特性，为进一步研究芍药种子休眠机理提供理论依据。研究结果表明，芍药种子种皮和胚乳中均含有抑制受体植物种子萌发与幼苗生长的物质，且同一质量浓度下，抑制作用大小表现为胚乳大于种皮；种皮和胚乳浸提液对白菜幼苗生长（苗高和根长）的抑制作用高于小麦；种皮和胚乳浸提液中的抑制物质均能使白菜和小麦幼苗产生生理响应，影响SOD、CAT和POD活性，从而启动抗氧化酶体系。研究认为，芍药种子种皮及胚乳浸提液均能够抑制受体植物种子萌发及幼苗生长，影响幼苗抗氧化酶活性，但芍药种子种皮与胚乳中所含抑制物在活性上存在差异。

关键词： 芍药种子 浸提液 种子萌发 幼苗生长 抗氧化酶

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小豆锈病分子检测体系的构建及应用

殷丽华; 张金鹏; 章国庆; 刘国辉; 柯希望; 左豫虎; 《干旱地区农业研究 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae Barclay)引起的小豆锈病是小豆生产中危害最为严重的病害之一,建立早期分子检测技术体系对病害早期诊断和及时防控具有重要意义.本研究以豇豆单胞锈菌ITS序列为依据设计引物,结合已报道的单胞锈菌属特异检测引物,以豇豆单胞锈菌为目标菌,以茄链格孢、茄丝核菌、禾谷镰刀菌、稻瘟菌、苹果轮纹病菌、半裸镰刀菌、玉米链格孢菌、尖孢镰刀菌和禾顶囊壳等 9 种常见植物病原真菌为参照菌,采用CTAB法提取上述各菌株的基因组DNA,应用普通PCR技术筛选出豇豆单胞锈菌的特异性检测引物UV-ITS,在此基础上设计巢式PCR引物UV-MX,构建了基于巢式PCR的高灵敏度小豆锈病分子检测体系.该巢式PCR体系在基因组DNA浓度仅为4×10-6 ng·μL-1时仍可实现有效扩增,其灵敏度是普通PCR的10 万倍.以感病小豆品种'宝清红'接种锈菌后不同时间的叶片为材料检验检测体系的应用效果发现,接种后 12h的小豆叶片样本即可扩增出豇豆单胞锈菌的特异性条带.本研究建立的小豆锈病分子检测体系特异性强、灵敏度高,具备对潜伏期病害进行早期诊断的应用潜力,可为小豆锈病的早期快速诊断和及时防控提供重要的技术支撑.

关键词： 小豆 锈病 豇豆单胞锈菌 分子检测 巢式PCR

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