科研产出
甜瓜遗传转化技术的优化及DRs类基因的应用
《江苏农业科学 》 2023 北大核心
摘要：甜瓜（Cucumis melo L.）是我国重要的设施栽培作物，具有重要的经济价值。随着农作物全基因组测序以及基因编辑技术的建立，遗传改良和基因功能验证亟需建立高效稳定的遗传转化体系。遗传转化率由基因型和植物激素互作所决定，目前，甜瓜遗传转化技术普遍存在遗传转化载体递送到细胞困难、芽再生难、遗传转化效率低等诸多问题。本研究选取5个厚皮甜瓜和4个薄皮甜瓜品种的子叶为外植体，对遗传转化试验中农杆菌浸染的方法、植物生长调节剂、筛选剂浓度等多个因素进行筛选，建立适合厚皮和薄皮甜瓜的遗传转化技术体系。结果表明，不定芽诱导最佳激素组合是1 mg/L 6-BA和1 mg/L ABA,最佳Basta筛选浓度为5 mg/L。由于甜瓜原形成层细胞位于维管组织的最深层，为提高农杆菌浸染效率，本研究采用纳米刷对子叶外植体表面均匀造伤，接着超声波和真空渗透压3个处理方式组合，其中在纳米刷造伤后进行超声波处理20 s,-1.0 kPa真空渗透压力下处理90 s后，绿色荧光蛋白（GFP）标记显示在甜瓜外植体的转化效率为82%～95%,在不定芽诱导培养基（SIM,1 mg/L 6-BA和1 mg/L ABA）能产生再生苗的外植体率为3%～10%。研究了GROWTH-REGULATING FACTOR5 （AtGRF5）、WUSHEL（AtWUS）、PLETHORA（AtPLT5）、WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION 1（AtWIND1）等发育调控因子（DRs）对甜瓜遗传转化再生的作用，选择4种甜瓜优良自交系种质转化含有DRs表达组件的遗传转化载体，之后在低浓度细胞分裂素的培养基上诱导不定芽再生，试验结果显示，超表达AtGRF5和AtPLT5能够提高转化率以及接种外植体的再生芽率。因此，开发并利用DRs能够有效改良甜瓜的遗传转化率，进而促进基因组编辑等生物技术在甜瓜育种中的应用。
关键词： 甜瓜 农杆菌浸染 遗传转化 真空渗透 不定芽诱导 发育调控基因
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新疆野生桦褐孔菌生物学特性及化学成分分析
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析新疆桦褐孔菌生物学特性及化学成分.[方法]由采自新疆阿勒泰的桦褐孔菌菌核组织分离获得纯培养菌株HS819,利用Biolog FF微孔板表征该菌株的碳源代谢特征;利用GC-MS分析菌核、菌丝体及发酵液的石油醚提取物化学成分.[结果]菌株HS819 与桦褐孔菌菌株PAT29027(OP019327)的相似性为99.73%,结合菌核、菌落、菌丝形态及系统进化分析,确定该菌株为桦褐孔菌;该菌株的碳源代谢特征表明其对D-核糖、甘氨酰-L-谷氨酸、水杨苷、β-甲基-D-半乳糖苷、α-酮戊二酸、D-纤维二糖、L-谷氨酸等7 种碳源的代谢能力最强;GC-MS在菌核、菌丝体及发酵液中分别检测出 43 种、39 种和 38 种成分,烃类、酸类和酯类的相对含量明显高于醛类与醇类,其中酸类是菌核及菌丝体的主要成分,分别占总成分的66.07%和60.03%,在发酵液中,烃类为主要成分,占 54.01%.[结论]桦褐孔菌可利用的碳源中纤维素与半纤维素占主要成分;该菌株在自然环境下和液态发酵过程中检测的化学成分种类和含量上差异明显,两者基因的差异性表达可能与生物胁迫、生长环境等因素有关.
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饲料油菜在新疆南北部不同模式下的产量及品质分析
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究饲料油菜在新疆南北部正播、复播模式和不同采收次数下的生物产量及品质.[方法]以甘蓝型油菜饲油2号为研究对象,分别在新疆南北部正播、复种栽培试验,分析不同模式下饲料油菜的生物产量构成及品质指标含量变化.[结果]新疆南部复播模式下,饲料油菜生长92 d时,株高为1.47 m,单株鲜重0.77kg,鲜草的生物量为7 923 kg/667m2,粗蛋白含量高达20%,粗纤维和灰分含量分别为21%和14.5%,饲用品质好;新疆北部种植区,复播种植饲料油菜89 d,株高为0.91 m,单株鲜重0.3 kg,鲜草产量为4 978 kg/667m2,粗蛋白含量为14.9%,纤维和灰分含量分别为14.1%和12.5%,利于消化吸收,但部分营养品质指标低于其他种植模式.正播种植模式下饲料油菜的产量较低,第一茬鲜草产量为1 243 kg/667m2,粗脂肪含量高达3.6%,植株成熟度高,鲜草纤维化程度高,饲用品质差.第二茬鲜草粗蛋白含量为15.9%,灰分含量为21%,粗纤维含量为18.6%,鲜草产量最低,为311 kg/667m2.[结论]新疆南北部均采用复播模式,并在植株成熟后尽早收获,整个生育期以90 d为宜.
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新疆地区养殖场发酵翻抛机参数优化试验
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：新疆地区不同养殖场（如羊场、鸽子场、牛场等）禽畜粪便废弃物等的处理是一个亟待解决的问题。进行充分翻抛发酵能够有效降低养殖场的环境污染，减少劳动力投入，提高了养殖收入和积极性，可促进当地农业、经济、生态的良性循环。研制的发酵翻抛机由绞拢翻抛机构、可调速行走机构、换垛机构及电路控制系统等组成，其翻抛能力受多种影响因素耦合作用。为此，利用正交试验对影响翻抛能力的4个主要因素进行分析，结果表明：翻抛角度为50°、前进速度为0.056m/s、翻料转速为100r/min、粪便与秸秆比为7∶3,为最佳翻抛参数。
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播期对新疆北疆膜下滴灌春大豆产量及水分利用效率的影响
《中国农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究适时早播对膜下滴灌春大豆干物质积累分配、产量及水分利用效率的影响，于2021和2022年采用裂区试验设计，设置B_1(4月3日、4月7日)、B_2(4月11日、4月14日)、B_3(4月19、4月21日)、B_4(正常播期4月27日、4月28日)4个播期处理为主区，副区为2个品种(‘合农71’和‘新大豆27’),测定大豆植株叶面积指数、群体光合势、干物质积累分配和转运、产量及水分利用效率等指标。结果表明：早播处理B_1和B_2分别较B_4生育进程提前8～12和3～8 d,总生育期延长7～14和2～8 d,最大叶面积指数增加2.12%～30.70%和9.53%～19.62%,总光合势增加2.42%～32.29%和9.58%～18.78%,总干物质积累量增加2.42%～32.29%和9.58%～18.78%,产量增加8.70%～32.90%和13.13%～21.70%,水分利用效率提高27.27%～41.49%、22.78%～35.23%。因此，4月上旬播种是北疆膜下滴灌春大豆的适宜播期，有利于节水增产。
关键词： 播期 膜下滴灌 春大豆 干物质 产量 水分利用效率
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矮壮素滴施时期对冬小麦茎秆抗倒伏能力的调控分析
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究矮壮素不同滴施时期对冬小麦茎秆抗倒伏能力的调控措施,分析矮壮素最佳滴施时期,为新疆滴灌小麦抗倒伏及其调控措施提供理论依据.[方法]2019~2020 年,采用盆栽模拟大田滴灌模式,在前期研究得出最佳矮壮素滴施量4 500 mL/hm2的基础上,设置返青期(S1)、起身期(S2)、拔节期(S3)和不滴施矮壮素对照(S0)共4 个不同矮壮素滴施时期处理,研究不同处理对滴灌小麦株高、茎粗、重心高度、基部第2 节间特征、抗倒伏指数及籽粒产量的影响.[结果]起身期滴施矮壮素较返青期和拔节期对小麦株高和重心高度降低的效果更明显,起身期滴施矮壮素小麦基部第2 节间最短为 4.07 cm、直径最大为 3.38 mm、壁厚最大为0.543 mm、节间充实度最大为25.57 mg/cm、抗折力最大为5.44 N、茎秆抗倒伏指数最大为15.96 N/m.与S0 处理相比,矮壮素滴施提高了小麦单茎生物量,以S2 处理小麦单茎生物量最大为3.42 g/茎.可孕小穗S1 处理最多,不孕小穗S0 最多,穗粒数S1 处理最多为 38.50 粒;穗粒重以S2 处理最重为 1.68 g,其与S1、S3处理间差异不显著,与S0 处理间差异达显著水平(P<0.05).[结论]在返青期、起身期、拔节期滴施矮壮素均能降低滴灌小麦的株高,提高其茎秆抗倒伏性,但以起身期滴施效果最佳.
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库木塔格沙漠土壤细菌多样性及具有群体感应抑制活性放线菌筛选
《微生物学通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【背景】群体感应抑制剂（quorum sensing inhibitor,QSI）作为抗生素潜在替代品，可有效降低致病菌传染性和毒性。沙漠土壤蕴藏着丰富的放线菌资源，是挖掘群体感应抑制剂的重要来源。【目的】解析库木塔格沙漠土壤细菌群落多样性，筛选并挖掘群体感应抑制活性放线菌资源。【方法】采用Illumina Nova Seq高通量测序技术揭示库木塔格沙漠土壤细菌群落组成，利用可培养方法进行土壤放线菌分离和鉴定；选用紫色杆菌CV026模型筛选群体感应抑制活性放线菌，并对其功能特性进行初步评价。【结果】Illumina Nova Seq高通量测序结果显示，样品土壤细菌涉及23门96目150属，优势菌门为变形菌门（Proteobacteria,61%）、放线菌门（Actinobacteria,28%），其中分枝杆菌属（Mycobacterium）为放线菌门最优势菌属（87.3%），其次为红球菌属（Rhodococcus,6.8%）和丙酸杆菌属（Cutibacterium,0.9%）。可培养方法共分离到108株放线菌，归属9科10属，其中优势菌属为链霉菌属（Streptomyces），占65.76%。经筛选共得到13株具有群体感应抑制活性的放线菌，包括链霉菌属（Streptomyces） 10株，拟诺卡氏菌属（Nocardiopsis）、Bailinhaonella和拟孢囊菌属（Kibdelosporangium）各1株，其中Streptomyces sp.D67表现出较为广谱的抑菌特性。【结论】库木塔格沙漠土壤细菌多样性较为丰富，并获得多株具有群体感应抑制活性放线菌，且部分菌株具有较强的抑菌活性，为后续天然群体感应抑制剂和抗菌剂的开发提供菌种资源，并为新型生物医药的合成、生物防治等方面提供理论依据。
关键词： 库木塔格沙漠 细菌多样性 群体感应抑制活性 放线菌 功能特性
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陆地棉TCP家族基因鉴定及组织表达分析
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]鉴定、分析陆地棉TCP家族基因,为进一步研究TCP基因在棉花植株内的生物学功能奠定基础.[方法]基于2019年最新组装的陆地棉TM-1参考基因组,通过Pfam网站获取TCP家族HMM模型文件,使用HMMER网站鉴定陆地棉TCP基因,CottonFGD网站获取陆地棉TCP基因组蛋白序列.利用MapIn-spect进行染色体定位、MEGA 7.0进行多序列比对聚类分析、MEME网站motif预测、TBtools软件鉴定基因结构以及陆地棉TCP基因组织特异性表达分析.[结果]共鉴定出63个陆地棉TCP基因,其中39个Class Ⅰ亚族,24个Class Ⅱ亚族;Class Ⅱ亚族中包括17个CIN亚类,7个CYC/TB1亚类.染色体定位发现该63个TCP基因在陆地棉22条染色体上均有分布,其中A组染色体上分布有33个基因、D组上分布有30个基因.所有TCP蛋白均包含TCP结构域.TCP基因外显子、内含子结构及长度在同一亚家族内具有相似性.TCP家族基因中有12个基因在陆地棉纤维中优势表达,32个基因在花器官中优势表达,16个基因在营养器官:根、茎和叶中优势表达.[结论]获得了与陆地棉生长发育相关的TCP基因.
关键词： 陆地棉 TCP基因 基因家族鉴定 生物信息学 特异性表达
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基于三维激光点云的靶标探测系统研究与试验
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]使用R-Fans-32三维激光雷达(LiDAR)研究植株三维激光点云与植株叶面积之间的关系,为变量喷雾系统提供数据支撑.[方法]假设植株激光点云数量与叶面积之间存在线性关系.搭建基于三维激光点云的靶标探测的试验系统,先测量靶标植株的高度来探究该探测系统的精度,激光雷达以10Hz的扫描频率和lm的探测距离实现对10株番茄的三维点云数据的获取,激光雷达上位机软件Ctrlview实现对三维激光点云数据的储存.利用Cloud Compare软件对储存的点云数据进行处理,利用LiDAR360软件对植株进行高度测量和点云数量的获取.对采集的植株点云进行数量统计,利用CL-202植物叶面积测量仪对采摘的靶标植株叶片测量叶面积,验证植株点云与叶面积之间的关系.[结果]激光雷达探测所得到的番茄植株的高度与手工测量值的最大相对误差为7.92%.利用线性函数拟合植株点云数量与叶面积,拟合度为0.7805,最大相对误差为5.64%.[结论]设计了一种用于探究基于激光点云的变量喷雾系统可行性的试验系统,依据三维激光点云计算植株的叶面积精度良好,R-Fans-32三维激光雷达可作为变量喷雾系统的探测部件.
关键词： 变量喷雾 激光雷达 信息采集 三维点云 叶面积 测量
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马铃薯病毒病病原RT-PCR分子鉴定
《新疆农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究中国新疆马铃薯主产区的病毒病发病种类,分析该区域马铃薯主要病毒病原,为马铃薯病毒病科学防治提供科学依据.[方法]2021 年在我国新疆马铃薯主产区乌鲁木齐县、吉木萨尔县、奇台县、巴里坤县、泽普县采集马铃薯病毒病疑似感病样本87 份,并对样本进行RT-PCR检测,对于阳性样本的CP基因进行克隆及测序,完成同源性、地理来源和系统进化分析.[结果]从 87 份样本中检测到马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、马铃薯S病毒(Potato virus S,PVS)、马铃薯卷叶病毒(Potato leaf roll virus,PLRV),检出率分别为100%、37.93%、6.89%,以PVY检出率最高,未检出马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)、马铃薯M病毒(Potato virus M,PVM),PVY是危害该区域马铃薯样本的主要病毒病原.试验对PVY阳性带病样本进行克隆与序列比对,其中5 份样本CP基因序列与中国(福建、山东、江苏)及波兰等地分离物一致性达到100%,与其他国家的分离物的一致性达到99.04%以上.[结论]我国新疆马铃薯主产区主要由PVY、PVS、PLRV的一种或多种病毒所侵染,其中PVY病原较严重.
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