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摘要:[目的]株高是影响油菜抗倒性、丰产性和全程机械化进程的关键性状,油菜矮秆、半矮秆资源的发掘与研究,是实现株高遗传改良的关键。目前油菜优异矮源缺乏,通过对获得的甘蓝型自然矮化突变体进行表型鉴定、遗传分析及激素相关形态学、生理学分析,旨在综合评估其利用潜能,为其在油菜矮化育种中的应用提供理论指导并为后续基因定位、克隆奠定基础。[方法]将甘蓝型油菜品系141492自交6代后发现的半矮秆突变体经游离小孢子培养获得DH系群体,选取1个半矮DH系,暂命名dw-1,其平均株高约95cm,变幅83105cm。对dw-1农艺性状、经济性状、抗病性等进行表型鉴定,并以dw-1与野生型高秆为亲本构建6世代遗传群体,应用主基因+多基因混合遗传模型对株高进行遗传分析。通过光暗处理(16h光照/8h黑暗、24h黑暗)形态学观察、下胚轴与茎秆赤霉素敏感性测验,鉴定突变体突变类型。[结果]与野生型相比,dw-1千粒重无明显变化,菌核病病指、二次分枝数、单株角果数显著或极显著增加,主序有效长、一次分枝数、株高、分枝部位高度、重心高度、主序角果数、每角粒数、单株产量显著或极显著降低,全生育期极显著缩短。遗传分析表明,dw-1株高的遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制(D-0模型),主基因加性效应-47.5,显性度0.2;B1、B2、F2主基因遗传率分别为76.0%、84.0%、85.0%,多基因遗传率分别为4.1%、5.6%、6.7%。光照与黑暗条件下,dw-1形态建成正常且下胚轴长度均极显著低于野生型。外施低浓度赤霉素对下胚轴与茎秆伸长作用不明显,高浓度处理有显著促进作用,但均不能恢复至野生型表型。[结论]dw-1田间综合性状优良,矮生性状以1对加性-显性主基因遗传为主,主基因又以加性效应为主,常规杂交育种早代选择有效。dw-1矮化机制与油菜素内酯途径无关,为赤�
摘要:[目的]对芝麻△9 硬脂酰-ACP 脱饱和酶基因 SiSAD (△9 stearoyl acyl-carrier-protein desaturase)进行克隆与表达分析,并转入拟南芥,探究其在油酸合成过程中的作用,为芝麻油酸含量的遗传改良提供分子基础。[方法]提取中芝 13 叶片的总 RNA,反转录为 cDNA。根据芝麻基因组数据库中的 SiSAD序列信息(序列号为 SIN_1008977)设计引物,以 cDNA 为模板,通过 RT-PCR 克隆获得 SiSAD编码区序列,并与参考基因组序列进行比较。利用 InterPro 进行保守结构域分析,获得 SiSAD 蛋白的保守结构域。利用 BLAST 对 SiSAD 蛋白进行同源对比,获得 SiSAD 的同源蛋白质。采用邻接法构建系统进化树,获得芝麻 SAD 蛋白与橄榄、牵牛花、蓖麻、莴苣、葡萄、柑橘、拟南芥等植物 SAD 蛋白的亲缘关系。通过荧光定量 PCR 检测 SiSAD在 2 个芝麻品种中芝 33 和中丰芝一号的根、茎、叶、蕾和种子中的相对表达量,分析 SiSAD的表达特异性。将 SiSAD连接过表达载体,通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥(Col-0),筛选阳性后代,对 T3 代转基因和野生型的拟南芥种子中硬脂酸和油酸相对含量进行测定,分析 SiSAD的功能。[结果]成功获得 SiSAD的编码区序列,与参考基因组序列一致,全长为 1 152 bp,编码 383 个氨基酸,SiSAD 蛋白的分子量为 43 kD,等电点为 6.18。发现SiSAD 蛋白含有一个保守结构域,属于脂肪酸去饱和酶家族成员,与其他植物的 SAD 蛋白质序列的同源性较高,暗示 SiSAD在不同物种中的功能可能比较保守。系统进化分析显示,芝麻 SAD 蛋白与牵牛花和橄榄的 SAD 蛋白处于同一分支,进化关系较近,与蓖麻、拟南芥、柑橘的 SAD 蛋白亲缘关系较远。荧光定量 PCR 结果表明,SiSAD在芝麻种子中的表达量远远高于其他组织,有显著的组织特异性。成功构建了 SiSAD的过表达载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥,结果表明 SiSAD成功导入拟南芥中,�
摘要:[目的]研究黄淮旱地冬小麦农艺性状与生育期降水的时空分布特征与互作关系,为气候变化下黄淮旱地小麦品种改良提供理论依据。[方法]利用 2010 2017 年国家黄淮冬小麦区域试验对照品种在不同区域试验点的农艺性状与降水资料,结合地理时空分布与数理统计方法,分析黄淮旱地冬小麦农艺性状和出苗-成熟期总降水的关系。[结果]空间分布上,黄淮旱地小麦实际单位面积产量、千粒重呈现由西部旱薄地向东部旱肥地增加的趋势。西部旱薄地的株高相对较高,中东部旱肥地的株高相对较低。中东部以北的黄淮旱地不同生育阶段的总降水普遍较低,中东部以南的黄淮旱地不同生育阶段的总降水相对较高。时间变化上,河南、山西和陕西的中西部旱地的出苗成熟期总降水表现出显著的增加趋势。出苗抽穗期总降水与实际单位面积产量、株高、有效穗数呈显著正相关。通径分析表明,黄淮旱肥地的株高和有效穗数决定了产量变异的 53.2%,黄淮旱薄地的株高和千粒重决定了产量变异的 67%。[结论]建议黄淮旱肥地冬小麦育种以适当增加株高,提高花前高效利用有限降水的能力和增加穗部发育为主。黄淮旱薄地育种以稳定株高,提高花后转运干物质的效率和收获指数为主。
摘要:[目的]为提高土壤盐分信息定量遥感提取精度,准确掌握土壤盐渍化程度与分布。[方法]选择垦利区黄河口镇集中连片的重度盐渍土区域为试验区,于 2018年4月26日28日采用搭载 Sequoia 多光谱相机的无人机进行试验区近地遥感图像采集,并进行图像拼接、辐射校正、正射校正和几何校正等预处理;然后基于相关性分析、灰色关联度分析筛选土壤盐分的敏感波段,构建并筛选光谱参量;进而分别采用多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)、支持向量机(support vector machine,SVM)及偏最小二乘(partialleast square,PLS)方法构建土壤盐分定量反演模型,并进行验证与评价;最后基于最佳模型进行试验区土壤盐分的分布反演与分析,并与反距离加权插值结果进行精度比较。[结果]相较相关性分析,通过灰色关联度分析的反演模型精度及显著性均有所提高;对比 3 种建模方法,SVM 模型精度最高,PLS 模型次之,MLR 模型最低,最佳模型为基于灰色关联度分析筛选变量的支持向量机模型,其建模R^2、RMSE分别为 0.820、3.626,验证R^2、RMSE、RPD 分别为 0.773、4.960、2.200;据此模型反演得到该区域土壤盐分含量为 0.323 21.210 g kg^-1,平均值为 6.871 g kg^-1,重度盐渍土占 58.094%,与实地调查结果较为一致;反演结果与反距离加权插值结果的误差 80%控制在样本盐分含量平均值的 20%以内,亦较为相近。[结论]基于无人机多光谱可实现重度盐渍土盐分信息的准确提取。
摘要:[目的]NS3编码的蛋白是水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)RNA沉默抑制子。笔者前期研究发现,转 NS3本氏烟(Nicotiana benthamiana)对RSV有一定的抗性。为深入揭示 NS3 在寄主体内的作用机制,本文将进一步探究转 NS3本氏烟对其他烟草病害的抗性。[方法]以野生型本氏烟和转 NS3本氏烟为试验材料,通过农杆菌浸润法接种马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)侵染性克隆,观察病毒症状,抽提系统发病叶片总RNA,并利用 RT-qPCR 方法检测病毒的相对积累量;采用灌根接种法分别接种烟草青枯病菌(Ralstoniasolanacearum)、烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica var. nicotianae),观察植株表型并统计发病率和病情指数。[结果]PVX 侵染本氏烟后,植株叶片主要表现为花叶、褪绿等症状,NS3表达植株与野生型植株具有相同的 PVX 症状表现。在接种 PVX 10d 后,RT-qPCR 检测发现与野生型植株病毒积累量相比,NS3表达抑制了 PVX在本氏烟体内的积累水平,两个转 NS3株系(NS3-6、NS3-9)中 PVX 的相对积累量分别为野生型植株的 68.17%和81.01%。青枯病菌在野生型植株和转基因植株上均引起萎蔫、猝倒等典型的病害症状,且两者的症状无明显差异。在青枯病菌侵染早期,NS3表达在一定程度上利于病菌的侵染,表现出对青枯病较为敏感;而在接种 14 d,野生型植株的发病率为 100.00%,病情指数为 78.67,而 NS3-6、NS3-9 株系的发病率分别为 95.00%、98.33%,病情指数分别为 70.00、73.00;14 d 之后发病率和病情指数逐渐升高,而 NS3表达株系的病情指数均低于野生型植株。黑胫病菌在野生型植株和转基因植株上均为在茎基部出现黑褐色坏死斑等典型病害症状,且 NS3表达也不影响本氏烟的症状表现。在黑胫病菌的侵染初期,NS3-6 株系的发病率高于野生型植株;但在整个黑胫病发生过程中,转 NS3株系的病情指数均低于野生型植株,在接种 12 d,野生型本氏烟的�
摘要:[目的]在室内、温室和露地3种条件下,通过测定烟蓟马(Thrips tabaci)对不同单色光及不同波长诱虫色板的行为反应,探究对烟蓟马具有最佳趋性的波长、光照强度,以及相关影响因子如性别、日节律、饥饿、温度、相对湿度对烟蓟马趋光行为的影响,为改进诱虫色板及诱虫灯等烟蓟马绿色防控技术和产品提供依据。[方法]首先,室内使用分辨率高、光谱测量范围广、稳定性好的单色仪测试装置测定烟蓟马对10种单色光的行为学趋性,筛选出烟蓟马趋性较强的单色光,并将初始光照强度通过中性密度滤光片衰减,探究光照强度对烟蓟马趋光行为的影响。其次,以烟蓟马趋光率为统计指标,探究性别、日节律、饥饿、温度、相对湿度对烟蓟马趋光行为的影响。根据室内试验结果,利用 Dan Bruton 虚拟波长及 RGB 值的函数关系,打印出相应波长的蓝色和黄虫色板,涂胶制板。评价温室和露地条件下,烟蓟马对不同波长自制色板及不同厂家生产色板的趋性。[结果]室内试验结果显示,烟蓟马对 450nm的蓝色光趋性最强,趋光率高达 75.34%,其次为 562 nm的黄色光以及 430nm的蓝紫色光,趋光率分别为 73.61%和 64.03%。在 430、450、562 nm 单色光刺激下,烟蓟马雌虫的趋光性均强于雄虫。光强衰减试验结果表明,随着光照强度增加,烟蓟马趋性增强。在上午 8:30-10:00时,烟蓟马对 430、450、562 nm 单色光最为敏感。饥饿 4h后,烟蓟马的趋光性最强,之后随着饥饿时间的延长,趋光性降低。温度为 25-30℃时,烟蓟马对3种单色光趋性极显著高于对照组;15℃时,烟蓟马对单色光的刺激均不敏感。相对湿度为 45% 60%时,烟蓟马对 430、450、562nm 单色光的趋性均显著强于对照组,而在相对湿度为 30%和 90%时,烟蓟马对单色光的趋性与对照组均无显著差异。通过在温室和露地中应用不同波长色板及不同厂家生产的�
摘要:[目的]明确室内和大田条件下小麦和玉米秸秆分解和养分释放的影响因素,能够为作物秸秆合理还田及其养分管理提供理论依据。[方法]采用尼龙网袋法于室内培养和大田试验相结合研究氮肥用量(0,CK;180kgN·hm^-2,N180和360kgN·hm^-2,N360)作用下作物秸秆分解特征,其中室内主要研究氮肥用量和土壤类型(砂姜黑土和潮土)对小麦和玉米秸秆分解的影响;2015年6月至2016年6月冬小麦-夏玉米大田研究氮肥用量和秸秆还田深度(地表和20cm)对小麦和玉米秸秆分解的影响。[结果]室内研究发现,秸秆类型和土壤类型显著影响秸秆分解常数、有机碳释放量、氮释放量和磷释放量。随氮肥用量增加,小麦秸秆分解常数在两种土壤类型上均呈增加趋势,玉米秸秆呈降低趋势;小麦和玉米秸秆氮释放量呈降低趋势(小麦秸秆在潮土上呈增加趋势)。小麦秸秆在潮土上的分解常数及其碳、氮、磷释放量均显著高于砂姜黑土,而土壤类型对玉米秸秆分解影响较小。室内相同培养条件下(180d),小麦秸秆碳释放量均值为370g·kg^-1、氮为4g·kg^-1、磷为3.6g·kg^-1;玉米秸秆碳释放量为560g·kg^-1、氮11g·kg^-1、磷3.3g·kg^-1。大田条件下,秸秆还田深度显著影响小麦和玉米秸秆分解常数及其碳、氮、磷释放量;其中秸秆还田20cm处理的分解常数及其养分释放量均显著高于地表处理。随氮肥用量增加,地表处理小麦秸秆分解常数和全碳释放量逐渐降低,玉米秸秆呈增加趋势;20cm处理小麦分解常数及其碳、氮和磷释放量均随氮肥用量呈增加趋势,而玉米秸秆呈降低趋势。地表处理小麦秸秆经过一个玉米生长季能分解40%,释放碳150g·kg^-1、氮2g·kg^-1、磷3.5g·kg^-1左右;翻埋到地下20cm可以分解80%,释放碳360g·kg^-1、氮4g·kg^-1、磷3.8g·kg^-1。玉米秸秆还田到地表,经过一个小麦生长季只能分解40%,释放碳210g·kg^-1、氮5g·kg^-1、
摘要:[目的]茶树咖啡碱合成酶1(TCS1)是山茶属(Camellia)茶组植物咖啡碱合成的关键酶,TCS1具有丰富的等位变异。从我国丰富的茶树种质资源中发掘TCS1稀有等位变异并研究其功能,深入解析茶树咖啡碱合成机制,为低咖啡碱育种提供新的基因资源。[方法]利用特异引物TCS1PInDelF/R对673份茶树资源中的TCS1等位变异进行鉴定;使用引物TCS1cDNAF/R,从含有新稀有等位变异的茶树资源中克隆基因的cDNA全长序列;利用生物信息学、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和原核表达等方法研究新发现稀有等位基因的功能。[结果]在部分大理茶(C.taliensis)资源中鉴定到一个新的TCS1稀有等位变异,命名为TCS1g。从大理茶资源‘龙陵17’(LL17,含有的TCS1等位变异为TCS1a和TCS1g)中克隆了TCS1g。TCS1g的编码区序列全长为1098bp,编码365个氨基酸,编码蛋白的分子量和理论等电点分别为40.9kD和5.1。序列比对结果表明,TCS1g与TCS1a、TCS1b、TCS1c、TCS1d、TCS1e、TCS1f的相似度在94.1%99.2%;与具有可可碱合成酶活性(TS)的TCS1b和TCS1c编码蛋白序列相似度均大于96.7%,而与同时具有TS和咖啡碱合成酶(CS)活性的TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f相似度都小于95.4%,且TCS1g第221位氨基酸残基与TCS1b、TCS1c同为组氨酸(His),而TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f为精氨酸(Arg)。第221位氨基酸残基位于TCS1g蛋白活性中心,该位点的突变(His突变为Arg),可以导致TCS1g的等电点(5.05变为5.06)和亲水性(-0.119变为-0.123)发生改变。此外,5′上游调控区域的比对结果显示TCS1g、TCS1b、TCS1c起始密码子(ATG)比TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f延后了15bp。原核表达发现TCS1g具有TS活性,活性为44.3pkat/mg,但未检测到CS活性。qRT-PCR的结果表明LL17中等位变异TCS1g有表达。LL17的咖啡碱和可可碱的含量分别为40.3mg·g^-1和5.4mg·g^-1。[结论]鉴定并克隆了一个新的TCS1稀有等位变异TCS1g,其在LL17中具有一定的表达水平,且其�
摘要:[目的]确定软枣猕猴桃果实成熟度的划分标准,进而确定不同销售需求的最佳采收期,并对在冷库贮藏的七成熟、八成熟和九成熟的果实特性进行研究,为不同成熟度的软枣猕猴桃贮藏特性研究提供理论依据。[方法]测定软枣猕猴桃不同采收期果实的硬度、可溶性固形物、可滴定酸、淀粉、单宁、种子转色指数,采用相关性分析法和层次分析法对数据进行处理分析,确定各分级指标权重,建立软枣猕猴桃综合值评分模型;并以此为标准,对果实成熟度进行分级,测定不同采收期的软枣猕猴桃冷藏期间的理化指标。[结果]盛花期后76d和78d果实的6个指标综合评分≤0.3209,划分为七成熟,盛花期后80d和82d果实的6个指标综合评分为0.32090.4562,划分为八成熟,盛花期后84、86、88、90和92d果实的6个指标综合评分为0.45620.6440,划分为九成熟,盛花期后94和96d果实的6个指标综合评分≥0.6440,划分为十成熟。在贮藏过程中,八成熟果实在后期腐烂指数显著低于七成熟的果实,硬度显著高于七成熟的果实,八成熟和九成熟果实的单宁含量在贮藏14d后一直处于较低状态,八成熟果实的VC含量在贮藏70d时最高,七成熟果实可溶性固形物含量显著低于其他成熟度的果实,八成熟和九成熟果实的可滴定酸含量增减程度差异不大。七成熟果实不能在采后的贮藏过程中完成后熟,达不到预期的口感与风味;九成熟果实在贮藏后期风味良好,但贮藏期最短;八成熟果实贮藏后各项生化指标可达到最佳状态。[结论]软枣猕猴桃果实的6个指标综合评分分别为≥0.6440、0.45620.6440、0.32090.4562、≤0.3209时,可将果实成熟度确定为十成熟、九成熟、八成熟和七成熟;七成熟果实口感与风味不好,八成熟果实适合长期贮藏、错季节上市及远距离运输后销售,九成熟果实适合采后本地销售鲜食及加工。
摘要:[目的]微孢子虫是一种细胞内专性寄生的真核生物,几乎能感染所有生物,包括人类。极管作为微孢子虫特有的侵染器官,主要由极管蛋白组成。极管蛋白在微孢子虫侵染宿主与稳定孢子结构中发挥重要作用。本研究通过克隆、表达家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)极管蛋白 2(NbPTP2),分析其在成熟孢子极管上的定位特征,为深入研究极管蛋白的功能打下基础。[方法]克隆家蚕微孢子虫 NbPTP2。利用 Expasy、SignalP 4.1、TMHMM Server V.2.0 和 NetPhos 3.1 Server 等在线软件对 NbPTP2 的序列特征进行分析,包括氨基酸组成、蛋白质理论分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域和磷酸化位点。此外,利用 MEGA 7.0 软件构建不同种属微孢子虫极管蛋白 2 的系统进化树。通过克隆 NbPTP2,将其与原核表达载体 pET32a(+)连接,构建 pET32a(+)-NbPTP2 重组表达质粒。将测序正确的重组质粒转化到大肠杆菌 Rosetta 中,IPTG 诱导异源表达,经镍柱亲和层析纯化融合蛋白后免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。利用免疫印迹检测 NbPTP2 在成熟孢子中的表达情况,并通过间接免疫荧光试验(IFA)分析 NbPTP2 在家蚕微孢子虫成熟孢子中的定位特征。[结果]成功克隆并获得长为 834 bp 的 NbPTP2基因序列,该蛋白编码 278 个氨基酸残基,理论分子质量为 30.9 kD,等电点为 9.39,无跨膜结构域,N 端存在信号肽,具有潜在的磷酸化修饰位点。系统进化树分析结果显示,家蚕微孢子虫 NbPTP2 与西方蜜蜂微孢子虫NaPTP2、东方蜜蜂微孢子虫 NcPTP2 的亲缘关系最近。Western blot 结果表明,NbPTP2编码的蛋白质在成熟孢子的孢子总蛋白中有表达,分子量大小约为 39 kD。IFA 定位特征分析结果显示,NbPTP2 能定位于家蚕微孢子虫的整条极管上,证实其为一种极管蛋白。[结论]明确了 NbPTP2 与其他微孢子虫极管蛋白 2 的亲缘关系,NbPTP2 在成熟家蚕微孢子虫中有表达,