Allelic variation of a clubroot resistance gene (Crr1a) in Japanese cultivars of Chinese cabbage (Brassica rapa L.)

Clubroot resistance (CR) is an important trait in Chinese cabbage breeding worldwide. Although Crr1a, the gene responsible for clubroot-resistance, has been cloned and shown to encode the NLR protein, its allelic variation and molecular function remain unknown. Here, we investigated the sequence variation and function of three Crr1a alleles cloned from six CR F₁ cultivars of Chinese cabbage. Gain-of-function analysis revealed that Crr1a^Kinami90_a isolated from the cv. ‘Kinami 90’ conferred clubroot resistance as observed for Crr1a^G004. Because two susceptible alleles commonly lacked 172 amino acids in the C-terminal region, we investigated clubroot resistance in transgenic Arabidopsis harboring the chimeric Crr1a, in which 172 amino acids of the functional alleles were fused to the susceptible alleles. The fusion of the C-terminal region to the susceptible alleles restored resistance, indicating that their susceptibility was caused by the lack of the C-terminus. We developed DNA markers to detect the two functional Crr1a alleles, and demonstrated that the functional Crr1a alleles were frequently found in European fodder turnips, whereas they were rarely introduced into Japanese CR cultivars of Chinese cabbage. These results would contribute to CR breeding via marker-assisted selection and help our understanding of the molecular mechanisms underlying clubroot resistance.     

不同生长型桃树叶片形态解剖结构及其与营养生长的关系

对6种不同生长型桃树的营养生长特征和叶片形态、解剖结构进行了研究,并对营养生长与叶片解剖结构的关系进行了分析.结果表明:不同生长型间在树体高度、枝条节间长度等方面存在显著差异.从树体高度看,矮化型<紧凑型<半矮化型<垂枝型<普通型;紧凑型的萌芽率(86.1%)和成枝率(78.1%)在所有类型中均是最高的,平均每个母枝可形成近10个中长枝,远高于其它类型;在叶片结构特征方面,普通型的叶片干物质含量最高,其后依次为半矮化型,垂枝型,紧凑型和矮化型,相关分析表明,干物质含量与成枝率之外的其它生长参数均呈正相关,而单位叶面积鲜重与成枝率之外的其它生长参数呈负相关;在解剖结构上,普通型叶片最厚,为194.5 μm,紧凑型叶片最薄,叶片组织较疏松;普通型的栅海比(栅栏组织厚度/海绵组织厚度)最小,而矮化型最高,栅海比与树体高度成负相关,与一次枝长呈显著负相关(r＝-0.986**).叶背气孔密度分布范围为1 mm2 234.1～393.5个,垂枝型最高,半矮化型最低,气孔密度与一次枝粗的相关系数达到极显著水平(r＝-0.944**),而与枝条长度和节间长度的相关系数则较低.     

马尾松毛虫多功能氧化酶测定正交试验优化研究

应用L16(43)正交试验设计对影响马尾松毛虫多功能氧化酶细胞色素P450测定的因素PMSF浓度、酶原稀释比和离心速度进行优化研究。结果表明供试的16组复配组合中,组合A1B1D1(选用0.2 mol/L PMSF浓度、酶原稀释比为2∶1,离心速度1为5 000 r/min)最优,按照该组合的条件进行马尾松毛虫MFO酶细胞色素P450测定,效果最佳。     

虎杖规范化种植操作规程

该规程明确规定了宁化虎杖产地环境、种子和种根标准、育苗技术、栽培技术措施、病虫害防治、采收加工、虎杖根干品的农药、重金属残留标准、有效成分含量标准以及包装、贮运方法等.以便科学种植虎杖,指导福建虎杖人工规模化种植.     

我国北部冬麦区小麦区域试验重复次数和试点数量的优化设计

农作物品种区域试验重复次数和试点数量的合理配置有利于提高试验的成本效率和品种选择效率。本研究分析了2010—2019年期间北部冬麦区小麦品种区域试验的重复次数和试点数量设置的合理性,依据小麦品种试验的信噪比和遗传力水平随重复次数和试点数量的变化规律,提出了重复次数和试点数量的优化设计方案。结果表明:(1)北部冬麦区小麦单点试验的遗传力平均达到0.87,需要的重复次数平均值仅为1.4,说明3次重复可以充分保证试验精确度的需求。(2)北部冬麦区水地组和旱地组小麦区域试验达到0.75的遗传力水平时,需要的试点数量分别为11个和13个,目前有效试点数量分别约为11个和8个,分别达到0.75和0.60的遗传力水平。(3)小麦品种区域试验结果对品种的审定和应用十分重要,而每年都可能有少数试验点因为各种异常情况而报废,为保证试验结果的可靠性,可按H=0.75的水平需求安排试验点数量和重复次数,即重复次数可保持当前的3次;水地组的试点数量可保持在11个左右;旱地组可将试点增加到13个;如要将遗传力提高到0.80的水平,则需约16个试点。     

宁麦9号与扬麦158株高及其构成因素的遗传解析

宁麦9号与扬麦158是我国长江中下游麦区的主栽品种和骨干亲本,长江中下游麦区近3年来审定品种中80%都是其衍生后代,研究其性状的遗传具重要意义。以宁麦9号与扬麦158为亲本构建的包含282个家系的重组自交系群体为材料,利用Illumina 90k芯片对群体进行基因型分析,建立高密度遗传图谱。连续3个生长季对株高及节间长度、穗长等株高构成因素进行测定,结合遗传图谱对株高及相关性状进行QTL定位,获得14个控制株高及其构成因素的稳定表达位点。通过进一步位置比对,聚焦到6个染色体区段,初步明确了各节间对株高的遗传调控机制。同时,将6个染色体区段中同源性较低的连锁标记转化为适用于高通量筛选的KASP标记,利用101份区域试验材料进行标记效应验证,结果显示聚合Qph-2D与Qph-5A.1两个位点具有较高的选择效率,继续聚合Q2A后,中选材料显著减少,可能降低选择效率;对Q2A与Q5A两个一因多效位点的选择建议以降低株高的等位变异为主;Qd1-5D可作为穗下节间(D1)的选择标记对株高展开优化选择。期望以上结果能为长江中下游麦区的小麦株高遗传改良提供帮助。     

番茄斑驳花叶病毒在我国茄科作物上的发生及生物学特性

【目的】鉴定烟草花叶病毒属(Tobamovirus)新种番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,ToMMV)当前在我国茄科作物上的发生危害情况、主要分布地区和自然寄主,明确其主要寄主范围、传播途径和致病性等生物学特性。【方法】利用RT-PCR方法对2013—2017年采自我国云南、贵州、四川、海南、湖南、河南、陕西、山东、湖北、浙江、辽宁、西藏和内蒙古13个省(自治区),表现为花叶、皱缩、畸形、黄化、坏死等疑似病毒病症状的茄科作物辣椒、番茄、茄子、马铃薯和烟草等样品进行ToMMV的检测。分别将ToMMV进行摩擦接种和注射接种,对感染ToMMV的珊西烟获得的种子及由种子萌发的幼苗进行ToMMV检测,对由健康种子萌发且在含有ToMMV毒源土壤中生长的6—8叶龄辣椒和番茄幼苗进行ToMMV检测,以此开展ToMMV传播方式的测试。在茄科、葫芦科、豆科和十字花科等6科30种植株上开展ToMMV的寄主范围鉴定和不同辣椒、番茄材料对ToMMV的抗性鉴定。【结果】我国13个省(区)共采集茄科作物疑似病毒病样品1 622份,ToMMV的平均检出率为2.59%,目前ToMM...     

紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析

【目的】鲨烯环氧酶(squalene epoxidases,SQE)是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关。通过对苜蓿鲨烯环氧酶(MsSQE1)基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制。【方法】以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1。对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位。利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA3条件下的表达模式。在茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响。利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量。【结果】克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1 578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59。同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6%,与拟南芥的同源性为80%。亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜。组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表...     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】筛选不同温度下烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染后枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var. Samsun NN)差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水(phosphate buffered saline,PBS),48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90(N. tabacum var. TN90)基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA),并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KE...     

基于MGWRK的土壤有机质制图及驱动因素研究

【目的】空间预测是一种获得有机质空间局部细节的重要方法,其准确性对于农田合理管理有着重要意义。本研究通过对比不同的土壤有机质空间制图方法以获得更优的预测精度,在预测的同时揭示环境协变量的空间非平稳性特征及不同环境协变量关系的空间尺度。【方法】选取晋中盆地的7个乡镇作为研究区,对比普通克里金(OK)、回归克里金(RK)、地理加权回归克里金(GWRK)和多重尺度地理加权回归克里金(MGWRK)4种不同方法对土壤有机质的预测能力和效果,并探究影响因子在空间分布中对有机质的影响效应变化和这种影响效应的空间尺度。MGWRK是一种多重尺度地理加权回归(MGWR)与普通克里金方法相结合的方法。【结果】选取坡向、坡度、年均降水量、年平均温度、海拔、植被年总初级生产力、年蒸散量、地形湿度指数、平面曲率、汇流动力指数、地形指数、地形粗糙指数、年平均NDVI为环境协变量参与建模,在多元线性回归建模中,模型统计学意义显著,这表明模型具备统计学意义。从Radius指数来看,各模型模拟效果由好到差依次为RK、OK、GWRK、MGWRK;从制图效果来看,MGWRK与GWRK制图效果相当,从有机质的空间预测图可以看出...