【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。

【目的】利用RNA Sequencing(RNA-Seq)技术比较2种不同生长条件下甘蓝型油菜苗期叶片转录组,鉴定油菜叶片干旱胁迫应答相关基因,从转录组水平揭示油菜适应干旱胁迫环境的分子机制。【方法】提取正常生长(ZY)和自然失水处理(ZY8D)的六叶期甘蓝型油菜中油821的叶片总RNA,以Illumina Hiseq 2000平台进行RNA-Seq分析。利用NGSQCTookit v2.3.3去除低质量和包含模糊碱基的reads。以甘蓝型油菜亲本物种白菜染色体v1.5和甘蓝Scaffold v1.0为参考序列,采用Top Hat2-Cufflinks-Cuffmerge-Cuffdiff标准...

为开发与草鱼生长性状相关的基因以及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）标记，本研究采用转录组测序技术（RNA sequencing，RNA-Seq）对草鱼快长组和慢长组的肝脏、肌肉和脑组织分别进行分析，共获得31 465万条高质量短读序（clean reads），经组装得到34 147条拼接基因（unigene），平均长度为1 060 bp，其中有30 751条unigene获得注释。在肝脏、肌肉和脑组织中分别筛选到1 013、552和372个差异表达基因，并从中检测到4 580个SNP标记。采用SNaPshot技术对其中34个SNP标记在300尾草鱼生长性状极端群体中进行多态性检测和验证，30个SNP标记分型成功，准确率为88.24%。进一步采用一般线性模型分析30个SNP标记与生长性状的相关性，结果显示，unigene00810126-8014标记CC基因型的体质量、体长、体高、头长和尾柄长性状均值显著高于TT基因型。unigene00810126-2903标记AA基因型的体质量显著高于GG基因型。unigene00870394-525标记AA基因型的体质量和体长性状均值显著高于GG基因型。unigene02938762-011628标记的TT基因型与CC基因型在体质量、体长和头长性状上的差异均达到显著水平。这4个标记位于生长催乳素α（slα）、早期生长反应蛋白-1（egr-1）和肌球蛋白重链（myh）基因上。其他标记不同基因型个体间的生长性状均不存在显著差异。其中8个SNP标记在草鱼群体中的平均多态信息含量（PIC）、平均期望杂合度（H_(e)）和平均观测杂合度（H_(o)）分别为0.300、0.377和0.363，表明草鱼选育群体遗传多样性较高。本研究获得了与生长性状相关的1 937个差异表达基因和4个SNP标记，为草鱼分子辅助育种研究提供基础资料。

以玉米品种豫单2002和郑单958为材料,研究不同基因型玉米叶片衰老与活性氧代谢的关系及其化学调控。结果表明:两品种4个叶位叶片的可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性呈由高到低的变化趋势(第5叶位除外),但MDA含量随着叶片的衰老而升高。与豫单2002相比,郑单958各叶位叶片衰老过程中SOD、CAT活性下降较慢,叶片功能期持续时间长,生育后期仍能保持相对较高的可溶性蛋白含量,籽粒产量显著高于豫单2002。经拌种处理能提高各个叶位叶片SOD、CAT含量,降低可溶性蛋白降解速率及MDA积累速率。综合分析表明,拌种处理能有效控制或延缓叶片的衰老进程,维持叶片生理功能,提高玉米产量。

【目的】协调禾本科作物形态模型的可视化效果和计算效率之间的关系。【方法】提出一种利用非均匀有理B样条(NURBS)插值结合使用多直线段分裂算法(splitting)来重建玉米叶片三维形态并实现曲面网格简化控制的方法。【结果】该方法利用三维数字化仪采集的数据点,通过计算节点矢量、差值计算反求曲面控制点等步骤构造出玉米叶片曲面,具有较强地真实感效果;根据叶片形态特征,采用多直线段分裂算法的逆运算来对叶片曲面网格数量进行简化,在尽可能保持曲面特征的同时可显著降低网格数目。【结论】应用该方法进行玉米冠层可视化与光分布计算,结果表明,在不显著增大计算误差的前提下,可以明显地提高计算效率。

[目的]对山羊优势卵泡(DF)和从属卵泡(SF)颗粒细胞进行高通量测序,筛选并研究与山羊卵泡发育相关的下调基因。[方法]以1岁龄贵州白山羊为供试对象,在其发情3 d后,采集第一卵泡波中的优势卵泡(DF)和从属卵泡(SF),分别分离其颗粒细胞,提取RNA并进行文库构建、Illumina测序,将获得的序列与山羊的RefSeq数据库进行比对后,用DESeq2软件对获得的RNA进行差异表达分析,并对表达下调的基因进行GO分析和KEGG信号通路分析,最后通过Real-time PCR对筛选出的表达下调基因进行验证。[结果]将测序结果与山羊的RefSeq数据库比对后,共获得了33 896个基因。经DESeq2软件对获得的mRNA进行差异表达分析,共获得695个差异表达mRNA,其中462个表达显著下调,233个表达则显著上调;对462个表达下调基因进行GO分析,共分为2大类39组,其中参与生物学过程(BP)的基因占48.7%;与细胞组分(CC)有关的基因占51.3%。KEGG信号通路分析发现20条通路,其中参与癌症通路基因富集最为显著。从下调基因中筛选出6个可能会抑制山羊卵泡发育的基因,分别为PTX3、LDLR、RGN、NID1、PDLIM5、PRLR。Real-time PCR结果显示,RGN、NID1、PDLIM5、PRLR在SF与DF中的表达趋势与高通量测序结果一致,且RGN在SF颗粒细胞中的表达量极显著高于DF(P<0.01),NID1、PDLIM5在SF颗粒细胞中的表达量显著高于DF(P<0.05);PTX3、LDLR在SF与DF中表达量与高通量测序结果相反。[结论]获得的6个表达下调基因在山羊卵泡发育过程中可能会抑制卵泡的发育,最终导致卵泡闭锁。

以玉米农大108为试验材料,在温室和盆栽条件下,研究叶面喷施叔胺类活物质DCPTA和DTA-6对玉米苗期叶片光合特性、光合关键酶以及叶绿素荧光特性的调控机制。结果表明,DCPTA和DTA-6处理显著提高了玉米株高和生物量;显著提高了玉米叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量,降低了细胞间隙CO2浓度,但不改变叶绿素a/b值;显著提高了PEPC羧化酶和RuBP羧化酶活性;显著提高了玉米叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效电子产量(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP),降低了非光化学淬灭系数qN;DCPTA和DTA-6处理的适宜浓度分别为50和20 mg/L。

为了发掘更多与玉米雄穗生长发育早期耐旱性相关的转录因子基因,选用耐旱型玉米自交系(DT)铁7922、X178,以及干旱敏感型自交系(DS)吉81162和丹340为试验材料。使用盆栽方法进行育苗,并在一致且适宜的肥水条件下培养至雄穗发育前期,通过人工模拟田间干旱胁迫及正常灌溉的方法对材料进行处理。采用RNA-Seq技术检测玉米雄穗发育早期在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉处理而言,耐旱相关转录因子家族基因在转录水平上表达量的变化。结果共发现287个转录因子基因在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉呈现差异表达。对差异表达基因进行功能富集和注释结果发现,差异表达基因中具有耐旱调控功能的转录因子基因34个。其中在2个耐旱型材料中共有且表达模式一致的基因6个;在2个干旱敏感型材料中共有且表达模式一致的基因3个;在4个材料中均呈显著差异表达的转录因子基因1个。研究结果为玉米雄穗发育早期耐旱功能转录因子基因发掘和耐旱分子育种提供了基因基础。

【目的】在大田生产条件下研究氮素对灌浆期玉米叶片蛋白质表达的调控。【方法】在大田生产条件下,以紧凑耐密型玉米杂交种登海618为试验材料,研究施氮对玉米穗位叶花后净光合速率、硝酸还原酶(NR)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白含量的影响。采用TCA-丙酮沉淀法提取灌浆期(花后20 d)两个施氮处理下玉米穗位叶总蛋白质,并用双向凝胶电泳技术(2-DE)分离获得蛋白质图谱。采用ImageMaster-2D Elite 7.0图像分析软件对蛋白质图谱进行比较,确定玉米叶片应答灌浆期施氮处理的差异蛋白点。通过MALDI-TOF/TOF MS质谱...

试验研究了紧凑型玉米郑单958和平展型玉米农大364在籽粒灌浆、成熟过程中叶片衰老的形态变化。在灌浆期内,两个品种植株下部和顶部叶片的衰老进程明显快于中部叶片,并且平展型玉米的表现更为明显。两个品种穗位叶以上叶片的衰老程度具有明显差异,成熟期时,除了第17、18两叶以外,平展型玉米各叶位叶片的衰老比例均高于紧凑型玉米,致使其单株叶面积显著低于紧凑型玉米。籽粒灌浆后半阶段叶片的衰老速率显著高于前半阶段,平展型玉米在灌浆后半阶段叶片的衰老速度明显高于紧凑型玉米,这可能是引起两个品种单株产量差异的原因之一。有效缓解灌浆后半阶段顶部叶片的衰老将有助于提高玉米产量,特别是平展型玉米。

采用LSD法对夏玉米两品种(郑单958和鲁单981)及各水分处理间植株叶片δ13C进行方差分析,并将其与叶重、水分利用效率及产量间关系进行了定性分析,以期为改进旱地和节水农业栽培及选育抗性品种提供参考价值。研究发现:鲁单981较郑单958长势快、株高高、抗倒伏性差,但前者的产量却高于后者;两品种间植株叶片δ13C值差别不明显;不同作物品种相同水分处理间因遗传因素的影响导致其δ13C值有所差异,相同品种不同水分处理间也因环境因素的影响致使其δ13C值有所不同;两品种间植株叶片δ13C值与产量均表现出一致的负相关趋势,但与叶重、水分利用效率却均呈现出相反的相关趋势。其中,在与叶重的相关性中,郑单9...

对40个我国常用玉米自交系和22个不同类型玉米材料测定的结果表明，玉米基因型间呼吸速率存在显著的差异，可做为基因型分析的重要生理指标。40个自交系呼吸速率平均值为（CO2）6．64mgdm－2h－1，变异系数为22．03％。不同玉米类型间呼吸速率高低依次是普通杂交组合、妹妹系、自交系、糯质玉米和甜质玉米，与类型间光合速率高低的排列是一致的。杂交种呼吸速率呈明显的正优势，超中亲率平均为24．58％，范围为-1．81％～44．11％，并且F1与母本的相关关系比父本更密切。呼吸速率低的基本型一般叶面积更大，植株更繁茂，于物质的积累也较多。不同自交系间呼吸速率与净光合速率间无明显的相关关系（r=8．7...

为选育抗旱性强、耗水少、水分利用效率高的品种。以22个玉米自交系为材料,采取正常灌溉和适度水分胁迫处理,对自交系叶片水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、相对叶绿素值(SPAD)和荧光动力学参数进行研究。结果表明,不同自交系WUE差异显著,而且对水分的敏感程度也存在显著差异;适度水分胁迫使Gs、Pn、Tr都有所下降,但各材料的下降幅度不同,其中Tr的下降幅度要大于Pn下降的幅度,使得WUE比正常灌水处理下有所升高;自交系WUE与Pn、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)及PSⅡ潜在活性(Fv/F...

【目的】研究禽致病性大肠杆菌(APEC)感染雏鸡小肠炎症相关基因表达的变化。【方法】对14日龄雏鸡腿部肌肉注射0.5mL/羽1×106 CFU/mL的APEC菌液,观察雏鸡的发病情况,并取病变严重雏鸡空肠为测序样品,同时以注射等量生理盐水为对照,采用RNA高通量测序(RNA-Seq)技术,筛选分析感染和未感染APEC雏鸡小肠炎症相关基因表达的变化。【结果】以差异倍数在2倍及以上为标准,从试验组与对照组共筛选出差异表达基因131个。GO分类结果显示,有87个差异基因得到491个GO功能注释,这些基因主要富集

以油茶果实膨大期和油脂合成高峰期的种子为材料,进行转录组测序和表达谱数据库构建,并对油茶种子α-亚麻酸代谢途径相关基因进行分析。转录组测序获得油茶种子α-亚麻酸代谢非冗余基因Unigenes序列共112条,与α-亚麻酸代谢密切相关的不饱和脂肪酸合成途径非冗余基因Unigenes序列94条,包含12种调控α-亚麻酸代谢主要酶基因。表达谱数据分析显示,果实膨大期和油脂合成高峰期的α-亚麻酸合成代谢途径相关基因具有不同的表达模式,参与油茶种子α-亚麻酸的合成及形成多种不饱和脂肪酸的物质转化。采用实时荧光定量PCR方法验证油茶种子LOX,AOS,ACOX,AOC,OPR,AACT,PLA2,HPL,D...