水稻根系遗传育种研究进展

根系作为水稻(Oryza sativa)植株的重要组成部分, 在水稻生长发育过程中发挥多种作用, 包括植物的固定、水分和营养物质的获取以及氨基酸和激素的生物合成等, 其形态结构和生理功能与水稻产量和稻米品质以及抗性等密切相关。目前, 通过遗传及生化等诸多手段, 已挖掘到较多水稻根系QTLs与控制基因。该文综述了水稻根系QTL和基因的研究进展, 并对未来根系研究进行展望, 以期为进一步克隆水稻根系基因和完善水稻理想株型模型提供参考。     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

格氏栲天然林林窗植物物种多样性与系统发育多样性

林窗环境异质性导致群落物种多样性与系统发育多样性(phylogenetic diversity, PD)存在差异, 研究不同大小的林窗中群落的物种多样性与系统发育多样性有助于揭示林下生物多样性的形成及维持机制。本文以格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为研究对象, 通过Pearson相关性分析与广义线性模型探讨了林窗内物种多样性与系统发育多样性间的相互关系及其环境影响因素。结果表明: (1)大林窗(面积 > 200 m²)植物种类及多度均高于中林窗(50 m² ≤ 面积 < 100 m²)、小林窗(30 m² ≤ 面积 < 50 m²)和非林窗(面积 = 100 m²)。大林窗群落系统发育结构趋于发散, 中、小林窗和非林窗群落系统发育结构受到生境过滤和竞争排斥综合作用。(2)群落系统发育多样性指数与物种丰富度(species richness, SR)、Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener指数均呈显著正相关, 这与林窗内稀有种种类组成多于优势种有关。(3)林窗面积对物种多样性存在显著正效应; 土壤全氮含量对系统发育多样性和系统发育结构存在显著正效应。林窗形成提高了格氏栲天然林群落物种多样性和系统发育多样性, 林窗面积与土壤全氮共同驱动了格氏栲天然林林窗物种多样性和系统发育多样性的变化。     

慢性束缚诱导的广泛性焦虑障碍前额叶皮质中miRNA的表达

摘要 目的：研究慢性束缚(Chronic restraint stress,CRS)诱导的广泛性焦虑障碍模型小鼠前额叶皮质miRNA表达谱的变化及其意义。方法：小鼠经过7天的CRS,通过旷场实验与高架十字迷宫实验检测小鼠是否能够表现出紧张和焦虑行为。采用高通量测序的方法,定量分析对照组与模型组小鼠前额叶皮质组织中 miRNAs的表达水平,研究CRS诱导的焦虑有关的分子表达谱。通过RT-PCR对测序结果中差异表达的miRNAs 进行验证。结果：经CRS诱导的广泛性焦虑障碍模型组小鼠,模型组在活动总距离增多（P＜0.05）、平均速度（P＜0.05）增快、中央停留时间减少（P＜0.05）、开放臂进入次数百分比减少（P<0.01）、开放臂停留时间减少（P＜0.01）,与对照组相比结果均具有统计学意义,表明GAD小鼠造模成功。经高通量测序结果及生信学分析,对照组与模型组相比较,共28个上调miRNAs,34个下调miRNAs,5388个靶基因参与作用变化。上/下调的miR-GO分析结果中,主要共同参与神经系统发育、突触后密度、神经元投射、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性等过程;上/下调miR-KEGG结果中,参与共同通路主要包括轴突引导、神经营养因子信号通路、cAMP 信号通路、多巴胺能突触、MAPK信号通路等过程。结论：前额叶皮质中miR-7a-5p、miR-124-3p、miR-141-3p、miR-183-5p等miRNA变化参与广泛性焦虑障碍的发病,可能调控影响神经传导等功能。     

水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)，分析候选基因，并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状，可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan, HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为实验材料，测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature, GT)、胶稠度(gel consistency, GC)和直链淀粉含量(amylose content, AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位，共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs (糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个)，其中最高奇数的可能性(likelihood of odd, LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量，发现6个基因在双亲间的表达量差异显著，推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度，而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础，并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。     

水稻籽粒镉积累QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)是全世界重要的经济作物之一, 稻田镉(Cd)污染和镉积累问题严重威胁世界水稻的产量和品质以及人类健康, 如何降低水稻中镉积累已成为热点问题。以籼稻品种华占(HZ)为父本、粳稻品种热研2号(Nekken2)为母本, 连续自交多代后得到120个重组自交系群体, 对其镉积累进行检测和分析, 同时利用遗传图谱进行QTL作图。结果共检测到7个QTLs, 分别位于水稻第2、3、9和12号染色体上, 其中1个LOD值高达4.97。对这些QTL区间内与耐金属离子胁迫相关的候选基因进行定量分析, 发现LOC_Os02g50240、LOC_Os02g52780、LOC_Os09g31200、LOC_Os09g35030和LOC_Os09g37949这5个基因在双亲间的表达量差异显著, 结合亲本对不同金属离子的浓度积累数据, 推测LOC_ Os02g50240、LOC_Os09g31200及LOC_Os09g35030的高表达可能极大地提高了水稻对镉离子的吸收和胁迫耐受能力。通过QTL挖掘和分析, 发现这些基因与水稻籽粒的镉积累有关, 可能影响水稻耐镉胁迫的能力。研究结果为进一步筛选和培育耐镉胁迫的水稻品种创造了条件, 为阐明水稻镉积累的分子调控机制奠定了基础。     

水稻叶片水势的QTL定位与候选基因分析

为探究叶片水势(LWP)相关基因在水稻(Oryza sativa)抗旱中的作用及其遗传机制,以热研2号(Nekken2)和华占(HZ)为亲本以及构建的120个重组自交系(RILs)群体为实验材料,对水稻分蘖期叶片水势进行检测,并利用前期基于高通量测序构建的分子遗传连锁图谱进行数量性状基因座(QTL)分析。结果表明,共检...     

U937细胞中GATA1调控c-myb基因表达

c-myb是血细胞生成过程中的一个重要转录因子,与造血干细胞的增殖、分化、凋亡有关.在白血病、结肠癌、乳腺癌和黑色素瘤等恶性肿瘤中,c-myb异常表达,但是在白血病细胞中c-myb调控的机制尚不清楚.本研究探究了U937细胞中GATA1与c-myb的调控关系,可能对白血病研究和治疗提供帮助.用12-氧-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯(TPA)诱导U937细胞分化,并检测分化前后GATA1与c-myb蛋白的变化.Western blot结果显示U937细胞经TPA诱导分化后c-myb与GATA1蛋白均明显下降.利用慢病毒包装GATAl shRNA质粒和GATA1过表达质粒并感染到U937细胞中实现转录因子GATA1的敲降及过表达后,检测c-myb的mRNA和蛋白的表达水平.结果 显示:敲降GATA1后,c-myb的mRNA和蛋白质水平明显下降;过表达GATA1后,c-myb的mRNA和蛋白质水平明显上调.本研究揭示了U937细胞中GATA1对c-myb的正向调控关系,为白血病研究和治疗方案提供了新的思路.     

温胆汤影响粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍小鼠海马组织miRNA的表达

摘要 目的：探究人源粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍模型小鼠海马组织miRNAs的表达变化及温胆汤对miRNAs的调控作用。方法：实验组经过14天的抗生素洗脱及14天5次的粪菌移植,最后7天给药治疗。实验结束后,通过旷场实验与高架实验检测是否发生焦虑样改变。采用高通量测序方法,分析实验组小鼠海马miRNAs的表达水平,结合网络分析及富集分析方法得到关键miRNAs,并通过RT-PCR实验进行验证。结果：旷场实验中,焦虑模型组较正常模型组移动总距离（P<0.05）、中央格停留时间（P<0.01）及穿格次数（P<0.05）显著降低,经温胆汤治疗后,除总距离外均显著升高（P<0.05）;高架实验中,焦虑模型组较正常模型组开放臂进入次数百分比（P<0.05）和开放臂停留时间百分比（P<0.01）显著降低,经温胆汤治疗后均显著升高（P<0.01）;高通量测序结果显示,实验组重叠且方向一致的miRNAs有12个,其中显著差异的关键miRNAs共9个,注释得到353个靶基因。KEGG结果显示,miRNA可能通过MAPK信号通路、谷氨酸能神经通路、钙信号通路、mTOR信号通路参与调控过程。GO结果显示,miRNA可能通过DNA转录的正调控、突触囊泡胞外分泌的调节、突触前组装调节、神经元动作电位的传播、谷氨酸能突触参与调控过程。RT-PCR结果显示,温胆汤可能通过调控miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。结论：焦虑患者肠道菌群失常导致miR-7a-5p、miR-3077-3p、miR-26a-1-3p等miRNAs异常表达,温胆汤通过调节miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。     

黄鳝FOXL2启动子克隆和报告基因载体活性分析

本研究通过生物信息学软件预测黄鳝FOXL2 (Forkhead box L2)基因5′上游3 000 bp内的序列,通过聚合酶链反应从黄鳝的基因组DNA PCR扩增出启动子序列,并构建到PGL3-basic载体中,经KpnⅠ/HindⅢ双酶切和测序验证正确性,阳性克隆命名为pGL3-basic-FOXL2。将pGL3-basic-FOXL2和pRL-TK共转染HEK293细胞,采用双荧光素酶检测启动子活性。并采用gene-regulation.com网站的Alibaba2.1及The JASPAR database在线软件预测转录因子结合位点。结果表明成功克隆了FOXL2的启动子,荧光素酶检测结果表明启动子具有活性。同时预测了启动子上具有以下转录因子如GATA-1、Oct-1、AP-1、Sp1、C/EBPalpha、Ftz、Hb、GR、TBP、U SF、SOX9、E4、ER、RXR-beta、Pit-1a、HOX A4、HNF-1等的结合位点。为研究FOXL2参与细胞通路之间的调控研究提供了有力的工具。