燕麦分子育种研究进展

燕麦是一种主要生长在温带冷凉地区的粮饲兼用作物,近年来燕麦的营养价值和降低胆固醇特性的发现使人们认识到燕麦及其制品是一种健康食品,促进了燕麦产业发展,对燕麦品种培育提出了更高要求。在此背景下,现代生物技术与常规育种技术结合是满足这一需求的重要途经。本文综述了国内外燕麦分子育种方面的研究进展:(1)我国燕麦种质资源的收集与遗传多样性研究。我国的燕麦种质资源收集工作起始于20世纪50年代,迄今收集并保存了5282份燕麦种质资源。对这些资源的遗传多样性分析研究表明,国内的燕麦种质资源中内蒙古和山西的资源多样性最高;(2)利用各种分子标记构建燕麦遗传连锁图谱研究;(3)一些重要农艺性状的QTL定位研究以及全基因组关联分析研究。包括产量、含油量、β-葡聚糖含量、蛋白质含量、抽穗期、抗病基因、抗冻性等重要农艺性状;(4)标记辅助基因组选择技术在燕麦中的应用;(5)燕麦遗传工程育种研究进展。同时,本文将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了比较,并对当前分子育种中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨,希望能为今后通过生物技术手段培育燕麦新品种提供一定的参考。     

脊椎动物FoxO基因亚族的进化

本研究以脊椎动物FoxO作为研究对象,选取NCBI上公布的多个FoxO基因编码蛋白的核苷酸序列,重点分析Fox O蛋白质结构和功能的相似性与差异性,重建FoxO基因的系统发育树并进行选择压力分析,对FoxO基因亚族的起源和进化进行研究分析。结果显示:脊椎动物FoxO蛋白间Forhead结构域十分保守但核定位信号区结构差异较明显,尤其是FoxO6蛋白,并且多个磷酸化位点在哺乳动物FoxO6中缺失,削弱核输出信号,但在斑马鱼和原鸡的FoxO6中未缺失这些位点,推测其胞质定位调控作用仍十分重要。FoxO3中多个磷酸化位点可能与寿命延长作用相关。系统发育树表明FoxO1是FoxO基因的祖先基因,不同FoxO基因进化速率不同。选择压力分析结果显示FoxO基因过程每个位点经历不同的选择压,并且获得25个正选择位点,这些正选择位点可能对FoxO不同基因的形成和新功能的产生中具有十分重要的作用。     

新疆野苹果作为苹果砧木利用的研究进展

新疆野苹果是我国重要的野生果树资源,在栽培苹果起源研究和砧木利用方面有重要价值。本文在收集整理近年来有关新疆野苹果大量文献的基础上,从苹果砧木利用角度,就新疆野苹果对主要生物逆境、非生物逆境的抗性以及与主栽品种的嫁接亲和性进行了综述,以期为相关研究提供参考。     

2型糖尿病小鼠模型构建的研究进展

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)的病因主要在于细胞控制动态平衡能力的缺失,以及这些细胞所构成的组织或器官功能的失调。为了更好地研究和治疗2型糖尿病,人们借助不同动物模型去了解不同细胞、组织和器官的功能。在动物模型的选择上,小鼠因为其基因和表型能很好地模拟2型糖尿病而被广泛使用。2型糖尿病小鼠模型种类繁多,包括:自发突变性模型、热量过量性模型、外科和化学诱导性模型、常用转基因小鼠模型、专门用于研究环境对基因影响性的模型、CRISPR-Cas9构建模型以及特定的糖尿病肾病模型。本文就2型糖尿病现有的小鼠动物模型及其构建的方式给予简要综述,以期帮助广大科研工作者了解并更好地选择2型糖尿病小鼠实验模型。     

Evolutionary history and climate conditions constrain the flower colours of woody plants in China

进化历史和气候条件共同影响中国木本植物花色的分布 本研究以中国木本植物为研究对象,主要探讨两个问题：(1)不同生活型物种花色组成的差异;(2)生物地理区、进化年龄和气候条件对不同花色地理分布格局的影响。研究使用7673种木本植物的物种分布数据和花色信息(分为白色、红色、黄色、黄绿色、绿色和蓝紫色),并结合属级系统进化树来比较不同生活型(包括灌木、乔木和藤本)物种花色组成的差异,分析不同生物地理区、进化年龄和现代气候对花色地理格局的影响。研究结果表明,与乔木和藤本植物相比,灌木具有更高比例 的由花青素着色的红色花和蓝紫色花物种。中国木本植物的花色地理格局受到区域效应和现代气候(尤其是降水和UVB辐射)的共同影响。倾向于蜂媒传粉的黄色花和蓝紫色花物种和由花青素着色、耐环境胁迫的红色花和蓝紫色花物种比例在中国西北部地区更高。绿色花物种的进化起源更早,但进化时间对花色地理格局的解释力很弱。这些结果说明中国木本植物花色的地理格局受到进化历史和现代环境的共同影响。     

Molecular Population Genetics of Rice Domestication

Domestication is a selection process that genetically modifies species to meet human needs. A most intriguing feature of domestication is the extreme phenotypic diversification among breeds. What could be the ultimate source of such genetic variations? Another notable outcome of artificial selection is the reduction in the fitness of domesticated species when they live in the wild without human assistance. The complete sequences of the two subspecies of rice cultivars provide an opportunity to address these questions. Between the two subspecies, we found much higher rates of non‐synonymous (N) than synonymous (S) substitutions and the N/S ratios are higher between cultivars than between wild species. Most interestingly, substitutions of highly dissimilar amino acids that are deleterious and uncommon between natural species are disproportionately common between the two subspecies of rice. We suggest strong selection in the absence of effective recombination may be the driving force, which we called the domestication‐associated Hill‐Robertson effect. These hitchhiking mutations may contribute to some fitness reduction in cultivars. Comparisons of the two genomes also reveal the existence of highly divergent regions in the genomes. Haplotypes in these regions often form highly polymorphic linkage blocks that are much older than speciation between wild species. Genes from such regions could contribute to the differences between indica and japonica and are likely to be involved in the diversifying selection under domestication. Their existence suggests that the amount of genetic variation within the single progenitor species Oryza rufipogon may be insufficient to account for the variation among rice cultivars, which may come from a more inclusive gene pool comprising most of the A‐genome wild species. Genes from the highly polymorphic regions also provide strong support for the independent domestication of the two subspecies. The genomic variation in rice has revealing implications for studying the genetic basis of indica‐japonica differentiation under rice domestication and subsequent improvement.     

黄瓜贴接苗砧木子叶淀粉代谢的动态变化特征

该研究以黄瓜品种‘中农18号’、南瓜砧木品种‘京欣砧5号’为试验材料,以南瓜自根苗(P)和去除1片子叶及生长点的南瓜苗( /P)为对照,采用单子叶贴接法进行黄瓜/南瓜异体嫁接(C/P)和南瓜/南瓜自体嫁接(P/P),测定嫁接后砧木子叶形态指标和淀粉代谢的动态变化,分析嫁接后去除砧木子叶对嫁接苗生长发育的影响,以揭示砧木子叶淀粉代谢在黄瓜嫁接苗生长中的作用,为黄瓜嫁接苗的壮苗培育提供理论依据。结果显示：(1)贴接后,C/P、P/P和 /P砧木子叶鲜质量和面积显著增大,且增加量依次递减,表现为 /P > C/P > P/P > P。(2)贴接后,C/P和P/P砧木子叶中淀粉含量在嫁接后0~3 d时降低,之后迅速升高,至嫁接后13 d再次逐渐降低,且C/P砧木子叶淀粉含量及其淀粉分支酶(SBE)和水解酶(β AL)活性均显著高于P/P。(3)在嫁接后0~10 d 去除砧木子叶可显著抑制C/P嫁接苗接穗和根系生长,减弱根系活力,同时降低根系可溶性糖含量及其CWIN、HXK基因表达水平,并以嫁接后0 d 去除砧木子叶的抑制效果最显著。研究表明,黄瓜C/P单子叶贴接苗中,砧木子叶作为贮存器官,在幼苗生长早期以淀粉形式储存光合产物,之后淀粉水解成单糖为嫁接苗接穗和根系快速生长提供物质和能量。     

我国丹顶鹤栖息地选择研究进展

丹顶鹤(Grus japonensis)是我国Ⅰ级重点保护野生动物,被世界自然保护联盟列为濒危物种。本研究通过搜集和整理2000至2017年丹顶鹤栖息地选择和生境适宜性相关文献,分析了丹顶鹤在繁殖期、迁徙期、越冬期的栖息地选择,发现丹顶鹤在这三个时期的最偏好生境均为芦苇沼泽或芦苇滩,回避人为干扰较为严重的居民点、道路、盐田等生境。通过梳理丹顶鹤繁殖地、中途停歇地、越冬地的栖息地变化及其原因,发现丹顶鹤栖息地变化是自然因素和人为因素共同驱动的结果,以人为因素为主。本研究希望为科学评价栖息地变化对丹顶鹤野生种群的影响、针对性地开展栖息地保护管理工作、促进丹顶鹤野生种群健康可持续发展提供依据。     

郑州地区夜鹭的求偶行为

2003年及2004年3~6月在河南郑州市区对夜鹭(Nycticorax nycticorax)的求偶行为进行了观察。结果表明,3月中旬至5月底雄性夜鹭表现出占区及固定的仪式化求偶行为,主要包括伸展炫耀、扬举炫耀、炫耀羽毛和配偶形成后的相互爱抚4个方面,其中前两种行为是夜鹭主要的求偶行为。在营巢地,求偶行为从早上日出之前夜鹭觅食归来开始,一直持续至日落前后。夜鹭的配偶选择包括雄性之间对巢区的竞争、雄鹭与雌鹭的相互选择等一系列过程。     

大兴安岭原麝冬季的生境选择

2005年3～4月和2006年3月,在黑龙江省大兴安岭呼中自然保护区,采用机械布点法随机设置样线,对原麝(Moschus moschiferus)冬季生境选择进行了研究。对海拔、乔木密度、雪深、隐蔽度、食物丰富度、坡度和倒木数量进行2个独立样本的Mann-Whitey U检验,找出生境利用样方与任意样方的生态因子的差异。U检验的结果表明,原麝冬季喜欢活动在相对海拔高、乔木密度小、雪层浅、隐蔽度高、坡度陡且喜食食物丰富的区域;对植被类型、坡位、坡向、距水源距离、距人为干扰距离、动物干扰和碎石坡7个名词性变量采用卡方(Chi-square)统计进行显著性检验,卡方检验的结果表明:原麝冬季偏好远离人为干扰、接近碎石坡、阳坡和其他动物干扰较少的针阔混交林中;对以上14个生态因子进行主成分分析,结果表明,前6个特征值的累计贡献率达到72·318%,可以较好地反映原麝生境特征,根据主成分分析结果,将原麝冬季生境选择影响因子分别命名为空间因子(海拔、坡度、距碎石坡距离)、干扰因子(距人为干扰距离、距水源距离)、坡向因子(坡向、乔木密度)、坡位因子(坡位、动物干扰)、食物因子(食物丰富度、隐蔽度)和倒木因子(倒木数量)。