大豆航天搭载SP4选择效果与SP2代变异率相关分析

摘要：为了明确大豆航天搭载早期世代农艺性状选择的依据,提高航天搭载育种早期世代选择效果。对6个大豆品种经过航天搭载后的SP2代变异率和SP4代选择效果进行了分析,结果表明遗传力高的SP2代的单株荚数和单株粒数2个农艺性状的变异率与SP4代入选单株数相关达到极显著水平;SP2代遗传力较高底荚高度和节间长度的变异率与SP4代入选单株相关达到显著水平,SP2代遗传力不高的植株高度和主茎节数变异率与SP4代入选单株相关不显著;SP2代对单株荚数、单株粒数、底荚高度、节间长度进行选择有效,而对植株高度和主茎节数选择效果不明显。     

航天诱导凤仙花SP3代子叶变化的研究

“神舟4号”搭载的凤仙花(Impatiens balsamina)种子经种植后获得SP3种子,发现SP3代子叶发生变异现象,在苗期的子叶数目和形态呈多种变化。除绝大多数为正常的2片大小相等的子叶外,还出现了少数三子叶、漏斗状子叶(杯状子叶)和联生子叶。在子叶的大小上,有的2片子叶大小基本相似,有的则差异明显。在子叶变异的植株中,有的植株叶片大小、花的形态和育性发生了变化,没有结果,不能通过有性繁殖后代。子叶的变异是遗传原因还是生理影响尚需进一步研究。     

航天诱变凤仙花SP2代形态变异的研究

对经“神舟4号”卫星搭载后的SP2代凤仙花的形态变异进行了研究。结果表明:子叶数目除有了两片的外,尚有三片和四片的。子叶形态上出现连生子叶、杯状子叶和大小不等子叶。真叶的形态上出现线状披针形,其小孢子母细胞减数分裂不正常,小孢子不育。花的结构上出现花瓣增多和花的叶化现象。茎的分枝上,有的不分枝,仅具主茎,有的分枝多达40枝以上。这些变化对研究和认识航天诱变育种有一定的理论和实际的意义。     

卫星搭载鸡冠花种子SP2代的生长、发育与性状变异研究

对卫星搭载处理的鸡冠花SP2代种子萌发、植株生长、开花以及主要性状在群体中的变异进行了观察.与对照比较,SP2种子发芽势提高,发芽率有所下降,萌发延迟.群体茎粗与对照相比显著增加;选择系在株幅、茎粗间出现了较大差异.在SP2株系间开花时间和花期出现了明显分离,株系群体中有花期明显提前和延迟的单株出现.20个株系中有16个株系的单株种子量比对照显著减少.在SP2株系中株高、株幅呈非正态分布,茎粗和花期呈偏正态分布.在处理的株系群体中有植株显著高大、多分枝、叶色、叶型、冠型、冠色及花期等显著性状变异出现,产生性状变异的单株频率为0.07％-1.26％,表明空间诱变所产生的变异性状开始在SP2代出现.     

烟草航天诱变突变体变异检测及分析北大核心CSCD

为预测控制烟草重要性状的关键基因并研究航天诱变机理,对经航天诱变选育的烟草突变体材料NC89-M与野生型NC89进行全基因组重测序,测序深度30×,并对各种类型变异进行检测注释。NC89中检测到单核苷酸多态性位点(SNP,Single nucleotide polymorphism)1848013个,小片段插入缺失(Indel,insertion-delection)398922个,结构变异(SV,Structure variation)41969个;NC89-M中检测到SNP 1876219个,Indel 402011个,SV 42699个。NC89-M和NC89对比共得到271655个SNP,分布在8378个基因上,23450个Indel造成2156个基因突变。分析结果表明,NC89-M中SNP变异数目最多,其转换类型和颠换类型的比值为2.053,说明航天诱变对烟草基因组的变异以单碱基突变为主,突变类型以转换为主;在Indel中,插入突变数目明显多于缺失突变,证明航天诱变造成的Indel中以插入突变为主;在SV中,航天诱变主要造成了插入、缺失、倒位、染色体内部迁移和染色体间的迁移5种结构变异类型;变异基因KEGG注释表明,与代谢通路和次生代谢产物合成两方面基因突变数目最多;变异基因功能注释表明,突变体中调控开花时间的MADS-box基因,调控侧生器官发育与叶缘形状的KNOX1基因和萜类化合物合成相关基因等发生了变异。     

珙桐果核形态变异与结籽率相关性的初步研究

2006年在对卧龙和绵竹两个种群珙桐果核形态变异和结籽率相关性研究的基础上,2007年进一步分析了卧龙种群珙桐果核形态变异的来源、单株珙桐果核形态变异和结籽率.结果表明:2006年卧龙种群果核长/直径的比值与结籽率呈低度负相关,r=-0.457;绵竹种群果核长/直径的比值与结籽率呈微弱负相关,r=-0.188.Gini 系数分析表明卧龙种群内珙桐果核的形态变异主要来源于单株间,这可能是由遗传因素引起的.卧龙种群内单株间结籽率存在差异,形成这种差异的主要原因可能是花粉限制.     

大豆滞绿(stay-green)突变体诱变后代表型性状变异分析

本文利用大豆滞绿突变体Z-94320经60Co-γ射线诱变的突变体后代M5、M6代为材料,进行两年的田间性状观察记录统计,用相关性分析、主成分分析、聚类分析对其17个主要表型性状统计分析。结果表明:诱变后代产生了丰富的变异,出现了多种种皮色和子叶色,产生了非滞绿性状,形成了各种生育周期,且分离出晚熟性状。通过相关性分析发现,单株粒重与株重、茎粗、主茎荚数、分枝荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、瘪粒荚数、虫食数呈极显著正相关,这些性状可以对产量进行预测;主成分分析在M5代提取出“产量因子”、“株型因子”、“粒荚因子”、“茎荚因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到70.50%,M6代提取出“产量因子”、“虫害因子”、“株型因子”、“茎杆因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到71.54%;聚类分析将M5、M6代材料分别划分为6类,发现同代中各类群农艺性状情况大致相似,但是各农艺性状在两代之间的变化明显,在株重、结荚高度、单株粒重等方面M6代显著高于M5代,并筛选出两株高产品系和一株特色滞绿品系。本研究逐步完善了对滞绿大豆突变体库的构建,为滞绿大豆诱变后代的遗传多样性研究提供了基础的数据分析。     

Na2CO3胁迫下甜菜幼苗根际土壤环境因子的变化及其相关性

以两个甜菜品种‘KWS0143’(耐盐碱性强)和‘Beta464’(耐盐碱性较弱)为对象,设置4个Na₂CO₃浓度处理[占土壤质量的0%(CK)、0.4%、0.8%和1.2%],采用盆栽方法研究甜菜幼苗时期植株干质量、根际土壤酶活性和微生物数量的变化.结果表明: 与对照相比,0.4%处理的植株干质量明显增加,而0.8%和1.2%处理显著受到抑制,且处理间差异显著. 不同处理下甜菜幼苗根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性表现出相似的变化规律,0.4%处理酶活性较对照有所增加但不显著;0.8%和1.2%处理则显著降低了酶活性,同时‘KWS0143’的土壤酶活性均高于‘Beta464’.与对照相比,0.4%处理土壤微生物群落没有显著变化;0.8%和1.2%处理的根际土壤细菌、真菌和放线菌数量显著减少,且‘KWS0143’的根际微生物数量高于‘Beta464’.两品种植株干质量、土壤酶和土壤微生物之间呈显著正相关;通径分析表明,‘KWS0143’植株干质量决定系数表现为:放线菌>细菌>过氧化氢酶>脲酶>真菌>碱性磷酸酶,‘Beta464’表现为:放线菌>过氧化氢酶>脲酶>真菌>碱性磷酸酶>细菌.     

植物光合与呼吸过程CO2及其δ13C的变异特征与影响因素研究进展

植物光合与呼吸作用是生态系统碳循环的关键过程,其CO₂ δ¹³C的变异特征与影响因素分析是解析植物碳分配模式、代谢关键过程以及生态系统光合与呼吸组分拆分的理论基础。然而,关于不同时间尺度上光合与呼吸CO₂及其δ¹³C的变异特征及其影响因素仍然缺少清晰认识。从植物碳过程及其同位素效应、观测技术与方法、变异特征与影响因素以及应用实践与研究进展等方面论述了植物光合与呼吸碳过程及其δ¹³C的时间变化特征,揭示了气孔、叶肉和羧化限制等生物因素以及温度、湿度和光照等非生物因素对碳过程及其同位素效应的影响。总结了存在的问题,并展望了未来的研究方向,以期为今后该领域的研究提供理论依据和有效支撑。     

我国亚热带毛竹林CO2通量的变异特征

2010年12月至2011年11月,利用涡度相关技术研究了我国亚热带(浙江)毛竹林生态系统的CO₂通量,分析了毛竹林净生态系统交换量(NEE)、生态系统呼吸量(RE)和生态系统总交换量(GEE)的变化.结果表明: 研究期间,毛竹林各月的NEE均为负值,7月最大,为-99.33 g C·m^-2,11月最小,仅-23.49 g C·m^-2,其变化曲线呈双峰型.各月CO₂通量平均日变化差异明显,9月最大,为-0.60 g CO₂·m^-2·s^-1,1月最小,为-0.30 g CO₂·m^-2·s^-1,且在NEE正负转换的时间点上呈明显的季节变化特征;全年RE呈单峰型变化,夏季最高、冬季最低,夜间RE与土壤温度呈极显著正相关.全年NEE、RE和GEE分别为-668.40、932.55和-1600.95 g C·m^-2·a^-1,NEE占GEE的41.8%.与其他生态系统相比,毛竹林的固碳能力极强.     

高粱高亲和硝酸盐转运蛋白NRT2/3基因家族鉴定、表达与DNA变异分析

硝态氮是作物吸收无机氮素的主要形态,硝酸盐转运蛋白2(nitrate transporter 2,NRT2)作为高亲和性的转运蛋白,以硝酸盐作为特异性底物,在可利用的硝酸盐受限时,高亲和性转运系统被激活,在硝酸盐吸收、转运过程中发挥着重要作用。大多数NRT2不能单独转运硝酸盐,需在硝酸盐同化相关蛋白2(nitrate assimilation related protein 2,NAR2)的协助下才能完成硝酸盐的吸收或转运。作物氮利用效率受环境条件影响,品种间存在差异,因此培育高氮素利用效率品种有重大意义。高粱(Sorghum bicolor)具有耐贫瘠特性,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。本研究结合高粱基因组数据库对NRT2/3基因家族成员基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构与跨膜结构域、信号肽与亚细胞定位、启动子区顺式作用元件、系统进化、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的识别与注释及选择压力进行了全面分析。通过生物信息学分析,筛选出5个NRT2s(命名为SbNRT2-1a、2-1b、SbNRT2-2–4)基因和2个NAR2s(SbNRT3-1–2)基因,较谷子略少。分布在3条染色体上,分为4个亚家族,同一亚族中基因结构高度相似;高粱NRT2/3亲水性平均值均为正值,表明均为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲占二级结构总量的比例大于70%;亚细胞定位均在质膜上,其中NRT2s蛋白不含信号肽,NRT3s蛋白含信号肽;进一步对其跨膜结构域进行分析,发现NRT2s家族成员跨膜结构域个数均大于10个,而NRT3s家族成员跨膜结构域个数为2个;高粱与玉米(Zea mays)NRT2/3s的共线性较好;蛋白结构域显示存在MFS_1和NAR2蛋白结构域,可执行高亲和力硝酸盐转运;系统进化树分析可知,高粱与玉米和谷子的NRT2/3基因亲缘关系更近;基因启动子顺式作用元件分析发现,SbNRT2/3基因的启动子区均具有数个植物激素和逆境应答元件,可以响应高粱生长和环境变化;基因表达热图显示低氮条件下在根诱导表达的是SbNRT2-1a、SbNRT2-1b和SbNRT3-1,推测可在高粱根部表达并调控对硝酸盐的吸收或转运过程。在SbNRT2-4和SbNRT2-1a等发现多个非同义SNP变异;选择压力分析表明,高粱NRT2/3基因家族在进化过程中受纯化选择作用。SbNRT2/3基因表达及蚜虫侵染影响与基因在不同组织中的表达分析结果一致,SbNRT2-1b和SbNRT3-1在感染蚜虫品系5-27sug根部表达显著,高粱蚜虫侵染叶片显著降低了SbNRT2-3、SbNRT2-4和SbNRT3-2的表达水平。本研究初步对高粱全基因组NRT2/3基因家族进行鉴定、表达与DNA变异分析,为高粱氮高效研究提供了基础。     

McAbGB2识别的乳腺癌血清抗原性质研究

对抗人乳腺癌血清抗原单克隆抗体GB₂（McAbGB₂）识别的抗原（McAbGB₂抗原）性质及含量进行了研究．结果表明,McAbGB₂抗原是由糖及蛋白质组成的复合蛋白质,不耐热;McAbGB₂抗原决定簇不存在于铁蛋白及癌胚抗原;蛋白质印边检测表明McAbGB₂抗原有两条区带,分子量分别为116及45ku,分布于血液及癌组织;用McAbGB₂进行血清学分析（ELISA试验）,结果表明：乳腺癌阳性符合率达98％（50／51）,正常人及乳腺良性肿瘤病人的假阳性率分别为6％（3／50）及6．7％（1／15）．McAbGB₂抗原可能是新的乳腺癌相关抗原．     

濒危植物马蹄参枝叶形态变异与环境因子的相关性分析

调查马蹄参在湖南、广东、广西、云南4省9个天然种群20项枝叶的形态指标在种群内和种群间的表型变异,运用相关分析揭示枝和叶形态指标间以及与环境因子之间的相关性,并进行聚类分析(UPGMA)和主成分分析.结果表明:各性状在种群内和种群间均存在一定变异性.广西花坪自然保护区两个种群(HP1,HP2)枝叶形态性状(尤其是枝)的...     

Cd2+、Al3+作用下蚕豆UDS与微核相关性分析及高等植物UDS技术初探

为探讨金属离子对高等植物非按期DNA合成(UnscheduledDNASythesis,简称UDS)和微核(MCN)的诱导作用、二者之间的关联性以及利用高等植物UDS技术检测环境诱变物的可行性,利用3HTdR前体掺入法研究了Cd²⁺、Al³⁺作用下蚕豆的UDS效应。结果表明,Cd²⁺、Al³⁺均能不同程度地诱导蚕豆UDS和MCN的发生;UDS量与微核率(MCNF)之间呈负相关(r<0),但相关不显着(|r|0.05),且二者间的相关程度在Cd²⁺和Al³⁺两种金属离子作用下没有显着差别(P>0.05);利用高等植物UDS技术检测环境诱变物质,在一定受检物剂量范围内是可靠的,但超过这个剂量范围,UDS技术无法检出.     

板栗与锥栗杂交F1代叶片表型变异及杂种优势研究

为探索栗属杂交F₁代幼林期叶片性状遗传变异规律及杂种优势,以板栗、锥栗种内和种间9个杂交组合235个杂交单株及其亲本为研究材料,利用巢式方差分析、Pearson相关性分析及主成分分析等统计学方法对其14个叶表型及光合生理性状进行分析。结果表明:①栗属杂交F₁代叶表型及光合生理性状存在丰富的遗传多样性,14个性状平均变异系数范围为4.40%~27.76%;②性状组合间表型分化系数VST均值为32.32%,组合内变异是主要的变异来源;③性状中亲优势率为-27.16%~90.53%,且不同组合性状杂种优势存在差异;④Pearson相关性分析结果显示14个性状中分别有46对和13对相关性达到极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05),其中叶长、叶宽等5个叶表型性状及叶绿素a、叶绿素b等4个光合生理指标相互间影响较大;⑤利用主成分分析法筛选出“魁栗×YLZ 15号”和“魁栗×YLZ 1号”两个优良杂交组合,其子代叶片具有叶面积大、干物质含量及光合有关色素含量高的特点,可为进一步筛选优良杂交子代提供主要素材。     

大豆11S球蛋白Gy5(A3B4)的基因克隆和序列分析

大豆11Ｓ球蛋白(Ｇｌｙｃｉｎｉｎ)是大豆种子的主要贮藏蛋白,分子量为360ｋＤ,由6对相同的蛋白亚基(每对亚基的分子量约60ｋＤ)构成。每对亚基又是由一个酸性Ａ肽(35～45ｋＤ)和一个碱性Ｂ肽(22ｋＤ)通过二硫键连接而成。Ａ肽和Ｂ肽源自同一个基因,即首先由一个大的Ｍｒ?..     

COVID-19疫情期间城郊森林公园O3变化对NO2减排响应的多重分形模式

COVID-19疫情的爆发使得大气NO₂排放量急剧减少,张家界城区O₃浓度也随之降低,然而城郊的国家森林公园内O₃浓度却有较大幅度升高。旨在基于多重分形去趋势互相关分析（MFDCCA）方法和自组织临界（SOC）理论来揭示疫情期间张家界不同生态功能区大气O₃浓度变化对NO₂污染急剧减排的不同响应机制。基于张家界3个大气监测站点（未央路、永定新区和袁家界）在疫情期间（2020年3月1日-5月31日）和非疫情期间（2019年同期） NO₂、O₃小时平均浓度数据,首先应用MFDCCA方法对NO₂和O₃互相关性的多尺度特征进行分析。研究结果发现,各站点NO₂和O₃之间的互相关性存在较强的长期持续性和多重分形特征。其中,疫情期间各站点NO₂和O₃互相关的长期持续性平均增强了19.4%,而多重分形性平均减弱5.7%,主要原因与疫情期间NO₂集中减排引起O₃大气化学反应的变化有关。进而,应用SOC理论对NO₂和O₃之间互相关长期持续性形成的宏观动力机制进行分析。结果发现,袁家界站点O₃演化处于自组织临界状态,SOC内禀动力机制是导致疫情期间张家界国家森林公园内O₃浓度增高的重要非线性动力学机制。而未央路和永定新区站点O₃演化处于亚临界状态,这也是导致城区站点O₃浓度减低的主要原因。正确识别森林生态系统中O₃演化的自组织临界特征,对于高浓度O₃生成的风险评估具有重要意义,有助于科学评估人类旅游活动对森林生态系统造成的影响。     

不同水生植物对景观水体CO2与CH4排放通量的影响

城市景观水体是大气CO₂与CH₄的排放热源,而水生植物作为景观水体的重要组成要素,对水体温室气体排放动态的影响并不清楚。选择重庆市观音塘国家湿地公园为研究区,利用漂浮箱法与顶空平衡法对观音塘水域7种不同水生植物分布区进行水-气界面CO₂与CH₄排放通量及CO₂、CH₄溶存浓度进行季节性监测,估算了植物传输对气体通量的贡献。结果表明：1)观音塘水体CO₂与CH₄浓度范围分别为8.0—341.8μmol/L和0.23—5.26μmol/L,排放通量分别为26.5—869.1 mmol m^-2 d^-1和0.40—11.15 mmol m^-2 d^-1,是大气净CO₂与CH₄排放源;2)观音塘开敞水区CO₂与CH₄排放通量低于大部分城市湖泊或景观水体...     

城市小型景观水体CO2与CH4排放特征及影响因素

淡水生态系统被认为是大气温室气体排放的重要来源,尤其在人类活动影响下,其排放强度可能进一步增强。城市小型景观水体是城市生态系统的重要组成,具有面积小、数量大以及人类干扰强的特征,其温室气体排放特征及影响因素尚不清楚。选择重庆市大学城8个景观水体和周边2个自然水体为对象,于2019年1、4、7、10月,利用漂浮箱和顶空法分析了水体CO₂与CH₄的溶存浓度及排放通量,旨在揭示城市小型景观水体CO₂与CH₄排放强度、时空变异特征以及影响因素。结果表明,10个小型水体CO₂、CH₄的溶存浓度范围分别为10.75-116.25 μmol/L和0.09-3.61 μmol/L（均值分别为（47.6±29.3）μmol/L、（1.13±0.56）μmol/L）,均为过饱和状态;漂浮箱法实测的8个景观水体CO₂和CH₄排放通量均值分别为（72.7±65.9）mmol m^-2 d^-1和（2.31±3.48）mmol m^-2 d^-1（顶空法估算值为（69.7±82.0）mmol m^-2 d^-1和（3.69±2.92）mmol m^-2 d^-1）,是2个自然水体的3.5-6.1和2.0-4.5倍,呈较强的CO₂、CH₄排放源;居民区景观水体CO₂和CH₄排放略高于校园区,均显著高于对照的自然水体;CO₂排放夏季最高,秋季次之,冬、春季最低,CH₄呈夏季>秋季≈春季>冬季的季节模式,温度和水体初级生产共同影响CO₂和CH₄排放的季节模式;水生植物分布对景观水体CO₂、CH₄排放有显著影响,有植物分布的水域比无植物水域平均高1.97和2.94倍;漂浮箱法和顶空法测得气体通量线性关系较好,但顶空法测得CO₂通量在春季明显偏低,而CH₄则普遍偏高。相关分析表明,景观水体碳、氮浓度、pH值以及DO等对CO₂排放具有较好的指示性,CH₄排放通量主要与水体中碳、磷浓度有关。城市小型景观水体CO₂、CH₄排放通量远高于大部分已有自然水体的研究结果,呈一种较强的大气温室气体排放源,在区域淡水系统温室气体排放清单中具有重要贡献,未来研究中应给以更多关注。     

磷脂酶A2亚型及其与男性生殖相关性研究

磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)是参与细胞代谢活动、信号转导等过程的重要酶类之一,广泛分布于哺乳动物机体内。随着对磷脂酶A2研究的深入,目前已有30余种磷脂酶A2亚型被逐一鉴定,磷脂酶A2亚型与男性生殖相关性研究也有了新的发现。该文通过对磷脂酶A2的最新亚型分类及其特征、磷脂酶A2在男性生殖系统中的分布、磷脂酶A2参与精子顶体反应及其信号转导通路以及与男性生殖相关的磷脂酶A2亚型等内容进行分析,研究磷脂酶A2在男性生殖系统中发挥的作用及其机制,为男性不育的诊断和治疗提供理论依据和思路策略。