Genetic variants and underlying mechanisms influencing variance heterogeneity in maize

Traditional genetic studies focus on identifying genetic variants associated with the mean difference in a quantitative trait. Because genetic variants also influence phenotypic variation via heterogeneity, we conducted a variance‐heterogeneity genome‐wide association study to examine the contribution of variance heterogeneity to oil‐related quantitative traits. We identified 79 unique variance‐controlling single nucleotide polymorphisms (vSNPs) from the sequences of 77 candidate variance‐heterogeneity genes for 21 oil‐related traits using the Levene test (P < 1.0 × 10^?5). About 30% of the candidate genes encode enzymes that work in lipid metabolic pathways, most of which define clear expression variance quantitative trait loci. Of the vSNPs specifically associated with the genetic variance heterogeneity of oil concentration, 89% can be explained by additional linked mean‐effects genetic variants. Furthermore, we demonstrated that gene × gene interactions play important roles in the formation of variance heterogeneity for fatty acid compositional traits. The interaction pattern was validated for one gene pair (GRMZM2G035341 and GRMZM2G152328) using yeast two‐hybrid and bimolecular fluorescent complementation analyses. Our findings have implications for uncovering the genetic basis of hidden additive genetic effects and epistatic interaction effects, and we indicate opportunities to stabilize efficient breeding and selection of high‐oil maize (Zea mays L.).     

A biotechnology‐based male‐sterility system for hybrid seed production in tomato

Incorporating male sterility into hybrid seed production reduces its cost and ensures high varietal purity. Despite these advantages, male‐sterile lines have not been widely used to produce tomato (Solanum lycopersicum) hybrid seeds. We describe the development of a biotechnology‐based breeding platform that utilized genic male sterility to produce hybrid seeds. In this platform, we generated a novel male‐sterile tomato line by clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR‐associated protein 9 (Cas9)‐mediated mutagenesis of a stamen‐specific gene SlSTR1 and devised a transgenic maintainer by transforming male‐sterile plants with a fertility‐restoration gene linked to a seedling‐colour gene. Offspring of crosses between a hemizygous maintainer and the homozygous male‐sterile plant segregated into 50% non‐transgenic male‐sterile plants and 50% male‐fertile maintainer plants, which could be easily distinguished by seedling colour. This system has great practical potential for hybrid seed breeding and production as it overcomes the problems intrinsic to other male‐sterility systems and can be easily adapted for a range of tomato cultivars and diverse vegetable crops.     

基于综合评价法的洞庭湖区绿地生态网络构建

绿地生态网络对于改善区域生态空间破碎化、生物多样性降低、生态系统服务供需不平衡及保障区域生态安全具有重要意义。本研究以洞庭湖区为例,在3S技术支持下,从生态系统服务功能、潜在生物多样性、形态空间格局的角度综合评价和识别生态源地及计算栅格单元的基本生态阻力;利用夜间灯光指数修正基本生态阻力;运用最小累积阻力模型识别生态廊道;构建加权评价模型,对源地的聚合度、离散度及廊道的生态连接贡献度进行评价;利用结构特征指数对综合网络、“源-汇”潜在网络及规划网络进行对比分析和评价。结果表明: 源地空间分布不均衡,林地、灌丛与水域三者面积之和占源地总面积的95.9%,位于研究区中部的洞庭湖湿地生态风险较高;源地离生态网络系统中心位置越近及到其他源地的平均最小累积阻力越小,聚合及离散的优势越强;高生态质量源地周围的中、高生态质量源地分布越密集,其聚合度、离散度越高;廊道离高生态质量的源地越近,表现为生态连接贡献度越大;林地、灌丛,尤其是河道在自然生态系统与人类社会系统之间起着非常重要的生态连接作用;“源-汇”规划绿道对“源-汇”潜在生态廊道形成了良好补充,与“源-汇”潜在网络相比,综合网络的α、β、γ、ρ指数分别提高123.1%、25.8%、26.2%、74.6%;与“源-汇”规划网络相比,α、β、γ、ρ指数分别提高了190.0%、31.1%、32.5%、114.6%。本研究结果能为洞庭湖区绿地生态网络构建、国土空间规划提供参考。     

防治苦瓜枯萎病的拮抗放线菌分离筛选及鉴定

以苦瓜枯萎病菌为靶标菌,通过对峙培养试验和发酵滤液抑菌试验对分离自苦瓜根际土壤的放线菌进行筛选。候选菌株0250具有广谱抗真菌活性,根据培养特征、生理生化特性以及与同源性相近的菌株进行平均核苷酸一致性分析,被鉴定为Streptomyces rhizosphaericus,并评估了该菌株在温室和田间对苦瓜的促生长和防治枯萎病效果。结果表明: 链霉菌菌株0250对苦瓜枯萎病菌的平板抑制率为69.2%,对17种植物病原真菌的平板抑制率达64.3%~85.6%;该菌株的菌悬液处理能促进盆栽和田间苦瓜植株根、茎生长发育,提升产量,对苦瓜枯萎病的防病效果分别为66.9%和61.5%。预先用菌株0250菌悬液处理土壤再接种病原菌,对土壤尖镰孢菌数量抑制率达62.1%,显著提高了苦瓜幼苗苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和β-1,3-葡聚糖酶活性以及根系活力。总之,菌株0250是一株对苦瓜枯萎病具有巨大生防潜力的放线菌资源。     

Cd污染及其与大气CO2浓度升高、N添加复合作用对大叶相思生长的影响

为了解Cd污染胁迫下树木对CO_2浓度升高、N添加及其复合作用的响应,应用开顶箱,探讨Cd及其与CO_2、N的复合作用对大叶相思(Acacia auriculiformis)基径、树高和生物量的影响。结果表明,Cd添加抑制大叶相思基径、树高和生物量的增长,并且具有时间滞后性;大气CO_2浓度升高、N添加及CO_2+N均有缓解Cd对植物生长抑制作用的趋势,其中, N添加更能促进大叶相思基径的生长,树高生长则对CO_2升高更为敏感;在Cd污染土壤中,N添加的缓解作用最显著。因此,氮肥管理是重金属污染土地修复初期促进植物修复的重要策略。     

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息, 为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用, 包括: (1)正确识别保护单元, 如排除隐存种和杂交种的影响; (2)确定优先保护单元, 包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等; (3)指导迁地保护; (4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向, 如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等, 期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。     

云南48种木兰科野生植物资源遗传多样性研究

为了解云南省木兰科（Magnoliaceae）野生植物资源的遗传多样性,利用ISSR分子标记技术对48种木兰科野生植物资源进行研究。结果表明,10对引物共扩增出151条带,均为多态性条带,多态性条带百分率为100%。总的观测等位基因数（N_a）为2.000 0,有效等位基因数（N_e）为1.564 5,Nei’s基因多样性指数（H）0.337 9,Shannon’s信息指数（I）为0.510 1。总的基因多样性指数（H_t）为0.368 0,属间基因多样性指数（D_st）为0.251 9,占68.4%,基因分化系数（G_st）为0.684 0,基因流（N_m）为0.231 0。UPGMA聚类分析将48种木兰科植物划分为7个类群,各类群并非按照属聚在一起,而是不同属植物相间分布,长喙厚朴（Magnolia rostrata）、素黄含笑（Michelia flaviflora）和球花含笑（M.sphaerantha）可能为云南省木兰科植物中的原始种。48种木兰科野生植物总体具有较高的遗传多样性,但属间遗传变异较高,基因流较小,存在遗传漂变的风险,聚类结果与刘玉壶的分类系统存在分歧,这从分子水平为木兰科植物间的起源、进化与分类提供了重要依据。     

复方泛影葡胺速率区带密度梯度离心法纯化衣原体

目的利用速率区带密度梯度离心法建立纯化高纯度、高感染力衣原体的方法。方法采用HeLa229细胞扩增衣原体,制作含有大量衣原体的细胞裂解液,以国产复方泛影葡胺作为介质,利用速率区带密度梯度离心法纯化衣原体,负染纯化产物后使用透射电镜观察形态,并将纯化产物感染HeLa229细胞,测定纯化产物的感染力。结果在透射电镜下观察,证实纯化产物为直径300 nm左右的高纯度原体。纯化产物的感染力为8.62×10~8 IFU/mL,证实该纯化产物具有高感染力。结论通过复方泛影葡胺速率区带密度梯度离心法,可获得高纯度、高感染力的衣原体,为开展衣原体感染机制、免疫反应等研究提供了有效而可靠的保证。     

淡紫紫孢菌PLF-1对感染尖刀镰孢菌百合种球的促生作用及其相关防御酶活性变化

为了探究淡紫紫孢菌(Purpureocillium lilacinum)PLF-1对百合种球的促生作用及对百合尖刀镰孢菌的防治效果,采用平板对峙法评估淡紫紫孢菌对尖孢镰刀菌的拮抗效果,以及淡紫紫孢菌对百合抗尖孢镰刀菌的抗性作用。同时监测百合种球中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性变化情况。研究结果表明：浓度为4.34×10⁴ CFU/mL和4.34×10⁵ CFU/mL的淡紫紫孢菌孢子悬浮液对百合种球表现为促进作用,浓度为4.34×10⁴ CFU/mL时最高茎长达11 cm。平板拮抗实验中该淡紫紫孢菌菌株能有效抑制尖孢镰刀菌生长,抑制率高达72%。接种淡紫紫孢菌和病原菌的百合种球茎长会增长37.6%,根长会增长33%。该菌株能提高感染尖刀镰孢菌百合种球中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,有效抑制尖刀镰孢菌的毒害作用,促进植株健康生长。     

肉类及肉制品中动物源性成分鉴别方法研究进展

肉类掺假问题直接影响着人类健康、公共卫生安全以及社会稳定等方面,成为当今食品安全热点话题之一,因此,高效、精确的肉类及肉制品中动物源性成分的检测鉴定势在必行。基于此,主要介绍了对于动物源性成分检测及鉴别的不同研究方法,分析了利弊,并对后续肉类及肉制品中动物源性成分的鉴别方法的研发方向进行了展望,以期为此领域提供资料性参考。