月季是世界上最重要的观赏植物之一,具有极高食用和药用价值,还被全世界范围广泛种植用来提取精油。本研究采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用法对在云南西北地区发现的具有浓郁甜香的新物种——大花粉晕香水月季(Rosa yangii)不同开花阶段的花香成分进行提取和分析。共检测到113种挥发性有机化合物,从中筛选出69种芳香挥发物。我们发现大花粉晕香水月季的花朵在初开期产生和释放的挥发性有机物明显高于其他开放阶段,此阶段合成并保留了大量的花香组分,说明在工业生产时更适合在初开期采收花朵。气味活性值(OAV)分析表明,大花粉晕香水月季的主要芳香成分包括丁香酚、甲基丁香醇、苯乙醛和苯乙醇、庚醛、癸醛、(E)-2-己烯-1-基乙酸酯、石竹烯等。代谢组和时序基因共表达网络(TO-GCN)联合分析显示,苯类/苯丙类挥发性有机化合物合成途径上的基因和有机挥发物对其浓郁甜香起主要调控作用。MYB和bHLH可能是调控丁香酚合成酶(EGS)和异丁香酚合成酶(IGS)合成进而影响花香的重要转录因子。综上所述,本研究可为观赏植物芳香分子育种提供科学依据,并促进植物精油新原料在食品储藏、芳香疗法、化妆品和香料行业的开发利用。
本研究选取60只健康状况良好、体重(22.68±2.56 kg)相近的雄性小尾寒羊断奶羔羊,采用完全随机区组试验设计,将60只羔羊随机分为4组,每组15只。DOW替代精料的比例分别为0% (对照组, CON)、 10%(DOW1)、 15%(DOW2)和20%(DOW3)。饲养期共63 d,预试期15 d,正试期48 d,进行羔羊生长性能、血液指标、瘤胃发酵参数和瘤胃微生物菌群的测定。结果表明,DOW2组羔羊的干物质(DMI)摄入量显著高于其他组(P<0.05)。日增重 (ADG) 随着DOW替代精料比例的增加而呈线性增加或二次效应变化(P<0.05),DOW2组羔羊的ADG较对照组更高(P<0.05)。随着DOW替代精料比例的增加,羔羊血浆GH、IGF-1和Insulin的浓度(P<0.05)呈现线性提高或二次效应变化(P<0.05), 且DOW2组血浆激素含量显著高于对照组。随着DOW替代精料比例的增加,血浆尿素氮(BUN)的浓度(P<0.05)呈线性降低和二次效应变化。DOW替代精料可有效的调节瘤胃代谢及菌群变化。随着DOW替代精料比例的增加,瘤胃NH3-N的浓度在饲喂后0 h、4 h和8 h呈线性降低(P<0.05),在0 h和4 h时呈二次效应变化(P<0.05);在饲喂后0 h和4 h后总挥发性脂肪酸(TVFAs)含量呈线性增加(P<0.05);在饲喂0 h乙酸的含量呈线性增加(P<0.05),饲喂后4 h和8 h时呈二次效应变化(P<0.05);丙酸的含量在饲喂0 h,4 h和8 h时呈线性降低,乙酸/丙酸比例在0 h,4 h和8 h均呈线性增加(P<0.05)。DOW2组瘤胃中厚壁菌门(Firmicutes)、琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和反刍菌属(Ruminococcus_1)的相对丰度显著高于对照组,同时去铁杆菌门(Deferribacteres)、肠杆菌属(Intestinimonas)和反胃梭菌属(Ruminiclostridium)相对丰度显著低于对照组(P<0.05)。综上所述,麻山药下脚料可改善饲料适口性,增加DMI,进而调控瘤胃微生物菌群变化,提高瘤胃发酵效率,促进羔羊生长,在本试验条件下,综合生长性能、血液指标及瘤胃发酵参数,麻山药下脚料的适宜添加比例为15%。本试验首次对麻山药下脚料作为饲料原料对羔羊生长性能及瘤胃发酵参数进行了研究,为降低养殖成本,提高养殖效益,同时对农业废弃物的饲料化利用提供了思路。
微生物在胃肠道发育早期的定植和演替过程对于宿主免疫系统的发育十分重要。本试验以湖羊为研究对象,选择10只初生湖羊母羔(2.87 ± 0.28 kg),利用16S rDNA测序手段,测定0,3,10,20,30,45,60,90,120日龄羔羊粪便细菌区系,探究羔羊从出生至120日龄,体重、血清指标和粪便细菌群落的动态变化,及三者之间的关系。研究结果表明,羔羊生长性能、血清指标、粪便细菌群落和粪便细菌功能均受羔羊日龄的影响(P<0.05)。羔羊平均日增重在60-90日龄时最低(P<0.05),可能是断奶应激造成。羔羊的免疫反应在30日龄时最高,此时羔羊血清中免疫球蛋白(免疫球蛋白A,免疫球蛋白G,免疫球蛋白M)、细胞因子(白细胞介素-1β,白细胞介素-6,白细胞介素-12、白细胞介素-17、肿瘤坏死因子-α)和肠道通透性指标(D-乳酸和内毒素)水平高于其它日龄组(P<0.05)。各日龄组内粪便细菌群落相似性分析表明,同日龄组内相似性在断奶前较低,在断奶(60日龄)后显著增加(P<0.05)。各日龄与120日龄粪便细菌群落相似性表明,30日龄后,与120日龄的相似性显著增加(P<0.05)。粪便细菌属Lachnospiraceae UCG-010, Eubacterium coprostanoligenes group, Ruminococcaceae UCG-005, Ruminococcaceae UCG-009, Ruminococcaceae UCG-013, Ruminiclostridium 6, Ruminococcaceae UCG-008和Oscillibacter与血清中内毒素、D-乳酸、免疫球蛋白(免疫球蛋白A,免疫球蛋白G,免疫球蛋白M)、细胞免疫因子(白细胞介素-1β,白细胞介素-6,白细胞介素-12和白细胞介素-17)和肿瘤坏死因子-α水平呈负相关(P<0.05),并且这些属的相对丰度从45日龄时增加。本研究结果表明,与血清免疫指标相关属的相对丰度从45日龄起随羔羊年龄增加,羔羊出生至45日龄可能存在关键调控时期,为调控羔羊微生物以提高羔羊免疫性能提供机会。本研究分析比较了羔羊初生至120日龄,粪便细菌建立过程及其与羔羊体重和血清免疫指标的关系,分析发现了调控羔羊微生物区系的关键时期。
本研究比较了分别摄取了dsHvβ′COPI(外壳蛋白复合物I,β′亚基)和dsGFP的茄二十八星瓢虫(Henosepilachna viginitoctopunctata)转录组,以期了解外源dsRNA在茄二十八星瓢虫体内引起的脱靶效应。RNA-Seq结果显示,与dsGFP对照组相比,dsHvβ′COPI处理组中分别有63个上调和44个下调的差异表达基因(DEG)。通过荧光定量PCR(RT-qPCR)分析验证选取的DEG的差异表达,证实了转录组分析结果是可靠的。进一步的分析表明,在茄二十八星瓢虫转录组中没有与Hvβ'COPI同源的基因。此外,在转录组中未发现与dsHvβ'COPI连续匹配>11 bp的基因。我们选择了6个可能参与茄二十八星瓢虫中Hvβ'COPI所参与的代谢路径基因(Hvcitron、Hvhelicase、Hvtransportsase、Hvserine、Hvdynein和HvE3 ubiquitin)来检测dsHvβ'COPI可能引起的脱靶效应。利用RNAi评估这6个脱靶基因的沉默效率。然而,RNAi结果表明这6个基因的表达量虽下调,但对茄二十八星瓢虫无明显的致死作用。此外,本研究的结果将有助于将来RNAi介导的害虫防治的风险分析。
基因型填充已成为基因组分析中预处理的关键步骤,其准确性会直接影响下游分析。许多因素都会影响填充的准确性,其中,混合参考群体的填充倍受关注。这项研究旨在:评估填充及其影响因素之间的关系,以确保更高的填充精度;探索在参考群体中包含多个品种(系)是否有利于猪填充的准确性;选择具有良好填充效果的填充软件。在这项研究中,我们使用50K芯片数据,基于单品系(大白A系)和多品种(大白A系,大白B系,杜洛克,长白)参考群体评估了填充精度随验证群体标记密度、参考群体样本量、最小等位基因频率和参考群体组成四种影响因素的变化,并比较了Beagle 4.1、FImpute、IMPUTE2 和MaCH-Admix四种填充软件的填充准确率和运行时间。通过计算填充后SNPs和真实SNPs间的基因型一致率和皮尔森相关性获得填充精度。首先,我们通过随机缺失验证群体中20%、45%、70%、95%和99%的SNPs来模拟低密度芯片,以研究标记密度的影响。然后,我们从原参考群体中随机抽取8、86、173、434和868头猪作为新的参考群体来研究参考群体样本量对填充精度的作用。对于最小等位基因频率,SNPs按等位基因频率被分为7类,分别计算每类SNPs的填充准确性。结果显示,随着验证群体标记密度,参考群体样本量和最小等位基因频率增加,填充准确性增加。当参考群体为与验证群体品系一致的单品系群体时,填充准确性较高,其他品种(系)的添加会导致相对略差的填充结果。此外,随着参考群体中主效品系样本量的增加,填充准确性也会提高。在所有填充情景中,综合考虑填充精度和运行时间,Beagle 4.1和FImpute优于IMPUTE2 和MaCH-Admix。这项工作使从事相关研究的人员能够更直观地了解这些影响因素对填充的影响,并为实际猪育种中实施填充策略提供实践指导。
胃肠道真菌群落对于动物的健康和生长性能十分重要,但目前其在消化道内的定植过程尚不清楚。本研究目的是探究生长羔羊从出生至四月龄胃肠道真菌群落的发育规律。本实验选择10只初生湖羊母羔(2.87 ± 0.28 kg)作为实验动物,利用IT1S rDNA测序手段,测定0,3,10,20,30,45,60,90,120日龄羔羊瘤胃和直肠内容物真菌区系,联合随机森林分析,探究10只湖羊母羔从出生至4月龄瘤胃和直肠真菌群落的动态变化,确定真菌区系在胃肠道的建立过程。结果表明,随着羔羊日龄的增加,胃肠道真菌群落的组成、多样性和菌群丰度受到显著影响(P<0.05)。在门水平上,Ascomycota和Basidiomycota在瘤胃和直肠样品中均占主导地位。各日龄组内瘤胃真菌群落相似性在45日龄时显著增加(P<0.05),而各日龄组内直肠真菌群落相似性在60日龄后显著增加(P<0.05)。随年龄变化的属,Acremonium, Microascus, Valsonectria, Myrmecridium, Scopulariopsis, Myrothecium, Saccharomyces 和 Stephanonectria在瘤胃和直肠中均随羔羊年龄变化而改变,说明这些真菌可能在羔羊生长发育过程中起到关键性作用,并且说明上消化道的微生物可能会对下消化道的微生物区系产生影响。主坐标分析结果表示,瘤胃和直肠真菌群落存在显著差异(P<0.05)。本研究表明,真菌群落在胃肠道演替过程可以分为三个阶段:定植阶段(0-10日龄),过渡阶段(10-45日龄),和相对稳定的逐渐成熟阶段(45-120日龄)。本实验结果表明,羔羊的年龄和胃肠道的不同部位均会影响真菌群落组成,为真菌在羔羊早期生长发育过程的调控奠定理论基础。本研究较全面的比较分析了120日龄之前,湖羊羔羊胃肠道真菌建立过程和此过程中逐步行使主导作用的优势菌群,分析发现了不同日龄阶段胃肠道真菌结构的特征。
过氧化物酶体内基质主要包括氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等,它们调节细胞氧化稳态和功能,绝大部分的基质含过氧化物酶体靶向信号(PTS)并由PTS受体运输入内。本文研究发现过氧化物酶体靶向信号类型1(PTS1) 受体Pex5的缺失影响了病原真菌轮枝镰刀菌多种生物学功能,结果将有助于阐明 Pex5致病及产毒的分子机制,并为控制病害和减少伏马菌素 B1(FB1)的毒害提供理论依据。同源重组的方法构建FvPEX5敲除突变体(ΔFvpex5),继而构建敲除突变体的互补菌株。通过比较野生型,敲除突变体和互补菌株三者的表型,我们探究并验证FvPex5在轮枝镰刀菌中的生物学功能;进一步通过RNA-Seq 分析ΔFvpex5中表达差异的PTS蛋白,并结合GO和KEEG注释进而解析FvPex5影响生物学功能的原因。研究发现轮枝镰刀菌 PTS1受体 FvPex5 参与 PTS1 的定位、碳源和脂质的利用、消除 ROS、细胞壁应激反应、分生孢子的形成、FB1产生以及致病性。在ΔFvpex5 突变体,RNA-Seq 分析发现差异表达的PTS1、PTS2、 PTS 相关途径中的过氧化物酶体相关基因(PEX)和 FB1 毒素相关基因,并进一步通过RT-PCR 证实这些基因的差异表达。此外,结合GO和KEEG注释,发现ΔFvpex5突变体中差异表达的PTS1、PTS2基因在碳代谢、氮代谢、脂质代谢和氧化平衡等多种生化途径中富集。FvPex5 参与了 PTS 相关基因的调控,从而影响了轮枝镰刀菌的氧化平衡、FB1产量和致病性。本研究首次发现了FvPex5对伏马毒素FB1合成起调节作用,并首次对轮枝镰刀菌中的过氧化物酶体靶向信号(PTS)蛋白进行了预测及功能分析。
月季(Rosa cvs.)是世界上最重要的观赏植物之一。现代月季多为四倍体,其减数分裂过程中存在双减数分裂和优先配对,使得传统的连锁分析方法不能适用四倍体月季。因此,四倍体月季遗传图谱的构建工作既迫切又具挑战性。本研究以四倍体月季F1杂交群体为试验材料,通过简化基因组测序的方法构建遗传图谱。共检测到17,382个SNP标记,加上课题组前期开发的440个SSR和AFLP标记,利用GATK中同源四倍体的模型进行基因分型,最终获得6,885个高质量的标记。然后利用polymapR进行遗传连锁分析,构建了四倍体月季的高密度遗传连锁图谱。该图谱包含7个连锁群,6,842个标记,总图距为1,158.90 cM,标记间平均遗传距离为0.18 cM。随后对花瓣数量和花朵直径进行QTL分析,检测到1个与花瓣数量相关的主效QTL (qpnum-3-1),解释表型变异20.18–22.11%。检测到4个与花朵直径相关的QTLs,连续两年的花朵直径数据检测到1个主效QTL(qfdia-2-2)。本研究为现代月季分子标记辅助育种工作奠定基础,同时为其他同源多倍体的遗传分析提供借鉴。