叶形是影响陆地棉植株冠层结构和产量的重要农艺性状,同时还与光合效率密切相关,是棉花高光效育种研究的重点。陆地棉叶形根据叶裂深度可分为常态叶、亚鸡脚叶、鸡脚叶和超鸡脚叶,主要由D基因组L-D1位点的等位基因调控,其对陆地棉叶片形态、冠层结构和光合产量的影响尚不清楚。本研究利用病毒诱导基因沉默技术(VIGS)及叶形参数分析发现L-D1等位基因对叶形的调控具有基因剂量效应;打顶前,鲁棉研22亚鸡脚叶品系叶面积系数比常态叶品系分别减少8.54%和4.91%,打顶后分别减少8.48%和11.19%;中部冠层透光率打顶前后分别增加71.35%和134.88%,下部冠层透光率打顶前后分别增加123.14%和41.81%;鲁棉研28号遗传背景下,亚鸡脚叶系中部冠层透光率打顶前后分别增加38.88和93.10%,下部冠层透光率打顶前后分别增加28.15和118.62%。鲁棉研22亚鸡脚叶系净光合速率在大部分生育期内可提高0.93~12.45%,在鲁棉研28遗传背景下可提高7.12~13.84%。在两种遗传背景下,亚鸡脚叶品系的最终生物量比常态叶对照分别增加9.43和19.35%,产量也分别增加8.6和7.05%,且同时对纤维品质无不良影响。
高谷物日粮诱导的亚急性瘤胃酸中毒(SARA)会损害反刍动物的瘤胃上皮屏障功能,但SARA是否会持续性损害瘤胃上皮屏障的形态结构和功能还尚不清楚。本研究旨在以泌乳山羊为动物模型,研究SARA是否对瘤胃上皮的形态结构、通透性及参与上皮屏障功能的关键基因表达具有持续性影响。选取12只安装有永久性瘤胃瘘管的泌乳中期奶山羊,随机分为对照组(Ctrl,n=4)和SARA组(n=8),对照组试验动物饲喂NFC/NDF比为1.40的基础饲粮,SARA组依次饲喂NFC/NDF比为1.40、1.79、2.31和3.23四种饲粮诱导试验动物发生SARA。SARA诱导成功后从SARA组中随机选取4只患病动物让其自由采食混合粗饲料4周使其恢复,即post-SARA组。采用pH值监测系统连续监测瘤胃pH值以判定SARA的严重程度。采集瘤胃腹囊上皮组织,利用透射电镜、尤斯灌流室、PCR和Western blot等先进技术检测瘤胃上皮的形态结构和功能。结果表明:与对照组相比,(1)SARA组瘤胃上皮乳头长度、宽度、表面积和角质层厚度显著增加(P<0.05),棘基层厚度和上皮总厚度则显著降低(P<0.05)。post-SARA组这些参数则趋向于恢复到对照组水平(P>0.05)。同时透射电镜结果显示,SARA减少了瘤胃上皮紧密连接数量,加宽了上皮细胞之间的间隙。(2)SARA组和post-SARA组瘤胃上皮短路电流(Isc)、组织导电性(Gt)以及辣根过物氧化酶(HRP)通过瘤胃上皮的流速均显著增加(P<0.05),这表明SARA可引起瘤胃上皮通透性持续升高,进而导致其屏障功能长期受损。(3)SARA组和post-SARA组瘤胃上皮紧密连接蛋白CLDN1, OCLN and ZO-1的mRNA和蛋白表达量均极显著下调(P<0.01)。由此可见,SARA可导致瘤胃上皮屏障结构和功能持续受损,这与瘤胃上皮紧密连接蛋白表达下调密切相关,而且瘤胃上皮屏障功能的恢复滞后于形态结构的恢复。