三黄鸡是中国的优质地方鸡品种,因黄羽、黄爪和黄喙得名。然而,三黄鸡黄胫变“青胫”的异常现象一直是人们关注的问题,它严重降低了黄羽肉鸡的胴体质量和经济效益。在本研究中,首先系统地调查了鸡小腿异常肤色的原因。生理学解剖显示,鸡胫部皮肤异常主要是由于真皮下的黑色素沉积引起的。通过分析遗传(谱系和遗传标记)、环境(水质监测)和饲料成分(真菌毒素检测)等多种潜在原因,发现饲料中黄曲霉毒素B1(AFB1)严重超标,会伴随较高的L-2羟基苯丙氨酸(L-DOPA)(P<0.05)和黑色素含量(P<0.01)。因此推测过量的AFB1可能是导致小腿皮肤异常绿色的主要原因。
随后,进一步的结果表明,与正常的AFB1含量(<10μg kg-1)相比,高浓度的AFB1(>170μg kg-1)确实诱导了小腿胫部的异常皮肤颜色,且与黑色素沉积相关的MC1R和EDN3基因显著上调(P<0.01),酪氨酸酶(TyR)的含量和活性也显著增加(P<0.05)。同时,L-DOPA的含量和黑色素沉积也显著增加(P<0.01)。这也证实了过量AFB1对小腿皮肤黑色素沉积的影响。进一步的实验结果表明,AFB1对小腿皮肤黑色素沉积的负面影响可能会持续更长时间,不易消除。总之,本研究的结果解释了鸡小腿中异常AFB1相关青胫的发生及其可能机制。饲粮中过量的AFB1可能通过促进TyR含量和活性以及黑色素合成相关基因的表达,增加了鸡小腿中的L-DOPA含量和黑色素异常沉积。我们的研究结果有助于再次预警肉鸡生产中黄曲霉毒素B1危害。
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。
分子标记辅助选择(MAS)可以显著提高无核葡萄的育种效率,加快育种进程。本研究基于VviAGL11基因的单碱基突变位点(Chr.18:26889437(A/C))开发了KASP_VviAGL11和VviAGL11_410标记,并以SSR标记p3_VvAGL11、5U_VviAGL11标记作对比,分别在101份葡萄品种和81份葡萄F1杂交株系进行检测。结果认为KASP_VviAGL11和VviAGL11_410均检测出A等位基因时与葡萄无核性状紧密关联,且准确率为100%,而p3_VvAGL11、5U_VviAGL11由于容易产生假阳性导致准确率偏低。然后通过评估不同标记使用的技术优缺点,明确了KASP_VviAGL11标记具有更加简单、经济、高效、精确的优势。最终,本研究优化了以KASP_VviAGL11标记为核心的无核葡萄分子标记辅助选择育种过程,为加快无核葡萄新品种培育进程提供关键技术支持。
ω-3(亚麻酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸)和ω-6(亚油酸、花生四烯酸)多不饱和脂肪酸对人体的健康和正常生理功能至关重要。我们对鸡肉中亚油酸的含量进行了全基因组关联分析 (Genome-wide association study, GWAS)。本研究共鉴定到19个重要SNPs (Single nucleotide polymorphisms, SNPs),注释到绒毛蛋白样蛋白 (villin like, VILL)、磷脂酶C delta 1 (phospholipase C delta 1, PLCD1) 和氧化应激反应1 (oxidative stress responsive 1, OXSR1) 基因,这些SNPs形成了一个高度连锁的单倍型区间,并解释了亚油酸含量4.5%的表型变异。本研究发现,PLCD1基因表达与亚油酸含量呈负相关,即亚油酸含量低的鸡基因表达量高于含量高的鸡。通路富集分析结果表明PLCD1富集到代谢等通路。同时本研究发现亚油酸含量与挥发性物质(如辛醛等)相关,但与鸡肉中的肌内脂肪和甘油三酯无关。结果表明,PLCD1中存在调节亚油酸含量的关键SNP,它对脂肪沉积没有显著影响,但可能会影响挥发性物质的含量。
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。
WOX基因家族是植物特有的一类转录因子,该家族基因在植物生长发育过程发挥重要的功能。本研究在全基因组水平共鉴定到18个苹果WOX家族基因,通过构建系统发育树将这些基因分为三类,保守结构域和基因结构分析得到的分类结果与系统发育结果一致。同线性分析结果表明全基因组复制和片段重复在苹果WOX家族扩张中发挥重要作用。通过实时荧光定量分析,发现苹果WOX基因呈现组织特异性表达,同时MdWOX4a, MdWOX4b, MdWOX5b, MdWOX11/12a和MdWOX11/12b可能在不定根发生过程起到重要的作用。通过转基因烟草不定根发生能力分析,表明过表达MdWOX4b基因显著增强不定根发生能力。以上研究为以后进一步研究MdWOX基因在苹果砧木发育中的功能奠定了基础。
随着杂交小麦的应用面积逐渐增加,倒伏正在成为其获得高产的主要限制因素之一。然而,关于茎秆相关性状的配合力及其与抗倒伏杂种优势形成的研究较少。本研究,按照不完全双列杂交设计(NCII),以茎秆相关性状显著差异的3个不育系(母本)和8个恢复系(父本)为试验材料,配置24个杂交组合。对基部第二节间长度、基部第二节间抗折力等茎秆相关的8个性状开展主成分分析(PCA)、配合力分析及杂种优势分析。PCA结果表明,8个变量可被提取为两个主要因子,分别为正相关因子(因子1)和负相关因子(因子2),分别解释总变异的52.3%和33.2%。PCA和指标权重分析表明,因子1相关性状在抗倒伏优势形成中起主要作用,研究还表明,茎秆相关性状的遗传以加性效应为主。以恢复系R1,R4,R6及R7与不育系M3配置组合可获得具有较高抗倒伏能力的杂交组合,与其因子2相关性状具有较低的一般配合力效应(GCA),及因子1相关性状具有较高的GCA密切相关。杂种优势分析表明,因子1相关性状(除基部第二节间壁厚外)的GCA或特殊配合力效应(SCA)与抗倒伏杂种优势呈正相关关系。一般而言,抗倒伏杂种优势与不育系因子1相关性状GCA的相关系数显著高于其与恢复系的,此外,不育系因子1相关性状具有更高的方差值,表明,在配置杂交组合时应特别关注不育系因子1相关性状的选择。遗传分析表明,基部第二节间直径和重心高度的狭义遗传力明显低于其他性状(<60%),表明,在亲本选育时这两个性状适合在高世代进行选择。这些发现可为亲本选育和抗倒伏杂种优势的利用提供理论依据。
东北平原是中国最大的玉米产区。近年来滴灌技术开始在该区推广应用,以解决玉米生产中干旱频发和水分利用效率(WUE)低下的问题。为确定高效和环境友好的灌溉措施,2016-2018年针对滴灌结合不同农田保水措施进行了大田试验研究,处理如下:(1)塑料薄膜覆盖+滴灌(PI),(2)生物降解膜覆盖+滴灌(BI),(3)秸秆深翻还田+滴灌(SI),(4)浅埋滴灌(OI),以传统沟灌(FI)为对照。PI和BI处理根长密度(RLD)和营养生长期间土温较高,其产量、WUE和氮素利用效率(NUE)最高。与BI相比,PI处理在20-60 cm和60-100 cm土层中消耗了更多的土壤水分,且0-20 cm土壤上层根系较大,生殖生长期间土温较高,根系和叶片衰老进程加快。SI处理能有效提高土壤水分和硝态氮含量,促进深层RLD增加,从而维持了花后较高的生理活性。FI处理与滴灌相比,60-100 cm土壤深层硝态氮含量较高,增加了氮素淋溶损失的风险。0-20 cm土层中,RLD与产量、WUE和NUE极显著正相关(P<0.001),与根系氮利用效率(NRE)显著负相关(P<0.05),这一相关性随土层加深而减弱。在干旱条件下,降解膜覆盖与滴灌耦合有利于玉米稳产和提高土壤水氮利用效率,是一项东北区玉米可持续生产与环境友好的推荐技术。