土壤调理剂中添加硅和有机肥可抑制重金属离子从土壤向作物的转移,但目前并不清楚硅和有机肥如何通过影响土壤性质和微生态环境进而减少水稻的镉积累。本研究通过两地田间实验分析了含硅和有机肥的L型土壤调理剂对细菌和真菌群落多样性、土壤pH、有机质及有效硅含量的影响。结果表明,随着土壤调理剂中硅和有机肥含量的增加,两个试验点的水稻产量分别增加了16.8%~25.8%和6.8%~13.1%, 稻米Cd含量显著降低了8.2%~21.1%和10.8%~40.6%。土壤微生物组学分析证明与镉吸附、螯合相关的Firmicutes和Actinobacteriota细菌和与大分子物质降解有关的Basidiomycota真菌种群丰度的增加,有利于抑制土壤中镉的活性(土壤ESC-Cd降低了14.4%~14.8%和18.1%~20.6%),这与施用土壤调理剂引起有机质和有效硅含量增加有关。总之,L型土壤调理剂中的有机质和硅可通过调节土壤中镉钝化优势菌群,降低土壤镉有效性,最终减少稻米镉积累。
H9N2禽流感病毒(AIV)已在全球家禽中广泛流行,并在人类和哺乳动物中引起零星的感染。本研究旨在了解H9N2AIV的遗传进化和流行病学特征。2019-2021年,从中国山东省采集136份疑似AI感染的鸡的组织样品,共分离出11株H9N2AIV。遗传进化分析表明,分离出的11株H9N2AIV的8个基因片段与欧亚谱系的几个亚谱系密切相关:BJ/94-like分支(HA和NA基因)、G1-like分支(PB2和M基因)、SH/F/98-like分支(PB1、PA、NP和NS基因)。所有分离病毒HA蛋白的裂解位点仅含有一个碱性氨基酸,表明它们都属于低致病性AIV。分离株表现出优先与类人受体 (HA) 结合和哺乳动物适应性(PB2、PB1和PA)的突变位点,从而增加了它们跨越物种屏障并引起人类感染的风险。此外,11株H9N2AIV还存在抗原位点和耐药性位点的突变,说明应及时评估疫苗的有效性,加强抗流感药物的研发。小鼠感染显示,4株H9N2AIV的致病性水平不同。从中国山东省采集的7237份鸡血清样品中,HI抗体平均滴度为8.49 log2,离散度为23.56%,抗体合格率为98.52%(≥4 1og2),表明山东省规模化养鸡场对H9N2AI的整体免疫效果较好。基于我们的结果,应该加强对H9N2AIV的流行病学监测。
建立一种同时鉴别诊断猪瘟病毒(classical swine fever virus, CSFV)、非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASF)和猪非典型瘟病毒(atypical porcine pestivirus, APPV)的快速、灵敏、有效的检测方法。依据GenBank中登录的CSFV (5¢ UTR)、ASFV (B646L) 和 APPV (5¢ UTR) 的高度保守基因序列分别设计和优化了多对特异性引物和Taq-man探针,以保守区基因序列分别制备三种阳性质粒,用矩阵法优化单重/多重荧光PCR的反应体系和条件,为避免荧光通道的交叉干扰多重荧光PCR扩增,结合所标记的荧光报告基团做颜色补偿试验,构建标准曲线的扩增图和对应的线性方程,并进行特异性、敏感性、重复性、符合性以及临床样本的检测等试验。三种病毒的标准曲线相关系数均达到0.995以上,具有良好的线性关系;与其它常见猪病无交叉扩增反应,具有很好的特异性;多重荧光PCR的最低检测量均为1 copy/mL,具有较高的敏感性;组内和组间的变异系数均小于1%,具有很好的重复性。该方法与CSF的国标(GB/T 27540-2011), ASF的国标 (GB/T 18648-2020),APPV的发明专利 (CN108611442A)检测样本盘的22个毒株样本符合率为100%。本研究建立的多重荧光PCR检测方法具有快速、高效、通量高、特异性好、灵敏度高等特点,可以对CSFV、ASFV和APPV病毒进行鉴别检测,为动物疫病的流行病学调查、疫情的检测提供一种新型的检测手段。本研究结合荧光PCR仪不同荧光通道设计CSFV、ASFV和APPV探针荧光信号强度较高且干扰较小的FAM、CY5和HEX报告基团,建立多重荧光PCR检测方法,用于同时鉴别诊断3种主要猪病毒的检测方法,在临床诊断中具有重要的应用价值。
小麦是世界上主要的粮食作物之一。为满足日益增长的人口对小麦的需求的增长,实现小麦等作物的产量最大化,挖掘并阐明增产基因的功能为基因工程育种提供基础显得尤为重要。来自玉米的bHLH转录因子ABP7参与调控籽粒发育,本文通过转基因小麦,研究了ABP7对小麦产量相关性状的影响。分子鉴定结果表明,HB123 和 HB287转基因系基因组中存在多拷贝ABP7基因插入,并且其具有较高表达量,而转基因系QB205为单拷贝插入同时其表达量与野生型材料无显著差异。田间试验表型分析表明,HB123 和 HB287转基因系的穗粒数、穗粒重、千粒重、粒长和粒宽等籽粒产量相关性状以及小区产量都得到了提高,而QB205并没有在这些性状上与野生型表现出差异。此外,HB123 和 HB287转基因系的旗叶中的总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b及总可溶性糖的含量相比于野生型材料都显著提高。总之,ABP7能够正向调控转基因小麦的籽粒相关性状并提高小区产量,可用于小麦增产育种。
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。
增加种植密度是提高玉米产量的一种有效途径。然而,高种植密度严重影响玉米生长发育,空秆则是限制粮食产量的重要因素之一。本研究中,我们对280份玉米自交系开展了多年田间耐密性鉴定,调查了正常密度(67500株/公顷)和高密度(120000株/公顷)种植条件下的空杆率。基于控制群体结构和相对亲缘关系(Q+K)的混合线性模型,利用776254个SNP标记进行全基因组关联分析(GWAS)。结果发现,共有20个SNP与正常密度和高密度下的空秆率相关,落于9个基因内,其中4个SNP在正常密度和高密度下均可被关联到;13个与空秆率比值(高密度/正常密度)相关的SNP,位于7个基因内。此外,代谢通路预测结果显示,谷氨酸和精氨酸等氨基酸代谢通路和MAPK信号通路可能在玉米密植中发挥重要作用。本研究结果为高密度种植下玉米耐受性的遗传基础提供了新的见解,有助于促进高产玉米育种。