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期刊信息/Journal information
中国农业科学
中国农业科学院
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路文如

半月刊

0578-1752

zgnykx@mail.caas.net.cn

010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
正式出版
收录年代

    桃果实单果重及可溶性固形物含量的全基因组选择分析

    曹珂陈昌文杨选文别航灵...
    951-963页
    查看更多>>摘要:[背景]桃单果重和可溶性固形物含量(SSC)是育种家关注的两个重要的数量性状,受到多个微效基因的控制,难以通过单个标记进行早期筛选.全基因组选择作为一种新颖的数量性状早期预测工具,在果树上已经有了初步应用,但其在桃上的应用效果以及影响预测准确性的因素仍需要深入探讨.[目的]建立桃单果重和SSC的全基因组选择技术,为桃高效分子育种技术体系的建立奠定基础.[方法]以520株训练自然群体为试材,通过重测序筛选出的48 398个SNP进行分型,在11个全基因组预测模型中分别筛选出两个数量性状适宜的模型,进而在56株自然群体和1 145株杂交群体上进行应用.[结果]3类群体的平均测序数据量在1.95-3.52 Gb,测序深度为5.29-10.79×.训练自然群体经与参考基因组比对,共得到5 065 726个SNP,去除缺失率较高(>20%)、最小等位基因频率过低(<0.05)的位点后,随机挑选基因组上48 398个SNP用于训练群体的全基因组选择模型构建.单果重预测精度最高的模型是BayesA,SSC预测精度最高的模型为randomforest.分别利用两个数量性状最适的模型进行预测,发现在自然群体中,单果重的预测精度为0.4767-0.6141,高于SSC的0.3220-0.4329;而在杂交群体中,单果重的预测精度为0.2319-0.4870,同样高于SSC的0.0200-0.2793;该结果也表明利用训练自然群体构建的预测模型在预测自然群体上应用的精度高于杂交群体.进而以单果重为例,发现当育种目标是大果时,全基因组选择仅需保留17.78%的单株,效率明显高于单标记和双标记筛选.同时探讨了群体离散程度、遗传力和群体结构等对预测精度的影响,发现预测精度可能受到上述因子的综合影响.[结论]本研究筛选出桃果实单果重和SSC适宜全基因组选择模型,表明该方法的选择效率明显高于单标记筛选,研究结果为两个数量性状的高效分子辅助育种奠定了理论和技术支撑.

    单果重可溶性固形物含量全基因组选择早期预测

    '仓方早生'桃及其早熟芽变不同发育时期果实的转录组分析

    彭佳伟张叶寇单单杨丽...
    964-980页
    查看更多>>摘要:[目的]通过对桃品种'仓方早生'及其早熟芽变不同发育时期的果实进行转录组分析,挖掘参与调控桃果实成熟的关键因子,为深入研究桃果实成熟调控机理提供理论依据.[方法]以桃品种'仓方早生'及其早熟芽变为试材,每个品种分别选择长势一致的样品树5株,分别于花后30 d(对应'仓方早生'c1、早熟芽变y1)、45 d(对应c2、y2)、59 d(对应c3、y3)、71 d(对应c4、y4)及89 d(对应c5)对不同发育时期的桃去皮果肉进行取样和转录组测序,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的差异表达基因进行定量验证;利用GO和KEGG对'仓方早生'及其早熟芽变的差异表达基因进行分析;基于差异表达基因构建加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),从中鉴定出与果实成熟密切相关的枢纽模块和枢纽基因.[结果]将处于果实相同发育时期的转录组数据进行比较,得到y1与c1、y2与c2、y3与c4和y4与c5四组对比数据,共筛选出差异表达基因4 395个,其中上调表达基因2 212个,下调表达基因2 183个.其中包括10个乙烯、11个脱落酸和18个生长素合成及其信号转导途径基因,并构建了 10个IAA蛋白与预测互作ARF蛋白间的相互作用网络.由GO分类统计结果可知,差异表达基因在生物过程板块主要集中于细胞过程、代谢过程和单体过程;在细胞组分板块主要聚集于膜和细胞组分;在分子功能板块主要富集于结合蛋白和催化活性等方面.'仓方早生'及其早熟芽变果实的差异基因主要集中在y3与c4和y4与c5对比组中,这些差异基因大多被富集到分子功能中结合活力、氧化还原酶活性等方面.对差异表达基因进行KEGG通路分析表明,在果实生长发育成熟过程中伴随着多种次生代谢产物的变化,如倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、类胡萝卜素的生物合成和a-亚麻酸代谢等.同时,本研究发现生长素信号转导途径在不同时间节点均有富集,这意味着植物激素信号转导通路对果实成熟具有极为重要的作用.[结论]在'仓方早生'及其早熟芽变不同发育时期果实的差异表达基因中,大量激素信号转导途径基因特别是生长素信号途径基因发生了富集,这些基因可能在调控果实发育中具有重要作用,可对这些候选的IAA和ARF功能及其如何通过相互作用调控果实成熟的机制进行进一步的解析.

    果实成熟转录组分析加权基因共表达网络分析

    荞麦多酚干预对高脂膳食诱导小鼠的降脂作用及其调控机制

    姚轶俊鞠兴荣王立峰
    981-994页
    查看更多>>摘要:[背景]目前已有相关动物实验证实荞麦对于高脂膳食引起的肥胖和脂代谢紊乱具有良好的干预作用.同时研究表明,棕色脂肪适应性产热可以有效改善人体能量新陈代谢.因此,增加棕色脂肪活性、促进白色脂肪棕色化可作为一种预防肥胖和改善能量代谢疾病的有效途径.[目的]采用原粮及从荞麦中鉴定出的4种主要酚类物质按在原粮中的含量比例配制成多酚干预物进行干预,研究荞麦多酚通过调节白色脂肪棕色化对高脂膳食小鼠的干预及改善作用,系统研究荞麦中发挥降脂功能的主要酚类物质及其对脂代谢的调控机制.[方法]通过UHPLC-Q-Orbitrap质谱结合数据库对荞麦多酚提取物中的酚类物质进行鉴定,并通过相对定量将其中含量最多的主要多酚按其在荞麦原粮中的含量比例配制成多酚复合物.通过添加荞麦饲料以及荞麦多酚复合物干预C57BL/6J小鼠饮食,研究荞麦酚类物质改善脂质代谢的作用.以10%、20%、40%比例的荞麦替换基础饲料和2.5mg·mL-1荞麦多酚复配物对小鼠进行饮食干预,探究荞麦对小鼠体重、脏器指数和血脂水平的调节作用.并通过Western-blot和q-PCR探究荞麦饲料及多酚干预对小鼠皮下脂肪组织中与产热相关的蛋白及基因表达的影响.[结果]通过UHPLC-Q-Orbitrap质谱鉴定出荞麦多酚提取物中的20种酚类化合物,其中含量最高的4种酚类化合物羟基肉桂酸、槲皮素、滨蒿内酯和芦丁含量达到酚类总量的80%以上,为荞麦中的主要酚类物质.在饮食干预39 d后,与高脂饮食组相比,添加荞麦饲料以及荞麦多酚干预对小鼠的体重、肝脏指数以及血清中甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、谷草转氨酶和谷丙转氨酶的增加有显著的抑制作用,并且随着荞麦添加量的提高,其抑制作用也增加.同时,添加荞麦饲料以及荞麦多酚干预对小鼠肾脏指数、高密度脂蛋白的降低起到了保护和改善的作用.高剂量40%荞麦和多酚干预组的效果最好,表明荞麦饮食干预对高脂膳食诱导的肥胖小鼠脂代谢异常的改善是其中的酚类物质发挥了主要作用.与正常饮食组相比,高脂饮食组中与棕色脂肪相关的UCP1、PRDM-16和PGC-1a蛋白表达水平显著降低,而与白色脂肪特异性表达的Tcf21和HOXC8水平显著上调(P<0.05).饮食干预后,荞麦干预组中UCP1、PRDM-16和PGC-1a的蛋白表达水平均显著上调,Tcf21和HOXC8的蛋白表达均显著下降(P<0.05).此外,40%荞麦和多酚干预组还有效地提高了小鼠皮下脂肪组织中UCP1,PRDM-16和PGC-1a的表达(P<0.05),并下调Tcf21和HOXC8的表达.[结论]荞麦干预可以有效改善高脂饲料诱导小鼠脂代谢紊乱情况,并证实了荞麦多酚在其中发挥了主要作用,其作用机理主要是荞麦多酚可以显著提高棕色脂肪产热活性,同时下调白色脂肪特异性表达,调节能量代谢平衡,改善高脂饮食诱导的高脂血症和能量代谢紊乱.研究结果为荞麦的利用和相关降脂功能食品的开发提供了新的研发思路和理论依据.

    荞麦多酚高脂膳食小鼠降脂作用白色脂肪棕色化

    基于智能项圈系统荷斯坦牛发情相关指标的遗传参数估计及全基因组关联分析

    杨明路张海亮罗汉鹏黄锡霞...
    995-1006页
    查看更多>>摘要:[目的]探究基于奶牛智能项圈系统产生的发情指数和活动峰值指标的群体规律及其影响因素,对其进行遗传参数估计,并利用全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)挖掘与奶牛发情相关指标的遗传标记,以期为从遗传育种角度制定选育策略提高奶牛繁殖力提供有用信息.[方法]试验以北京市某规模化牧场健康的泌乳期荷斯坦牛为研究对象,收集了该牧场2017年7月至2020年5月2 074头泌乳牛的发情记录,包括发情指数和活动峰值,同时收集了试验牛的产犊记录;采用SAS 9.4中MIXED过程,分析了非遗传因素对发情指数和活动峰值的影响;基于DMU软件DMUAI模块,使用双性状动物模型估计了发情指数与活动峰值的遗传力及遗传相关,并计算了发情指数与常规繁殖性状的近似遗传相关;以逆回归育种值为关联分析的表型,利用FarmCPU软件分别对发情指数和活动峰值进行了 GWAS.[结果]荷斯坦牛发情指数为(71.77±19.13)au,活动峰值为(105.94±30.73)au/2h.发情指数遗传力为0.04±0.01,活动峰值遗传力为0.19±0.04,均为低遗传力性状;发情指数与活动峰值之间的遗传相关为0.45±0.03;发情指数与经产牛首末次配种间隔、首次产犊日龄和青年牛首末次配种间隔的近似遗传相关分别为0.37、-0.41、-0.55.两个性状的GWAS共找到7个在全基因组水平上显著的SNP位点,分别位于7条染色体上,显著位点附近(300 kb内)共发现基因31个.[结论]通过项圈系统获得的发情指数和活动峰值是可遗传的,两者之间存在中等遗传相关,活动峰值为中低遗传力,且能够一定程度上反映奶牛的发情指数,活动峰值和发情指数为研究奶牛的发情行为以及提高母牛的繁殖力提供了新的方向.GWAS鉴定到的候选基因PTGS1(Prostaglandin-Endoperoxide Synthase1)和 NDUFA8(Ubiquinone Oxidoreductase Subunit A8)的功能与供体胚胎总数有关,VEGFA(Vascular Endothelial Growth Factor A)基因功能与奶牛繁殖有关,可作为奶牛发情相关指标的候选基因进行深入研究.

    繁殖性状发情指数活动峰值遗传参数全基因组关联分析

    姜黄素通过SIRT1/FOX01通路缓解玉米赤霉烯酮诱导的猪肾上皮细胞氧化损伤

    崔红杰卢春亭潘丽琴胡会...
    1007-1018页
    查看更多>>摘要:[目的]探究姜黄素(Cur)对玉米赤霉烯酮(ZEA)诱导猪肾上皮细胞(PK-15)氧化损伤的保护作用,并基于SIRT1/FOX01信号通路阐明其作用机制,为姜黄素的兽医临床应用提供依据.[方法]试验分为5组:对照组、ZEA组(36.55μg·mL-1ZEA)、Cur 6.25 组(36.55 μg·mL-1 ZEA+6.25 μmol·L1 Cur)、Cur 12.5 组(36.55 μg·mL1ZEA+12.5 μmol·L-1 Cur)、Cur 25 组(36.55μg·mL-1 ZEA+25 μmol·L-1 Cur);通过MTT法测定ZEA的半数抑制浓度和Cur对PK-15细胞的最大安全浓度;使用倒置显微镜观察PK-15细胞的形态变化;采用试剂盒检测细胞内活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及丙二醛(MDA)的水平;qRT-PCR检测细胞 SIRT1、FOXO1、CAT、M4n-SOD的mRNA水平;Western Blot检测SIRT1、FOX01和Acetyl-FOXO1蛋白的表达量.[结果]ZEA的IC50为36.55μg·mL-1,Cur的最大安全浓度为25μmol·L-1;与对照组相比,ZEA极显著降低PK-15细胞活力(P<0.01),极显著提高ROS和MDA水平(P<0.01),极显著降低SOD、CAT活性(P<0.01);与ZEA组对比,不同浓度的Cur(6.25、12.5、25μmol·L-1)显著提高PK-15细胞的存活率(P<0.05),改善细胞形态;极显著(P<0.01)降低ZEA诱导的ROS和MDA水平;极显著升高细胞内SOD和CAT活性(P<0.01).qRT-PCR结果显示,与对照组相比,ZEA降低SIRT1 mRNA表达量,极显著升高FOX01 mRNA表达量(P<0.01),升高Mn-SOD mRNA表达量,极显著降低CATmRNA表达量(P<0.01).与ZEA组对比,各Cur组不同程度的升高SIRT1和CAT的mRNA表达量,极显著的降低FOXO1的mRNA表达量(P<0.01);极显著升高Mn-SOD的mRNA表达量(P<0.01).Western Blot结果表明,与对照组对比,ZEA显著降低SIRT1蛋白表达(P<0.05),极显著升高Acetyl-FOXO1蛋白表达(P<0.01);与ZEA组对比,各Cur组均极显著升高SIRT1蛋白表达(P<0.01),极显著降低Acetyl-FOXO1蛋白表达(P<0.01).[结论]Cur可以上调SIRT1的表达,降低FOXO1的乙酰化水平,诱导抗氧化酶Mn-SOD和CAT的表达,从而清除ROS,降低MDA水平,减轻ZEA对PK-15细胞的氧化损伤作用.

    姜黄素玉米赤霉烯酮氧化应激沉默信息调节因子1(SIRT1)