摘要：中低产田的氮素不足是制约水稻高产的重要因素,筛选和培育耐低氮品种是解决这一问题的有效途径之一。本研究利用种质资源导入黄华占背景培育的目标性状选择导入系群体,经连续3个季节在低氮和正常施氮条件下评价导入系的产量及其相关性状表现,发现低氮处理对导入系的抽穗期、结实率和千粒重影响最小,平均耐低氮指数均接近1;对单株产量和单株有效穗数的影响较大,平均耐低氮指数分别仅为0.45和0.62,认为单株产量和单株有效穗数是衡量水稻耐低氮性的有用指标。基于单株产量的耐低氮指数,从导入系群体中筛选出9份耐低氮株系,其单株产量的耐低氮指数变幅为0.87~1.04。对其中的5份进行多点品比验证,其中1份不具备耐低氮性,产量平均耐低氮指数为0.66,其余4份表现较强的耐低氮水平,产量平均耐低氮指数为0.94,表明耐低氮性具有个体和群体水平的差异,强调对分离群体中筛选出来的耐低氮材料进行群体水平验证的重要性。4份耐低氮株系中,M85耐低氮性主要通过在低氮条件下较高有效穗数和千粒重来实现,其余3份耐低氮株系(M382、M563和M79)则主要通过较多每穗实粒数和较高的千粒重来实现,提出在一定穗数基础上增加每穗实粒数是提高低氮条件下水稻产量的重要途径。结合选择导入系的苗期耐盐、成株期抗旱和全生育期耐低氮特性,对利用不同供体来源的选择导入系通过分子设计同步改良多个复杂抗逆性状进行了讨论。

摘要：[目的]获得分化抗原163(cluster of differentiation 163,CD163)基因敲除的永生化猪肺泡巨噬细胞系(immortalized porcine alveolar macrophages,iPAMs),并从细胞水平研究CD163蛋白在猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)入侵过程中的作用。[方法]将靶向CD 163基因第7外显子的sgRNA质粒(pX330-sgCD163)转染至iPAMs,转染48 h后通过有限稀释法筛选单克隆细胞并进行基因型鉴定,通过Western blotting和脱靶分析来筛选CD 163基因敲除的iPAMs;通过实时荧光定量PCR、Western blotting、间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay,IFA)和半数细胞培养物感染量(50%tissue culture infective dose,TCID 50)等试验分析CD 163基因敲除的iPAMs感染PRRSV的特征。[结果]测序结果表明,100株单克隆细胞中有1株CD 163双等位基因敲除的iPAMs,敲除效率为1%;Western blotting结果显示,CD 163基因敲除的iPAMs中检测不到CD163蛋白的表达,且在预测的脱靶位点未检测到脱靶效应。实时荧光定量PCR结果表明,与野生型iPAMs组相比,CD 163基因敲除的iPAMs组病毒拷贝数极显著降低(P<0.01);Western blotting和IFA结果表明,在接毒24 h后的CD 163基因敲除的iPAMs组中未检测到PRRSV-N蛋白的表达;TCID 50试验结果同样显示,在CD 163基因敲除的iPAMs组中未观察到细胞病变。[结论]本研究利用CRISPR/Cas9编辑系统成功构建了CD 163基因敲除的iPAMs,该细胞系可以完全抵抗PRRSV感染。该细胞系的建立为后续研究PRRSV与CD163蛋白的互作机制提供了新型试验材料。

摘要：20世纪90年代棉铃虫大暴发,我国棉花产业和经济遭受重大损失,郭予元院士带领团队研究人员,深入探究棉铃虫的发生规律和控制策略,揭示了棉铃虫迁飞扩散规律及其与寄主植物互作关系,明确了转基因抗虫棉花生物安全和靶标害虫抗性机制,解析了棉花-棉铃虫-侧沟茧蜂三级营养间的化学通讯机制,使得大灾之年棉区棉铃虫为害得到有效控制,并对促进我国农业昆虫学基础研究起到了重要的学科引领作用。其中,对棉花-棉铃虫-中红侧沟茧蜂三级营养间化学通讯机制的研究,开创了棉铃虫治理新思路和新途径。本文回顾了郭予元院士在该领域研究中做出的重要贡献,主要包括棉花-棉铃虫-侧沟茧蜂三级营养通讯间关键挥发性化合物的鉴定,棉铃虫及其寄生性天敌中红侧沟茧蜂嗅觉行为分子机制的研究,棉花虫害诱导关键挥发物生物合成机制的探索,及基于三级营养关系设计昆虫行为调控剂在棉铃虫综合治理中的应用。上述研究成果为阐明棉铃虫及夜蛾科昆虫、中红侧沟茧蜂等膜翅目天敌寻找寄主的化学通讯机制奠定了坚实基础,为设计害虫绿色防控策略提供了新方向。

摘要：【目的】试验旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得CD 163(cluster of differentiation 163)单等位基因表达的永生化猪肺泡巨噬细胞系(immortalized porcine alveolar macrophages,iPAMs),并探究其介导猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染的特征,为深入研究CD 163基因在PRRSV感染中的作用机制奠定基础。【方法】在猪CD 163基因外显子1区域设计8条向导RNA(single guide RNA,sgRNA),并将其连接到pX458载体中,通过T7E1酶切试验检测不同sgRNA载体的活性;将活性较高的3条sgRNAs表达载体电转染到iPAMs中,通过流式细胞术分选单克隆细胞,对获得的单克隆细胞进行基因型鉴定、蛋白表达检测、脱靶分析以及PRRSV感染分析。【结果】在设计的8条sgRNAs中有3条基因编辑效率在28%以上。基因型鉴定结果表明,50株片段敲除的单克隆细胞中有4株符合预期的CD 163单等位基因表达的iPAMs,效率为8%。蛋白表达检测和脱靶分析结果显示,CD 163单等位基因表达的iPAMs中CD163蛋白表达量显著下降(P0.05)。【结论】本研究利用CRISPR/Cas9编辑系统构建了可以正常感染PPRSV的CD 163单等位基因表达的iPAMs,为阐明CD163在猪繁殖与呼吸综合征传染病中所起的作用以及培育抗病猪新品种奠定了基础。

摘要：针对现有封闭式种猪性能测定站自动化程度不高、无法提供种猪体尺信息等问题,设计了一种集种猪自动识别、体质量自动称量、采食量自动统计、体尺自动测量于一体的封闭式种猪性能测定站。该系统机械部分采用前后端分离设计,通过设计采食门装置和门禁装置为种猪提供封闭测量环境,在此基础上,基于FIR滤波设计了种猪体质量动态称量算法,基于椭圆拟合设计了种猪理想姿态筛选算法,并进一步提出了基于包络分析的种猪体尺测量算法。分别进行了利用实际猪群模拟种猪生长性能验证试验和体尺测量试验,试验验证结果如下:生长性能试验猪群自由采食日均次数8.94次、日均采食时间92.93 min、群体料肉比2.66,Logistic拟合的生长曲线拐点日龄为126.18 d、拐点体质量72.70 kg,符合猪群的生长规律;体尺测量试验中猪群能够筛选出理想姿态帧,体长、体宽、臀宽、体高、臀高等体尺的平均相对检测误差分别为3.69%、2.53%、2.60%、2.59%、2.17%,满足体尺测量要求。试验结果表明,本文设计的封闭式种猪性能测定站可用于种猪的生产性能测定,能够同时提供种猪体质量、采食量和体尺等信息,提高育种效率。

摘要：野生型p53诱导的磷酸酶1(wild-type p53-induced phosphatase 1,Wip1)是蛋白磷酸酶2C(protein phosphatase type 2C,PP2C)家族中的一员,可以靶向调控机体内多种重要的信号分子,如p53、MAPK和Chk1/Chk2等,在动物细胞周期、增殖、分化、凋亡、衰老、自噬及DNA损伤修复等生理过程中发挥重要作用。Wip1基因缺失会使小鼠生殖激素水平失衡,且该基因通过ATM、Wnt、凋亡和炎症等信号通路影响精子生成过程,导致雄性动物繁殖力下降。此外,Wip1基因还可通过动态平衡调节DNA损伤反应和去磷酸化作用来影响卵母细胞和胚胎发育,从而调控雌性动物的生殖。免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统,其与炎症反应和肿瘤发生有着紧密的联系。Wip1基因缺失会使病原体敏感性增强,影响T细胞、B细胞和中性粒细胞迁移及凋亡,进而导致炎症反应。作为原癌基因,Wip1基因通过调控各种信号分子影响DNA损伤修复、细胞周期进程及细胞凋亡等,参与肿瘤发生。因此,Wip1基因在动物繁殖调控和免疫调节中扮演着重要角色。目前,Wip1基因受到越来越多学者的关注,特别是其调控动物疾病发生发展的机制已成为研究热点。本研究主要综述了Wip1基因对动物繁殖及免疫的调节作用,以期为家畜育种、疾病防治及靶向治疗提供新思路。

摘要：作为我国特色的地方种质资源,藏猪对高海拔、低氧、强紫外线辐射等恶劣环境具有良好的适应性,前期研究发现藏猪的IGF2R(insulin-like growth factor 2 receptor,IGF2R)基因在其内含子上有1段274 bp的缺失,且该缺失为藏猪独有的变异,关于IGF2R是否参与藏猪对低氧等恶劣环境的适应性调节的相关研究尚未报道。为了建立IGF2R基因274 bp修饰的猪细胞系,研究IGF2R基因对藏猪低氧耐受特性的影响,通过CRISPR/Cas9技术建立基因修饰PK-15细胞系,并通过PCR、实时荧光定量PCR(real time quantitative PCR,RT-qPCR)、蛋白免疫印迹(Western-blot)、免疫荧光(immunofluorescence,IF)等方法鉴定其分子特征,随后分别利用CCK-8和RT-qPCR、Western-blot对基因修饰细胞进行活力和凋亡基因检测。结果显示,已成功构建IGF2R基因274 bp修饰的猪细胞系,IGF2R基因表达量极显著下调(P<0.01)。基因修饰细胞活力在72 h时极显著上升(P<0.01),并且含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶9(cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase9)和BCL-2关联X(BCL2-associated X,BAX)蛋白的水平显著下调(P<0.05),并且B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,BCL2)基因的mRNA水平极显著上升(P<0.01)。成功构建了IGF2R基因精确修饰的PK-15细胞系,并初步进行了功能研究,为研究IGF2R基因功能提供细胞模型,并为后续基因编辑猪的制备奠定基础。

摘要：为便于开展种猪采食性状研究及满足测定设备智能化发展需求,设计了一套基于物联网技术和Web技术的种猪性能测定信息管理系统。系统选取CAN总线进行数据双向传输,采用B/S(Browser/Server)前后端分离架构,前端基于Reactjs技术栈,后端采用flaskweb框架和MySQL数据库进行系统开发;2次测试结果表明,系统数据传输可靠性高,各功能模块满足预期设计要求,满足种猪性能测定实际使用需求;以杜洛克种猪为研究对象,分析采食性状与生长性状间的表型相关,并构建种猪达100 kg体质量日龄偏最小二乘回归(partial leastsquare,PLS)预测模型,交叉验证结果显示PLS测试集平均决定系数为0.68,平均MAE为3.2 d,使用试验数据对PLS模型进行测试,测试结果表明可以将采食性状与生长性状结合对种猪生长速度进行预测。

摘要：实蝇是全球重大的果蔬虫害,对世界年均造成的经济损失高达20亿美元。橘小实蝇Bactrocera dorsalis是该类害虫的代表之一,每年对我国柑橘产业造成严重损失。以雄性引诱剂和蛋白饵剂为核心的诱杀技术已用于害虫监测和绿色防控,但是田间防控效果有待进一步提高。随着高通量测序技术成本的降低以及现代分子生物学技术的发展,科学家们提出先解析害虫化学感受的分子机制,鉴定关键的化学感受分子靶标,并以鉴定的新靶标设计和筛选更为稳定和高效引诱剂和食诱剂。为促进以关键化学感受分子为靶标的橘小实蝇行为调控技术的发展,本文综述了调控橘小实蝇行为的重要化学物质及其化学感受识别机制的研究现状。调控橘小实蝇行为的重要挥发物主要包括性信息素、植物挥发物和食物源蛋白气味。前两者中鉴定获得的特异性化合物质与橘小实蝇成虫的行为关系较为明确,例如性信息素中得到吡嗪类物质能够引诱雌虫,植物挥发物中的甲基丁香酚引诱雄虫,γ-辛内酯能够诱发雌虫产卵等;而后者食物源蛋白气味则由于成分复杂,在田间虽有一定效果,但缺乏特定化合物在雌雄虫具体行为中的功能验证。嗅觉感受机制中,外周神经感器与中枢触角叶仅有形态描述,不同类型嗅觉神经元的功能还不明确;目前通过生物信息学分析已鉴定出大量的橘小实蝇化学感觉相关蛋白,包括49种气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)、60种气味受体(odorant receptors,ORs)、23种离子型受体(ionotropic receptors,IRs)和17种味觉受体(gustatory receptors,GRs),得到功能解析的嗅觉基因数量较少。综上可知,现虽已鉴定了部分对橘小实蝇具有行为活性的化合物质,且已有大量嗅觉蛋白作为候选分子靶标,但缺乏“化学物质-嗅觉分子靶标与神经-行为”的对应关系,这极大地限制了嗅觉分子靶标在引诱剂研发中的作用。因此,在此基础上,我们提出了基于嗅觉关键分子靶标的橘小实蝇行为调控技术开发策略,以期为设计和筛选橘小实蝇高效行为调控制剂提供新思路。

摘要：为了通过选育技术手段进一步提高蓝思配套系猪的生产性能,研究测定了蓝思配套系猪[LS1♂×(LS2♂×LS3♀)♀]的3个专门化品系的生长育肥性能。结果表明:经过4个世代的选育,LS1系猪F_(4)代公、母猪的日增重分别为0.81和0.80 kg,比F_(0)代均提高了0.02 kg;LS1系猪F_(4)代的屠宰率和瘦肉率分别达到了73.31%和63.95%,分别比F_(0)代提高了0.91和1.47个百分点;LS2系猪的胴体重、胴体长、屠宰率和瘦肉率均比F_(0)代有所提高;LS3系F_(4)代的屠宰率和瘦肉率分别为75.01%和65.21%,均比F_(0)代有所提高。因此,蓝思配套系猪具有日增重快、瘦肉率高、肉质鲜美等优点。