栽培型与野生型辣椒HAK/KUP/KT基因家族的进化分析

HAK/KUP/KT家族是一类重要的钾转运蛋白家族。利用生物信息学手段对栽培型及墨西哥野生型辣椒全基因组范围内的HAK/KUP/KT基因成员进行鉴定及分析,比较两者在数目、复制类型及组织表达模式等方面的差异。发现2种辣椒中HAK/KUP/KT家族成员分别为24和22个,且在染色体上呈不均衡分布。基因复制类型分析发现,HAK/KUP/KT家族成员中存在片段重复和串联重复,且纯化选择是该家族进化的主要动力。组织表达分析显示,辣椒HAK/KUP/KT基因间的表达模式存在差异,暗示辣椒HAK/KUP/KT家族成员在功能上的多样性,并为后续发掘有益的钾转运基因提供了重要的理论依据。     

植物KUP/HAK/KT家族钾转运体研究进展

钾是植物必不可缺的大量元素,作为细胞内的主要溶质,参与植物的生长发育过程。植物通过钾通道和钾转运体两种方式吸收钾营养。钾转运体包括4个家族,其中KUP/HAK/KT家族成员最多,且研究最为深入。其成员是广泛存在于植物细胞质膜和液泡膜上的一种跨膜蛋白,多具有高亲和性钾吸收功能的转运体。KUP/HAK/KT转运体不仅在植物对K+的吸收与转运过程中发挥作用,也参与调节植物的生长发育。综述了植物KUP/HAK/KT家族的分类、组织定位、功能和表达调控等方面的研究进展,以期为研究植物的钾营养吸收机制提供理论参考。     

商陆PaHAK1与拟南芥HAK/KUP/KT家族基因的比较分析

为探明商陆高亲和性K+转运体基因(Pa HAK1)的结构、功能及商陆耐低钾的原因,分析比较了商陆Pa HAK1和拟南芥HAK/KUP/KT家族基因中15个基因编码的高亲和性钾离子转运体氨基酸序列、蛋白质结构及其理化性质。结果表明:HAK基因家族编码蛋白均定位于细胞膜上,含有多个跨膜结构且跨膜结构域是蛋白质的保守结构域;Pa HAK1与At KUP3的跨膜结构十分相似,低钾胁迫下Pa HAK1和At KUP3的高表达与其高亲和钾转运吸收功能密切相关。系统进化树分析结果表明,Pa HAK1与拟南芥HAK基因家族中At KUP8亲缘关系最近,其氨基酸序列相似度为76.98%,推测Pa HAK1还可能通过维持细胞内高水平钾量在水分胁迫下发挥重要的调节作用。     

小麦KUP/HAK/KT基因家族的全基因组鉴定、系统进化和表达模式分析

为深入发掘小麦KUP/HAK/KT基因的功能,利用小麦最新基因组数据,通过生物信息学手段,对小麦KUP/HAK/KT基因家族进行基因组水平的鉴定,并对其系统进化及表达模式进行分析。鉴定结果表明,本研究在小麦中鉴定到98个KUP/HAK/KT基因,根据系统进化分析结果,可将其分为ClusterⅠ、ClusterⅡ、ClusterⅢ和ClusterⅣ4个进化簇,不同进化簇具有特异的基因结构。染色体定位结果表明,小麦21条染色体上均含有KUP/HAK/KT基因,每条染色体上有2～9个KUP/HAK/KT基因。通过对小麦KUP/HAK/KT基因复制事件的分析发现小麦KUP/HAK/KT基因共产生92个基因复制。此外,转录组数据分析发现小麦KUP/HAK/KT基因在逆境胁迫下存在差异表达,多个胁迫响应相关的KUP/HAK/KT基因被鉴定到,为小麦KUP/HAK/KT基因功能的研究提供了初步的理论依据。     

香蕉钾转运体HAK/KUP/KT家族鉴定及其在果实发育和低钾胁迫下的表达分析

钾是香蕉生长发育中需求量最大的营养元素,对果实产量、品质和贮藏性都有重要的影响。从香蕉基因组中鉴定出24个HAK/KUP/KT(MaKUP)基因,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守功能域、进化关系、组织表达和低钾胁迫下的表达特征进行分析。结果表明,MaKUP编码的肽链平均有772个氨基酸,分子量为63.54～93.82 ku,等电点为5.44～9.30,蛋白不稳定指数为32.69～44.29,脂肪族指数为105.34～116.90,总平均亲水性为0.352～0.549,含有8～11个外显子,可分为4个亚族;表达分析发现15个MaKUP基因家族成员在香蕉不同发育时期的果实中高表达,6个MaKUP基因家族成员在低钾胁迫中上调表达,表明MaKUP在香蕉果实发育和钾吸收中具有重要的作用。     

林烟草KUP/HAK/KT钾转运体基因NsHAK11的亚细胞定位与表达

【目的】应用生物信息学方法,分离和克隆烟草钾转运体KUP/HAK/KT家族新基因,对其进行亚细胞定位和表达分析,为开展烟草KUP/HAK/KT钾转运体的研究提供借鉴。【方法】通过生物信息学方法,搜索林烟草（Nicotiana sylvestris）和绒毛状烟草（N.tomentosiformis）基因组数据库,预测两种烟草中的钾转运体KUP/HAK/KT家族成员,构建系统进化树。根据所获结果,从林烟草中获得一个新的烟草KUP/HAK/KT家族基因。采用Wolf PSORT对蛋白的亚细胞定位进行预测,并利用农杆菌浸润法注射本生烟（N.benthamiana）叶片后激光共聚焦显微镜下观察,依据融合荧光蛋白在细胞内产生荧光的位置确定蛋白的亚细胞定位,用以验证预测结果;采用PLACE网站对基因的表达模式进行预测,并用荧光定量PCR分别研究其在盛花期林烟草不同器官的表达差异及低温、高温和低钾胁迫下苗期林烟草叶片中NsHAK11的表达变化,用以验证预测结果。【结果】预测出林烟草和绒毛状烟草KUP/HAK/KT钾转运体家族均含有19个成员,进化上分为4个Cluster（簇）。根据预测序列结果,从林烟草中克隆得到一个ClusterⅢ中的基因,其编码蛋白与拟南芥（Arabidopsis thaliana）中AtKUP11的相似性最高,因此,将其命名为NsHAK11,其编码蛋白与已获得的2个烟草NrHAK1和NtHAK1的相似性仅为48%和49%,所以NsHAK11是一个新的烟草KUP/HAK/KT基因。Wolf PSORT预测显示NsHAK11主要定位于细胞质膜中。亚细胞定位试验中NsHAK11与GFP和DsRed2两种报告蛋白融合的定位结果均表明NsHAK11定位于细胞质膜中,与预测结果相符。利用PLACE网站对NsHAK11启动子分析得到,NsHAK11可表达与定位于根、花和胚芽组织中,受到低温、高温、干旱和激素等因素的影响。实时荧光定量PCR分析结果与预测结果基本一致：NsHAK11在盛花期林烟草各组织器官中均有表达,但表达水平存在强弱差异,其在主根中的表达量最高,在侧根中的表达量次之,而在叶片中的表达量最低;NsHAK11在苗期林烟草叶片中受低温、高温和低钾胁迫时呈现不同类型的上调表达,其中,低温处理时NsHAK11的表达上调程度最大且响应时间最早,高温处理时其表达上调程度次之,但在前期会出现明显抑制,低钾处理时其表达量可上调表达,但并不显著。【结论】获得了一个烟草KUP/HAK/KT基因家族新成员NsHAK11,其编码蛋白为主要定位于细胞质膜中的钾转运体,该蛋白广泛存在于各组织器官中,参与叶片响应低温、高温和低钾胁迫的应对机制。     

杨树KT、HAK、KUP基因家族鉴定及钾肥处理对杨树生长的影响

KT、HAK、KUP基因家族是植物进行K⁺转运的最大蛋白系统。以毛果杨(Populus trichocarpa Torr.&Gray)全基因组数据为基础,利用生物信息学方法对杨树KT、HAK、KUP家族进行了全基因组鉴定,并在毛果杨全基因组中鉴定出20个KT、HAK、KUP家族成员。理化性质预测分析表明：KT、HAK、KUP基因家族成员均为疏水性蛋白,等电点在5.30～9.16;亚细胞定位预测显示家族成员蛋白集中在细胞质膜上。应用拟南芥和杨树构建系统进化树显示,KT、HAK、KUP基因家族可分为5个亚家族。基因结构及基序(motif)分析表明,KT、HAK、KUP基因进化过程相对保守。顺式作用元件分析表明,KT、HAK、KUP基因家族成员含有诸多与激素、逆境胁迫的响应元件。杨树不同钾离子浓度处理下,植株的净生长情况呈现了显著的差异,说明钾元素对杨树生长影响较大。     

钾、镁肥处理下酸化茶园土壤钾镁的交互效应

为明确添加不同浓度钾肥、镁肥后酸化茶园土壤中的钾镁交互效应，以酸化茶园红黄壤为受试土壤，分别设置4种钾肥、镁肥不同浓度组合的15个处理并以不施肥(CK)为对照，培养5、10、20、30、45、60 d,分析对土壤交换性K⁺、交换性Mg²⁺含量及K⁺/Mg²⁺的影响。结果表明，在各钾肥、镁肥处理下交换性K⁺、交换性Mg²⁺存在极显著(P<0.01)交互作用，且镁肥对土壤K⁺/Mg²⁺的影响强于钾肥。交换性K⁺含量随钾肥施用量增加而显著提高(P<0.05);施用低量钾肥(50 mg/kg)时，交换性K⁺含量随镁肥施用量增加而降低；在其他钾肥浓度处理下，增施镁肥对交换性K⁺含量无显著影响。交换性Mg²⁺含量随镁肥施用量增加而显著提高；不施用镁肥或施用低量镁肥(100 mg/kg)时，交换性Mg²⁺含...     

叶面喷施钾肥对霞脆桃果实品质及KUP基因表达的影响

以霞脆桃为材料,研究了叶面喷施钾肥对果实品质的影响及果实发育中K~+动态平衡与KUP家族基因表达水平之间的联系。结果表明:喷施钾肥显著增加了霞脆桃的鲜质量和体积大小,改善了果皮着色指标,提高了果实可溶性固形物和可溶性糖含量,有效提升了桃果实品质,并有效增强了果实发育不同时期果肉的钾素营养状况;桃KT/HAK/KUP家族基因在桃果实发育不同时期的表达水平存在差异,PpeKUP1基因在霞脆桃整个果实发育期的表达水平最高,其次是PpeKUP5和PpeKUP3,而PpeKUP14～PpeKUP16在果实发育不同时期均没有检测到表达量; PpeKUP1、PpeKUP2和PpeKUP7在转录水平上对喷施钾肥处理最为敏感,其表达水平与对照相比,在第2次果实膨大期(75 DAFB)至达到商业成熟度时(95 DAFB)均显著增强。     

油菜素内酯对植物细胞钙离子分布的影响

【目的】明确油菜素内酯对Ca²⁺分布的影响,分析油菜素内酯对影响钙稳态的编码Ca²⁺通道和Ca²⁺-ATPase相关基因表达量的变化,明确油菜素内酯对钙稳态的影响。【方法】采用焦锑酸钙沉淀法对油菜素内酯（brassinosteroid,BR）处理后Ca²⁺的分布进行细胞化学定位;利用real-time PCR技术对调控细胞内Ca²⁺水平的位于细胞质膜、液泡膜和内质网上的编码Ca²⁺-ATPase的基因及位于细胞质膜、液泡膜和溶酶体上的编码Ca²⁺通道基因的表达量进行分析。【结果】在未经BR处理的拟南芥细胞中,Ca²⁺主要分布在细胞壁、细胞间隙和液泡中,细胞质和叶绿体中仅有少量Ca²⁺的分布;在1 µmol·L^-1 BR处理3 h后,Ca²⁺呈聚集状分布在液泡膜和细胞质膜附近,同时细胞质和叶绿体上的Ca²⁺分布增多;BR处理6 h后,细胞质和叶绿体中Ca²⁺分布继续增加,细胞壁中Ca²⁺分布有所减少;BR处理9 h后,细胞质和叶绿体中Ca²⁺分布减少,细胞间隙和液泡中Ca²⁺分布有所增加,但细胞壁中Ca²⁺分布明显减少,说明BR具有移除细胞壁中Ca²⁺的作用。CNGC2和CNGC12是细胞质膜上编码Ca²⁺通道的基因,在1 µmol·L^-1BR处理3 h后,CNGC2和CNGC12的表达量均明显下降;处理6 h后,CNGC2和CNGC12的表达量有所恢复;处理9 h后,CNGC2和CNGC12的表达量明显增加。TPC1和TPC2分别是液泡和溶酶体上钙离子通道相关基因,TPC1和TPC2的表达量在1 µmol·L^-1 BR处理3 h后也表现为明显下降,但TPC1的表达量在BR处理6 h后的表达量明显高于未用BR处理的对照,而TPC2的表达量直到BR处理9 h后才明显升高。可见,BR可阻滞细胞质中Ca²⁺浓度的快速上升,液泡膜上编码Ca²⁺通道基因的表达恢复早于细胞质膜和溶酶体上的Ca²⁺通道基因,说明液泡中Ca²⁺大量进入细胞质的时间早于胞外钙库和溶酶体等胞内细胞器。ACA8和ACA10是定位在细胞质膜上Ca²⁺-ATPase基因,1 µmol·L^-1 BR处理3和6 h后,ACA8和ACA10的表达量没有明显的变化;BR处理9 h后,ACA8和ACA10的表达量明显增加;ACA4和ACA11是液泡膜上编码Ca²⁺-ATPase的基因,BR处理后,ACA4和ACA11的表达量变化与质膜上的ACA8和ACA10的表达变化类似。ACA2是内质网上编码Ca²⁺-ATPase的基因,ACA2的表达量同样在BR处理9 h后出现了表达量的最高峰。可见,BR处理9 h后,Ca²⁺-ATPase表达量增加,把细胞质中高浓度的Ca²⁺泵入细胞间隙、液泡和内质网等胞外和胞内钙库中,调控细胞质中的Ca²⁺稳态。【结论】BR对第二信使Ca²⁺具有调控作用,并可通过对钙稳态调控系统的调控传递信号。     

主要农作物钾吸收转运基因及其进化关系分析

 【目的】发掘主要农作物的钾吸收转运相关基因,并分析其进化关系。【方法】利用比较基因组学研究手段,在GenBank、EMBL、DDBJ和PDB数据库中进行搜索,并对其同源性进行分析。【结果】在小麦、大麦、玉米、烟草等作物中,发现了具有编码序列（cds）全长的44个与K+吸收转运相关的基因。其中,在大麦、玉米、葡萄、蚕豆及烟草中发现的属于HAK/KUP/KT家族的基因8个;在大麦、小麦、玉米、马铃薯、番茄及烟草等作物中,发现属于AKT家族的基因27个;在大麦与小麦中发现属于HKT家族的基因4个;在大麦、烟草与马铃薯中发现属于KCO家族的基因4个;只有1个属于KEA家族的基因,是在玉米中发现的。在本研究中,首次确定玉米基因组计划中克隆得到的ZM_BFb0024K15、ZM_BFc0028P03属于HAK/KUP/KT家族,而ZM_BFb0207I17则属于KEA家族。对这44个K+基因所分别进行的同源性分析结果表明,它们与代表检索基因的同源性较高,序列相似性最低为33%,最高为84%。【结论】在农作物中,存在众多的钾吸收转运相关基因。其中,大部分基因与拟南芥的相关基因有相对较高的同源性。     

配方施肥对党参生产特性的影响

为了确定党参专用施肥配方及最佳施肥量,于2008-2009年在甘肃省漳县进行了8个N、P、K施肥配方及最优施肥配方下的施肥量试验,测定党参成药期根部形态特征和根产量,分析不同施肥量下党参的品质、养分利用效率和经济效益。结果表明,各配方处理对党参成药期的根直径和根长影响不显著,但配方N_{18P13K9+NAM和N24P11K5+NAM能有效提高党参产量,分别较常规施肥（CK2）增产17.9%和21.1%,N、P总利用率分别提高18.2%和11.6%,党参浸出物含量提高8.2%和2.7%;在750~900 kg/hm²施肥量区间,配方N24P11K5+NAM的党参产值及纯收益最高。党参专用型N、P、K最优配方为N18P13K9+NAM和N24P11K5+NAM,且适宜施肥量为750～900 kg/hm²;适宜施肥量条件下可提高党参品质。}     

高亲和钾转运体在植物抗盐中的作用

土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+.介绍了高亲和钾转运体Trk/HKT和KUP/HAK/KT 2大家族的结构和功能.主要讨论了当植物处于K+饥饿及盐胁迫下,2大家族在改善植物钾营养、提高植物耐盐性方面的作用.     

Potassium sulphate induces resistance of rice against the root-knot nematode Meloidogynegraminicola

Potassium (K), an important nutrient element, can improve the stress resistance/tolerance of crops. The application of K in resisting plant-parasitic nematodes shows that the K treatment can reduce the occurrence of nematode diseases and increase crop yield. However, data on K₂SO₄ induced rice resistance against the root-knot nematode Meloidogynegraminicola are still lacking. In this work, K₂SO₄ treatment reduced galls and nematodes in rice plants and delayed the development of nematodes. Rather than affecting the attractiveness of roots to nematodes and the morphological phenotype of giant cells at feeding sites, such an effect is achieved by rapidly priming hydrogen peroxide (H₂O₂) accumulation and increasing callose deposition. Meanwhile, galls and nematodes in rice roots were more in the potassium channel OsAKT1 and transporter OsHAK5 gene-deficient plants than in wild-type, while the K₂SO₄-induced resistance showed weaker in the defective plants. In addition, during the process of nematode infection, the expression of jasmonic acid (JA)/ethylene (ET)/brassinolide (BR) signaling pathway-related genes and pathogenesis-related (PR) genes OsPR1a/OsPR1b was up-regulated in rice after K₂SO₄ treatment. In conclusion, K₂SO₄ induced rice resistance against M. graminicola. The mechanism of inducing resistance was to prime the basal defense and required the participation of the K⁺ channel and transporter in rice. These laid a foundation for further study on the mechanism of rice defense against nematodes and the rational use of potassium fertilizer on improving rice resistance against nematodes in the field.     

孔雀草杂交组合遗传效应分析

【目的】孔雀草( Tagetes patula )是菊科万寿菊属一年生花卉,具有很高观赏价值和经济价值。优势育种是培育草花新品种的重要途径。本研究探究四倍体孔雀草优势育种后代是否具有杂种优势,并分析其遗传效应,为孔雀草的优势育种提供理论依据。【方法】对孔雀草6个母本（K2、K3、K4、K5、K15、K17）和3个父本（K6、K8、K13）采用NCII不完全双列杂交设计,并测量亲本和18个杂交组合的始花期、盛花期、株高、冠幅、分枝数、花朵数、花葶长、花径、花心径、舌状花数和管状花数等11个园艺性状。利用Excel软件对后代园艺性状进行杂种优势分析;利用DPS软件分析后代园艺性状的配合力和遗传力,选出优良亲本和杂交组合,并进一步分析其遗传表现。【结果】杂种优势分析表明,冠幅、花朵数、花径的超亲优势为正值;盛花期、株高、舌状花数的中亲优势为正值;始花期、分枝数、花葶长、花心径、管状花数的超亲优势和中亲优势均为负值。根据各亲本的一般配合力效应值表明：K6可用作培育低矮、紧凑、多花品种的父本;K13可用作培育早花、大花、复瓣和较长观赏期品种的父本;K3可用作选育株型紧凑、早花、复瓣和较长观赏期品种的母本;K5可用作培育低矮、紧凑、早花、多花和较长观赏期品种的母本;K17可用作培育低矮、大花和复瓣品种的母本。特殊配合力分析表明,同一亲本所配组合之间以及同一组合不同的园艺性状间的特殊配合力效应值差异很大。K2×K6和K3×K8在株高、花心径上特殊配合力表现出较强的负向效应,在花朵数、舌状花数上表现出较强正向效应,符合孔雀草低矮、多花和复瓣的育种目标;K4×K13在始花期、株高、冠幅、分枝数上特殊配合力表现出较强负向效应,在盛花期、花径、舌状花数上表现出较强正向效应,适合培育株型紧凑、早花、大花、复瓣和较长观赏期的品种。遗传力分析表明,始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数的一般配合力方差占主要因素,且其对应的广义遗传力和狭义遗传力都在中等以上,而株高、花朵数、舌状花数一般配合力方差和特殊配合力方差相差不大,且对应广义遗传力远大于狭义遗传力。【结论】孔雀草园艺性状的杂种优势明显,有利于培育早花、大花、多花、复瓣和较长观赏期的品种。K6、 K13、 K3、K5、K17为综合性状优良的亲本;K2×K6、K3×K8 和K4×K13为符合育种目标的优良组合。始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数主要受基因加性效应控制,株高、花朵数、舌状花数主要受基因非加性效应控制;除了始花期外,其它园艺性状在杂交育种中易受环境影响。     

氮钾配施下施磷对冬小麦群体发育特性、冠层光截获及产量的影响

【目的】明确一定氮钾配施条件下不同施磷水平对冬小麦群体发育特性、冠层截获光合有效辐射(IPAR)及产量的影响,同时分析IPAR与LAI之间的相关性,为在一定氮钾配施下筛选出适宜的磷肥用量提供理论依据。【方法】以郑麦7698为试验材料,设低氮低钾N_1K_1(N 225 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2))、低氮高钾N_1K2(N 225 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))、高氮低钾N_2K_1(N 300 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2))、高氮高钾N_2K_2(N 300 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))4个氮钾配施比例,每个氮钾配施设置5个施磷水平:P0(不施磷)、P1(P_2O_5 150 kg·hm~(-2))、P_2(P_2O_5 225 kg·hm~(-2))、P~(-2)3(P_2O_5 300 kg·hm2)、P4(P_2O_5 375 kg·hm-),共20个处理。对小麦群体动态、叶面积指数(LAI)、开花后干物质积累、冠层截获光合有效辐射(IPAR)、产量等指标进行测定分析。【结果】(1)在4种氮钾配施下,施P_2O_5 0—225 kg·hm~(-2)时,随施磷量的增加,总茎蘖数、开花后干物质积累及LAI均增加,施P_2O_5超过225 kg·hm~(-2)时,各指标均有所下降,以施P_2O_5 225 kg·hm~(-2)水平群体指标最佳。(2)氮钾配施固定条件下,不同施磷水平小麦冠层截获光合有效辐射值(IPAR)的大小顺序均为P_2P1P3P4P0,且P_2水平IPAR值最高,增幅最大。不同氮钾配施下以N_1K_1条件IPAR增幅最多。(3)4种氮钾配施条件下IPAR与LAI均呈指数正相关关系,N_1K_1、N_1K2、N_2K_1、N_2K_2条件下不同施磷水平小麦IPAR与LAI的拟合系数分别为0.8492、0.8363、0.7321、0.8081。产量与LAI在二阶多项式函数关系上拟合度较好,拟合系数为0.7145。(4)从3个年度各处理产量来看,适当增施磷肥有利于提高小麦的籽粒产量,但磷肥增加到一定程度小麦产量又呈下降趋势,不同氮钾配施下N_1K_1处理产量水平最高,氮钾配施固定条件下,不同施磷水平的产量及增产率均为P_2(P_2O_5 225 kg·hm~-2))时最高。【结论】本研究条件下,N_1K_1P_2(N_225 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2)、P_2O_5 225 kg·hm~(-2))处理可以优化小麦群体结构,提高LAI,增加开花后干物质积累,提高IPAR和籽粒产量。     

氮高效转基因水稻OsNRT2.3b对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响

以氮高效转基因水稻Os NRT 2.3b两个不同株系N-04和N-08为研究对象,以非转基因亲本日本晴(Nipp)为对照,在田间小区试验条件下,设施氮和不施氮两种处理,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析了氮高效转基因水稻在生长期对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响。研究发现,水稻土壤氨氧化细菌丰富度指数在各生长期内品种间均不存在显著差异。两种处理条件下N-04的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数仅在拔节期与Nipp有显著差异,其余生育期均无显著差异;在施氮条件下N-08的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数在拔节期和抽穗扬花期与Nipp存在显著差异,不施氮条件下仅拔节期出现显著差异。两种处理条件下,N-04的土壤氨氧化细菌均匀度指数与Nipp相比整个生长期均无显著差异,而N-08在拔节期显著低于Nipp。测序结果表明,施氮和不施氮处理下氮高效转基因水稻(N-08和N-04)与Nipp相比土壤中拥有更多的亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)。研究表明,氮高效转基因水稻在个别生育期对香农-威纳指数和均匀度指数有显著差异,且其更有利于促进土壤铵态氮向硝态氮的转化。