核桃 JrCOR413 基因家族鉴定与表达分析

为解析核桃COR413基因家族在响应冷胁迫中的作用，本研究利用生物信息学技术在核桃全基因组筛选并鉴定COR413家族基因，对该家族成员进行结构和表达分析。结果表明，核桃COR413基因家族包含6个基因，编码7条蛋白，分布在4条染色体上，开放阅读框为549～804 bp，翻译蛋白范围为182～267个氨基酸，等电点为8.15～9.93，全部为碱性稳定蛋白；含有典型的WCOR413高度保守的结构域。聚类分析发现，该类基因可与拟南芥高度同源，并分为2个亚组。在低温胁迫48 h后经转录表达分析，JrCOR5在2个核桃品种中显著升高，并且在花器官和嫩茎转录表达较高；结合qPCR分析，JrCOR5在冷胁迫48 h显著升高，达到90倍以上。因此，推测JrCOR5可能在核桃响应冷胁迫过程中起到重要作用。本研究结果将为解析核桃JrCOR413基因家族成员在响应冷胁迫过程中的分子机制研究奠定基础。     

华北平原典型土地利用类型下包气带土壤水稳定同位素变化特征

基于华北平原典型土地利用类型(梨园、农田)包气带(>18 m)土壤水同位素测定结果, 分析了华北平原深层土壤水稳定同位素(δD、δ18O)特征, 揭示了不同土地利用类型下包气带土壤水补给过程中蒸发和入渗的规律。结果表明, 研究区大气降水线δD =6.07δ18O-5.76(R2=0.86), 土壤水δD、δ18O值均落在大气降水线下方, 表明降水入渗补给土壤水过程中经历了强烈的蒸发作用；除梨园Ⅰ, 土壤水同位素值变异系数浅层＞中层＞深层, 表明浅层土壤水δD、δ18O波动较大, 主要由于其易受到降水和蒸发的影响, 随土壤剖面深度的增加, 蒸发和降水的影响逐渐变弱；梨园Ⅰ深层土壤水同位素变异系数较大, 表明该样点深层土壤水受到地下水波动的影响；梨园浅层土壤水氘盈余(d-excess)较农田大, 说明农田浅层土壤水蒸发强度大于梨园；0.25~0.5 m深处土壤水均出现δD、δ18O的明显富集, 主要受土壤质地分层影响导致土壤水入渗受阻, 同位素较为富集的土壤水在此深度层积聚；而梨园2~5 m出现δD、δ18O的贫化现象, 主要是梨树根系埋深使得降水以优先流形式补给至此土壤层。梨园和农田包气带土壤水δD、δ18O垂直剖面上差异显著，表明了华北平原不同土地利用方式的包气带土壤水入渗过程有明显差异, 梨园包气带土壤水入渗过程主要以优先流补给影响。本研究为深入了解华北平原农田区厚包气带水分运动、氮素迁移转化与地下水水质之间的关系提供了理论依据。     

氮肥减施对连作芝麻根际土壤细菌群落结构和功能的影响分析

以品种金黄麻为试验材料，利用高通量测序技术，研究在氮肥用量105 kg·hm^-2基础上（RSN4），氮肥减施25%、50%、75%和100%（分别记为RSN3，RSN2，RSN1和RSN0）的条件下，健康与感青枯病两种生长状态对连作芝麻产量和根际土壤细菌群落结构的影响规律，以期为芝麻合理施肥和稳产提供依据。结果表明：氮肥用量减少25%（RSN3）的芝麻产量较RSN4处理未出现明显下降。RSN2的α多样性指标Obs、Shannon和Chao1较RSN4分别高11.53%、3.39%、12.71%，而来自健康株的Shannon指数比感病株高1.61%，且氮肥减施和生长状态处理的交互作用对Shannon指数有显著影响；RSN1处理放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较RSN3增加了39.70%，而厚壁菌门（Firmicutes）则下降了30.60%；来自健康植株根际土壤的酸杆菌门（Acidobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度较来自患病株的分别高32.42%、155.26%、38.54%，而Firmicutes较感病株下降了47.47%；RSN3的芽孢杆菌属（Bacillus）和马赛菌属（Massilia）相对丰度较RSN2的分别增加119.10%和87.18%，且RSN3的类芽胞杆菌属（Paenibacillus）相对丰度较RSN0、RSN1、RSN2显著增加59.29%~193.42%。来自健康株根际土壤细菌中的假丝酵母（Candidatus_Solibacter）和unidentified_Nostocales的相对丰度较患病株高43.68%和235.90%，而来自感病株根际土壤细菌中4种菌属（Bacillus、Massilia、Ramlibacter、Paenibacillus）的相对丰度较健康株的显著增加64.63%~106.67%；来自健康株根际土壤细菌功能碳水化合物代谢的相对丰度较来自患病株增加0.94%，而来自健康株根际土壤细菌功能膜运输的相对丰度较来自感病株的降低了2.37%；RSN3处理的根际土壤细菌功能辅助因子和维生素的代谢和核苷酸代谢的相对丰度较RSN0处理分别增加1.78%和3.63%（P < 0.05），而翻译、脂质代谢、折叠、分类和降级的相对丰度分别下降了4.58%、4.52%、7.74%（P < 0.05）。三个主要环境因子pH、速效钾、有效锌对细菌群落变化的贡献分别为3.91%、5.93%、6.94%。总之，适当减氮（减少25%）对连作芝麻产量影响较小，同时能够改善根际土壤细菌群落结构和功能，有利于红壤旱地连作芝麻健康生长。