中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系

对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析，为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个，统计分析全国及7大区域（东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW）耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明，全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著（p<0.05），MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为（6.90±1.20），（1.30±0.15） g/cm³。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地，旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系（R²=0.09，RMSE=0.17，n=759），以及土壤pH对土壤有机质含量响应（R²=0.16，RMSE=1.24，n=886）。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低，呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系，可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。     

羊口疮病毒安徽株116基因的生物信息学分析及原核表达

为了对羊口疮病毒（Orf virus, ORFV）安徽株116基因进行生物信息学分析及原核表达。以ORFVAH-F10株为模板PCR扩增116基因，使用生物信息学软件预测该基因编码蛋白的结构与功能。同时将扩增产物克隆至pET-32a（＋）原核表达载体，经BamH I及EcoR I双酶切鉴定后进行测序，构建pET-32a（＋）-116重组质粒。转化至大肠杆菌Rosetta（DE3）进行IPTG诱导，纯化蛋白后免疫BALB/c雌性小鼠制备多克隆抗体。测序结果显示，ORFV116基因全长561 bp，编码186个氨基酸。生物信息学分析结果显示：该蛋白分子量约为20.33 kDa，为不稳定亲水性蛋白；无信号肽、保守结构域及跨膜结构域；含有2个N糖基化位点和42个磷酸化位点；二级结构以无规则卷曲为主，分别为延伸链（5.91%）、α-螺旋（14.52%）与无规则卷曲（79.57%）；预测该蛋白含有20个可能的B细胞优势抗原表位与4个CTL细胞表位。SDS-PAGE及Western-blot结果显示，ORFV116蛋白大小约为51 kDa，主要以可溶形式表达且具有良好的反应原性。     

黄河故道区域不同种植模式及秸秆还田方式对土壤的改良效果

由于长期受到流水冲击,黄河故道区域农田以中低产田为主,因此本区域农田质量提升成为黄河中下游平原绿色发展的重要研究课题。在河南濮阳清丰地区秸秆还田方式的基础上,选取黄河故道区域广泛种植的小麦、玉米和花生三大主要农作物,于2009年进行4种种植模式长期定位试验：小麦-玉米、小麦-花生、小麦-玉米-小麦-花生和单季花生,其中小麦和玉米秸秆全部还田,花生秸秆不还田,探究不同种植模式对土壤理化性质和微生物群落结构的影响。结果表明,秸秆还田量越多,土壤有机质含量提高越多,小麦-花生、小麦-玉米-小麦-花生种植模式下土壤有机质含量最高,且其土壤含水量也显著高于其他处理,上层土壤容重有所降低,显著改善了土壤砂质化,提升了土壤的蓄水能力;秸秆还田量较大的种植模式的养分保持能力明显提高,养分含量显著增加;微生物群落结构对不同种植模式响应结果为,花生可以显著提升微生物丰度,微生物群落多样性随种植作物类型的增加而增加。因此,小麦-玉米-小麦-花生种植模式较为适宜濮阳清丰黄河故道区域,有利于土壤改良和区域农业的可持续发展。     

拟南芥DUF647家族成员RUS4植物表达载体的构建及亚细胞定位

ROOT UV-B SENSITIVE4 (RUS4)是拟南芥DUF647蛋白家族的一个功能未知的成员。RUS1和RUS2曾经报道和根UV-B-感应途径相关联,并在拟南芥早期幼苗形态发生和发育中发挥重要作用。为了探究RUS4的分子功能,本研究对RUS4蛋白进行了亚细胞定位分析。首先,我们通过Gateway TOPO载体系统,构建了融合蛋白表达载体pMDC83-RUS4;然后,通过农杆菌介导的花苞转化法,获得了转化pMDC83-RUS4的转基因拟南芥株系;对转基因植物叶肉原生质体的荧光显微镜观察显示,RUS4-GFP信号与叶绿体的自发荧光共定位,说明RUS4蛋白定位叶绿体中。该结果为进一步研究RUS4的分子功能奠定了良好的基础。     

砂藓(Racomitrium canescens)RcRab基因的克隆及生物信息学分析

本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱处理转录组数据库中筛选获得小G结合蛋白基因Rab的mRNA序列,通过RT-PCR法扩增,得到RcRab基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,该基因c DNA全长为1171 bp,包含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。预测该基因有Rab家族的保守结构域-G结构域。RcRab蛋白分子质量为23.29 kD,理论等电点为5.76,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。进化树分析表明,RcRab蛋白质与小立碗藓(Physcomitrella patens)Rab蛋白质亲缘关系最近。本研究可为进一步探索RcRab基因在苔藓植物中的抗旱机制提供数据基础。     

花生栽野种间杂交异源多倍化早期世代基因表达变化分析

为了进一步认识花生种间杂交异源多倍体进化过程中的基因表达变化规律,采用cDNA-HFO-TAG技术,研究花生种间杂交组合(四倍体栽培种‘仲恺花4号’×二倍体野生种Arachis. diogio)杂种F_1和早期多倍体世代S0~S3的基因表达变化情况。14条HFO-TAG引物共扩增出121条cDNA片段,其中差异片段84个,主要包括三种类型:亲本转录物完全沉默(3个),双亲转录物在后代部分材料中沉默(59个)和新转录物激活(22个),上述变化在F1代即开始发生。筛选其中大小为500~2 000 bp的35个TDFs进行克隆测序,有27个和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,包括抗逆相关基因(10条)、未知功能蛋白基因(8条)、能量与代谢相关基因(7条)和转录因子相关的基因(2条)。这些研究结果进一步表明在花生种间杂交异源多倍化早期发生着快速、剧烈的基因表达变化,从中获得的差异基因片段,有助于了解花生属种间杂交异源多倍化早期分子机制变化,这对有效利用野生花生种质优异基因具有重要意义。cDNA-HFO-TAG技术简单、有效且实用,完全适用于花生属基因表达变化研究,可以作为花生属及其它物种基因表达变化分析技术的有效补充。     

2株可培养细菌氮代谢特性的研究

研究旨在分析土壤中可培养细菌菌株的氮代谢特征,并进一步探讨微生物在土壤氮素转化中的可能作用机制。以2株分离自苹果园土壤的细菌菌株SY5-4和SY11-10为试材,采用传统培养方法结合分子检测技术,分别测定菌株生长特性及其氮素转化能力。研究结果表明,异养条件下,菌株SY5-4和SY11-10的世代时间分别为243.5 min和202.7 min。菌株生长过程中,培养液中铵态氮浓度始终维持在较高水平,铵态氮、亚硝态氮和硝态氮浓度均表现出先升后降的趋势。硝化（amoA和hao）和反硝化（nosZ、norB、nirK和nap）基因检测结果表明,菌株SY11-10具有多种氮素转化潜能。综上,供试菌株培养过程中,培养液中氮素发生变化,并在菌体中检测到不同氮转化基因,表明菌株参与多种氮代谢途径。     

基于SNP标记的爆裂玉米农家品种遗传多样性

为了评价广西爆裂玉米农家品种的遗传多样性,利用56K SNP芯片技术对中国广西45个爆裂玉米农家品种、中国2个爆裂玉米杂交种和6个南美爆裂玉米种质进行全基因组扫描,获得多态性标记14 338个,基因分型为6 种类型。其中A/G类型最多,为5 805个;A/T类型最少,为149个。1号染色体的多态性SNP位点最多,为2 302个;10号染色体最少,为848个。45个农家品种间平均遗传相似系数为0.62,变幅为0.41~0.99,总体遗传相似度高。聚类分析将参试品种划分为三大类群,相同来源的农家品种大多聚在一起;主成分分析显示大部分农家品种聚在一起,与杂交品种和南美品种之间没有交集,表明农家品种遗传相似性较高,与杂交品种和南美品种遗传差异较大。     

茄子反向温敏雄性不育系可溶性糖含量及相关基因表达分析

为揭示茄子反向温敏核雄性不育(rTGMS)发生与糖类代谢的关系,以茄子rTGMS系‘05ms’及温度不敏感系‘S63’为试材,对不育期和可育期的叶片及花蕾的可溶性糖含量进行比较,结果表明,‘05ms’在不育和可育时期叶片和花蕾中的可溶性糖含量均显著低于‘S63’;进一步对‘05ms’花蕾进行转录组测序及对其糖类代谢相关途径进行分析,发现差异表达基因主要富集在3个通路:淀粉和蔗糖代谢、糖酵解/糖异生和氨基糖和核苷酸糖代谢,其中淀粉和蔗糖代谢通路的差异基因最多且大部分在低温条件表达下调,主要影响了葡萄糖和半乳糖醛酸的合成。此结果初步揭示了茄子反向温敏雄性不育系中糖类代谢响应温度变化的特点,为茄子雄性不育杂交育种提供理论依据。     

UCP1基因变异与绵羊生长及胴体性状的关联分析

试验旨在探讨解耦联蛋白1（UCP1）基因核苷酸变异对绵羊生长性状的性别差异和胴体性状的影响，以期能够筛选出可以提升绵羊生长及胴体性状的核苷酸变异，为提高绵羊相关重要经济性状的分子遗传标记提供材料。以9个绵羊品种为研究对象，用PCR-SSCP方法检测不同性别绵羊中UCP1基因内含子5区和外显子6区变异。利用Minitab 16.0软件中一般线性模型分析内含子5区等位基因与不同性别绵羊生长性状、公羔胴体性状的关联性。结果显示，绵羊UCP1基因内含子5区和外显子6区共检测到8个核苷酸变异，其中位点c.910 G/A突变导致p.Ala304Thr氨基酸变异。生长性状关联分析结果表明，内含子5区等位基因对绵羊生长性状的影响存在性别特异性，母羔中携带等位基因A₁的群体较缺失群体具有较低的初生重（P<0.05），公羔中携带等位基因C₁的群体较缺失群体具有较高的断尾重（P<0.05），未发现其他等位基因与羔羊的生长性状存在性别特异性。胴体性状关联分析结果表明，携带等位基因A₁的群体具有较低后腿瘦肉量、腰部瘦肉量和较高的肩部瘦肉比例（P<0.05），携带等位基因C₁的群体具有较低的后腿瘦肉比例（P<0.05），其他胴体性状均没有发现与等位基因存在显著相关，基因型分析结果与等位基因分析结果一致。结果提示，UCP1基因对绵羊的生长性状影响具有性别特异性，且携带等位基因A₁的公羔群体具有较低的胴体生产性状，为提高公羔胴体生产性能提供了理论依据。