氮肥减施对花生根际土壤固氮微生物多样性的影响

设置施氮N3(64 kg/hm~2)、减量施氮N2(51 kg/hm~2)、减量施氮N1(34 kg/hm~2),不施氮N0共4个施氮水平,对花生单作、玉米花生间作体系中花生根际土壤样品运用Illumina MiSeq高通量测序技术测序并分析固氮微生物的多样性。结果表明,在单作花生根际土中固氮微生物的多样性和丰度随着氮肥的减施表现出升高的趋势,而在间作花生根际土中固氮微生物的多样性和丰度则随着氮肥的减施出现降低的趋势。对24个花生根际土壤样品进行测序分析得到,固氮微生物可操作分类单元(OTUs)在分类学门、科和属水平上可归类为8个门、29个科和37个属,其中在门水平上有3个优势类群,共占所有门的97.7%以上,分别为变形菌门(Proteobacteria)、细菌未分类门(p_unclassified_k_,norank_d_Bacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)。氮肥减施条件下固氮微生物群落结构在单作花生根际土壤中比较相似,在间作花生根际土壤差异较大。试验表明,氮肥减施有利于单作花生根际土壤固氮微生物的生长,增强固氮微生物相对土壤中其他微生物的竞争优势,提高固氮微生物的多样性和丰度。而氮肥减施不利于间作花生根际土壤固氮微生物的生长繁殖,降低了间作花生根际土壤固氮微生物的多样性和丰度。     

化肥减施对花生根际土壤细菌群落结构和多样性的影响

为研究化肥减施对花生根际土壤微生物的影响,设不同化肥减施梯度试验,采用高通量测序技术分析各处理根际土壤细菌群落结构和多样性。结果表明:对比不施肥处理,习惯施肥处理OTUs、ACE和Chao1指数均明显上升,Simpson指数显著增大,Shannon指数显著减小,两处理间差异显著的细菌门\属(相对丰度排名前10)为8\3个;各减施处理间的群落构成和多样性差异不明显,但菌群丰度均显著高于不施肥处理,多样性与不施肥处理间差异不显著;化肥减施50%(225 kg/hm~2)条件下,根际土壤菌群物种丰度指数最高,多样性指数与不施肥处理差异很小;通过Venn图分析发现,在OTU数量种类方面,减施肥料处理不仅包含习惯施肥和不施肥,并拥有2个代表特有细菌属的独特OTU;相似性分析说明,减施处理的菌群结构和物种组成介于习惯施肥与不施肥处理之间,随减施量的提高,土壤菌群物种组成逐步趋同于不施肥处理。习惯施肥提高了根际土壤菌群丰度但多样性降低,显著改变了门\属水平上的菌群构成,减施化肥在增加菌群丰度的同时维持其原有多样性。化肥减施50%,花生根际土壤细菌群落最丰富,其物种构成和多样性与不施肥土壤类似。     

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。     

广西地方花生种质资源的鉴定和评价

采用田间种植、室内测定等方法对205份广西地方花生种质资源进行植物学特性、主要经济、品质性状和抗病性观察鉴定,为合理有效利用花生品种资源提供参考.结果表明,205份花生种质资源以直立型、疏枝型为主;主茎高21.4～73.4 cm,单株结果数8.5～31.0个,百果重81.3～214.6 g,百仁重33.7～87.8 g,出仁率54.6%～78.4%,单株生产力6.5～32.5 g;珍珠豆型和多粒型品种蛋白质含量较高,龙生型含量较低;多数品种抗晚斑病,未发现高抗锈病、病毒病品种.筛选出优质高产花生品种名山红花生、罗荣红花生、绍水花生3及富川1号等,已在生产上推广应用.     

CRISPR/Cas9系统及其在粮油作物遗传改良中的研究进展

CRISPR是细菌或古生菌对入侵到体内的病毒,通过核酸特异性识别、Cas9蛋白酶切割产生的一种天然免疫系统。基于CRISPR/Cas9系统的基因组编辑技术,通过sgRNA介导和Cas9蛋白切割实现对靶基因的定点编辑。因其操作简便、编辑效率高、适用范围广的特点,迅速成为研究植物、动物、微生物基因功能的重要手段。同时,随着大量基因组信息和相应数据库的广泛建立,CRISPR/Cas9技术利用反向遗传学,配合生物信息技术,成为遗传改良、创新特异种质的一种极有效的新手段。本文主要对CRISPR/Cas系统的基本原理、CRISPR/Cas9基因编辑技术的作用机制,以及CRISPR/Cas9技术在粮油作物遗传改良、品种选育研究中取得的进展进行了综述,为遗传育种工作者利用该技术进行遗传改良和品种优化升级育提供有效的参考。     

广西花生品种（系）苗期生长耐旱性及相关生理特性研究

花生苗期生长受干旱影响最大,且干旱是广西花生生产上重要的限制因素。选择广西主推及新育成的花生品种（系）共11个,在人工防雨棚下进行土培盆栽试验,以正常淋水（2d供水1次）为对照,以人工控水（10d供水1次）作为干旱胁迫处理,反复干旱胁迫30d时,测定花生苗期的主茎高尧侧枝长、生物量以及叶绿素、可溶性糖、丙二醛尧脯氨酸含量,计算花生苗期生长生理受抑制程度及生长耐旱隶属函数值。结果表明,在干旱胁迫下,各参试花生品种的主茎高、侧枝长和生物量均受到不同程度的抑制,其中桂花819的生长受抑制程度最轻。从各参试品种苗期耐旱隶属函数值排名可知,桂花819的苗期生长耐旱性最强,其次是桂花红166、桂花21和桂花26;大多数品种的叶绿素、可溶性糖、丙二醛尧脯氨酸含量在干旱胁迫下增加,少数花生品种表现出降低趋势,且苗期耐旱品种桂花819的叶绿素和脯氨酸含量比对照的增加量最大,丙二醛和可溶性糖含量增加量也较大。     

mCTAB-dLiCl法高效提取花生各组织部位RNA及其验证

[目的]探讨花生不同组织部位RNA提取方法,为开展花生分子生物学研究奠定基础.[方法]在CTAB法的基础上,设计一种改良的mCTAB-dLiC1法,其使用高质量体积分数的KAC除去组织中的多糖,使用两次10.0 mol/L的LiC1沉淀RNA,采用琼脂糖凝胶电泳检测RNA质量,核酸蛋白分析仪测定RNA纯度,并通过逆转录、RT-PCR和cDNA-SCoT验证其质量.[结果]采用mCTAB-dLiC1法的RNA产率为554.80 μg/g,RNA的A260/A280比率为1.89,RNA非变性琼脂糖凝胶电泳未出现可见的DNA条带;扩增的28S和18S条带比值为2∶1,且条带清晰无拖尾现象;提取的RNA通过逆转录、RT-PCR扩增和cDNA-SCoT扩增验证,均获得较好的扩增效果,获得的RNA和cDNA质量好.[结论]mCTAB-dLiCl RNA提取方法是一种高效提取花生各组织部位RNA的方法,可在花生分子生物学研究中应用.     

赤霉素、光照及基因型对花生体细胞胚诱导和植株再生的影响

【目的】完善花生离体再生繁殖体系,为花生的遗传转化提供技术支持。【方法】以桂花系列花生品种为材料,以胚小叶为外植体,MS＋10mg/L2,4-D为体细胞胚诱导基本培养基,MS＋3mg/L6-BA＋0.8mg/LNAA＋（0～15mg/L）GA3为苗诱导基本培养基,研究光照、赤霉素和基因型对花生体细胞胚诱导和植株再生的影响。【结果】在光暗比14∶10条件下,花生体细胞胚诱导率明显高于全黑暗培养,体细胞胚诱导率增加7.5～37.5个百分点。在不同花生品种中,桂花26体细胞胚诱导率最高,达62.8%,桂花833最低,为21.7%。在成苗培养基中添加5～15mg/LGA3利于提高体细胞胚的成苗率。桂花26和桂花771在5mg/LGA3处理下成苗率最高,分别为42.8%和35.3%;桂花836、桂花1026、桂花833在15mg/LGA3作用下成苗率最高,分别为38.7%、33.3%、26.4%。所有品种与GA3组合中,以桂花26与5mg/LGA3组合成苗率最高,其次是桂花836与15mg/LGA3组合。【结论】适宜的光照条件有利于花生体细胞胚的发生;成苗培养基中添加GA3利于促进体细胞胚诱导成苗;桂花26和桂花836是体细胞胚诱导植株再生较理想的材料。     

甘蔗间作花生对不同耕层土壤微生态的影响

甘蔗间作花生是我国华南地区特有的高效种植模式。本文研究了甘蔗/花生间作不同耕层土壤养分、酶、微生物的变化特征及其相关性。结果表明，相比单作而言，0～20 cm间作花生土壤有效氮、有机质、微生物量氮含量、真菌、放线菌数量、蛋白酶活性及间作甘蔗土壤细菌、放线菌、总微生物数量、微生物量氮含量及蛋白酶活性均显著增加；20～40 cm间作甘蔗土壤全磷、全钾、蛋白酶活性及间作花生土壤放线菌、蛋白酶活性显著增加；40~ 60 cm间作花生土壤真菌、蔗糖酶、微生物量碳含量显著增加；相反，间作甘蔗土壤蔗糖酶活性均显著低于单作甘蔗处理；间作土壤有效氮磷钾、有机质含量、脲酶、酸性磷酸酶活性、微生物数量均随着土壤深度的增加而表现出降低的趋势；间作土壤有效养分与脲酶、酸性磷酸酶、微生物量氮及微生物数量呈显著或极显著正相关。表明甘蔗花生间作条件下土壤养分、酶、微生物相互作用，共同维持良好的土壤微生态环境。     

间作花生对木薯碳氮代谢产物及关键酶活性的影响

通过设置不同的间作行距（30、40、50 cm）和根系分隔处理，研究间作花生对木薯叶片的碳氮代谢产物及相关酶活性的影响。结果表明，40 cm行距间作花生可提高木薯的蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）活性及可溶性糖含量；间作花生后，木薯的氨基酸和可溶性蛋白质含量随着行距变窄而降低；相反，硝酸还原酶（NR）活性则显著增强。相同行距处理下，无根隔处理的氨基酸、蛋白质含量及SPS、SS、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均高于根隔处理，说明木薯和花生的根系之间存在一定的相互作用。总体而言，适宜的间作行距可以提高碳氮代谢酶活性，从而促进碳水化合物和蛋白质的积累与运转，对提高木薯的产量和品质具有重要意义。