丹江口水源涵养区退耕还草土壤线虫群落变化特征

为评估丹江口水源涵养区退耕还草的土壤生态效应，2017年9月，选取3块同一土壤类型、退耕3年的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地作为退耕还草的代表样地，以相邻未退耕的玉米（Zea Mays）田为对照，比较分析退耕还草土壤线虫群落的变化特征。结果表明：退耕还草样地0~10 cm土层含水量显著提高15.86%（P<0.05），pH值显著降低5.06%（P<0.05）；10~20 cm土层pH值显著降低4.57%（P<0.05），有效磷含量显著降低26.83%（P<0.05）。退耕种植紫花苜蓿草地共鉴定出土壤线虫18 307条，49个属，未退耕玉米田共鉴定出土壤线虫10 706条，45个属，退耕还草后土壤线虫c-p类群由短世代型向长世代型转移，土壤环境受到扰动降低，土壤线虫群落的多样性和稳定性增加，结构指数（SI）和富集指数（EI）表明退耕还草提高了土壤健康程度，同时降低了土壤所受的干扰程度。土壤线虫数量与土壤pH值、含水量、全氮和硝态氮含量呈极显著相关（P<0.01）；食细菌线虫和食真菌线虫相对丰度与土壤有效磷含量呈极显著相关（P<0.01），植物寄生性线虫和捕/杂食线虫相对丰度与有机碳和铵态氮含量呈极显著相关（P<0.01），与全氮含量呈显著相关（P<0.05）。研究表明，退耕还草改变了土壤pH值及全氮、有效磷养分含量，改变了土壤线虫群落结构和多样性，提升了土壤健康水平。     

施氮和黄顶菊混植对大喇叭口期玉米DNA甲基化变异的影响

试验设置4种玉米/黄顶菊混植比例,玉米单种(A1)、玉米/黄顶菊2∶1混种(A2)、玉米/黄顶菊4∶3混种(A3)、玉米/黄顶菊1∶1混种(A4),4种施氮梯度0(CK)、175(T1)、275(T2)、375 kg/hm^2(T3),采用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplification Polymorphism,MSAP)技术,研究不同处理下玉米叶片基因组DNA甲基化的变异特征。结果表明,筛选18对引物组合对各处理玉米叶片进行扩增,不同混植比例下各获得754条MSAP条带,在A1、A2、A3和A4混植比例下,对玉米表观遗传多样性贡献率最大的引物组合分别为EmHM21、EkHM17、EdHM21和EhHM17。A1混植比例下的未甲基化条带数、超甲基化条带数和总甲基化带数与其他3种混植比例条带数相比差异显著,4种混植比例下玉米叶片基因组DNA半甲基化和全甲基化条带数差异不显著,总甲基化条带数为79~93条,占比为10.84%~12.33%。与A1混植比例下相应施氮梯度相比,混植比例达到2∶1(A2)且施氮梯度达到175 kg/hm^2时,玉米叶片的半甲基化水平、全甲基化水平和总甲基化水平产生显著性差异。     

重金属镉胁迫下入侵植物黄顶菊表观遗传变异特征

为探究入侵植物黄顶菊在重金属镉(Cd)胁迫下耐受性获得的表观遗传机制,本研究通过网室盆栽试验模拟不同浓度Cd污染生境,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对不同Cd浓度胁迫[0(CK)、2(Cd-1)、4(Cd-2)和8(Cd-3) mg·kg^-1]处理植物叶片基因组DNA甲基化变异特征进行分析。结果表明,15对引物共扩增出726条甲基化条带,且引物多态性百分比为84.75%;随着Cd胁迫浓度的升高,黄顶菊叶片全甲基化和整体甲基化发生比例呈逐渐增加的趋势,Cd-1、Cd-2和Cd-3的全甲基化发生比例分别为CK的1.51、1.95和2.11倍,整体甲基化发生比例分别较CK升高了39.28、53.30和63.97个百分点;不同处理下叶片甲基化状态变化分析结果表明,Cd胁迫下黄顶菊基因组DNA重新甲基化和去甲基化2种甲基化模式均有发生,但以重新甲基化类型为主要变化模式;Cd胁迫下植物表型可塑性与表观遗传相关性分析结果表明,DNA全甲基化和整体甲基化水平与黄顶菊生长指标及地上部耐受性指数的表型可塑性呈显著负相关,与抗氧化酶活性、各组织Cd含量及富集与转移系数呈显著正相关。本研究结果从表观遗传学方向为入侵植物黄顶菊的防控提供了新思路。