基于高通量测序及分离培养初步研究美国大豆中真菌多样性

中国是全球最大的大豆进口国,进境大豆所携带的病原真菌传入我国的风险极高。基于高通量测序技术对6批美国大豆真菌多样性进行分析,同时采用分离培养获得单一菌株,依据菌落形态、显微结构及分子技术进行鉴定。高通量测序结果显示,大豆中所有真菌共计5门15纲35目63科112属155种,主要为链格孢属(Alternaria)、球腔菌科(Mycosphaerellaceae)、小戴卫霉科(Davidiellaceae)、小囊菌科(Plectosphaerellaceae)、赤霉属(Gibberella)、附球霉属(Epicoccum)、间座壳属(Diaporthe)、隐球菌属(Cryptococcus)。分离培养结果显示,得到真菌共计40株10种,分别是大豆北方茎溃疡病菌(Diaporthe phaseolorum var.caulivora)、大豆南方茎溃疡病菌(Diaporthe phaseolorum var.meridionalis)、大豆拟茎点种腐病菌(Diaporthe longicolla/Phomopsis longicolla)、大豆炭腐病菌(Macrophomina phaseolina)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、菌核菌(Sclerotinia sclerotiorum)、镰刀菌(Fusarium sp.)、附球菌(Epicoccum sp.)、交链孢菌(Alternaria sp.)、小双胞腔菌(Didymella sp.)。     

贺兰山野生大型真菌孢子多样性分析

为探讨贺兰山野生大型真菌孢子的多样性,2012-2016年在内蒙古贺兰山南寺和哈拉乌沟两地进行取样,每个样地分别由5人从沟谷入口处进行拉网式调查,共获得4 000余份样品,经过微观形态观察和基因ITS序列比对,鉴定出8目25科69属189种大型真菌,主要对其孢子形态特征、表面特征及长宽比进行分析,得到如下结论:质量性状上,孢子形态特征和表面特征相互独立;数量性状上,大小孢子长宽比、孢子极端比和平均比均具有一致性和关联性,显示孢子数量特征的稳定性;菌种间孢子质量性状和数量性状具有很强的多样性;按照孢子多样性低、中、高分类,贺兰山野生大型真菌物种数分别为152种、26种和11种;孢子多样性分类为大型真菌鉴别、分类提供了基本依据。     

马尾松叶表微生物多样性

为发掘对林木生长发育有利的优良微生物资源,并筛选适合叶表微生物的收集方法,以马尾松针叶为试验材料,分别用悬摇法和超声波法收集马尾松叶表微生物,用扩增子高通量测序技术、MUSCLE和Qiime软件研究马尾松叶表微生物的多样性。结果表明:扫描电镜观测结果显示,马尾松针叶表面定殖有大量微生物,包括真菌(菌丝及孢子)和细菌。扩增子高通量测序结果表明,马尾松叶表微生物物种丰富,包含细菌运算分类单位(OTUs)490个,真菌OTUs 1273个。马尾松叶表细菌以未分类的蓝细菌属(unidentified_Cyanobacteria)(36.53%)、未分类的拜叶林克氏菌属(unidentified_Beijerinckia)(28.60%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(2.35%)为优势属;叶表真菌以枝孢属(Cladosporium)(2.45%)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)(0.92%)、无头孢菌属(Capnobotryella)(0.91%)为优势属。针对叶表细菌多样性的研究表明,悬摇法和超声波法均有较高的物种检出度;在叶表真菌多样性的研究中超声波法优于悬摇法,但超声波法样品间数据变异性较大,测定结果不稳定。     

沙蒿多糖组合制剂对滩羊羔羊瘤胃菌群多样性的影响

本试验旨在研究沙蒿多糖不同组合制剂对滩羊羔羊瘤胃菌群多样性的影响。选择健康、体重相近的断奶滩羊公羔60只,按体重随机分为4个组,每组15只羊。对照组饲喂基础饲粮,试验1组、试验2组和试验3组分别饲喂在基础饲粮中添加5.5 g/d沙蒿多糖+5.5 g/d包被丁酸钠、5.5 g/d沙蒿多糖+5.5 g/d丁酸甘油酯和5.5 g/d沙蒿多糖+1.1 g/d莫能菌素的试验饲粮。预试期为15 d,正试期为60 d。结果表明:1)与对照组相比,试验1组和试验2组滩羊瘤胃液乙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸浓度和乙酸比例显著提高(P<0.05)。2)试验2组的Chao1指数显著高于对照组(P<0.05),试验2组的Shannon指数和Simpson指数有高于对照组的趋势(0.05≤P<0.10)。3)门水平上,与对照组相比,试验1组瘤胃液中软壁菌门的相对丰度显著升高(P<0.05),厚壁菌门和丝状杆菌门的相对丰度有升高的趋势(0.05≤P<0.10);试验2组瘤胃液中绿弯菌门的相对丰度显著升高(P<0.05),而疣微菌门的相对丰度有升高的趋势(0.05≤P<0.10);试验3组瘤胃液中蓝藻菌门和互养菌门的相对丰度显著升高(P<0.05)。4)属水平上,与对照组相比,试验1组瘤胃液中理研菌科RC9的相对丰度显著降低(P<0.05),解琥珀酸菌属和丹毒丝菌属的相对丰度显著升高(P<0.05);试验2组瘤胃液中Sharpea的相对丰度显著降低(P<0.05),假丁酸弧菌属的相对丰度显著升高(P<0.05);试验3组瘤胃液中理研菌科RC9和Sharpea的相对丰度显著降低(P<0.05),互营球菌属的相对丰度有增加的趋势(0.05≤P<0.10)。由此可见,饲粮添加沙蒿多糖组合制剂均可提高滩羊羔羊菌群多样性,改善瘤胃微生物区系,且以添加沙蒿多糖+包被丁酸钠的效果最好。     

上海半自然森林更新苗物种组成与多样性研究

城市半自然森林具有独特的群落结构和生物多样性特征,研究城市化影响的半自然森林更新特征,可以为城市生物多样性保育与地带性植被恢复重建提供借鉴。文章以上海辰山残存半自然森林1 hm^2固定监测样地为对象,调查分析半自然森林更新苗的物种组成特征。结果表明:1 hm^2样地更新苗共5 937株,分属22科32属37种,其中上海自然分布的乡土种占57.89%,明显高于城市人工林的乡土树种比例;香樟、构树、天竺桂、朴树和小蜡等5种更新苗占总数的57.2%,聚集性分布格局明显;在11个植被群落类型中,各类型更新苗的丰富度普遍较高,不同树种的更新苗存活和发育潜力存在差异。     

基于果实品质与EST-SSR标记的刺梨居群遗传多样性分析及核心种质构建

通过分析评价野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)资源居群遗传多样性和遗传结构,同时构建核心种质,为刺梨资源的保护和发掘利用提供科学依据。本研究利用10对EST-SSR引物和9个果实品质性状指标对收集的12个刺梨自然居群(共102份种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析,同时结合原贵州省32份初级核心种质,采用位点优先取样策略进一步构建西南地区核心种质。结果表明,黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数I=0.6965,基因多样性指数h=0.3935,多态位点百分率p=84.62%;而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低;AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上,居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%,能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内,居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点,构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此,野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。     

Cryptic species and population genetic structure of Plasmopara viticola in São Paulo State,Brazil

Downy mildew (Plasmopara viticola) is one of the most important diseases in grape-growing areas worldwide, including Brazil. To examine pathogen population biology and structure, P. viticola was sampled during the 2015/16 growing season from 516 lesions on nine grape cultivars in 11 locations in subtropical areas of São Paulo State, Brazil. For identification of cryptic species, a subsample of 130 isolates was subjected to cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) analysis, and for 91 of these isolates the ITS1 region was sequenced. These analyses suggest that the population of P. viticola in São Paulo State consists of a single cryptic species, P. viticola clade aestivalis. Seven microsatellite markers were used to determine the genetic structure of all 516 P. viticola isolates, identifying 23 alleles and 55 multilocus genotypes (MLGs). Among these MLGs, 34.5% were clonal and represented 93% of the isolates sampled. Four dominant genotypes were present in at least five different locations, corresponding to 65.7% of the isolates sampled. Genotypic diversity (Ĝ = 0.21–0.89) and clonal fraction (0.58–0.96) varied among locations (populations). Most populations showed significant deviation from Hardy–Weinberg expectations; in addition, excess of heterozygosity was verified for many loci. However, principal coordinate analysis revealed no clusters among locations and no significant isolation by distance was found, suggesting high levels of migration. The results indicate that downy mildew epidemics result from multiple clonal infections caused by a few genotypes of P. viticola, and reproduction of P. viticola in São Paulo State is predominantly asexual.     

施肥对复垦土壤微生物代谢功能与苗期玉米生长的影响

利用Biolog-ECO技术、WinRHIZO扫描仪及其图像分析技术，研究了对照CK（施肥量为0）、施复合肥F（施肥量为600 kg·hm^-2）、施有机肥O（施肥量为7 500 kg·hm^-2）、有机无机肥配施OF（施肥量为复合肥300 kg·hm^-2+有机肥3 750 kg·hm^-2）处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落代谢功能及苗期玉米根系形态等特征，结果表明：不同施肥处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落功能多样性差异显著，OF处理下土壤微生物多样性Shannon-wiener指数与Simpson指数最高，分别为3.22和0.96， Eveness指数最低，为0.21，而CK处理与之相反，Shannon-wiener指数与Simpson指数最低，分别为3.07和0.95，Eveness指数最高，为0.23；影响该区域土壤微生物群落代谢功能多样性的关键碳源包括6种氨基酸（L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸)、4种酯（D-半乳糖酸γ内酯、丙酮酸甲酯、吐温40、吐温80）、1种胺（腐胺）、5种酸（D-半乳糖醛酸、2-羟苯甲酸、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸、D-苹果酸）、3种糖（-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、a-环状糊精）、3种醇（I-赤藻糖醇、D,L-a-甘油、D-甘露醇）；OF处理下玉米根系形态参数如根长、根体积、根系分形维数及玉米生物性状如生物量、茎粗、株高等与CK处理差异最为显著，说明OF处理有利于煤矸石复垦土壤质量的恢复与提高，利于煤矸石复垦区玉米生长。     

基于nSSR和cpDNA序列的城步峒茶群体遗传多样性和结构研究

采用简单重复序列标记(nSSR)与叶绿体DNA序列(cpDNA)分析技术,对城步峒茶群体进行了遗传多样性、遗传结构和遗传分化等研究。结果表明,15对nSSR引物在参试81份资源中共获得142个等位位点,平均每对引物9.47个,城步峒茶群体的观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和Nei期望杂合度(Nei)分别为0.49、0.62和0.62,具有较高的遗传多样性。Structure分析将79份峒茶资源分成3个类群,但各类群的遗传背景较为复杂,没有明显的群体结构。F检验表明,城步峒茶群体的近交系数F_IS为正值(F_IS=0.177 5),群体间的遗传分化系数F_ST较小(F_ST=0.034 5),分化程度较低,基因流Nm较高(Nm=7.01)。3对cpDNA引物分别获得了473 bp(rbcL)、704 bp(matK)和320 bp(psbH-trnA)的片段序列,变异位点占总位点的比例分别为0.42%、0.71%和1.25%。将3个序列依次拼接,共产生了9个单倍型,单倍型数由多到少的居群依次为TXZ(6)、DZC(4)、DPS(4)、TYS(3)、HJZ(2),群体的单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.732和0.001 39。9个单倍型中,单倍型H1和H5处于进化网络图的中心节点上,并且包含资源数量最多,属于比较原始的单倍型。同时,nSSR和cpDNA的AMOVA分析结果基本一致,居群内的变异百分比分别达到96.69%和80.54%,城步峒茶的遗传变异主要存在于居群内。