不同刈割强度下羊草转录组研究

刈割是一种重要的草地管理措施,刈割留茬高度直接影响草地生产力及群落结构,在牧草生产中具有重要意义。为研究羊草在不同刈割强度下的转录响应,利用Illumina HiSeq-PE150高通量测序技术,对不同刈割留茬高度(0,2,4,8,12 cm)处理下羊草再生叶片进行了转录组测序。共得到139767803条读长(reads),41.94 Gb原始数据。经过过滤、质控与从头组装后,总共得到转录本270207条,总长度为191.6 Mb。通过与多种数据库比对得到48097条单基因簇(Unigene)注释结果。筛选出了所有刈割强度处理与不刈割对照组显著差异基因共2579条,经过生物信息分析,将其定位到碳水化合物代谢、损伤应答、过氧化氢分解、植物激素信号转导等功能与代谢通路。利用聚类方法得到了随着刈割强度增强,表达量规律变化的基因,分别富集到了过氧化物酶体、光合作用等代谢途径。对羊草在不同刈割高度下的转录组进行了研究,为草本植物分子生物学研究提供了宝贵的数据资源,对于解析羊草响应刈割的分子调控机制及相关基因挖掘具有重要指导意义。     

羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性

为筛选多态性丰富的羊草叶绿体非编码区片段,本研究以9个不同地理位置的羊草居群为材料,通过对12个叶绿体非编码区DNA片段测序及其序列间变异分析试图从中找出有遗传差异的叶绿体DNA(cpDNA)片段,并利用有多态性的cpDNA片段进行遗传多样性分析。结果表明,序列ndhF-rpl32、trnL-trnF、trnC-ycf6、aptI-aptH具有比较丰富的变异,可作为下一步研究野生羊草群体遗传学和谱系地理学较为理想的分子标记。在37个羊草个体4条非编码区片段的合并序列中,共检测到15种单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.928,核苷酸多态性(Pi)为0.00101;遗传分化指数(Fst)为0.58884,基因流(Nm)为0.17,基因流较小;中性检验Tajima’s D(-1.08542)和Fu’s Fs(-5.301)均为负值,且差异不显著(P0.10),推测羊草遵循中性进化理论,可能经历过种群扩张;AMOVA结果显示,65%的分子变异出现在居群间,35%出现在居群内;Mantel检验得到,遗传距离与地理距离具有显著相关性(r=0.449,P0.05);居群分化值Nst 0.386(0.1865)大于Gst 0.234(0.1506),差异显著(P0.05),表明羊草居群存在分子谱系地理结构。通过系统发育树分析得到,羊草15个单倍型分为两大分支,H2和H10聚为一支,它们与别的居群个体亲缘关系较远,其余单倍型聚为另一支;单倍型网络图显示,H2和H12、H10和H12亲缘关系较远,与系统发育树分析结果基本一致。本研究为羊草的种质资源保护、谱系地理学研究等工作奠定了基础。     

羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性

为筛选多态性丰富的羊草叶绿体非编码区片段,本研究以9个不同地理位置的羊草居群为材料,通过对12个叶绿体非编码区DNA片段测序及其序列间变异分析试图从中找出有遗传差异的叶绿体DNA(cpDNA)片段,并利用有多态性的cpDNA片段进行遗传多样性分析。结果表明,序列ndhF-rpl32、trnL-trnF、trnC-ycf6、aptI-aptH具有比较丰富的变异,可作为下一步研究野生羊草群体遗传学和谱系地理学较为理想的分子标记。在37个羊草个体4条非编码区片段的合并序列中,共检测到15种单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.928,核苷酸多态性(Pi)为0.00101;遗传分化指数(Fst)为0.58884,基因流(Nm)为0.17,基因流较小;中性检验Tajima’s D(-1.08542)和Fu’s Fs(-5.301)均为负值,且差异不显著(P>0.10),推测羊草遵循中性进化理论,可能经历过种群扩张;AMOVA结果显示,65%的分子变异出现在居群间,35%出现在居群内;Mantel检验得到,遗传距离与地理距离具有显著相关性(r=0.449,P<0.05);居群分化值Nst 0.386(0.1865)大于Gst 0.234(0.1506),差异显著(P<0.05),表明羊草居群存在分子谱系地理结构。通过系统发育树分析得到,羊草15个单倍型分为两大分支,H2和H10聚为一支,它们与别的居群个体亲缘关系较远,其余单倍型聚为另一支;单倍型网络图显示,H2和H12、H10和H12亲缘关系较远,与系统发育树分析结果基本一致。本研究为羊草的种质资源保护、谱系地理学研究等工作奠定了基础。     

让草原承载起美丽中国梦

<正>由于草原生态系统本身的脆弱性,加之长期不合理的开发利用,导致目前欧亚大陆草原植被退化、物种减少、遗传多样性丧失、生产力下降现象十分严重。目前我国退化草原面积已达90%以上,严重退化草原占50%,由于草原退化引起的生产力下降、生物多样性减少、水土流失严重、沙尘暴频繁发生等环境问题给人类的生产与生活带来了严重的灾难,严重影响了生态环境建设和国民经济的发展。党的十八大报告把生态文明建设放在"五位     

旱区旱作人工草地高效用水的研究进展及展望

旱区旱作人工草地种植是解决草畜矛盾,兼顾生态保护的有效途径,是农牧业结构调整的重要内容,其与生态环境效应关系是全球水危机的主要焦点之一。建植过程中不仅要借鉴旱区农田高效用水主要技术,有机统一"蓄"、"保"、"补"措施,同时也要考虑在利用有限水资源过程中所产生对旱区半旱区脆弱生态系统的环境生态影响,还需加强旱区旱作人工草地系统水动态过程和提高水资源利用效率的技术及机理,人工草地生产力动态及其水分生态环境效应,旱区多年生人工牧草生长退化与水文生态过程的关系,维持多年生人工牧草生产能力稳定性的机理、技术和途径等方面的研究。     

紫花苜蓿个体性状对土壤磷素供给能力的响应研究

磷元素是影响紫花苜蓿生产的主要限制因素之一,通过研究苜蓿个体性状对不同土壤磷素供给水平的响应,有助于揭示磷元素对苜蓿生产力的影响途径,进而为苜蓿产业的发展提供理论依据.本研究利用有效磷(P2O5)含量低于3 mg/kg的土壤设置(P2O5)0,30,90,180 mg/kg 4个磷肥添加梯度,形成4种具有不同磷素供给水平的土壤,采用室内盆栽试验方法从个体水平上研究了苜蓿形态、生物量及分配、植株含水量对不同土壤磷素供给水平的响应.结果表明:1)低磷供给明显降低了苜蓿株高、生物量及侧枝总长,改变了苜蓿个体形态特征,贡献率分析表明侧枝总长、株高是土壤磷素供给能力影响苜蓿单株生物量的主要途径;2)苜蓿各器官的生物量分配对土壤磷素供给能力响应不敏感,各分配指标在处理间差异不显著;3)苜蓿植株含水量随着土壤磷元素供给能力的改善而显著降低.本试验在总结前人研究的基础上,进一步从个体水平上探索苜蓿对土壤磷元素供给能力的响应,有助于厘清土壤磷素供给能力改变苜蓿生产力的过程与途径,进而为苜蓿产业的发展提供理论依据.     

欧亚温带草原东缘生态样带研究探讨

为揭示全球变化与欧亚温带草原东缘生态系统的关系,提出沿着从中国长城至俄罗斯贝加尔湖设置一条经向样带,主要表征欧亚大陆东缘经向热量梯度,反映受大陆性气候控制下的草原地带的生态系列.沿样带开展生物地球化学过程、能量交换、植被结构动态、气候—植被、放牧—草地—牧草驯化、土地利用格局与管理、模型模拟等研究工作,对于加深气候变化和人为影响对草原生态系统的发生、发展、利用及演变规律的影响的认识,增强对气候变化的减缓和适应能力,具有非常重要的意义.     

现代草业的概念、理论及趋势

对我国现代草业的概念、理论和发展的趋势进行了系统论述，指出现代草业是现代农业相对应的概念，现代草业作为一个新的产业，以系统理论、可持续发展理论及产业经济理论等多种理论为基础，草业产业化、区域化、草地资源多功能利用及高新技术的广泛应用是现代草业发展进程中突出的趋势，进而提出进一步加强草业发展的对策。     

鄂尔多斯沙地油蒿根际土壤微生物数量的季节动态

对油蒿根际土壤微生物数量的季节动态、垂直分布及影响微生物分布的环境因子进行了研究。结果表明:(1)微生物总数、细菌数量的季节动态为:春季>夏季>秋季>冬季,放线菌数量的季节分布为秋冬季多于春和夏季,真菌数量的季节动态为夏季达到最高值,其他季节变化不显著。(2)微生物数量的垂直分布总体上表现为随土层加深而逐渐减少,表层土壤(0-10cm)微生物数量是下面3层(10-40cm)的1.05-9.79倍。(3)土壤微生物根际效应明显,且细菌>真菌>放线菌,R/S值介于1.16-3.76之间。微生物根际效应的季节变化为春、夏季高于秋和冬季。(4)微生物分布与水热等环境因子密切相关,细菌数量与水热组合条件共同作用有关,真菌受温度影响较大,放线菌对土壤水分含量变化较敏感。     

草原生态系统气候变化脆弱性评价研究进展(英文)

[目的]综述草原生态系统气候变化脆弱性评价的研究进展。[方法]通过综述国内外生态系统气候变化脆弱性评价方法,以及国内关于主要生态系统的气候变化脆弱性评价案例和研究进展,探讨了目前国内草原生态系统气候变化脆弱性评价存在的问题,并对其评价研究进行了展望。[结果]气候脆弱性问题是气候变化影响研究的重要内容,为最大限度减少气候变化的不利影响、利用气候变化的有利方面,未来生态系统脆弱性评价亟需改善评价方法、减少不确定性、提高气候变化脆弱性评价的全面性和客观性,并加强人类活动对自然生态系统脆弱性影响的评价研究。[结论]该研究为建立应对气候适应性管理新模式,实现我国北方草原区的生态-社会-经济的可持续发展提供了理论支撑。