不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律研究

为了探讨不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律,根据物理学的色差原理,首次采用色差法,对高粱蜡粉进行测定。结果表明,不同类型高粱之间茎秆的蜡粉含量有明显的差异,同一类型不同基因型间也不同;饲草高粱茎秆自上而下各节段的蜡粉含量呈现出高-低-高的变化趋势,中间茎节的蜡粉含量与全株混合蜡粉含量总平均值最接近,可代表全株的蜡粉含量;不同类型高粱进入各生育期的时间和持续天数不同,同一生育期内蜡粉累积量也不同,饲草高粱为抽穗期开花期乳熟期蜡熟期完熟期,甜高粱为乳熟期抽穗期开花期蜡熟期完熟期,开花期与整个生育期平均蜡粉含量最接近,可代表整个生育期的蜡粉含量;不同类型高粱在同一个生育期内蜡粉日变化呈单峰曲线,蜡粉含量的峰值出现在13:00时;高粱蜡粉与茎秆糖锤度部分呈极显著负相关。研究表明,遗传因素导致不同类型高粱茎秆蜡粉含量存在显著差异并且含量变化具有规律性,为选育高蜡粉含量品种从而提升高粱抗逆性提供科学参考。     

转录组学鉴定高粱营养器官间功能差异的决定基因

本研究采用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术,对高粱根、茎和叶的转录组进行测序以及生物信息学分析,以期鉴定出决定营养器官功能异质性的核心基因。结果表明,转录组测序获得165 413 338条原始测序序列(Raw reads),过滤后获得160195618条序列(Clean reads);共鉴定出33204个基因及230685个可变剪接事件;三种营养器官基因表达模式的相似度较低,共筛选出10 083个差异表达基因,其中在不同营养器官均有表达差异的决定基因1320个。对决定基因进行GO富集分析,得到2946个GO功能注释(p0.05),分布于光合作用、结构分子活性和细胞组成相关的GO项中;KEGG富集分析表明差异基因在光合作用、黄酮和黄酮醇生物合成以及叶酸参与的"一碳单位"代谢途径富集程度显著。本研究为深入探讨高粱营养器官间功能差异性机制及器官特异性启动子克隆等工作奠定了数据基础。     

施用不同有机物料对砂质土壤玉米成熟期根际细菌群落变化的影响

为探究有机物料还田后土壤理化性质对细菌群落变化的影响,在华北平原砂质土壤玉米成熟期分别以秸秆还田(ST)和单施化肥(CF)为主、副对照,设置猪粪(PM)、沼渣(BR)和秸秆生物炭(BC)3 种有机物料还田处理,利用Illumina高通量测序技术分析根际土壤细菌群落结构。结果表明:1)玉米成熟期根际土壤细菌群落丰富度的2个指标(Chao 1和ACE)由高到低均为:PM>BR>ST>BC>CF,但沼渣和生物炭处理的土壤细菌群落多样性(Shannon)均显著高于猪粪处理。2)沼渣、生物炭和对照组(秸秆和化肥处理)的土壤细菌优势菌门均为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),优势菌门的累计丰度为71.53%~80.31%;而猪粪处理的土壤细菌优势菌门以厚壁菌门(Firmicutes)为首,其余依次为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌门的累计丰度为85.61%。3)土壤有效磷是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子(P<0.05),与厚壁菌门的梭菌属(Clostridium)和土孢杆菌属(Terrisporobacter)的相对丰度均呈显著正相关,其中猪粪处理的土壤有效磷含量显著高于其他处理;生物炭处理显著增加土壤pH和有机质含量,沼渣处理增加土壤水分含量但不显著,生物炭和沼渣处理显著上调放线菌门相关菌属的相对丰度。综上,猪粪处理虽然显著提高土壤细菌群落的丰富度,但是导致菌落的多样性显著下降,生物炭处理则与之相反;沼渣处理也显著提高土壤细菌群落的丰富度和多样性。综上,合理施用沼渣还田可作为改良华北平原砂质瘠薄型农田的首选方式。