甜菜组学技术研究进展

转录组学、蛋白组学、基因组学和代谢组学等组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性等优点,已成为在分子水平上研究植物应对生物胁迫和非生物胁迫的强有力工具。本研究综述了近年来国内外在甜菜组学技术方面的相关研究,包括甜菜在生物和非生物胁迫下的抗逆分子机理研究、细胞质雄性不育(CMS)结构基因和基因辅助甜菜育种功能研究,这些研究对于培育优良甜菜品种具有重要的理论价值。下一步应加强多种组学结合的研究策略,并结合基因功能鉴定发掘更多的甜菜优质基因资源。     

不同林龄橡胶林土壤细菌群落组成及多样性研究

为了了解不同林龄橡胶树土壤细菌群落的组成及多样性,以5点取样法采集土壤样品,用高通量测序测得3种龄林土壤细菌群落组成、多样性及季节变化数据。酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门呈显著性差异,硝化螺旋菌门呈极显著性差异。酸杆菌纲、放线菌纲、γ-变形菌纲、鞘脂杆菌纲呈显著性差异,纤线杆菌纲、OPB35_soil_group、芽孢杆菌纲呈极显著性差异。norank_c__Acidobacteria、变异性杆菌属、Candidatus_koribacter、norank_o__JG30-KF-AS9呈显著性差异,norank_c__OPB35_soil_group、醋酸杆菌杆菌属呈极显著性差异。3种林龄土壤细菌群落Simpson指数、Sobs指数、Ace指数和Shannon指数无显著性差异。季节对微生物群落解释度为24.60%。变形菌和酸杆菌是最丰富的细菌群,多样性指数无显著性差异,季节是影响群落结构及多样性的重要因素。     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

菊花枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性比较

菊花枯萎病(Fusarium oxysporum f. sp. chrysanthemi)是目前影响菊花产业发展的一种侵入土壤根部传播的病害。笔者利用Illumina MiSeq高通量测序技术探讨菊花患枯萎病的发病植株和菊花健康植株的土壤根际微生物群落结构的差异。结果表明,菊花枯萎病的发生对根际土菌落丰富度存在明显影响。健康菊花植株和患病菊花植株根际细菌OTU数分别是1831和1723个,两者共有为1661个,菊花健株根际土壤中细菌OTU总数比菊花病株增加6.23%,特有OTUs数是患病植株的2.74倍。从土壤根际群落结构的多样性水平上看,菊花患枯萎病植株低于菊花健康植株。Alpha多样性指数显示,菊花病株根际土壤的Shannon、Ace以及Chao1指数比健株降低1.60%、5.71%和6.62%。此外,菊花患枯萎病植株与健康植株在土壤细菌群落多样性的结构上也有明显差异,菊花健康植株根际土中,主要α-变形菌纲(α-proteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、绿弯菌纲(Chloroflexia),其相对丰富度分别比病株高10.27%、1.51%、9.54%;在属水平上...     

土壤细菌群落结构及功能多样性对烤烟连作的响应

探索烤烟连作对土壤细菌群落结构及功能多样性的影响,对深入理解连作障碍成因,制定土壤保育措施具有一定的理论和指导意义。利用高通量测序技术对云南省3个核心烟区不同连作年限（0、2、4和8年）耕层土壤细菌16S rDNA V3-V4片段进行测序,并结合土壤化学性质进行细菌群落分布与环境因子的相关性分析。结果表明,云南曲靖、红河烟区烟田土壤排前10位的细菌优势菌属相对丰度累积总和分别为11.43%～17.46%和15.82%～22.35%,细菌群落丰富度和多样性均随连作年限的延长极显著或显著增加,文山烟区烟田排前10位的土壤优势细菌菌属相对丰度累积总和为17.66%～23.08%,随连作年限的延长呈先降后升的趋势,细菌群落丰富度和多样性随连作年限的延长极显著提高;氨基酸代谢和其他次生代谢产物合成功能丰度是连作土壤细菌群落的主要代谢路径,随连作年限的增加区域间存在差异。冗余分析结果表明,土壤化学性质与细菌群落分布密切相关,其中pH是影响土壤细菌群落变化的核心环境因子,贡献值（18.12%）最高。综合而言,不同烟区土壤细菌群落多样性、功能多样性和优势菌属相对丰度随连作年限的增加,其变化趋势存在差异...     

梨园土壤细菌群落参数及优势细菌的16SrDNA分析

为探明北京梨园土壤细菌群落结构特征及其施肥后的短期影响,采用培养法和16SrDNA序列分析法,研究了北京顺义区有机化梨园不同季节、不同生物有机肥处理的土壤细菌群落数量分布情况、群落参数及其优势细菌,成功获得了179株表型差异的细菌。菌落、菌体形态特征及优势菌的16SrDNA分析表明,链霉菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、微球菌属为主要类群,代表着北京顺义地区土壤细菌的种类。多样性分析显示,部分施肥土壤的细菌群落多样性指数、均匀度指数和丰度均高于对照,处理间的各土壤细菌群落参数差异较大。温度、降水等环境因子亦能影响土壤细菌群落参数和结构。链霉菌和芽孢杆菌在季节交替过程中一直存在,可能是构成土壤细菌群落的原始种群。     

不同类型土壤种植辣椒前后微生物多样性比较

旨在通过研究种植辣椒后的不同类型土壤根际微生物的群落结构变化特征,探索适合辣椒种植的微生物群落结构与土壤类型.以辣椒自交系SJ11-3为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台对其种植前后不同类型土壤(包括潮土、稻田土和黄棕土)根际微生物进行测序和生物信息学分析,研究土壤细菌16S rRNA基因V3+V...     

豆米轮作对春玉米土壤固氮细菌群落结构及多样性的影响

为探明大豆-玉米轮作对土壤固氮细菌的影响,以玉米连作为对照(MMM),以nif-H基因为指示,采用高通量测序技术,分析大豆-玉米2年轮作周期(MSM)和大豆-玉米-玉米3年轮作周期(SMM)下土壤固氮细菌群落结构及多样性。结果表明：大豆-玉米轮作下0～20、20～40 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮均显著增加。固氮细菌的Chao1指数和ACE指数在0～20、20～40 cm土层均为轮作高于对照,轮作下MSM显著高于SMM;Shannon指数和Simpson指数在0～20 cm土层轮作显著高于MMM;20～40 cm土层MSM显著高于MMM。在门水平上,MSM和SMM的0～20、20～40 cm土层变形菌门的相对丰度均高于MMM。在属水平上,2个轮作类型0～20 cm土层的慢生根瘤菌属、弗兰克氏菌属和纤毛菌属相对丰度显著较高;20～40 cm土层慢生根瘤菌属、伪食酸菌属、地杆菌属和固氮弧菌属相对丰度显著较高;MSM 0～20、20～40 cm土层慢生根瘤菌属、甲基孢囊菌属和固氮弧菌属较SMM均提高。方差分析表明,固氮细菌丰度指数（Chao1和ACE指数）与有机质、碱解氮...     

多样性混合间栽对水稻根际细菌群落结构与功能的影响

为了明确水稻多样性混合间栽对稻瘟病防治及根际细菌群落结构和功能的影响,利用Illumina Hiseq测序技术,对筛选的高防治效果(E=54.48%)组合(汕优63||黄壳糯)和低防治效果(E=14.12%)组合(合系39||黄壳糯)分别在间栽和净栽下进行水稻根际土壤细菌16SrRNA测序分析。结果表明,多样性间栽系统中水稻根际共检测到土壤细菌37门116纲244目384科689属,绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota)为主要细菌优势类群,相对丰度均在15%以上。Alpha多样性分析显示,高防效组合在间栽条件下可显著提高水稻根际细菌群落香农指数和Chao1指数(P<0.05),而低防效组合无差异(P>0.05)。ANOSIM及PCoA分析发现,净栽条件下各品种根际细菌群落结构差异显著(r=0.48,P<0.01),间栽后高防效组合和低防效组合根际细菌群落结构无显著差异(P>0.05),即间栽增加了组配品种间细菌群落结构的相似性。细菌优势类群组成结果表明,与净栽相比高防效组合中汕优...     

西瓜根际土壤细菌群落多样性对枯萎病发生的影响

通过高通量测序分析不同栽培条件下西瓜患枯萎病与健康植株根际土壤细菌群落差异,为克服西瓜连作障碍提供土壤生物学的理论依据。以西瓜品种‘早佳8424’为材料,采用Illumina Hiseq 平台进行测序,对其根际土样微生物16S(V4)区域进行扩增子测序分析,比较不同栽培条件下西瓜感病与健康植株根际土壤中细菌多样性变化,探讨影响西瓜枯萎病发生的关键细菌。连作健康组中共获得234895条序列,分归于11230 个OTUs;连作发病组中共获得224092 条序列,分归于11228 个OTUs;非连作健康组中共获得220963 条序列,分归于10068 个OTUs;非连作发病组中共获得231746 条序列,分归于10248 个OTUs。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在各组分中占比均为最高,分别为非连作健康土55.61%、非连作发病土60.84%、连作健康土46.06%、连作发病土47.21%,在非连作土壤中占比高于连作土壤11.59%。另外,连作健康组与非连作健康组存在组间差异显著物种,梭菌纲(Clostridia)在连作健康组中特有,而加玛变形菌纲(Gammaproteobacteria)仅存在非连作健康组中。而在属水平上,非连作组中丰度高的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、潘多拉菌属(Pandoraea)、热单胞菌属(Thermomonas)、乳杆菌属 (Acidobacterium),且RH组中Taibaiella、戴氏菌属(Dyella)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)含量显著增高。对不同处理的综合分析表明,发病植株与健康植株在非连作条件下,根际土壤细菌群落结构差异明显;发病植株的根际土壤细菌群落在不同栽培条件下的组成结构不同。根际土壤细菌群落结构、数量和种类是影响西瓜枯萎病发生的主效环境因子之一。     

抗草甘膦转基因大豆对根际土壤细菌多样性的影响

采用DGGE-cloning测序技术研究抗草甘膦转基因大豆在生长期内对根际土壤细菌多样性的影响。结果分析表明,不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱谱形相似,仅在出苗期和鼓粒期出现两条差异带,分别属于芽单胞菌门（Uncultured Gemmatimonadetes bacterium clone,缺失）和壁厚菌门（Uncultured Firmicutes bacterium clone GASP-KC3W1_H04,增加）;不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱的多样性指数和均匀度指数无显著差异。因此,抗草甘膦转基因大豆对土壤细菌多样性无显著影响。     

基于高通量测序的土壤细菌组成、丰度及多样性分析

研究盐碱地土壤微生物群落结构变化,细菌数量变化可以作为高粱耐盐材料筛选的标准之一,本研究将为高粱耐盐材料的选育及高粱耐盐性研究提供理论依据.试验采用Illumina Miseq高通量测序方法对盐碱地高粱根际菌群结构进行分析,选用10份不同的高粱亲本材料,采集盐碱地高粱根际土壤样品,研究结果表明:耐盐材料OTU数量较多,...     

蔬菜大棚春季土壤动物群落结构与多样性分析

研究土壤动物群落的多样性,为蔬菜大棚土壤生态系统的健康维持提供参考材料。对延安5个不同蔬菜大棚的土壤动物群落进行调查,采集180个定点土壤样品,通过手拣法和干漏斗法,共获得大、中小型土壤动物标本3442只,隶属13个目。其中寄螨目、弹尾目为优势类群,两者占总捕获量的87%,常见类群为正蚓目和真螨目,其余为稀有类群。对调查结果分析表明：土壤动物的群落数量垂直分布有明显的表聚现象;土壤动物的多样性指数与均匀度指数呈正相关,与优势度指数呈负相关。     

基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究

研究旨在比较患炭疽病草莓与健康草莓根际土壤细菌群落多样性,了解其细菌群落生态特征,为找到有效的生防菌奠定基础。本研究基于土壤细菌16S rDNA V3-V4区基因多样性,利用Illumina Miseq高通量测序技术进行比较研究。研究得出：与健康对照相比,患病土壤细菌的OTUs数目及多样性指数均较低;在门水平上,变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门等是2种生境共有的优势类群;在属水平上,2种生境的优势菌丰度有差异,患病土壤的假单胞菌属丰度显著降低,气单胞菌属丰度显著升高;而且,健康土壤的解毒类菌、固氮菌、光合菌和硝化菌丰度均高于患病土壤。健康草莓根际土壤细菌丰富度及多样性均高于患病草莓,2种生境细菌菌群结构有差异,且健康土壤中对植物有益的功能微生物群体含量高于患病土壤。     

Microbial Community Structure and Ecological Variation in TISTD Reactor

Based on the sewage treatment device of Two-phase Integrated Sludge Thickening and Digestion reactor (TISTD), microbial community structure in stable operation and its ecological variation when load changes are investigated. During a stable operation with 30% sludge dosage rate, 20 dominant bacterial strains are individually isolated from acid-phase and methane-phase of the reactor. Sequence analysis of 16S rDNA reveals that six of the achieved strains belong to Bacillus, Methanospirillum and Methanococcus respectively. Ten sludge samples are collected separately in 5 periods when the reactor operates with 10%, 20% and 30% sludge dosage rate and in the state of started-up and disordered, and followed by DNA extraction, purification, 16S rDNA PCR amplification and temperature gradient gel electrophoresis (TGGE). The good quality of DNA extraction and amplification demonstrates that there is an abundant biomass in the sludge under mid-temperature condition. The results show that TISTD reactor has a high biodiversity in microbial communities and is complex and stable in ecosystem structure, which effectively supports the good digestion in sludge thickening.     

石油污染土壤总DNA的提取

寻找一种可获得高浓度、大片段的石油污染土壤微生物总DNA的提取方法。分别采用SDS的细胞裂解法、溶菌酶和SDS裂解法、实验室改进法、试剂盒法提取石油污染土壤总DNA。研究结果表明4种方法都可获得石油污染土壤微生物总DNA,但每种方法在提取量和纯度上有一定差异;实验室改进法提取的DNA产率是最高的,试剂盒法提取DNA纯度最高。实验室改进法获得的微生物总DNA,稀释20倍可直接用于PCR扩增。土壤样品经过一定的预处理后提取的DNA片段大小在23100 bp,实验室改进法提取土壤微生物总DNA产率、纯度较好,不经过纯化可直接用于PCR扩增及其他分子生物学实验的操作。