不同肥力潮土硝化潜势及其影响因素

依托河南郑州潮土长期定位施肥试验,探索不同肥力土壤的硝化潜势(NP)及其主要影响因素。采集高肥力土壤(有机无机肥配施)、中肥力土壤(化肥平衡施用)和低肥力土壤(不施肥或不施氮肥),分析土壤NP、全氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并通过逐步回归、路径分析和方差分解分析(VDA)等统计分析方法,明确不同肥力潮土NP的主要影响因素,量化各主效应因子对NP的贡献率。结果表明:潮土NP为0.3～1.1 mg·kg~(-1)·h~(-1),在不同肥力梯度土壤中差异显著(P0.05),其中高肥力较中肥力平均提高7.9%;中肥力较低肥力平均提高162.5%。在各项土壤指标中,MBC、NO_3~--N、TN、MBN是土壤NP变化的主要影响因素,其中,MBC、NO_3~--N和MBN与NP为直接效应,TN与NP为间接效应大于直接效应,微生物生物量碳、氮(MBC和MBN)、NO_3~--N和TN对NP变异的贡献率分别为24.3%、18.9%和13.7%,而4个主效应因子交互作用对硝化潜势变异的贡献率达52.8%,各变量及其交互作用对硝化潜势变异的总贡献率达92.9%。可见,高肥力土壤上硝化作用较强,铵态氮很容易被硝化成为硝态氮,硝态氮累积和淋洗的可能性较大,应通过改善水肥条件适当降低其土壤硝化强度,进而达到构建氮素养分库和减少氮素损失的目的。     

黄土高原土壤干层评定指标的改进及分级标准

土壤干层是黄土高原普遍存在的特殊土壤水文现象,研究其现状、成因、防治、调控措施等对科学认识区域植被承载力、土地生产力以及低效林草改造和可持续植被建设等有重要理论与生产指导意义,而合理通用评判指标与分级标准是开展土壤干层研究的基础。目前黄土高原土壤干层尚无统一评判指标与分级标准,给区域土壤干层研究带来困难。本文在已有研究成果的基础上,提出用土壤有效水饱和度/不饱和度作为土壤干层评判指标,并给出其分级标准。该评判指标计算简单,具通用性和可比性,可望成为土壤干层的通用评判指标。     

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3＇RACE和5＇RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1（GQ480772）与FaG4PDH2（GQ480773）。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框（ORF,FaGAPDHI：74～1087bp;FaGAPDH2：106～1119bp）,编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman—NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90％以上,说明两基因具有高度的保守性。     

高羊茅春化基因RNAi表达载体的构建

[目的]用RNAi干扰技术沉默高羊茅FaVRN1。[方法]将拟南芥内肌动蛋白含子（145bp）插入到表达载体pBI121已构建能形成发夹的中间载体。设计带有限制性内切酶位点的特异性引物,扩增高羊茅春化基因351bp长的外显子靶标序列,限制性酶切后以正向和反向插入到RNA干扰中间载体内含子两端,构建带发夹结构的RNA干扰表达载体。[结果]双酶切结果表明内含子（145bp）已成功连入表达载体。PCR和酶切验证证实目的基因（351bp）已连入中间表达载体。[结论]该研究为培育RNAi转基因开花抑制型高羊茅新品种奠定基础。     

高羊茅光合作用与激素信号对低氮胁迫的转录组响应

养分胁迫直接影响高羊茅的生长发育,为研究高羊茅对低氮胁迫响应的分子机制,利用Illumina技术从高羊茅幼苗中获得了超过6000万个序列信息,拼接得到72666个unigenes并进行了分析。差异性分析显示,共检测到13112个响应低氮胁迫的基因,其中2346个上调基因,10766个下调基因。GO注释和KEGG显著性富集分析发现,差异基因主要富集在代谢过程、RNA转运、mRNA监测、次生代谢物的合成及胞吞作用通路中。在低氮胁迫下,光合作用相关基因被显著抑制,特别是捕光叶绿素a/b结合蛋白基因,这些基因的下调导致光合活性下降,有机质积累减少;植物激素相关基因大规模上调,表明氮信号与植物激素之间存在反馈调节。qRT-PCR分析表明,选出的差异表达基因与高通量测序结果基本一致。     

低磷与干旱胁迫下百脉根代谢组学分析

为了探究百脉根(Lotus corniculatus)在低磷和干旱胁迫下代谢物质的变化,本实验选择对照(CK)、低磷(LP)和干旱胁迫(PEG)三种处理下的百脉根作为实验材料,利用代谢组学对低磷和干旱胁迫下的百脉根进行代谢物的分析。结果表明,干旱胁迫样本共测到390种差异代谢产物,其中314种下调表达,76种上调表达,注释到70条代谢通路。低磷胁迫样本共检测到332种代谢产物发生变化,其中209种下调表达,123种上调表达,注释到58条代谢通路。干旱胁迫样本主要聚类为脂肪酰基、羧酸及其衍生物、有机氧化合物、类黄酮,富集程度最显著的途径为类固醇生物合成。低磷胁迫样本主要聚类为脂肪酰基、羧酸及其衍生物、有氧化合物、类黄酮,富集程度最显著的途径为苯乙烯、二芳庚烷和姜酚的生物合成。研究利用代谢组学方法对百脉根组织部位中的代谢物进行分析鉴定,探究在低磷和干旱胁迫条件下百脉根组织部位中的代谢物以及差异代谢物种类和含量,为以后百脉根非生物胁迫的研究提供数据基础。     

温度对黑色石灰土原土及不同粒径土壤颗粒有机碳矿化的影响

为探究黑色石灰土原土及不同粒径土壤颗粒有机碳矿化的差异及其对温度的响应,加深对喀斯特地区土壤有机碳矿化的认识,在15、25、35℃3种温度条件下,研究黑色石灰土原土及粗颗粒、微团聚体、单粉粒3种粒径土壤颗粒有机碳矿化速率、有机碳累积矿化量、可矿化有机碳分配比例、有机碳矿化温度系数(Q_(10))和动力学方程参数的差异及温度和粒径对有机碳矿化的交互影响。结果表明,6次筛分所占比例合计达到96.58%,表明试验筛分过程可靠性和重现性良好。粗颗粒有机碳含量最高(80.68 g/kg),分别是原土、微团聚体和单粉粒的1.28倍、1.59倍和1.60倍。培养期内黑色石灰土原土和3种粒径土壤颗粒有机碳矿化速率峰值均出现在第1天,此后迅速下降,并在第8天趋于稳定。15、25、35℃温度下,黑色石灰土原土和不同粒径土壤颗粒有机碳累积矿化量均表现出微团聚体单粉粒黑色石灰土原土粗颗粒的规律,表明微团聚体有机碳在有机碳矿化中的贡献较大,而粗颗粒有机碳贡献较小。土壤可矿化有机碳的分配比例依次排序为微团聚体单粉粒黑色石灰土原土粗颗粒,固碳能力相应排序为粗颗粒黑色石灰土原土单粉粒微团聚体。黑色石灰土原土、粗颗粒、微团聚体、单粉粒的Q_(10)平均值分别为1.12、1.19、1.14、1.25(25℃)和1.36、1.26、1.22、1.39(25℃),表明低温下升温比高温时升温更能促进土壤有机碳的矿化。一级动力学方程拟合结果表明,同一培养温度条件下,土壤有机碳潜在矿化量依次排序为微团聚体单粉粒黑色石灰土原土粗颗粒,且均随着培养温度增加而增加。双因素方差分析表明,温度显著影响黑色石灰土原土及不同粒径土壤颗粒有机碳的矿化比例和累积矿化量。     

高羊茅FeTOC1基因的克隆、差异表达及亚细胞定位分析

拟南芥TOC1基因是中央振荡器的重要组成部分,其编码的蛋白质TOC1通过光周期途径调控拟南芥对光照的响应.为了揭示高羊茅FeTOC1基因的生物学功能,本研究通过同源克隆获得该基因全长cDNA序列,对其在不同光照水平下的表达模式进行分析,并对其编码的蛋白质进行亚细胞定位.结果显示,高羊茅FeTOC1基因的全长cDNA序列...     

克里金插值平滑效应校正及凤冈县富硒茶园适宜区研究

【目的】研究克里金插值数据平滑效应的校正方法及其在富硒茶园适宜区研究中的应用。【方法】用采样点插值表面估计值和实测值极差和标准差的相对变化率定量表示克里金插值的平滑效应,用样点插值表面估计值和实测值的最小值、平均值和最大值之间的一元二次回归方程为校正函数,用贵州省凤冈县0-20 cm土层的pH和全硒含量校正克里金插值表面叠加分析研究富硒茶园适宜区。【结果】（1)极差平滑率和标准差平滑率可分别描述克里金插值数据变化范围平滑效应和数据变异程度平滑效应,凤冈县土壤pH和硒含量普通克里金插值的极差平滑率和标准差平滑率分别为68.30%、69.51%和65.33%、60.00%。（2）校正后凤冈县土壤pH插值表面估计值极差平滑率和标准差平滑率分别为0.00%和6.10%,硒含量插值表面估计值极差平滑率和标准差平滑率均为0。文中的校正方法可完美消除普通克里金插值平滑效应,同时保证插值结果无偏估计特性。（3）校正后插值表面叠加分析结果表明,凤冈县富硒茶园适宜区面积为49.63 km2,占全县土地总面积的2.64%,主要分布在该县永安镇田坝村及附近。【结论】用样点插值表面估计值和实测值的最小值、平均值和最大值之间的一元二次回归方程对克里金插值表面进行校正简单易行,基于校正表面富硒茶园适宜区分析结果与现实情况吻合良好。