不同施肥模式下的稻-克氏原螯虾田块水体菌群初探

为研究不同施肥模式对稻田养殖克氏原螯虾(Procambarus clarkii)田块水体细菌的影响,通过采用Illumina高通量测序技术针对施用化肥(CF)、有机肥(OF)和有机肥加腐熟鸡粪(OM)等3种施肥模式的水体细菌进行检测。高通量测序结果显示在3种不同施肥模式下的稻田中主要细菌门类均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。主要优势菌属为Sporichthyaceae hgcl_clade、Limnohabitans、Polynucleobacter、Alpinimonas、Comamonadacea和Hydrogenophaga。在3种模式中,施用有机肥的田块细菌丰度显著高于施用化肥和有机肥加腐熟鸡粪的田块,细菌物种多样性显著高于施用有机肥加腐熟鸡粪田块,与施用化肥田块差异不显著。结果表明在施用有机肥模式下,水体微生物具有更好的多样性,生态系统更加稳定。有机肥与腐熟鸡粪配施虽然会降低水体细菌的物种多样性,但是腐熟鸡粪与有机肥配施会大大降低蓝藻细菌的丰度。聚类分析结果显示有机肥组与有机肥加腐熟鸡粪组水体细菌群落相似度更高。对稻田水体细菌与水体理化因子关联分析发现,对水体细菌影响最主要的环境因子是溶氧、总氮、pH和总磷。研究结果为不同施肥处理对稻田水体生态环境的影响以及为稻田综合种养施肥模式优化提供理论依据。     

企鹅珍珠贝F3选育系的珍珠层颜色及生长性状的比较分析

[目的]评价企鹅珍珠贝金唇选育系和白唇选育系的育种性能,为企鹅珍珠贝良种选育及优质珍珠培育提供参考依据.[方法]以海南(H)和广西(G)群体的金唇(J)、白唇(B)选育群体F2为亲本,构建4个自繁选育系(J-HH、J-GG、B-HH和B-GG)和2个杂交选育系(B-HG和J-GH),观察并统计6个F3选育系的珍珠层边缘颜色变异情况,综合比较6个F3选育系的生长性能及珍珠层颜色差异,并比较金唇选育系和白唇选育系左右壳及不同测量位点颜色的差异.[结果]3个金唇选育系群体的贝壳珍珠层颜色变异率为0,3个白唇选育系群体的贝壳珍珠层颜色变异率为2.0%~5.5%,表明白唇表型相对于金唇表型为显性.金唇选育系左壳较右壳颜色更亮、偏黄红、鲜艳,其色差为2.77;白唇选育系右壳较左壳颜色暗、偏蓝绿,其色差为6.01.不论是金唇选育系还是白唇选育系,都是下测量位点比上测量位点颜色更暗、偏蓝绿,但同壳两测量位点的颜色差异较小.3个金唇选育系群体的体质量均显著大于3个白唇选育系群体(P<0.05,下同),金唇选育系与白唇选育系的贝壳珍珠层边缘颜色参数(L*、a*、b*、C*和ho)均存在显著差异.在金唇选育系中,J-HH选育系生长性状及贝壳珍珠层颜色的综合评价值(Pi)均最高,分别为0.390和0.415;在白唇选育系中,B-HH选育系生长性状及贝壳珍珠层颜色的综合评价值(Pi)均最高,分别为0.108和0.722.[结论]6个企鹅珍珠贝F3选育系的生长性能和珍珠层颜色均存在显著差异,其中,J-HH选育系可作为生长和金唇协同选育的最佳选育系,B-HH选育系可作为生长和白唇协同选育的最佳选育系.     

华山松SSR-PCR反应体系优化

[目的]建立华山松SSR-PCR最佳反应体系,为华山松种质资源的分子标记辅助育种、遗传多样性分析及遗传图谱构建研究提供理论参考.[方法]以华山松幼嫩针叶为材料,分别采用试剂盒法、SDS法和改良CTAB法提取华山松基因组DNA,确定华山松DNA最佳的提取方法.通过L16(44)正交试验设计对华山松SSR-PCR反应体系中引物用量(A)、dNTP用量(B)、Taq DNA聚合酶用量(C)和DNA模板用量(D)进行优化,获得华山松SSR-PCR最佳反应体系.[结果]改良CTAB法提取的基因组DNA浓度为92.1~1786.3 ng/μL,OD260/OD280为1.80~2.07,OD260/OD230比值约2.0,条带明亮且清晰,无弥散现象,表明该方法提取效果最佳.正交试验极差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>B>C,最优水平组合为A4B2C2D2.正交试验方差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>C>B,最优水平组合为A4D2C2B2.结合正交试验16个组合的评分结果,最终确定华山松SSR-PCR最佳反应体系(20.00μL):10μmol/L引物0.35μL,50 ng/μL DNA模板1.00μL,10 mmol/L dNTP 2.00μL,5 U/μL Taq DNA聚合酶1.20μL,10×PCR Buffer(含Mg2+15 mmol/L)2.00μL,用ddH2O补足至20.00μL.[结论]优化获得的华山松SSR-PCR最佳反应体系可应用于华山松种质资源评价及分子标记辅助育种等研究.     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇寄生的耐受性及其生理响应

[目的]研究入侵植物紫茎泽兰对专食性天敌泽兰实蝇寄生的耐受性并探讨其入侵前后的生理响应,为紫茎泽兰的生物防治提供理论依据.[方法]泽兰实蝇寄生后,于初现羽化窗时测量紫茎泽兰原产地(墨西哥)和入侵地(中国)种群叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标;全部羽化后测定并计算紫茎泽兰的株高、总生物量、根冠比和比茎长等生长指标,比较分析泽兰实蝇寄生后不同种群紫茎泽兰的抗性和耐受性.[结果]在泽兰实蝇寄生条件下,入侵地紫茎泽兰的总生物量、茎生物量比和根冠比较原产地种群分别显著升高37.80%、15.38%和21.77%(P<0.05,下同);入侵地紫茎泽兰PAL、POD和SOD活性分别较原产地显著降低46.91%、46.60%和37.52%,而PPO活性与原产地紫茎泽兰无显著差异(P>0.05);同时,入侵地紫茎泽兰的Pro和MDA含量分别较原产地显著增加66.30%和145.08%.[结论]入侵后紫茎泽兰的资源分配策略发生改变,入侵地紫茎泽兰种群对泽兰实蝇寄生的耐受性增强,对泽兰实蝇的防御响应有所降低,防御策略发生改变.     

多鳞鱚vhl基因克隆及其低氧胁迫下的表达变化

[目的]克隆多鳞鱚林岛综合征基因(vhl)并分析其在低氧胁迫下的表达变化,为揭示多鳞鱚应对低氧的适应机制提供研究资料,也为今后开展多鳞鱚新品种选育提供候选基因.[方法]采用PCR克隆多鳞鱚vhl基因cDNA全长序列,利用EditSeq、SMART、Signal IP 4.1及ClustalX等在线软件进行生物信息学分析;并以半定量PCR检测多鳞鱚vhl基因在不同组织中的表达情况,采用实时荧光定量PCR分析低氧胁迫对多鳞鱚vhl基因在鳃组织和心脏中表达的影响.[结果]多鳞鱚vhl基因cDNA序列全长727 bp,包括120 bp的5'端非编码区(5'-TUR)、106 bp的3'端非编码区(3'-TUR)和504 bp的开放阅读框(ORF),共编码167个氨基酸残基,编码蛋白存在4个结构域,即Pfam:VHL(第12~93位氨基酸)、Pfam:VHL_C(第5~22、31~39和98~153位氨基酸)、ParB结构域(第100~162位氨基酸)和SOCS_box结构域(第104~140位氨基酸).多鳞鱚vhl氨基酸序列与盲曹鱼vhl氨基酸序列的同源性最高(81%),但系统发育进化分析结果显示多鳞鱚与攀鲈的亲缘关系最近.多鳞鱚vhl基因在不同组织中均有表达,其中以鳃组织、卵巢和精巢的表达量较高,其次是心脏和肝脏,在肌肉和脑组织的表达量较低.经低氧胁迫后,多鳞鱚vhl基因在鳃组织中的相对表达量显著上调(P<0.05,下同);在心脏中表现为随低氧胁迫时间的延长显著上调,恢复氧气4 h后vhl基因的相对表达量虽然呈显著下调趋势,但仍显著高于正常水平.[结论]多鳞鱚vhl基因编码蛋白存在Pfam:VHL、Pfam:VHL_C、ParB和SOCS_box等4个结构域,且低氧胁迫前后其表达量存在显著差异,即多鳞鱚vhl基因在低氧应答信号通路中扮演着重要角色.     

疣粒野生稻保护、遗传特性及利用研究进展

疣粒野生稻(Oryza meyeriana Baill.)是稻属中保存较多原始性状特征的种类,对病害、虫害及非生物胁迫的抗性良好,尤其是高抗白叶枯病,蕴含大量优良基因,既可作为抗病、抗虫、耐旱和耐盐碱基因发掘及水稻育种的优良抗源材料,也可作为稻作高蛋白、高赖氨酸等改良稻米品质育种的优异种质资源;但疣粒野生稻(GG基因组)与栽培稻(AA基因组)亲缘关系较远,其遗传特性研究和发掘利用远落后于普通野生稻等其他野生稻.文章通过综述疣粒野生稻分类和命名、优异性状、遗传特性及其在水稻种质资源创新与利用等方面的研究进展,并探讨疣粒野生稻研究和利用过程中存在的困难,指出当前疣粒野生稻赖以生存的原生境不断遭到破坏,其生存形势已十分严峻,若现存的居群得不到有效保护,将会造成更多的资源流失;此外,疣粒野生稻基因组的复杂程度限制了其功能基因及基因家族的研究,同时增加了同源基因克隆的难度和准确度,致使疣粒野生稻有利基因的发掘和利用进程缓慢,以疣粒野生稻为亲本的育种研究非常有限.因此,今后要从以下3个方面加强疣粒野生稻研究:(1)重视疣粒野生稻的保护,加强保存、保护措施研究;(2)借助现代生物技术,包括第三代高通量测序技术、蛋白组学分析和代谢组学技术等开展疣粒野生稻优异性状调控机理研究,加强抗病、抗虫、耐旱及耐阴等功能基因的发掘.(3)加强疣粒野生稻杂交障碍和杂交后代不育研究,寻求克服杂交障碍及挽救杂交后代的方法,促进疣粒野生稻在水稻育种中的应用.     

不同水稻品种在布隆迪的适应性研究

[目的]探讨我国不同水稻品种在布隆迪不同生态点的种植表现,筛选适宜当地种植的水稻新品种,为我国水稻新品种、新技术在非洲的推广应用提供理论参考和技术指导.[方法]采用多点鉴定的方式,以布隆迪水稻品种V18为对照,对我国7个水稻品种的生育期、产量、产量构成要素及抗病性等进行评价与鉴定.同时,利用布隆迪水稻品种V18和TOX,以当地传统大田种植方式为对照,进行不同栽培模式研究.[结果]在生育期方面,与对照V18相比,IMBO试验基地桂育7号、特优63、特优649、特优7571、特优831和新香占的生育期较短,MOSO试验基地桂丰2号、桂育7号、特优63、特优649、特优7571和特优831的生育期较短,两地均表现为多数参试品种比对照V18趋向于早熟.在产量方面,IMBO试验基地桂丰2号、桂育7号、特优63、特优649、特优7571、特优831和新香占的产量分别较对照V18增产18.97%、24.14%、25.86%、50.00%、31.03%、29.31%和24.14%;MOSO试验基地桂丰2号、桂育7号、特优649、特优7571、特优831和新香占的产量分别较对照V18增产37.04%、29.63%、14.81%、33.33%、33.33%和33.33%.抗病性鉴定结果表明,特优63、特优649和特优7571的综合抗病性较强.栽培模式试验结果表明,以实际产量为选择依据,插秧行间距20 cm×15 cm是较适合TOX品种的种植方式,插秧行间距20 cm×20 cm是较适宜V18品种的种植模式.[结论]综合产量、品质和抗病性等因素,筛选出适宜布隆迪种植的水稻品种特优649和特优7571.此外,采用适宜的栽培方式可有效提高布隆迪水稻产量.     

NaCl胁迫对黑小麦根系DNA损伤的影响

[目的]探究氯化钠(NaCl)胁迫对黑小麦根系DNA损伤的影响,为寻求减轻环境因子对植物DNA损伤的方法及培育耐盐黑小麦品种提供参考.[方法]以黑小麦品种漯珍1号为材料,采用5个NaCl质量浓度(0、3、6、9、12和15 g/L)溶液处理黑小麦幼苗根系,通过彗星电泳试验,利用CASP 1.2.2分析代表黑小麦幼苗根系DNA损伤的尾部DNA含量、尾长和尾矩等指标.[结果]随着NaCl质量浓度的增加,彗星头部渐小,拖尾渐长,黑小麦根系DNA损伤片断的迁移水平逐步上升.尾部DNA含量、尾长和尾矩均随着NaCl质量浓度的增加呈升高趋势,在15 g/L处理下,三者的升幅分别达67.56%、139.40%和39.88%.随着NaCl质量浓度的增加,Olive尾矩(OTM)均有提高,但增长率慢慢下降,12~15 g/L的增长率降至5.42%,说明黑小麦具有一定的耐盐性.[结论]NaCl胁迫会引起黑小麦根系DNA损伤,且受损程度随着NaCl质量浓度的增加而愈发严重,但黑小麦对NaCl胁迫仍存在一定抗性.     

基于WOFOST模型的苏南地区春小麦种植适应性分析

[目的]研究春小麦在苏南地区的种植适应性,为增加该地区周年粮食生产的稳定性提供理论依据.[方法]基于2016—2017年的田间分期播种试验和WOFOST作物生长模型(简称WOFOST模型),采用数值模拟方法,分析江苏南部代表地区南京地区1—4月不同播期春小麦的生长发育动态和产量表现.以1980—2010年气象数据驱动WO-FOST模型,对春小麦产量进行动态模拟,分析最佳播期,并计算最佳播期的适宜播种量.[结果]在1—4月随着播期的推迟,春小麦的生育期长度缩短,其中出苗—开花期阶段最大缩短23 d,开花—成熟期最大缩短8 d,出苗—开花阶段缩短的时间大于开花—成熟阶段,导致春小麦叶片和茎秆的干物质积累量明显减少,产量降低.在冬小麦无法播种的条件下,南京地区春小麦的适宜播种时间为1月1—20日,在该时间段内播种,合理的播种量为180 kg/ha,最高产量为4124.80 kg/ha,生育期长度为146 d,对下季水稻种植和生长无影响.[结论]在苏南地区种植春小麦具有可行性,在冬前无法正常播种冬小麦的情况下,可将种植春小麦作为备选方案.     

基于InDel分子标记的云南地方稻籼粳属性与表型性状相关分析

[目的]明确云南地方稻资源的籼粳属性及籼粳基因频率与表型性状间的相关性,为有效利用云南地方稻资源改良水稻品种提供理论依据.[方法]利用39对InDel籼粳特异性标记对来自云南12个地州69个县区的406份云南地方稻资源进行籼粳属性分析,通过计算云南地方稻资源在39个InDel位点上的籼粳基因频率,确定其籼粳类型;并对倒伏性、芒长、颖尖色、谷粒形状、株高、穗颈长、穗长、有效穗数、剑叶长、剑叶宽、每穗总粒数、每穗实粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重、结实率、谷粒长和谷粒宽等18个表型性状进行调查,分析籼粳基因频率与表型性状的相关性.[结果]406份云南地方稻资源中有303份籼型稻(典型籼稻、籼稻和偏籼),占74.63%,其中典型籼稻77份、籼稻214份、偏籼12份;中间型资源11份,占2.71%;粳型稻(典型粳稻、粳稻和偏粳)有92份,占22.66%,其中典型粳稻36份、粳稻54份、偏粳2份.籼粳基因频率与表型性状的相关分析结果表明,粳型基因频率与穗颈长、谷粒宽、芒长、穎尖色、穗长、剑叶长、每穗总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、谷粒长和谷粒形状等11个表型性状呈极显著相关(P<0.01,下同),其中与谷粒宽(r=0.374)的正相关性最高,与谷粒形状(r=-0.429)的负相关性最高.[结论]云南地方稻资源存在明显的籼粳分化,InDel分子指数法所划分的7种籼粳类型在406份资源中均有出现,且其籼粳属性的分化与多个表型性状存在极显著相关性,尤其与谷粒宽(极显著正相关)和谷粒形状(极显著负相关)的相关性最高.因此,利用云南地方稻资源进行籼、粳稻定向改良及选育时应综合考虑谷粒宽和谷粒形状2个表型性状.