毛叶苕子磷饥饿响应基因VvPHR1的克隆及功能研究

【目的】磷饥饿响应因子PHR (phosphate starvation response)在植物根系发育和磷养分吸收中起重要作用,本研究主要阐明毛叶苕子VvPHR1基因生物学功能,为培育磷高效型绿肥作物提供理论依据。【方法】通过转录组测序获得毛叶苕子VvPHR1基因序列。采用酵母单杂交方法验证VvPHR1基因的转录激活功能,构建其过表达载体,利用花粉管通道法分别遗传转化野生型和突变体(Atphr1)拟南芥,获得超量表达VvPHR1基因和突变体功能回补转基因材料。对正常磷(1 mmol/L Pi)和低磷(1μmol/L Pi)的培养基中生长30天的拟南芥取样,采用实时荧光定量PCR对野生型和转基因拟南芥中VvPHR1及下游磷转运基因的表达进行分析,并对转基因材料进行表型分析,测定其主根长、鲜重、总磷及无机磷(phosphate,Pi)含量。【结果】毛叶苕子转录组中有13个PHR基因,转录本129590、96227、120424与拟南芥的PHR1相似度最高,其中转录本120424在低磷诱导下表达量最高,将该转录本命名为VvPHR1基因。该基因cDNA全长1008 bp,编码335个氨基酸...     

基于灰色模型的贵阳市土地利用/覆被变化的驱动力分析

以1993,2000,2010年3期TM遥感影像为基本数据源,采用RS与GIS技术、结合统计分析的方法,提取和分析了贵阳市土地利用/覆被变化信息,并选取13个主要土地利用/覆被变化驱动因子,运用灰色模型定量地分析不同地类与各驱动因子之间的关联性。结果显示:(1)研究期间,贵阳市水田、旱地、灌木林、未利用地面积分别减少了135.2,55.4,80.8和98.6 km²;而水域、有林地、建设用地面积分别增加了49.1,128.3和183.4 km²,其中建设用地面积增加最大,水田面积减少最大;(2)研究时段土地利用综合程度指数呈增大的变化趋势,1993,2000和2010年土地利用综合程度指数分别为301.2,307.7和319.0;(3)贵阳市土地利用结构信息熵由1993年的0.76上升到2001年的0.78,随后下降到2010年的0.77,表明贵阳市土地利用结构系统的有序性、稳定性呈先增加再减弱的变化趋势;(4)贵阳市土地利用/覆被变化主导驱动力是人口增长、经济发展及人均资源因素。     

生物炭和氮肥配施对粳稻产量形成、氮肥当季效应及其后效的影响

[目的]探究不同量生物炭与氮肥配合施用对北方稻田土壤氮含量、植株茎蘖生长、产量构成因素和氮肥的当季效应及后效的影响,为合理利用生物炭提高粳稻产量和氮素利用率提供理论依据.[方法]水稻定位试验于2019-2020年在沈阳农业大学水稻研究所进行.试验设置3个施氮水平:N0(不施氮肥对照)、N180(减施氮肥,N 180 k...     

催乳素基因多态性及其与小尾寒羊高繁殖力关系的研究

设计5对引物，采用PCR-SSCP技术检测催乳素（prolactin，PRL）基因外显子1至外显子5在高繁殖力绵羊品种（小尾寒羊和湖羊）和低繁殖力绵羊品种（多赛特、特克塞尔和考力代）中的单核苷酸多态性，同时研究该基因对小尾寒羊高繁殖力的影响。通过克隆测序首次获得了绵羊PRL基因外显子全序列。结果表明：外显子2在5个绵羊品种中均存在单核苷酸多态性，而其它4个外显子只在湖羊中存在单核苷酸多态性。本研究初步表明小尾寒羊PRL基因外显子2的CC型平均产羔数分别比CD型和DD型多0.39只（P<0.05）和0.98只（P<0.05），CD型和DD型小尾寒羊平均产羔数差异不显著（P>0.05）。     

水肥耦合效应对保护地辣椒肥料氮、磷经济利用效率的影响

采用二次回归正交旋转组合设计,研究了灌水定额、氮肥和磷肥对保护地辣椒肥料氮和肥料磷经济利用效率的影响。研究表明:高量施肥时灌水定额增加能提高氮肥经济利用率,但在低量施肥情况下灌水定额增加却降低氮肥经济利用率。施氮、施磷、水氮交互作用和水磷的交互作用对磷肥经济利用效率的影响显著,其影响大小顺序为施磷>水磷互作>施氮>水氮互作,水磷互作对磷肥经济利率效率为正效应。     

新平冰糖橙果园营养水平与产量、品质状况系统分析

为全面了解云南省新平县冰糖橙果园营养与产量、品质水平现状,并为冰糖橙优质丰产栽培施肥技术提供理论依据,选择新平县主产冰糖橙乡镇22个典型果园,采集果实、春梢叶片和土壤等样品各105份,对果实内在品质指标和所有样品的矿质营养元素含量进行了系统检测分析,揭示新平冰糖橙产量、品质水平及其与营养状况的关系。结果表明,新平冰糖橙果园土壤大多为酸性红壤,pH值平均为5.73;土壤整体较为贫瘠,有机质缺乏占52%;土壤碱解N缺乏占96%,有效P、速效K含量缺乏和过量并存。叶片P、Zn、Mg含量普遍缺乏,其比例分别达95%、93%、60%,而叶片Cu、Mn、Fe和N含量过高,过量比例分别为93%、63%、51%和36%。新平冰糖橙果园整体产量低、品质较差,株产平均为23.1 kg,果实可食率为59.96%,可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)和Vc含量分别为10.13%、0.49%和40 mg·100 mL~(-1),有较大提升空间。每生产1 t冰糖橙果实所需的N、P_2O_5、K_2O分别为2.63～3.15、0.88～1.05、4.38～5.25 kg。土壤、叶片养分含量与产量、品质指标的相关性分析表明,土壤碱解氮含量与产量显著正相关,与Vc含量极显著正相关;土壤速效钾含量与TSS含量极显著正相关;叶片N含量与TSS含量呈显著负相关;叶片Mg含量与TSS含量,叶片Ca含量与果皮厚度,叶片Zn含量与TSS、Vc含量均呈极显著正相关。综上所述,新平冰糖橙果实品质低、果园间差异大,土壤与树体养分波动性较大,叶片缺Zn而Cu过量普遍,部分果园缺Mg而N过量,多数果园为酸性红壤导致养分易流失而贫瘠。因此,施肥管理上建议适当增加施肥次数,缓效氮肥代替速效氮肥,重视有机肥深施,针对性施用中微肥,尤其是Mg和Zn营养补充,为新平冰糖橙提质增效施肥管理提供理论依据与技术支持。     

用宏基因组学方法研究绿肥对水稻根际微生物磷循环功能基因的影响

  【目的】  绿肥对土壤微生物磷循环的影响受到研究者们的广泛关注,但绿肥影响土壤磷循环的微生物机理尚不明确。利用宏基因组学方法剖析长期绿肥还田对土壤磷循环功能微生物的影响,旨在阐明绿肥对土壤磷循环影响的微生物机理,为绿肥的科学利用提供依据。  【方法】  以中国湖南祁阳绿肥及稻草还田定位试验的水稻根际土为材料,利用宏基因组学方法,对土壤微生物DNA进行PE150 (双端读长150 bp) 宏基因组测序,使用MetaWRAP软件中的read_qc模块进行质控,用assembly模块megahit方法进行组装;基于组装的较长序列 (> 1000 bp) 使用Diamond软件的BLASTX和UniProtKB/SWISS-PROT数据库进行序列比对,根据磷活化 (磷酸酯矿化、膦酸酯矿化、无机磷溶解)、磷吸收 (膦酸酯运输、磷酸酯运输和无机磷酸盐运输) 和缺磷诱导响应调控三大类主要磷循环功能相关基因 (重点关注的64个磷循环功能基因) 进行筛选;再利用R语言进一步分析水稻根际土壤中磷循环功能基因相对丰度及其与土壤理化指标之间的关系,阐述绿肥对土壤磷循环功能微生物的影响。  【结果】  土壤pH等9个常规指标在有、无绿肥处理之间均无显著差异。无稻草还田时,绿肥处理对64个磷循环功能基因中的11个相对丰度影响显著,这11个基因广泛分布在除磷酸酯运输及无机磷溶解外的5个功能组中,其中phnA、phnN、phnV等3个基因相对丰度上升,phnI、phnL、glpB、glpO、pitA、phoA、phoP、phoU等8个基因相对丰度下降。而在稻草还田时,绿肥处理仅phnPP基因相对丰度显著降低。相关性分析显示,土壤pH与磷酸酶活性、无机磷溶解基因pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E、pqqF相对丰度呈显著负相关 (P < 0.05);无机磷溶解pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E等4个基因相对丰度分别与有效磷含量、磷酸酶活性以及有机氮含量呈显著正相关 (P < 0.05)。冗余分析 (RDA) 结果表明,绿肥处理通过pH、AP以及磷酸酶活性影响磷循环功能基因。  【结论】  绿肥翻压下水稻根际微生物磷功能基因相对丰度深受稻草还田的影响。与单绿肥或单稻草还田相比,绿肥翻压基础上增加稻草还田对磷循环功能基因影响效果不明显,秸秆甚至减弱了绿肥对磷循环功能基因的影响,其原因可能是绿肥和稻草还田下不同微生物及不同磷循环功能基因之间存在激烈竞争。     

剑麻麻茎腐解特征及氮素回收利用率研究

为合理利用剑麻麻茎作有机肥还田,采用网袋法和盆栽试验研究了麻茎腐解特性及氮素回收利用率。结果表明,麻茎粉碎还田后240 d,茎部和叶基腐解率均较大,分别高达72.4%、78.9%;茎部氮、磷、钾释放率分别为88.4%、72.7%、94.9%;叶基氮、磷、钾的释放率分别达88.0%、74.4%、95.5%。茎部和叶基快速腐解期均在30 d内,而氮、磷、钾的快速释放期也在30 d内。茎部和叶基不同养分释放速率大小均表现为钾氮磷。剑麻吸收的土壤氮比例远高于尿素氮和麻茎氮,而吸收的麻茎氮高于尿素氮。麻茎单施和配施尿素处理的氮素利用率分别为5.1%、4.3%。可见,麻茎还田情况下,可适当降低后茬尿素的用量。     

基于SWAT模型的根河流域蒸散量时空分布特征

为了研究根河流域38年间蒸散(ET)、潜在蒸散(PET)的年际、年内变化过程及空间分布格局,基于SWAT模型分析了各气象要素与蒸散的相互关系。结果表明:(1)根河流域1980—2017年ET值、PET值整体呈增加趋势。(2)根河流域ET与PET的年内变化总体上均呈先增大后减小的单峰型分布。(3)根河流域的ET值在空间上呈现流域上游高,中下游低的分布格局; PET值在空间上呈现西南>东北>东南的分布规律。(4)根河流域的生长期、完全冻结期、融冻期ET值均呈现增加趋势,始冻期ET值呈降低趋势,4个时期平均ET值差异性表现为生长期>融冻期>始冻期>完全冻结期。(5)根河流域多年ET值在不同土地覆被类型的大小为林地>草地>耕地>建设用地>沼泽地; 而PET的排序为耕地>建设用地>林地>草地>沼泽地。(6)根河流域蒸散量与降水量和气温呈显著正相关。研究结果对根河流域的蒸散量变化及其冻融作用对当地的影响有着重要的参考意义。     

毛红椿凋落叶水浸液自毒作用研究

为探究毛红椿凋落叶水浸液的自毒作用,采用生物测试法研究毛红椿凋落叶水浸液对自身种子发芽和幼苗生长的影响,并结合气相色谱质谱联用(GC-MS)技术分析凋落叶水浸液石油醚、乙醚、氯仿、甲醇4种不同极性萃取组分中存在的自毒物质。结果表明,凋落叶水浸液对毛红椿种子发芽及幼苗生长、存活率等均有抑制作用,浓度越高抑制作用越强,中浓度溶液(100 g·L^-1)对种子发芽和茎长达到显著抑制水平,对种子发芽率、发芽势、发芽指数、茎长的抑制率分别为18%、31%、31%和17%;低浓度溶液(10 g·L^-1)对根长的抑制达到显著水平,抑制率为25%。毛红椿凋落叶水浸液4种不同极性萃取组分中共鉴定到22种化合物,总体含酰胺类、长链脂肪酸、酚类、苯甲酸衍生物、烷烃类、腈类、二甲苯、松油烯及谷甾醇等物质,其中酰胺类、长链脂肪酸、酚类、苯甲酸衍生物成分可能为毛红椿自毒物质。本研究结果为探索毛红椿的濒危机制,促进毛红椿的实生更新提供了理论依据。