两种配方废弃菌棒堆肥中微生物多样性研究

以废弃菌棒为主要原料,添加牛粪和草炭,进行堆肥发酵,取腐熟完成后的2种肥料样品DNA,采用16SrDNA V3+V4区和ITS2高通量测序方法,研究不同配方粗制肥料中微生物多样性和群落结构的差异。结果表明,"牛粪+菌棒"制得的有机肥生物多样性高于"草炭+菌棒",且真菌差异大于细菌;"牛粪+菌棒"有机肥相对"草炭+菌棒"有机肥具有10个优势细菌属和6个真菌属,"草炭+菌棒"有机肥相对"牛粪+菌棒"有机肥具有14个优势细菌属和4个真菌属。两种配方堆肥制得的有机肥微生物群落结构无显著性差异。研究发现了多种具有农业价值的功能菌,可为功能性微生物的开发利用提供科学依据。此外,也发现一些潜在危害因子,如黄曲霉和杂色曲霉亚种在"牛粪+菌棒"有机肥中丰度较高,产生的黄曲霉毒素、杂曲霉毒素易造成农作物污染。     

长期施肥对土nirS型反硝化细菌的影响及其与N2O排放的关系

土壤反硝化作用是土壤N₂O产生的重要过程,亚硝酸盐还原酶(NIR)催化的亚硝态氮(NO^-₂)还原为一氧化氮(NO)是反硝化作用的关键环节,研究长期施肥对反硝化微生物的影响及其与N₂O排放的关系对于全面理解土壤反硝化过程具有重要意义。基于28年的旱作雨养长期施肥试验,通过常规监测、定量PCR和高通量测序等探讨了长期不同施肥(不施肥CK、偏施肥的单施氮肥N和氮钾配施NK、以及氮磷钾平衡施肥NPK)下■土N₂O排放和nirS反硝化细菌群落特征及两者之间的关系。结果表明:长期化肥施用(N,NK和NPK)均显著提高了N₂O累积排放量,其中平衡施肥(NPK)最高。长期化肥施用对nirS基因丰度和nirS型反硝化细菌的α-多样性无显著影响,但长期平衡施用化肥提高了uncultured_bacterium₂303和Rhodanobacter_sp._D206a的相对丰度,降低了unclass...     

基于SLAF-seq技术的甘薯SNP位点开发

【目的】单核苷酸多态性（SNP）是基因组中最普遍的遗传变异,是构建遗传图谱、完成分子标记辅助育种的一种非常重要的遗传标记。新一代高通量测序平台为SNP位点的检测提供了强有力的技术支持。多倍体作物通常表现为基因组序列大且重复比例高,一直以来多倍体作物的SNP位点挖掘面临巨大的挑战。【方法】共收集300份甘薯种质资源,利用SLAF-seq测序技术进行测序。首先以马铃薯基因组为参照,通过生物信息学分析进行实验方案的系统设计,筛选特异长度的DNA片断,构建SLAF-seq文库。后通过高通量测序的方式获得海量序列,进而通过软件分析比对,获得多态性SLAF标签,最后在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点。【结果】对照拟南芥的测序数据与其参考基因组进行比对的结果表明,双端比对效率在本试验中为87.71%,酶切效率为93.22%,说明本试验SLAF建库正常。通过测序共产生498.14 Mb的读长数据,测序后各样品所获得的读长数目在441 595-2 731 920范围内,其中,冀薯4号获得的数据量最大,共计获得2 731 920个读长,对照拟南芥数据量最小,共计获得441 595个读长。测序质量值Q30的范围在88.37%-90.67%,样品3043 Q30测序值仅为87.31%,样品鄂紫1号Q30测序值为91.31%,所有样品Q30值均在80%以上。测序获得GC含量的范围在37.23%-38.09%,样品苏薯9号和浙薯2号存在极端值,样品苏薯9号的GC含量在39.80%,样品浙薯2号GC含量在37.10%,所有样品GC含量均值为37.64%,GC含量普遍不高,说明达到测序要求。本研究共计获得597 094 个SLAF标签,样品的平均测序深度为11.77×,其中多态性SLAF标签260 000个,占SLAF标签总数的43.54%。根据所获得的260 000个多态性SLAF标签来统计SNP位点信息,共计获得795 794个群体SNP位点。【结论】共获得498.14 Mb的读长数据,597 094个高质量的SLAF标签,260 000个多态性SLAF标签,从260 000个多态性SLAF标签上共计开发获得795 794个高质量SNP位点。表明SLAF-seq技术可以很好地应用于甘薯SNP位点的开发,其效率远远高于SSR、AFLP、RAPD等分子标记技术。从全基因组范围获得的SNP位点可以进一步的用来完成后续群体进化分析和特异性SNP标记的开发。     

紫泥田水稻土细菌群落对不同农艺调控措施的响应

为研究土壤细菌群落对不同农艺措施的响应,揭示土壤细菌群落结构与土壤环境因子的相互关系,以紫泥田水稻土为研究对象,设置石灰、商品有机肥、土壤调理剂3个处理,对土壤细菌16S rRNA基因测序,分析不同处理对细菌群落组成和多样性的影响。结果表明:与对照相比,有机肥和调理剂处理提高了土壤细菌α多样性指数,而石灰处理降低了土壤细菌α多样性指数;石灰和有机肥处理的细菌α多样性显著高于调理剂处理。与对照相比,石灰、有机肥和调理剂处理酸杆菌门的相对丰度分别提高了64.77%、95.69%和67.52%,石灰处理变形菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度分别提高了10.40%和11.99%,而有机肥处理降低了9.17%和43.06%,调理剂处理降低了10.67%和31.07%。主成分分析结果表明,与对照相比,石灰和有机肥处理土壤细菌群落结构较为相似,但调理剂处理改变了土壤细菌群落结构。冗余分析结果表明,土壤pH和全钾是影响土壤细菌群落结构的主要因子,阳离子交换量、全磷、有效态镉、全氮、微生物量碳和土壤有机碳影响较小。研究表明,不同农艺调控措施改变了紫泥田水稻土细菌的群落结构组成和多样性。     

四溴双酚A对土壤无机氮转化的影响及其微生物学机理初探

四溴双酚A(TBBPA)作为一种新型污染物,一旦进入土壤并在土壤中积聚,将会影响土壤物质循环及相关微生物活性。在实验室模拟条件下,研究了不同浓度(4~40 mg·kg^-1)TBBPA对土壤中铵态氮($NH^{+}_{4}-N$)、亚硝态氮($NO^{-}_{2}-N$)和硝态氮($NO^{-}_{3}-N$)转化的影响,利用高通量测序测定了TBBPA对无机氮转化菌群结构的变化,并推测其可能影响的代谢途径。结果表明,40 mg·kg^-1的TBBPA对土壤无机氮循环有显著(P<0.05)影响,其在好氧条件下增加了硝化和反硝化菌的丰度,促进了$NH^{+}_{4}-N$和$NO^{-}_{3}-N$的转化,在厌氧条件下反硝化细菌数量减少,抑制了$NO^{-}_{3}-N$的转化。40 mg·kg^-1 TBBPA不论是在厌氧还是好氧条件下,都增加了土壤中变形菌门(Proteobacteria)的丰度,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)的丰度。通过预测氮转化基因功能看出, 40 mg·kg^-1 TBBPA处理在好氧条件下通过增强narG和nirK基因的表达有助于提高$NO^{-}_{3}-N$的转化,在厌氧条件下通过限制nasB的表达会抑制$NO^{-}_{3}-N$的转化。     

基于高通量测序的山羊卵巢基质、卵泡转录组分析

【目的】比较山羊Capra hircus卵巢基质、大卵泡和小卵泡间的m RNA表达图谱,为探究卵泡发育机制提供一定的研究基础。【方法】采用高通量测序技术对发情期川中黑山羊的卵巢基质、大卵泡和小卵泡进行转录组测序,利用生物信息学方法检测mRNA表达谱,筛选差异基因,对其进行GO和KEGG通路分析,最后随机抽取5个差异基因进行荧光定量PCR验证。【结果】卵巢基质vs大卵泡、卵巢基质vs小卵泡和小卵泡vs大卵泡的差异表达基因分别为524、180和403个。筛选出INHA、TNFRSF19等15个与卵泡发育相关的基因,其主要富集在内质网蛋白质加工、类固醇生物合成、卵母细胞减数分裂等信号通路。通过q RT-PCR验证,定量结果与测序结果基本一致。【结论】川中黑山羊卵巢基质、大卵泡和小卵泡的基因表达模式不同,小卵泡与卵巢基质的基因表达模式更相近。     

施用木醋液甜瓜根系生长及根际土壤生物学性状与细菌多样性变化

以盆栽甜瓜为研究对象,基于传统与现代分析技术,探究木醋液对于甜瓜根系生长、根际土壤生物学性状和细菌群落结构的影响,旨在开发木醋液作为液态肥料及土壤改良剂的可行性。结果表明,稀释600倍木醋液处理不仅显著促进甜瓜根系生长、显著提高甜瓜根际土壤中可培养微生物数量以及微生物生物量碳、氮、磷和涉及土壤碳、氮、磷循环相关酶的活性,而且有效地提高了甜瓜根际土壤细菌丰富度Chao 1指数和多样性Shannon指数;另一方面,门或属分类水平上,无论施用何种浓度的木醋液,其优势菌门与对照之间无显著差异,均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、绿弯菌门（Chloroflexi）;优势菌属均为Subgroup 6_no rank、Saccharibacteria、Gemmatimonadaceae（芽单胞菌属）、Sphingomonas（鞘脂单胞菌属）、Soil Crenarchaeotic Group、Bacillus（芽孢杆菌属）、Rhodospirillaceae（红螺菌属）、Roseiflexus（玫瑰弯菌属）、Lactococcus（乳球菌属）和Acidimicrobiales。施用木醋液没有改变甜瓜根际土壤中细菌优势菌门或菌属的组成,但稀释300倍或600倍木醋液更有利于甜瓜根际土壤形成细菌群落结构更为多样的微环境。综合甜瓜根系生长及指示根际土壤肥力指标的生物学性状,施用稀释600倍木醋液更有助于促进甜瓜生长、提高甜瓜根际微环境的土壤肥力和抵御土传病害的能力。     

毛竹小RNA高通量测序及病毒分析

以毛竹叶片为材料,采用小RNA高通量测序结合生物信息学对小RNA数据库进行组装,进一步分析了毛竹中存在的病毒和类病毒,并采用RT-PCR和RACE进行验证。结果表明:在竹子样品中存在水稻东格鲁病毒(RTBV),覆盖率达到91.0%。在毛竹样品中扩增得到1 992 bp RTBV病毒类似序列,占其基因组的24.9%。RTBV病毒在多个毛竹样品中存在且不存在多态性。RTBV病毒可能是一个古老的植物病毒,在进化过程中禾本科植物将其序列整合到基因组中来防御RTBV病毒的浸染。     

A high-throughput DNA extraction method for barley seed

A non-destructive, quick DNA extraction method for barley seed is described. The method is simple and consists of drilling out a sample from the seed, adding sodium hydroxide, heating in a microwave oven and neutralizing with Tris-HCl. The seed DNA extract can be used directly for PCR with extra cycles added to the PCR programme compared to PCR programmes used for leaf extracts. This protocol was developed in particular for a micro satellite marker genetically linked to barley yellow mosaic virus resistance, but it can be applied toother markers of interest for barley breeding. The quick seed extraction protocol makes it possible to handle thousands of samples per day. Extraction of DNA from seed also facilitates transfer of plant material compared to the long-distance transfer of leaf samples. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Role of mRNAs and long non-coding RNAs in regulating the litter size trait in Chuanzhong black goats

Fecundity improvement is one of the most important objectives for goat breeders as it can considerably greatly increase production efficiency. The molecular mechanisms underlying fecundity in goats remain largely unknown. To explore the molecular and genetic mechanisms related to the fecundities and prolificacies in Chuanzhong black goats, we performed high-throughput RNA sequencing to identify differentially expressed long non-coding RNAs (lncRNAs) and mRNAs (DElncRNAs and DEmRNAs, respectively) the ovaries of high-fecundity and low-fecundity goats; furthermore, we conducted functional annotation analyses to identify pathways of interest. Overall, 1,353 DEmRNAs and 168 DElncRNAs were identified. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) was performed to validate some randomly selected DElncRNAs and DEmRNAs. We found that two DElncRNAs ENSCHIT00000005909 and ENSCHIT00000005910 might positively influence the expression of the corresponding gene IL1R2 (upregulated in high-fecundity group), exerting co-regulative effects on the ovarian function, through which litter size might show variations. KEGG pathway analysis indicated that the DEmRNAs SRD5A2, LOC102191297 and LOC102171967 were significantly enriched in steroid hormone biosynthesis—this pathway was related to animal reproduction. To summarize, our findings expand the understanding pertaining to the biological functions of lncRNAs and contribute to the annotation of the goat genome; moreover, they should be helpful for further studying the role of lncRNAs in ovulation and lambing.