汞胁迫对蔬菜土壤细菌和真菌群落结构及丰度的影响

汞(Hg)是一种广泛存在于土壤环境中的全球污染物之一,土壤微生物对汞胁迫的敏感性强于动植物,可从微生物角度为蔬菜土壤汞污染生态风险评估提供科学依据。采用盆栽试验,应用荧光定量PCR和高通量测序(Illumina HiSeq)技术,分析对照(CK)、低浓度汞(T1)、中浓度汞(T2)和高浓度汞(T3)胁迫处理下蔬菜土壤hgcA基因数量、细菌数量、真菌数量和群落结构变化特征。结果表明,T1处理增加细菌和hgcA基因数量,分别比CK、T2和T3提高了37.48%和12.01%、57.31%和19.37%、88.85%和14.82%。汞胁迫降低了真菌数量,其中T2处理降低最显著。T3处理降低了土壤细菌群落α多样性指数(丰富度和多样性),T1处理降低了土壤真菌群落α多样性指数(丰富度和多样性)。土壤细菌门水平上,共获得18个类群,其中放线菌门、变形菌门和绿弯菌门为优势类群,且在不同处理间差异极显著。T2和T3处理分别显著增加了变形菌门和放线菌门相对丰度。绿弯菌门相对丰度均表现随汞浓度增加逐渐递减的趋势。土壤真菌门水平上,共获得9个类群,其中子囊菌门、被孢菌门和担子菌门为优势类群,其相对丰度共占真...     

基于高通量测序技术鉴定栽培草莓资源携带的病毒种类

分析草莓种质资源的病毒携带情况,为草莓脱毒种苗的繁育和病毒病的防治提供依据。针对保存的86份栽培草莓材料,分别提取每份材料的叶片总RNA,将待测草莓总RNA混样,然后采用高通量测序技术进行测序。根据每种病毒的序列保守区设计引物,采用RT-PCR对高通量测序的结果进行验证。利用设计的引物分别对每份草莓品种材料进行RT-PCR检测,明确每份材料的带毒情况。测序结果表明,从86份草莓资源中检测出3种病毒,分别为草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus,简称SMoV)、草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus,简称SVBV)和草莓白化病毒(strawberry pallidosis-associated virus,简称SPaV),该结果与RT-PCR验证的结果相符。在所有86份供试样品中,28份材料带有病毒,病毒感染率为32.56%;其中,23份材料带有SVBV;11份材料带有SMoV;5份材料带有SPaV。单一病毒侵染样品18份,复合侵染材料共10份,草莓种苗带毒率高,草莓病毒病危害严重。     

牦牛基因组和转录组研究进展

为了解牦牛基因组和转录组研究现状,以"牦牛、基因组、转录组和高通量测序"为关键词,对2012—2018年的研究进展进行文献检索。研究发现:在牦牛基因组研究方面,已有研究对牦牛基因组进行了首次测序和重测序分析,构建了基因组"草图"和变异图谱,比较了家、野牦牛及与其他物种间全基因组水平上的异同,阐释了牦牛高原适应的遗传学机制,探究了牦牛的驯化和群体历史发展动态,初步揭示了牦牛与普通牛种间杂交渐渗状况,并对部分性状(如角、多肋性状)进行了全基因组关联分析和遗传机理揭示;在牦牛转录组研究方面,已有研究对牦牛睾丸、卵巢、心脏等多个组织器官及不同发育阶段的卵母细胞和胚胎细胞进行了转录组分析,发掘出一批潜在的与牦牛经济性状及一些生物学变化相关的差异表达基因。为推动牦牛分子育种进程,应进一步利用高通量测序技术获得牦牛大数据,继续完善牦牛全基因组结构。     

河套灌区不同秋浇年限对土壤细菌群落的影响

【目的】 针对内蒙古河套灌区农民自愿放弃秋浇造成干地面积逐渐增多的现象,通过调查研究不同秋浇年限对盐碱土壤细菌群落组成差异的影响,为灌区盐碱地改良与秋浇制度改革提供科学依据。【方法】 选取盐荒地（CK）、一直秋浇（AUI1）、隔2—3年秋浇（AUI2）、3—4年不秋浇（AUI3）以及6—7年不秋浇（AUI4）5种类型的典型地块,采用高通量测序（Illumina HiSeq）技术,分析不同秋浇年限处理下土壤细菌群落的变化特征,并对土壤化学性质与细菌群落进行了冗余分析以及与群落组成的相关性分析。【结果】 AUI1和AUI2处理对降低0—30 cm土层盐分含量最显著,分别比CK、AUI3、AUI4降低了128.82%和29.04%、108.76%和17.72%、108.44%和17.55%,在30—40 cm土层AUI1处理的盐分含量显著低于其他处理;各个土层的pH值均以AUI2处理最低,其0—40 cm土层pH平均值较CK、AUI1、AUI3、AUI4处理分别显著降低了0.28、0.32、0.16、0.88个单位（P＜0.05）。另外,AUI2处理0—40 cm土层微生物量碳平均含量分别较CK、AUI1、AUI3、AUI4提高了252.89%、148.59%、58.10%和60.10%,可溶性有机碳平均含量分别提高了48.41%、29.42%、6.01%和14.27%（P＜0.05）。AUI1与AUI2处理间的丰富度指数（ACE和Chao1）显著高于CK、AUI3和AUI4处理（P＜0.05）。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为不同秋浇年限处理的3大优势菌门,占所有菌门的53.93%,而AUI2、AUI3处理分别有利于增加拟杆菌门、酸杆菌门的丰度（P＜0.05）。相关性分析结果表明,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）与土壤微生物量碳和可溶性有机碳均具有很强的负相关性,其中与微生物量碳的相关系数分别为（r=-0.559**和-0.522*）,与可溶性有机碳的相关系数分别为（r=-0.795**和-0.820**）;而放线菌门（Actinobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）均与土壤盐分呈显著负相关,与土壤微生物量碳和可溶性有机碳呈显著正相关。因子分析显示,土壤盐分、pH、微生物量和可溶性有机碳总共解释了97%的群落变化,成为土壤细菌群落组成变化的主控因子,贡献率依次为：土壤盐分＞pH＞微生物量碳＞可溶性有机碳。【结论】 隔2—3年秋浇（AUI2）处理不仅可以有效降低耕层土壤盐分并能使0—40 cm土层微生物量碳和可溶性有机碳含量显著增加,而且还可提高土壤优势菌群中拟杆菌门的相对丰度。综上所述,隔2—3年秋浇（AUI2）是河套地区兼顾盐碱土壤改良与节水的优化措施。     

连作与轮作下木薯产量及土壤微生物特征比较

本研究以木薯品种新选048为材料,利用高通量测序技术比较研究木薯连作与轮作的土壤微生物丰度、多样性、群落组成,并结合土壤三相比和木薯产量综合分析,探讨木薯连作障碍与土壤微生物的关系。结果表明：木薯连作土壤的细菌丰度、多样性高于轮作,连作细菌的OTU数目比轮作高23.05%,Chao1指数比轮作高463.2,香农指数比轮作高0.41;而连作真菌丰度、多样性低于轮作,轮作真菌的OTU数目比连作高19.57%,Chao1指数比连作高217.5,香农指数比连作高0.76;连作土壤容重比轮作高0.24 g/cm ³;土壤三相比,木薯连作的土壤固相比率比轮作高6.69%,液相比轮作高3.03%,而气相比率比轮作减少9.72%,差异显著（P<0.05）;轮作木薯产量比连作增产11.99 t/hm ²,差异显著（P<0.05）。由此可见,土壤微生物组和土壤三相比的变化与木薯连作障碍有密切关系,采取栽培管理措施调节土壤微物组成和土壤三相比,是克服木薯连作障碍的有效途径。     

基于DNA宏条形码的莼菜大田土壤真菌多样性研究

高通量测序与DNA条形码结合产生的DNA宏条形码技术(DNA-Metabarcoding),能快速鉴定混合样本中的物种,现已成为检测群类物种多样性和丰富度的常用方法.本试验采用这一方法分析了莼菜大田不同种植年限土壤真菌多样性,结果表明:10年生土壤中含有最多的真菌种类,多样性及丰富度最高;在属水平上表现为蛙粪霉属、裂梗霉属、酵母属等占优势;群类组成分析显示,种植年限的变化对土壤真菌群落组成有一定的影响;聚类分析中10年与15年生莼菜土壤物种多样性相似度较高.     

黔中地区马尾松杜鹃群落杜鹃根围真菌多样性

选取黔中地区的贵阳市乌当区百宜乡(WD)、花溪区孟关(MG)和贵州省黔南龙里县龙架山森林公园(LL)3个地区的马尾松-杜鹃群落为研究对象,采集杜鹃根围土壤进行高通量测序,分析物种多样性,并通过数量生态学原理分析植物群落物种α多样性及土壤养分对真菌群落的影响.结果表明:从杜鹃的根围土壤中获得有效序列505 444条,隶属于9门23纲84目169科296属真菌(3 435 OTU),其中LL有真菌9门19纲53目90科127属(495 OTU)、 WD有8门21纲78目150科246属(1 076 OTU)、 MG有6门17纲55目99科129属(522 OTU).菌群α多样性分析显示, Chao1,ACE,Shannon指数均表现为WD大于MG和LL.菌群群落结构受生境植物多样性、土壤养分的综合作用,土壤有机质、 pH值以及速效磷、速效氮、全氮含量较大程度解释了真菌对土壤养分变化的响应.     

玉米CMS-C同质异核、同核异质系叶绿体基因组比较分析

【目的】基于玉米细胞质雄性不育材料粗制线粒体DNA高通量测序数据,对叶绿体基因组进行组装。【方法】应用Illumina Hiseq 2500平台进行线粒体DNA测序。利用软件Velvet对过滤后的clean reads进行拼接和叶绿体基因组的组装。采用在线注释软件DOGMA(http://dogma.ccbb.utexas.edu/)对叶绿体基因组完整序列进行基因预测和基因功能分析。【结果】成功组装出C48-2和C黄早四2个不育系及48-2和黄早四2个保持系的叶绿体基因组,大小分别为140 473 bp(C48-2)、140 478 bp(C黄早四)、140 458 bp(48-2)、140 448 bp(黄早四),均包含84种编码基因,30种tRNA基因,4种r RNA基因。新组装的4个叶绿体基因组,在基因组大小及所包含的基因种类及数量方面都与叶绿体参考基因组具有较高的相似性,说明粗制线粒体的高通量测序数据可以用来组装叶绿体基因组。叶绿体基因组高度保守,但也存在SNP及InDel,基于不育系与保持系叶绿体DNA(cpDNA)的SNP位点设计特异引物,可用来鉴定区分CMS-C不育胞质与正常胞质。【结论】利用粗制线粒体DNA的高通量测序数据可以完成叶绿体基因组的组装,玉米CMS-C不育系与保持系的叶绿体基因组具有高度的一致性,但也存在一些多态性位点,基于多态性位点成功开发出可区分CMS-C不育胞质与正常胞质的特异标记。     

全基因组重测序及其在动物育种的研究进展

随着生物科学技术的发展以及基因研究的深入,越来越多地使用全基因组测序和高通量测序技术,以期在全基因组水平上找到与疾病或动植物复杂性状有关的遗传变异,分析个体或群体之间的基因序列差异或结构差异,检测范围广、效率高、准确度高。本文就全基因组重测序的主要内容和研究进展加以综述。