基因瞬时表达技术在园艺植物上的应用研究进展

 基因瞬时表达技术是近年来发展形成的一种快速高效的基因功能分析方法,应用广泛。本文综述了基因瞬时表达技术的原理、影响因素及其在园艺植物上的应用,指出该技术在当前应用中存在的不足并提出建议及展望。     

复合菌剂防控香蕉枯萎病的效果及其微生物学机制

由病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc)）侵染引起的香蕉枯萎病对全世界香蕉产业带来了毁灭性的影响,且目前尚无广泛采用的防治方法。研究复合生防真菌制剂对香蕉枯萎病的防治效果,以期为大田香蕉枯萎病的防治提供依据。设置3组不同的菌剂处理,分别为对照组CK、复合菌剂NFP、复合菌剂NFPT,通过两季的盆栽试验,研究复合菌剂对香蕉枯萎病的防治效果及其对土壤微生物多样性的影响;利用 Illumina Miseq 高通量测序平台对细菌16S rRNA基因和真菌ITS区域进行测序分析,采用实时荧光qPCR定量分析各处理病原菌的数量。结果表明：（1）复合菌剂处理（NFP和NFPT）对香蕉枯萎病有较好的防治效果,其防效分别为43%和48%。（2）施用复合菌剂增加了细菌和真菌群落丰富度和多样性。基于Bray-curtis距离矩阵的主坐标分析（PCoA）结果表明NFP和NFPT改变了细菌和真菌群落结构。NFP和NFPT处理增加了潜在有益微生物中与香蕉枯萎病病情指数呈显著负相关的大理石雕菌属Marmoricola、类诺卡氏菌属Nocardioides、野野村式菌属Nonomuraea、 norank_c__Acidobacteria、DS-100属和norank_f__Blastocatellaceae__Subgroup_4属的相对丰度,显著减少了病原菌尖孢镰刀菌的数量,重塑了土壤微生物结构和功能,增强其抗病性。     

秸秆与木本泥炭短期施用对潮土有机质及微生物群落组成和功能的影响

直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长后比较不同处理对玉米产量、土壤肥力、细菌群落组成和功能的影响。结果表明,R和RMT处理的地上生物量与CK无显著差异,而在玉米整个生育期的平均呼吸速率则分别较CK高40%和64%;MT处理的地上生物量较CK低10%,但MT和CK的平均呼吸速率无显著差异。另一方面,R处理的土壤有机质(SOM)含量与CK无显著差异,而MT和RMT处理的SOM含量则较CK分别高79%和56%。基于主成分分析和功能预测发现,与CK处理比,R处理分解利用新鲜秸秆的绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu显著增多,而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢功能显著降低;MT处理降解大分子有机物的土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium显著增多,需氧化能异养功能显著降低,纤维素代谢功能显著升高;而RMT处理与CK群落组成和功能类似。因此,在潮土区单独施用MT尽管能迅速提升SOM含量,但可能导致短期内作物产量降低,而R和MT联合施用在迅速提升SOM的同时可提高土壤呼吸,维持稳定的微生物群落和功能。     

沙坡头地区地衣和藓类结皮丛枝菌根真菌多样性研究

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然界分布最广的一类植物共生真菌,可与生物土壤结皮(Biological soil crust,BSC)的隐花植物形成共生体,对荒漠植被的恢复和演替具有重要意义。目前针对不同类型BSC的AMF群落结构及其多样性研究较少,限制了AMF群落对BSC发育的作用和对荒漠生态系统贡献的理解。利用高通量测序技术,对腾格里沙漠东南缘沙坡头固沙植被区地衣和藓类结皮及其下层土壤AMF群落组成与多样性进行研究,分析不同结皮类型AMF群落结构的差异。结果发现,AMF群落丰富度和多样性表现为:藓类结皮下层土壤地衣结皮下层土壤藓类结皮地衣结皮。地衣和藓类结皮及其下层土壤AMF均属于球囊菌门、球囊菌纲,以球囊霉属、类球囊霉属、盾巨孢囊霉属、巨孢囊霉属和一种未分类属为优势,且地衣和藓类结皮AMF群落在属水平差异显著。主成分分析结果显示,藓类结皮下层土壤中AMF群落物种组成与其他各组有显著差异,表明随着结皮的发育,AMF群落多样性增加,结皮演替与AMF群落多样性之间具有相互促进的作用。     

基于单分子实时测序的油莎豆全长转录组分析

油莎豆以其适应性广、产量和含油量高而成为我国的新型油料作物.为解析油莎豆的遗传基础,服务于育种和分子生物学研究,采用单分子实时测序技术构建了油莎豆高质量的全长转录组,混合样本的组织来源包括块茎、匍匐茎、根、芽、叶片、叶鞘、花、花茎等.研究基于23.20 Gb高质量的原始数据提取获得环形一致序列319568条,其平均长度...     

利用C_0t-1 DNA对高秆野生稻和宽叶野生稻基因组的比较分析

为了揭示同为CCDD基因组类型的高秆野生稻和宽叶野生稻的起源和进化关系,用高秆野生稻C0t-1DNA作为探针,对其自身体细胞染色体与宽叶野生稻体细胞染色体进行荧光原位杂交并对其核型进行同源性聚类和比较分析。杂交结果显示宽叶野生稻和高秆野生稻同源性非常高,说明它们的亲缘关系十分接近,但区别也非常明显,两者的杂交信号存在显著不同。C0t-1DNA具有很强的种特异性和依赖基因组型的特异性,利用它进行荧光原位杂交能够更有效地研究物种基因组间的关系,为物种的划分和鉴定提供依据。另外,通过对高秆野生稻和宽叶野生稻两个异源四倍体基因组的中高度重复序列的比较分析,探讨了稻属异源四倍体可能的起源与进化机制。     

玉米秸秆还田对盐碱地土壤细菌多样性的影响

以通辽典型的盐碱地玉米田为研究对象,在玉米吐丝期利用高通量测序技术对盐碱地土壤细菌进行测序,结合相关生物信息学分析,研究未开垦盐碱地(ZH1)、非盐碱地连作玉米田(ZH2)和玉米秸秆还田盐碱地种植玉米田(ZH3)3个处理下耕层土壤细菌群落丰富度、多样性和群落结构的变化。结果表明,3个处理土壤细菌群落结构和丰度差异大,已知菌属中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和pontibacter是ZH1与ZH3的优势菌属;ZH2的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏属(Nocardioides)。玉米秸秆还田对盐碱地土壤细菌多样性的影响较大,细菌菌群Alpha及样品群落组成丰度分析可知,两年玉米秸秆还田盐碱地土壤细菌多样性和物种丰度与未开垦盐碱地比较均有所上升,并出现能降解有机物料和农药的功能菌属。     

Bacterial diversity studied by next‐generation sequencing in a mature phototrophic Navicula sp‐based biofilm promoted into a shrimp culture system

The bacterial diversity of a phototrophic biofilm used as nutrient‐recycler into a shrimp aquaculture system and as direct food‐source for shrimp was studied by next‐generation sequencing, considering the 16S rDNA and metagenomics sequence classification using exact alignments. Biofilm was promoted by the modification of cabon:nitrogen ratio and by the addition of the diatom Navicula sp. as promoter. Results revealed a wide diversity of bacteria thriving into the biofilm; most of the bacteria detected in the biofilm belonged to the Proteobacteria (47%), Chlamydiae/Verrucomicrobia (11%), Bacteriodetes (8%), Planctomycetes (5%) Phylum. Species involved in the decomposition of organic matter, nitrogenous‐ and sulfurous metabolites were detected; moreover, filamentous species known as biomass‐bulking enhancers and producers of adhesin‐like compounds were also detected. Surprising results were also obtained by detecting both, strictly anaerobic and aerobic bacteria involved into the metabolism of nitrogenous compounds. Other species not belonging to the marine environment were also detected, but their role is unclear. Finally, the detection of most of these species may constitute a first case report for a phototrophic biofilm. The results suggest an important role of bacteria in this type of biofilm and a complex microbial‐interaction network.     

生物膜法SBR（BSBR）在循环养殖水处理中影响因素分析

膜法SBR（sequence batch reactor）是将SBR法与接触氧化法相结合的一种新型生物膜法处理工艺。此研究以总氨氮（TAN）及总氮（TN）的去除反应速度作为考察指标,分析生物膜法SBR（biofilm sequence batch reactor,BSBR）处理水产循环养殖系统水体中影响TAN及TN去除效果的主要因素。其中,pH和碱度对硝化反应有很大的影响,pH控制在6．3以上时TAN处理效果较好。溶解氧（DO）对反硝化反应也有较大的影响,同时考虑到水生生物的生长需求,在此试验系统中进入反应器的水体DO最好能控制在4．5～6．5mg·L^-1。水温保持在20％左右,可以保证有一个较好的脱氮效果。     

利用二代测序技术进行近交系小鼠品系验证

为了对生产群中的无特定病原体(specific pathogen free,SPF)级近交系小鼠进行遗传质量检测,以确认其品系正确,未发生突变.选取2个品系(Balb/cByJ和C57BL/6J)雌雄各半,共16只小鼠,通过多重靶向多聚酶链反应(PCR),扩增包含112个单核苷酸多态性(single nucleotid...