不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。     

基于简化基因组测序技术的甘薯HRM分子标记开发及其应用

目前甘薯中针对SNP位点的分子标记开发及应用的报道较少。为开发甘薯特异SNP分子标记,本研究利用简化基因组测序技术对甘薯种质材料进行测序,筛选稳定的SNP位点,将其开发为基于HRM技术的分子标记,并在甘薯种质材料中进行验证。通过对23个甘薯种质材料简化基因组测序数据的分析,共发现835 756个SNP多态性位点,筛选其中的3 650个含有SNP多态性位点的高质量测序片段,成功设计了134对引物;初步验证发现,22对(16.42%)引物没有扩增产物,15对(11.19%)引物扩增产物2个以上,36对(26.87%)引物的扩增产物没有差异。61对(45.52%)引物在8个样本中的扩增特异性好,而且样本之间有差异。最后筛选34对扩增多态性丰富的引物对52份甘薯种质材料进行扫描,发现材料间多态性介于27.27%~90.91%之间,平均多态性达到59.35%。聚类分析表明,参试52份甘薯种质材料之间的差异较小,多数材料与骨干亲本南瑞苕、徐薯18之间关系较近,国外引进甘薯材料和地方品种差异较大。建议在今后甘薯育种中尽量选用地方品种和国外甘薯品种,从而更好地拓宽甘薯遗传背景。本研究初步建立了基于简化基因组技术和HRM技术开发甘薯SNP分子标记的新思路,为今后甘薯SNP分子标记开发提供了参考。同时本研究开发的甘薯分子标记,丰富了甘薯分子标记类型,为甘薯研究者开展快速的分子标记研究提供了支持。     

Anarwia工艺处理猪场废水节能效果的研究

分析比较了厌氧-加原水-间隙曝气(Anarwia)工艺、SBR(序批式反应器)以及厌氧-SBR工艺处理猪场废水的效果。比较三种工艺处理效果表明：厌氧-SBR工艺处理猪场废水，污染物去除效率低，出水污染物浓度高，不适于猪场废水的处理。Anarwia工艺处理效果与SBR工艺相当，污染物去除率高，出水COD和NH₃-N浓度低。在此基础上，以一个日处理1200 t猪场废水处理工程为例，分析比较了Anarwia与SBR工艺的能耗。就能量消耗有关的工艺参数——污泥量和需氧量而言，Anarwia工艺分别比SBR工艺减少16.4%和95.9%，此外Anarwia工艺每天可产生2784 m³沼气。Anarwia工艺增加了废水提升能耗，但减少了曝气、污泥处理、滗水和搅拌的能耗，结果Anarwia工艺总电耗比SBR工艺低81.0%。Anarwia工艺产生的沼气用于发电能完全补偿消耗的能量，并有剩余。     

Assessment of EST- and genomic microsatellite markers for variety discrimination and genetic diversity studies in wheat

It is likely that in the near future sequence information from sequencing programmes and EST libraries will generate an abundance of genic microsatellite markers. This study is focused on the assessment of their likely impact and performance vis-à-vis their genomic counterparts. Microsatellites from two sources were used to assess the genetic diversity in 56 old and new varieties of bread wheat on the UK Recommended List. A set of 12 microsatellite markers generated from genomic libraries and 20 expressed sequence tag (EST)-derived microsatellites were used in the study, and the performance of both marker sets assessed. The EST-derived or genic microsatellites delivered fingerprints of superior quality, amplifying clear products with few stutter bands. Diversity levels as revealed bygenic microsatellites are similar to the few published results. The PIC values for the genic markers were generally lower than those calculated for the genomic microsatellites, though advantages of both marker classes for variety identification applications are discussed. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

玉米组蛋白H_3和H_4基因的克隆

本文以λEMBL3为克隆栽体,构建了玉米(Zea mays)基因组文库,通过人工合成的探针进行原位杂交和斑点杂交,从文库中筛选到4个含有组蛋白H_3基因的阳性克隆。另外,通过多聚酶链式反应(PCR),从玉米核DNA中扩增了组蛋白H_4基因。这些基因可以在转基因植物研究中作为辅助序列提高外源基因的整合频率。     

小麦-鹅观草易位系T7A/1Rk#1的选育与鉴定

将小麦-鹅观草del1Rk#1L二体添加系的花粉用10 Gy 60Co γ射线照射处理,给小麦中国春授粉,获得杂种。综合利用C-分带、GISH、顺次C带/45SrDNA-FISH和顺次GISH/45SrDNA-FISH等分子细胞遗传学技术在M2代筛选和鉴定出1个涉及小麦7A和鹅观草1Rk#1染色体的相互易位染色体系,并获得1Rk#1染色体的1个45SrDNA位标,该位标和其对应的红色GISH-带纹能够特异地识别1Rk#1染色体短臂。对M2代群体染色体组成分析和测交分析表明,两条易位染色体在后代中以共分离方式成对出现,且易位通过雌配子的传递率高于雄配子。综合2004、2005和2006 3年的赤霉病抗性鉴定结果表明：该易位系对赤霉病表现部分抗病,但抗性表现在不同年份、不同地点有差异。试验还证明花粉辐射是诱导小麦-外缘物种染色体易位的有效方法。     

番茄不孕病毒BJ株系基因组测定与侵染性克隆

番茄不孕病毒(Tomato aspermy virus,TAV)可侵染包括藜科(Chenopodiaceae)、茄科(Solanaceae)等在内的24个双子叶家族和3个单子叶家族的100多种植物,是具有重要经济价值的植物病毒之一.为研究TAV BJ株系(Tomato aspermy virus,TAV-BJ)的基因组功能,本实验对TAV-BJ基因组克隆测序,并构建侵染性克隆.以TAV-BJ侵染心叶烟(ic otiana glutinosa)的总RNA为模板,RT-PCR获得其RNA2和RNA3;以TAV-BJ的dsRNA为模板,RT-PCR获得全长RNA1,目的片段PCR产物克隆测序获得TAV-BJ基因组全序列信息.RNA1全长3 409 nt,编码994个氨基酸的1a蛋白;RNA2全长3 023 nt,含2个开放阅读框(open reading frame,ORF),2a ORF编码829个氨基酸的2a蛋白,2b ORF编码78个氨基酸的2b蛋白;RNA3全长为2 216 nt,包含2个ORF,3a ORF编码247个氨基酸的3a蛋白,外壳蛋白(coat protein,CP)ORF 编码219个氨基酸的CP蛋白(TAV-BJ基因组RNA1、2和3 GenBank登录号分别为HQ424163,HQ424164和HQ424165).TAV-BJ基因组cDNA克隆体外转录成RNA并接种于心叶烟上,结果表明转录产物在寄主上的症状反应和TAV-BJ病毒粒子RNA的接种相一致,TAV-BJ基因组cDNA侵染性克隆具有活性.由TAV-BJ各个基因片段与缺失2b基因的黄瓜花叶病毒Fny株系(Cucumber mosaic virus,CMV-Fny△2b)构建的假重组病毒接种于心叶烟,结果显示TAV-BJ的RNA2和RNA3能恢复CMV-Fny△2b在寄主上症状反应.嵌合型RNA3F3aTcp和RNA3T3aFcp的症状反应结果表明,F1F2△2bRNA3 T3aFcp在寄主上产生花叶症状与F1 F2△2bT3相一致.本研究获得TAV-BJ的基因组序列,成功构建侵染性克隆,同时发现TAV-BJ的3a基因具有CMV-Fny的2b基因的某些功能.     

Plot-scale manipulations of organic matter inputs to soils correlate with shifts in microbial community composition in a lowland tropical rain forest

Little is known about the organisms responsible for decomposition in terrestrial ecosystems, or how variations in their relative abundance may influence soil carbon (C) cycling. Here, we altered organic matter in situ by manipulating both litter and throughfall inputs to tropical rain forest soils, and then used qPCR and error-corrected bar-coded pyrosequencing to investigate how the resulting changes in soil chemical properties affected microbial community structure. The plot-scale manipulations drove significant changes in microbial community composition: Acidobacteria were present in greater relative abundance in litter removal plots than in double-litter plots, while Alphaproteobacteria were found in higher relative abundance in double-litter and throughfall reduction plots than in control or litter removal plots. In addition, the bacterial:archaeal ratio was higher in double-litter than no-litter plots. The relative abundances of Actinobacteria, Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria were positively correlated with microbial biomass C and nitrogen (N), and soil N and C pools, while acidobacterial relative abundance was negatively correlated with these same factors. Bacterial:archaeal ratios were positively correlated with soil moisture, total soil C and N, extractable ammonium pools, and soil C:N ratios. Additionally, bacterial:archaeal ratios were positively related to the relative abundance of Actinobacteria, Gammaproteobacteria, and Actinobacteria, and negatively correlated to the relative abundance of Nitrospira and Acidobacteria. Together, our results support the copiotrophic/oligotrophic model of soil heterotrophic microbes suggested by Fierer et al. (2007).     

不同年限稻鸭共作对水体藻类群落结构的影响

为探究不同规模、不同年限稻鸭共作系统水体藻类群落组成及多样性的差异,通过设置不同年限(4、20 a)和不同规模(0.067、0.200、0.333 hm~2)稻鸭共作田,利用高通量测序等手段,分析稻鸭共作田水体藻类多样性及群落结构的变化规律。结果表明:稻鸭共作田水体藻类的丰富度指数较非稻鸭共作田高,长期稻鸭共作田水体藻类Ace丰富度指数较短期共作田高,物种数增多;稻鸭共作田与非稻鸭共作田水体藻类优势种均为裸藻、绿藻、蓝藻,但稻鸭共作田绿藻、蓝藻的相对丰度高于非稻鸭共作田,另外稻鸭共作田规模大小影响蓝藻的相对丰度,规模越大蓝藻相对丰度越低;稻鸭共作田藻类多样性指数比非稻鸭共作田高,水体藻类群落结构差异较大,稻鸭共作系统的水体藻类群落结构表现出一定的相似性。冗余分析表明,对于稻鸭共作后期而言,影响非稻鸭共作田水体藻类群落结构的主要环境因子是溶解氧,而影响稻鸭共作水体藻类群落结构的环境因子是可溶性钾和pH。研究表明,长期稻鸭共作系统提高水体藻类多样性,改变藻类群落组成,从而影响农田水体生态环境。     

Anarwia工艺处理猪场废水的技术经济性研究

进行了厌氧-加原水-间隙曝气(Anarwia)工艺与厌氧-SBR工艺以及SBR工艺净化猪场废水的技术经济研究.实验室试验和生产性试验一致证明,厌氧-SBR工艺去除效率低,处理出水污染物浓度高,不适于猪场废水处理;Anarwia工艺的处理效果与SBR工艺相当,污染物去除率高,出水COD和NH4+-N浓度低,达到了国家<畜禽养殖业污染物排放标准>(GB 18596-2001).与SBR工艺直接处理猪场废水相比,Anarwia工艺需增加厌氧处理单元、沉淀配水单元和沼气净化与贮存单元,但其HRT、工程投资、剩余污泥量、需氧量同比分别降低38.6%、11.8%、16.4%和95.9%,并能回收沼气2784 m3/d.若不计沼气收益,Anarwia工艺的处理费用比SBR工艺低47.5%;若计沼气收益,则Anarwia工艺的处理费只有SBR工艺的9.1%.技术经济分析结果说明,Anarwia是一种高效、稳定、经济的猪场废水处理新工艺,完全能够取代并优于SBR工艺.