Microbial use of organic amendments in saline soils monitored by changes in the C/C ratio

An incubation experiment was carried out to investigate whether salinity at high pH has negative effects on microbial substrate use, i.e. the mineralization of the amendment to CO₂ and inorganic N and the incorporation of amendment C into microbial biomass C. In order to exploit natural differences in the ¹³C/¹²C ratio, substrate from two C₄ plants, i.e. highly decomposed and N-rich sugarcane filter cake and less decomposed N-poor maize leaf straw, were added to two alkaline Pakistani soils differing in salinity, which had previously been cultivated with C₃ plants. In soil 1, the additional CO₂ evolution was equivalent to 65% of the added amount in the maize straw treatment and to 35% in the filter cake treatment. In the more saline soil 2, the respective figures were 56% and 32%. The maize straw amendment led to an identical immobilization of approximately 48 μg N g⁻¹ soil over the 56-day incubation in both soils compared with the control soils. In the filter cake treatment, the amount of inorganic N immobilized was 8.5 μg N g⁻¹ higher in soil 1 than in soil 2 compared with the control soils. In the control treatment, the content of microbial biomass C₃-C in soil 1 was twice that in soil 2 throughout the incubation. This fraction declined by about 30% during the incubation in both soils. The two amendments replaced initially similar absolute amounts of the autochthonous microbial biomass C, i.e. 50% of the original microbial biomass C in soil 1 and almost 90% in soil 2. The highest contents of microbial biomass C₄-C were equivalent to 7% (filter cake) and 11% (maize straw) of the added C. In soil 2, the corresponding values were 14% lower. Increasing salinity had no direct negative effects on microbial substrate use in the present two soils. Consequently, the differences in soil microbial biomass contents are most likely caused indirectly by salinity-induced reduction in plant growth rather than directly by negative effects of salinity on soil microorganisms.     

一株高病毒载量 PCV2 毒株的基因组特征及序列分析

【目的】了解广东省某猪群中猪圆环病毒 2 型（Porcine circovirus type 2,PCV2）流行毒株的遗传进化情况,丰富 PCV2 分子流行病学数据,为当地 PCV2 疫苗候选株的选用和研发提供参考。【方法】使用 qPCR 方法对疑似 PCV2 的样品进行检测,发现 1 株具有高病毒载量的 PCV2 毒株,命名为 GD222858。通过 PCR 方法进行全基因组分子克隆及遗传进化分析。使用 MegAlign 软件将该毒株 ORF1、ORF2 基因编码的氨基酸序列与 PCV2 同亚型参考毒株进行比对,分析氨基酸序列的相似性;采用 DNAStar 预测该毒株的 Cap 蛋白二级结构及 B 细胞表位,并与 4 株疫苗株 DBN-SX07-2（HM641752）、LG（HM038034）、SH（HM038027）、ZJ（AY686764）的 Cap 蛋白抗原指数进行比对分析。【结果】GD222858 毒株基因组长度为 1 767 bp。遗传进化分析表明该毒株属于 PCV2d 亚型。与国内外 82 株参考毒株的核苷酸相似性为 91.4%~99.6%,与越南毒株 Han8（GenBank 登录号：JQ181600）的亲缘关系最近。在 ORF1 编码的 Rep 蛋白处发现多个特异性突变位点 F70Y、F77L、W202R、N256S;ORF2 编码的Cap 蛋白相对保守。Protean 预测 Cap 蛋白的氨基酸第 5~18、24~25、39~41、48~49、57~65、99、101、112~114、139~140、145~150、162~165、175~181、188~189、205~211、227~232 位 置 处 均 可 能 存 在 潜 在 的 B 细 胞 表 位。GD222858 毒株的 Cap 蛋白抗原指数与 4 株疫苗株均有差异,在氨基酸 45~57、124~132、223~233 位置处抗原指数明显高于 4 株疫苗株,且与疫苗株 HM038034 差异最大。【结论】GD222858 毒株感染猪群的原因可能是 Rep 蛋白多个位点发生特异性突变及疫苗株选用不当所致。     

四川省农村人居环境质量时空演化特征与驱动因素

农村人居环境是乡村地区的短板之一,也是乡村振兴的重要建设内容,探究农村人居环境质量的时空演化特征与驱动因素,可为科学有序推进农村人居环境整治提供理论支撑。本研究以四川省为例,系统梳理了四川省农村人居环境政策,并基于统计年鉴和政府公报数据,运用ArcGIS及地理探测器等工具,探究农村人居环境质量时空演化特征以及驱动因素。结果表明：2005—2019年四川省农村人居环境质量逐渐向好,评价分数由0.260上升到0.917,各市（州）间存在显著的地域差异,呈现东高西低的空间格局;农村人居环境质量变化由社会经济子环境单一驱动转变为社会经济与居住支持环境协同驱动;人均生活消费支出、人均可支配收入、生活污水处理率、乡（镇）拥有卫生院数量、乡（镇）拥有文化站数量是影响农村人居环境质量的主导因素。未来,四川省农村人居环境整治应加强公共资源投入及公共服务建设,尤其应注重偏远地区的农村人居环境提升。     

辣椒HD-Zip基因家族鉴定、系统进化及表达分析

【目的】鉴定辣椒HD-Zip基因家族,并利用生物信息学方法系统分析其在基因组中的分布、基因结构、进化分化特征及在不同组织中的时空表达特异性,解析该家族的进化特征及生物学功能。【方法】根据已报道及PlantTFDB数据库中的拟南芥HD-Zip序列,利用本地BLAST工具在我国辣椒测序品种‘遵辣1号’基因组中比对,并利用Pfam、SMART工具进一步验证。采用EMBOSS Programs、MEGA、GSDS、MEME、MCScanX、OrthoMCL、Circos等软件预测辣椒HD-Zip基因家族成员蛋白理化性质,构建系统进化树,定位染色体,分析基因结构、基因复制类型及直系、旁系同源基因。基于GEO数据库,运用R软件、本地perl语言及Cytoscape分析辣椒HD-Zip组织表达差异并绘制共表达网络。【结果】本研究在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条辣椒HD-Zip,命名为CaHDZ01—CaHDZ42。CaHDZs长度跨度较大,70% CaHDZ蛋白的pI小于7.0。除CaHDZ42,其余基因不均匀地分布在12条染色体上,部分基因为片段复制。该基因家族可分为4个亚族,分别含有18、9、5、10个HD-Zip,基因结构及蛋白结构域差别显著。辣椒、番茄和拟南芥3个物种中的直系同源基因对数目大体相同,但同为茄科的辣椒和番茄之间的稍多;辣椒中的旁系同源基因少于番茄和拟南芥,说明辣椒基因组的倍增事件并没有使CaHDZs明显扩增。对无油樟、水稻、玉米、番茄、马铃薯、辣椒‘CM334’、辣椒‘Zunla-1’、毛果杨、葡萄以及拟南芥9个代表物种的HD-Zip进化特征分析结果表明,从被子植物开始,HD-Zip基因家族就稳定存在4个亚族。推测在形成4个亚族前,HD-Zip分为两组,其中一组分化成I和II亚族,而另一组则分化成为III和IV亚族。CaHDZs在根、茎、叶、花芽、花和果实不同发育时期的表达模式分析结果显示,4个亚族具有不同程度的表达趋势。其中I亚族基因在辣椒不同组织中的表达量均较高,且不同成员间表达模式不同,CaHDZ22在茎中的表达最高,表明该基因可能对辣椒茎的生长有重要作用。II、III和IV亚族基因在不同组织中的表达量相对较低,但部分基因在特定组织中具有较大的表达量。如CaHDZ34在辣椒果实成熟后期具有较大高的表达量,CaHDZ02和CaHDZ28在果实膨大时表达较高,CaHDZ04在果实成熟前期具有较高的表达量。CaHDZs表达网络中有33对基因表达趋势的相关系数（PCC）大于0.8,6对大于0.9,表明CaHDZs协同调控了辣椒的生长发育,不同亚族之间也具有协同性。【结论】在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条CaHDZs,可分为4个亚族,不同亚族的基因结构、蛋白保守结构域及表达模式不同。在进化过程中,辣椒HD-Zip保守性高,数目没有明显扩增,I和II亚族、III和IV亚族关系更近。CaHDZs具有组织表达差异性,协同调控了辣椒的生长发育。     

Cherry picking by pseudomonads: After a century of research on canker,genomics provides insights into the evolution of pathogenicity towards stone fruits

Bacterial canker disease is a major limiting factor in the growing of cherry and other Prunus species worldwide. At least five distinct clades within the bacterial species complex Pseudomonas syringae are known to be causal agents of the disease. The different pathogens commonly coexist in the field. Reducing canker is a challenging prospect as the efficacy of chemical controls and host resistance may vary against each of the diverse clades involved. Genomic analysis has revealed that the pathogens use a variable repertoire of virulence factors to cause the disease. Significantly, strains of P. syringae pv. syringae possess more genes for toxin biosynthesis and fewer encoding type III effector proteins. There is also a shared pool of key effector genes present on mobile elements such as plasmids and prophages that may have roles in virulence. By contrast, there is evidence that absence or truncation of certain effector genes, such as hopAB, is characteristic of cherry pathogens. Here we highlight how recent research, underpinned by the earlier epidemiological studies, is allowing significant progress in our understanding of the canker pathogens. This fundamental knowledge, combined with emerging insights into host genetics, provides the groundwork for development of precise control measures and informed approaches to breed for disease resistance.     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

张掖市水环境演化对黑河下游绿洲生态的影响与对策

绿洲是干旱区特有的地理景观,有水成绿洲,无水变荒漠。黑河下游的额济纳绿洲极度干旱,黑河是其唯一的水源。然而由于中游张掖市人口的迅速增长和工农业大规模发展,加上对水资源的不合理开发利用,导致正义峡径流量日益减少,额济纳绿洲的生态环境急剧恶化。本文着重论述了黑河中游张掖市水环境的现状及其对下游额济纳绿洲生态的影响,并提出了相应的对策。     

银川地区地下水环境演化

本文在总结银川地区地下水监测点的多年水位和水质资料的基础上,研究地下水水位的动态变化和水质随时间的变化。分别对潜水和第一承压水的水位埋深及水质进行分析,结果表明:潜水水位动态变化受外界影响较大,由于人类的合理调控,盐化水域面积缩小,土壤盐渍化面积减小;承压水的水位动态受开采的影响,集中开采区第一承压水降落漏斗范围扩大,并逐渐引起水化学场发生改变。