高原作物青稞根及根际内生细菌群落结构的高通量分析

利用高通量测序技术分析了西藏青稞主栽品种藏青2000根及根际内生细菌的16S V4变异区序列,同时应用UparseRON、KA等软件整理和统计样品序列数和操作分类单元（OTU）数,分析物种丰度及Alpaha多样性等指标。获得的用于分析青稞根部内生细菌的有效序列和OTUs为55 192/3 613,用于分析青稞根际土壤内生细菌的有效序列和OTUs为62 181/4 399;根部及根际土壤Chao1指数分别为3 443.4290和4 632.5820,shannon多样性指数分别为8.542和9.967。在门水平对代表性OTU进行注释发现,青稞根及根际土壤内生细菌主要是变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）。在属水平上主要是假单胞菌属（Pseudomonas）、链霉菌属（Streptomyces）、土地杆菌属（Pedobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、红游动菌属（Rhodoplanes）。结果显示,青稞根及根际内生细菌具有丰富的多样性,且二者的优势菌属一致。     

Chromium supplementation and substitution of barley grain with corn: effects on metabolite and hormonal responses in periparturient dairy cows

Thirty-two multiparous Holstein cows were used to investigate the effects of chromium-l-methionine (Cr-Met) supplementation and dietary grain source on metabolic indices throughout the periparturient period. Cows were fed a total mixed ration with the concentrate portion based on ground barley (barley based diet, BBD)--or ground corn (corn-based diet, CBD) from 21 days before anticipated calving through 28 days after calving. The Cr-Met was supplemented at dosages of 0 or 0.08 mg of Cr/kg of metabolic body weight throughout the experiment. Thus, treatments were in a 2 (Cr-Met) × 2 (grain sources) factorial arrangement. Plasma glucose, non-esterified fatty acids, triglyceride, very low-density lipoprotein, blood urea nitrogen (BUN), insulin, glucagon, cortisol and insulin-like growth factor-I (IGF-I) concentrations were not affected by chromium supplementation on calving day (d 0). However, there was a trend for decreased β-hydroxybutyrate (BHBA) and increased cholesterol on d 0 in cows fed the Cr supplemented diet. On d 21 postpartum (wk 3 p.p.), plasma glucagon concentration tended to be greater in cows fed the Cr supplemented diet. However, other plasma metabolite and hormone measures were not affected by Cr supplementation in wk 3 p.p. There was no effect of grain source on d 0 plasma metabolic and endocrine measures. In wk 3 p.p., a significant difference was found only for plasma concentration of glucagon that was higher for cows fed the BBD compared with the CBD. There was an interaction of Cr-Met supplementation and grain source in wk 3 p.p. plasma concentration of BUN to decrease in CBD and increase in BBD, supplemented with Cr-Met. No Cr by grain interactions were observed for other plasma metabolic variables on d 0 and in wk 3 p.p. These results indicate that Cr-Met supplementation and substituting barley grain with corn throughout the transition period have only moderate effects on metabolic and endocrine parameters.     

外加肌醇对制麦过程中游离态金属离子含量的影响

【目的】研究在大麦发芽过程中添加外源肌醇对游离态金属离子含量的影响,为制定更加合理的制麦工艺提供依据。【方法】以大麦"schooner"为供试材料,运用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES),考察外源添加肌醇大麦发芽过程中游离态Ca2+、Mg2+、Zn2+、K+、Na+含量的变化。【结果】添加外源肌醇能提高发芽过程中游离态金属离子的含量,Ca2+、Mg2+、Zn2+、K+、Na+含量最大值与对照相比分别可提高7.5%,4.2%,30.3%,9.8%和7.9%。【结论】肌醇能促进大麦发芽过程中金属离子的释放,提高游离态金属离子含量。     

长期施肥对旱地土壤中氨氧化微生物丰度和分布的影响

采用基于氨单加氧酶基因(amoA)的荧光定量PCR技术,以黄土高原旱地土为材料,研究长期施肥对土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度的影响,并分析环境因素与氨氧化菌丰度的关系。以不施肥土壤为对照(CK),设置3个施肥处理,分别为单施磷肥(P),氮、磷共施(NP)和氮、磷、有机肥共施(NPM)3个处理。结果表明,不同处理氨氧化菌amoA基因拷贝数为1.326×106～1.886×106 g-1,各处理间氨氧化细菌丰度差异不显著;氨氧化古菌的arch-amoA基因拷贝数为1.329×106～4.510×106 g-1,表现为处理NPM>NP>CK>P,NPM处理为对照的3.314倍,二者呈现显著性差异。采用DCCA法对4个处理进行环境相似度分类,结果显示,P和NPM处理、CK和NP处理分别构成了2个相似类群;4个处理和12个环境因子的关联(CCA)分析表明,不同处理中的氨氧化微生物活跃度以及氨氧化过程强度表现为处理NMP>NP>CK>P;不同环境因子和不同施肥处理生境相似度分布存在不同的关系,其中反映氨氧化过程的硝态氮含量、氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度,以及代表微生物生长主要环境因素的pH值、含水量、全氮和有机碳含量与不同施肥处理导致的生境相似度的分布关系最为紧密。     

大麦赤霉病抗性不同突变体的创制及其相关基因表达

为了快速创制大麦赤霉病抗性存在差异的加倍单倍体(DH)株系,采用单花滴注法和喷雾法对诱变结合小孢子培养的379份大麦DH株系和原始品种花30的赤霉病抗扩展性和抗侵染性进行评价,同时对获得的抗性突变体材料和花30进行赤霉菌诱导下的大麦病程相关基因非表达子(NPR1、NPR2、NPR3)、茉莉酸介导的植物防御的调控因子(JAV1)以及乙烯响应因子(ERF1)的基因表达分析。结果表明,通过连续2年大田人工接种鉴定,从中获得了5份抗扩展性和抗侵染性均优于花30的候选株系,9份抗扩展性和抗侵染性均劣于花30的候选株系;赤霉病抗性突变体A1-190与原始品种花30在上述基因表达上存在明显差异,推测这些基因的表达与其抗病性的变化相关。研究结果表明诱变结合小孢子培养可以创制的DH株系在大麦赤霉病抗性存在差异。本研究结果为大麦抗赤霉病基因定位克隆及分子育种奠定了材料基础。     

大麦籽粒蛋白质及其相关功能成分含量的QTL分析

【目的】研究大麦籽粒蛋白质与功能成分含量的相关关系及其QTL,为功能大麦遗传改良、基因克隆及分子辅助育种奠定理论基础。【方法】以紫光芒裸二棱为母本,Schooner为父本构建包含193个株系的RIL群体,结合SSR技术和QTL Ici Mapping V3.3软件构建遗传连锁图谱,借助完全区间作图法(ICIM)对两年大麦籽粒蛋白质、总黄酮和γ-氨基丁酸(GABA)含量进行QTL检测;同时分析蛋白质、总黄酮和GABA含量之间的相关性。【结果】亲本及RIL群体籽粒蛋白质、总黄酮及GABA含量表现出较大差异,且呈连续变异正态分布,适宜进行QTL定位。构建了一张全长为2 224.29 c M,两标记间平均距离为16.48 c M的遗传连锁图谱,包括7个连锁群,135个标记位点。共检测到20个QTL,其中,控制蛋白质含量的9个QTL分别定位于1H、2H、4H、6H和7H连锁群染色体。表型变异率范围为4.11%—18.86%,解释表型变异率大于10%的3个主效QTL(13.30%、15.45%和18.86%)分别位于6H和7H染色体。经两年试验检测发现2个相同的QTL位点,分别位于4H BMAG0740—BMAG0808和6H Ebmac0806—GBM1270;控制总黄酮含量的7个QTL分别定位于2H、5H、6H和7H染色体。表型变异率范围为6.06%—29.01%,解释表型变异率大于10%的5个主效QTL(10.38%、15.27%、17.55%、24.17%和29.01%)分别位于2H、6H和7H染色体。经两年试验检测发现1个相同的QTL位点,位于7H EBmatc0016—Bmag0206;控制GABA含量的4个QTL分别定位于4H、5H、6H和7H染色体,表型变异率范围为5.44%—14.87%,最大变异率为14.87%的主效QTL位于7H染色体。控制蛋白质含量与总黄酮含量的基因同位于2H、6H和7H染色体,控制蛋白质含量与GABA含量的基因重合在4H、6H和7H染色体,控制总黄酮含量与GABA含量的基因同位于5H、6H和7H染色体。控制这三种成分的QTL主要位于6H和7H,尤其是6H Ebmac0806—GBM1270影响蛋白质、总黄酮和GABA含量,且加性作用方向一致,有极显著相关性。相关性分析结果表明,蛋白质、总黄酮与GABA含量之间呈极显著正相关。【结论】大麦籽粒蛋白质、总黄酮和GABA含量的相关性分析与其部分QTL定位结果一致,揭示了蛋白质和功能成分含量之间紧密的遗传关系。     

糯大麦与非糯大麦种子萌发和胚乳消亡的比较研究

为探明糯大麦与非糯大麦种子萌发和胚乳消亡的差异,以典型糯大麦品种白青稞和甘垦5号以及非糯大麦品种扬农啤10号和苏裸麦1号为材料,采用组织化学染色、树脂半薄切片和光学显微镜观察等方法,研究了糯大麦与非糯大麦胚乳的消亡和淀粉体形态变化。结果表明,在种子萌发过程中,糯大麦种子萌发较好,发芽率较高;糯大麦和非糯大麦颖果胚乳的消亡过程基本相同,呈现出一定的时序性,均是从近胚端的腹部开始消耗,逐渐延伸至背部,最后沿腹沟延伸至远胚端;在大麦种子萌发过程中,近糊粉层中淀粉体最先消亡,小淀粉体早于大淀粉体被消耗;与非糯大麦相比,糯大麦胚乳淀粉体的消亡时间较早、消亡速率较快。概言之,糯大麦与非糯大麦种子萌发过程中胚乳的消亡规律基本相同,但糯大麦种子萌发好,胚乳消亡快。     

基于速冻青稞鱼面加工的青稞品种适宜性评价体系构建

为寻求速冻青稞鱼面加工品质的客观评价方法,筛选适宜加工速冻青稞鱼面的优良青稞品种,选取10个青稞品种,根据主成分分析和灰色关联度筛选关联度较大的核心青稞理化指标作为自变量,以PLS方法建立评价模型筛选适宜速冻青稞鱼面加工的品种。结果表明:(1)与成品鱼面品质综合评分关联度较大的7个青稞理化指标是蛋白质含量、灰分含量、总淀粉含量、直链淀粉含量、β-葡聚糖含量、b值、水分含量,其中,青稞蛋白质含量关联度最大(0.703);(2)基于青稞籽粒理化指标的速冻青稞鱼面品质预测模型预测效果良好,可靠性较高;(3)适宜鱼面加工的青稞籽粒理化指标最佳取值范围:直链淀粉含量26.02%～28.97%,总淀粉含量60.56%～63.17%,蛋白质含量9.02%～10.61%,灰分含量1.13%～1.39%,水分含量9.83%～11.46%,β-葡聚糖含量6.00%～7.96%,b值12.27～18.15。     

外引大麦农艺性状SSR关联位点及等位变异表型效应分析

为了发掘引进大麦携带的优异等位变异,对55份引进大麦材料进行了混合模型（MLM）关联分析和对关联位点等位变异的表型效应进行分析。结果表明,经MLM关联分析,共检测出15个SSR位点与株高、穗长、穗下茎长、千粒重、全生育期等5个农艺性状相关联,其对性状的解释率为3.19%~24.30%,位点GBMS2 和HVM33同时分别与株高、穗长、千粒重等多个性状关联。经表型效应分析,7个位点上的22个有效等位变异中,6个等位变异对穗长、株高和千粒重表现为正向效应,其余对穗长、株高和千粒重表现为负向效应。各等位变异平均效应主要为减效,仅株高、千粒重关联位点的等位变异平均效应为增效。