基于Logistic方程对不同土壤盐分棉花株高生长的模拟研究

通过盐池试验研究不同土壤盐分对棉花株高生长的影响.结果表明,在盐分胁迫下棉花株高生长受到抑制,通过Logistic方程得到株高到达最快生长速度的时间推迟4～5 d,最终影响棉花的生长,因此要保证盐分条件下棉花的生长需提前进行水肥管理.本试验使用部分数据对极限生长量的预测比较接近实际值,在实际分析中有一定的应用意义.     

不同盐碱胁迫对土壤细菌群落结构的影响

【目的】 研究盐碱胁迫对土壤细菌群落多样性及群落组成的影响。【方法】试验设置(NaCl、Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃)三种盐碱胁迫类型和盐(碱)度。【结果】不同盐碱胁迫对土壤细菌群落α-多样性Shannon和Simpson指数影响不大,Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫土壤Chao1和Ace丰富度指数显著降低。NaCl轻度盐化土壤细菌群落β-多样性与对照无明显差异,其它盐碱胁迫土壤细菌群落结构变化显著。各处理土壤细菌优势门类均为变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门。盐碱胁迫土壤细菌的拟杆菌门、浮霉菌门增加;而放线菌门、硝化螺旋菌门减少。NaCl胁迫土壤绿弯菌门、厚壁菌门相对丰度增加,Na₂SO₄胁迫土壤芽单胞菌门、热微菌门增加,Na₂CO₃+NaHCO₃碱胁迫土壤酸杆菌门、疣微菌门增加。【结论】土壤细菌群落通过调节物种组成来适应盐碱胁迫,不同盐碱类型和盐碱度胁迫下,土壤细菌群落会形成显著差异的物种。     

新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平：0.35 dS·m^-1（淡水,FW）和8.04 dS·m^-1（咸水,SW）,施氮量设2个水平：0（不施氮,N0）和360 kg·hm^-2（施氮,N360）,以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示：（1）咸水滴灌显著增加土壤EC_1∶5和NH⁺₄-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO^-₃-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC_1∶5、NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。（2）咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。（3）咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支（amoA-clade-A）和B分支（amoA-clade-B）的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。（4）氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。（5）咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。     

一个新的小麦-中间偃麦草异代换系的分子细胞学鉴定

以来源于中间偃麦草的八倍体小偃麦为桥梁亲本,通过回交转育的方法,将其所携带的中间偃麦草染色体转移到普通小麦中,从其BC1F6选系中选育出一个高抗小麦秆锈病、白粉病的优良品系CH08-141,并利用分子细胞学方法对其进行鉴定。以中间偃麦草基因组DNA为探针的GISH结果表明,CH08-141中包含1对来源于中间偃麦草的染色体,属于小麦-中间偃麦草异代换系;以平均分布于小麦基因组染色体上的48对SSR引物对CH08-141分子标记染色体定位,结果表明,CH08-141中的6B染色体被中间偃麦草的1对J组染色体所代换。新鉴定的异代换系含有来源于中间偃麦草的抗秆锈病和白粉病基因,是小麦抗病育种中不可多得的新抗源。     

中间偃麦草第6同源群特异STS标记开发

中间偃麦草(2n=6x=42,JJJ~sJ~sStSt)是小麦遗传改良的重要野生资源之一,因其基因组尚未完成测序,造成目前已报道的特异分子标记数量较少,不能满足小麦生产和研究领域内对杂交材料中外源片段或外源基因鉴定的需求。本研究利用中间偃麦草GBS芯片探针数据组装了5877409条Contig序列,筛选后获得5452条与小麦基因组相似性低于80%的、具有染色体位置信息的非冗余序列,据此开发2019个序列标签位点(sequence-tagged site,STS)分子标记,在中间偃麦草第1至第7同源群中的分布依次为250、215、323、253、323、253和402;利用5株中间偃麦草和5份小麦农家种的DNA从253个第6同源群(G6)标记中进一步筛选出160个中间偃麦草特异标记,其中"+/-"型特异标记共有53个,分布在G6-Chr1(32个)、G6-Chr2(13个)和G6-Chr3(8个)染色体上;接着利用拟鹅观草(2n=2x=14,StSt)、百萨偃麦草(2n=2x=14,J~bJ~b)、二倍体长穗偃麦草(2n=2x=14,J~eJ~e)以及中国春-二倍体长穗偃麦草6J~e代换系推断G6-Chr2为6St染色体;最后利用6St上开发的13个"+/-"型标记,从分子水平对小麦-偃麦草代换系F881(6St/6D)中的外源6St染色体进行了验证。研究结果将为中间偃麦草染色体或染色体片段的鉴定提供较为方便和经济的检测手段。     

小麦成株期抗条锈病基因YrCH7056的定位及其抗源分析

为了更好地利用彭提卡偃麦草资源,拓宽小麦抗源育种选择范围,对其抗条锈性和遗传模式进行探究。利用彭提卡偃麦草渗入系CH7056和小麦品种SY95-71构建重组自交系,以条锈混合菌种CYR32+CYR33+v26对重组自交系的F_7和F_8家系进行成株期抗性鉴定。结果表明:遗传群体家系中抗感单株比例在2013年和2014年间均接近1∶1,由此推断CH7056中携带有1个显性抗条锈病基因,暂命名为YrCH7056。利用细胞学技术(基因组原位杂交)已检测不到外源信号。通过对群体抗感池扫描DArT芯片,将YrCH7056初步定位在小麦1B染色体;之后利用1B染色体上的129对公共SSR标记以及72对新开发的偃麦草特异标记构建了YrCH7056的遗传图谱,侧翼标记为1BL-3848555-1.1c M-YrCH7056-2.5c M-barc240。通过比较抗性表现的时期、基因来源以及紧密连锁标记的遗传距离得出,这个抗条锈病基因不同于已定位于染色体1BL上的抗性基因,推断YrCH7056是一个抗条锈病新基因;同时,1BL-3848555在CH7056中的扩增条带与在彭提卡偃麦草和小偃7430中的条带一致,推断YrCH7056可能来自于彭提卡偃麦草。     

小麦全基因组NBS类R基因分析及2AL染色体NBS-SSR特异标记开发

NBS (nucleotide binding site)类基因是植物界中最重要的一类抗病基因。用信息学方法从普通小麦(Triticum aestivum L.)全基因组中分离出2406条含有NBS结构的完整蛋白序列,每条包含48~2272个氨基酸。根据NBS结构域两端是否连接CC或LRR结构域,将TaNBS分为N、CN、NL和CNL4类。对TaNBS所在scaffold序列的SSR位点进行诊断,从1203条scaffold序列上发现2177个SSR位点,以二碱基重复位点最多,占73.5%。针对小麦2AL染色体上的51个SSR位点开发标记,缺体-四体和双端体验证结果表明,有39个标记(76.5%)为2AL特异标记,其中24个特异标记在抗白粉病材料Khapli (2AL上携带Pm4a)和感病材料Chancellor间存在多态性。利用近等基因系Khapli/8*Cc筛选出3个可能与Pm4a连锁的NBS-SSR标记,分别是Sxaas_2AL22、Sxaas_2AL39和Sxaas_2AL46。本研究开发的与抗病序列紧密连锁的特异SSR标记可用于2AL染色体上抗病新基因的检测以及已有抗病基因的候选序列筛选。     

小麦抗条锈病基因来源及染色体定位的研究进展

条锈病是小麦生产的重要病害之一,选育抗病品种是防治该病最为经济、安全和有效的途径。由于小麦条锈菌具有高度变异性且抗源的单一化,抗病品种抗性很容易丧失。因此,不断发掘新的抗条锈病基因资源,扩大抗源选择利用范围,对中国小麦抗病育种工作极为重要。本研究对已命名的57个条锈病基因进行了总结分析,着重介绍了源于小麦一级、二级和三级基因源的各个抗条锈病基因的来源及其在染色体上的分布,并对条锈病抗源利用方面进行了分析及展望。     

小麦品系CH7034中耐盐QTL定位

鉴定小麦耐盐种质对于充分利用盐碱地和保障粮食安全具有重要意义。CH7034是本实验室自育的1份小麦耐盐品系,为了明确其耐盐性遗传规律和控制位点,利用CH7034与盐敏感品种SY95-71的重组自交系群体进行QTL分析。基于SNP芯片数据和盐害指数(salt injury index),在2A、2D、4B和5A染色体上共检测出6个QTL,分别为QSI.sxau＿2A、QSI.sxau＿2D、QSI.sxau＿4B.1、QSI.sxau＿4B.2、QSI.sxau＿5A.1和QSI.sxau＿5A.2。其中,QSI.sxau＿5A.1在3次盐胁迫试验中均能被检测到,具有最高的表型变异解释率(15.73%～20.18%),且不同于5AL染色体上已报道的其他耐盐位点。在QSI.sxau＿5A.1区间开发并整合了7个SSR标记,将LOD峰值进一步确定在SSR-D1处。基于转录组数据库,从QSI.sxau＿5A.1区段内筛选了12个响应盐胁迫的高置信基因。研究结果为CH7034耐盐位点的精细定位乃至克隆奠定了基础,也为小麦耐盐品种选育提供了新种质和分子标记。