高粱苗期耐盐性转录组分析和基因挖掘

【目的】探究高粱耐盐胁迫响应机制,挖掘高粱耐盐胁迫基因,为高粱耐盐育种提供理论基础。【方法】 以高粱感盐品种L甜和耐盐品种石红137为供试材料,采用水培试验。待高粱植株长至三叶一心期,使用2%NaCl溶液对幼苗进行盐胁迫,分别设置0（对照）、1和24 h处理,每个处理3次重复。测定不同处理样品株高、根长、干物重、Na ⁺含量和叶绿素相对含量（SPAD值）,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用FPKM方法计算基因表达量,在差异表达基因检测过程中,将差异表达倍数（fold change）≥2且FDR<0.001作为筛选标准。通过Gene Ontology和KEGG Pathway数据库对参与高粱不同时间盐胁迫差异表达基因进行分析注释。 【结果】 盐胁迫处理对高粱株高、根长、干物重等性状无显著影响,对钠离子含量和SPAD值影响显著。石红137株高、根长、钠离子含量和SPAD值均高于L甜。转录组测序结果鉴定得到已知基因26 628个,新基因866个。石红137中的差异基因数目高于L甜。石红137中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为375、4 206和3 750个。感盐品种L甜中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为167、2 534和1 612个。GO分析共获得25个功能注释,分别为光合作用、细胞物质代谢、翻译过程以及激素合成等与盐胁迫相关的差异表达基因。KEGG分析发现盐胁迫1 h表达差异基因富集在植物激素信号转导途径,涉及脱落酸（abscisic acid,ABA）、生长素（auxin,AUX）、细胞分裂素（cytokinin,CTK）、赤霉素（gibberellins,GS）、乙烯（ethylene,ETH）过程等共71个基因。盐胁迫24 h表达差异基因富集于光合作用相关途径,涉及Lhca、Lhcb、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase,PPC）、磷酸核酮糖激酶（phosphorylribonucleic kinase,PRK）等20个基因。类黄酮生物合成代谢途径差异可能是引起石红137和L甜的耐盐能力差异的原因之一,花青素还原酶（anthocyanidin reductase,ANR）和黄酮醇合成酶（flavonol synthase,FLS）参与类黄酮生物合成途径。【结论】 高粱的盐胁迫过程是一个复杂的生物过程,依赖于多个基因在复杂网络中的平衡表达。盐胁迫条件下,高粱应对环境刺激受到激素信号转导和光合作用的控制。类黄酮生物合成途径在耐盐品种中起到了重要作用。     

基于高通量测序的甜高粱青贮饲料中微生物群落分析

【目的】研究甜高粱青贮饲料的微生物多样性,为青贮饲料的生产和贮藏提供理论基础。【方法】以甜高粱青贮饲料为研究对象,利用高通量测序技术分析甜高粱青贮饲料中微生物群落结构和多样性,研究添加剂对甜高粱青贮饲料中微生物群落的影响。【结果】甜高粱青贮饲料中细菌优势菌门为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、酸杆菌门,优势菌属主要为乳酸杆菌属、肠杆菌属、乳球菌属、棒状杆菌;真菌群落优势菌门为子囊菌门。【结论】不同处理的甜高粱青贮饲料之间微生物菌群组成相近,但相对丰度存在明显差异,青贮菌剂降低了甜高粱青贮饲料中微生物的相对丰度。     

不同区域对甜高粱农艺性状及营养成分的影响

【目的】 研究甜高粱不同种质资源在新疆不同种植区的表现,为新疆地区甜高粱品种的选育提供参考依据。【方法】 以辽甜15-1号、辽甜13号、辽甜1号、辽甜3号等不同甜高粱品种为材料,在新疆玛纳斯县和奇台县等地进行品比试验,分析不同种植区域对不同品种的农艺性状及营养成分的影响。【结果】 玛纳斯县种植的所有品种基本上比奇台县种植的生育期短,其中辽甜1号生育期最短,为138 d。辽甜15-1号在玛纳斯和奇台的生物产量均最高,分别为15.94和14.88 t/hm²。辽甜1号在两地的总糖含量最高,分别为9.15%、8.39%。不同甜高粱秸秆的粗蛋白质含量差异不大,其中辽甜13号的粗蛋白质含量最高,为6.41%。不同区域对同一甜高粱品种的总糖、还原糖和粗纤维素含量有很大的影响,两地的差异均达极显著水平。【结论】 其不同品种的产量和营养成分在玛纳斯县高于奇台县。辽甜15-1号在两地的生物产量最高并且总糖、粗蛋白质含量等品质也比较好,该品种宜于在本地及周边地区种植和推广。     

氮肥不同追施方式对甜高粱叶片光合特性及产量的影响

【目的】研究氮肥不同追施处理下甜高粱不同生育期光合特性的变化规律及最佳氮肥追施方式。【方法】设置大田试验,分析空白不施肥(CK)、B₁(2次沟施追氮肥)、B₂(2次滴施追氮肥)、B₃(4次滴施追氮肥)等4种氮肥不同追施处理对6种甜高粱品种不同生育阶段叶片的光合特性、水分利用效率(WUE)动态规律及生物产量的影响。【结果】甜高粱叶片的Pn、Tr、Ci、WUE在不同生育期不同氮肥追施处理下的变化趋势不一致,品种和处理间存在变化规律差异的现象。同一品种在同一生育阶段氮肥不同追施处理的光合特性有差异,叶片光合特性受氮肥追施处理的影响。Pn的变化范围在5.50～28.52μmol CO₂/(m² ·s),大力士在B₃处理处于最高值,比CK显著提高39.91%。全部品种在B₂处理的Tr值与CK处理的Tr值差异均不显著。拔节和乳熟期B₃处理所有品种的Gs值与CK处理的Gs值差异均不显著。WUE的变化范围在3.05～16.86μ...     

不同冷冻温度、时间对核桃枝条抗寒性生理生化指标的影响

为了测定在不同冷冻温度不同储藏时间下核桃‘温185’、核桃‘新2’枝条的抗寒性。采用室温(CK)、人工模拟低温等不同温度分别储藏5、12、24 h的核桃枝条,并测定比较了可溶性糖含量、丙二醛(MDA)、脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)含量。结果表明,同一储藏时间不同冷冻温度下不同品种核桃枝条的可溶性糖含量、MDA含量和脯氨酸含量的变化幅度不大。-10℃低温处理5 h,‘温185’和‘新2’的可溶性糖含量较其他处理的可溶性糖含量高,分别比室温增高2.54%、0.56%。‘温185’在受到低温胁迫后MDA含量逐渐降低,而‘新2’枝条MDA含量随着储藏温度的降低呈升高、降低又升高的变化趋势。低温对核桃枝条有一定的伤害,但由于整个过程中脯氨酸变化幅度不大,枝条内脯氨酸积累量的高低与冻害程度相关性不明显。在低温条件下各个品种的SOD酶活性呈降低的变化趋势,‘温185’在5、12、24 h处理时间下枝条SOD酶活性随着储藏温度的降低呈降低、升高、降低又升高的变化趋势,但总的变化趋势是降低。‘新2’在5、12、24 h处理时间下枝条SOD酶活性随着储藏温度的降低呈降低的变化趋势。可溶性糖含量、MDA含量对核桃枝条抗寒性有较大影响。综合分析各品种抗寒性生理生化指标,可初步推测‘温185’抗寒性比‘新2’高。     

不同盐碱地对甜高粱农艺性状的影响

[目的]探索甜高粱在盐胁迫条件下各农艺性状的变化动态.[方法]以2种甜高粱品种为材料,研究不同盐分含量对2种甜高粱农艺性状的影响.[结果]2品种耐盐能力存在着明显的差异.从不同盐分含量的试验地,2品种的出苗率、茎粗、株高和生物产量的变化情况来看,新高粱9号比新高粱3号具有比较强的耐盐能力.2品种在不同盐碱地含糖量差异不一致,新高粱3号含糖量高于新高粱9号.[结论]盐分含量对甜高粱各农艺性状都有影响.研究甜高粱耐盐能力对盐碱化地区甜高粱栽培与种植具有很大的意义.     

不同品种甜高粱秸秆在不同储藏方式中形状变化研究

利用不同品种甜高粱茎秆进行露天储藏,并研究两品种在不同储藏过程中糖分含量、重量、霉变和温度等因素的变化规律,为加工生产中原料的安全存贮提供了依据.结果表明:储藏过程中茎秆糖分变化和重量变化有密切的关系,随着重量的减少锤度上升.两个品种重量变化的趋势较为一致,立放堆放失重比平放堆放快.XT-4不同储藏方式失重减幅度和锤度累计都比XT-2相应的储藏方式大,XT-4茎秆内部空腔程度也比较严重.两个品种的病变情况一致,带叶平放堆放霉变比其他储藏方式快.两品种带叶平放堆放最合理的储藏时间为1个月,去叶平放堆放、去叶立放堆放和带叶立放堆放储存时间可以延长为5个月左右.     

不同播种期对甜高粱生育期糖分含量的影响

[目的]探索不同播期下甜高粱不同生育阶段茎秆糖分含量的变化规律.[方法]对新高粱3号和新高粱9号在5个不同播期条件下的秸秆进行糖分测定试验.[结果]2个品种总糖含量总的变化趋势一致,呈升高的趋势,成熟期达到峰值.2个品种不同播期处理拔节期、挑旗期、开花期、成熟期总糖含量的差异均极显著.新高粱3号总糖均随着播期的延后而降低、新高粱9号总糖均随着播期的延后而升高.新高粱3号不同播期处理还原糖含量呈先升高后降低的变化动态.新高粱3号的还原糖含量始终高于新高粱9号.两个品种在整个生育期蔗糖含量总的变化趋势基本一致,呈升高的变化趋势.[结论]新疆,尤其是在北疆新高粱3号糖分积累的最适播期为5月初,新高粱9号最适播期为5月中旬.     

新疆Kiyik废弃古河道天然胡杨林地可培养细菌的多样性研究

[目的]研究新疆塔里木河中游的Kiyik废弃古河道天然胡杨林地可培养细菌群落结构和多样性.[方法]从Kiyik废弃古河道胡杨林两个采样点(采样点Ⅰ,采样点Ⅱ)采集样品,采用LB、TSA和YPG等3种不同培养基分离纯化细菌,并对它们进行16 S rDNA测定和系统进化分析.[结果]108株菌来自于采样点Ⅰ,85株菌来自于采样点Ⅱ,共分离纯化了不同表型的193株菌.16 S rDNA序列分析结果表明193株菌分别属于5个大类群:厚壁菌门(Firmicutes)占59.6;,γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)占29.5;,放线菌门(Actinobacteria)占7.3;,β-变形菌纲(Beta-proteobacteria)占2.6;,α-变形菌纲(Alpha-proteobacteria)占1.6;,26个属,62个种.其中有34株菌的16 S rDNA相似率＜98.0;,分别属于11个属的25个物种,是胡杨林本源的潜在新菌种.假单孢菌属(Pseudomonas,34.3;)是采样点Ⅰ中分离到的优势细菌属,而采样点Ⅱ的优势细菌属为芽孢杆菌属(Bacillus,54.1;).芽孢杆菌属和微杆菌属(Microbacterium)是两个采样点共有的属,在物种水平上仅有芽孢杆菌属的4个物种为两个采样点共有,而其他菌种仅发现于单个样点.[结论]在两个采样位点中分离到的可培养细菌具有较高的多样性,两个样点菌种分布的差异极显著.存在的潜在新细菌菌种资源较丰富,具有进一步发掘的潜力.     

我国籽瓜的开发现状与研究进展

籽瓜是新疆重要的经济作物之一,在农业产业结构调整中占有重要地位。提高籽瓜的综合利用率,降低生产成本,提高附加值和经济效益,利用果肉和皮等废弃物开发籽瓜系列产品具有十分广阔的市场前景。该研究主要阐述了籽瓜产品的开发研究现状以及发展前景,以期为进一步深入研究籽瓜系列产品和加速其商品化进程奠定理论基础。