科研产出
紫云英季土壤固氮微生物对外源碳氮投入的响应
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同外源有机物料(稻草、葡萄糖)及氮素投入对紫云英季土壤固氮微生物的调控作用,为我国南方紫云英-水稻轮作体系中秸秆还田及化肥减施增效提供支持。【方法】采用盆栽试验,共设7个处理,即CK(对照,不添加有机物料和氮)、稻草等量添加并配施不同量氮素(分别表示为Rs、RsN1和RsN2,对应C/N比分别为66、25和13);等秸秆碳量添加葡萄糖并配施不同量氮素(即Glc、GlcN1、GlcN2)、调整C/N比与秸秆添加相应处理保持一致。采集紫云英快速生长期土壤样品,利用Illumina Miseq PE300高通量测序和绝对定量PCR技术分析固氮功能基因nifH及固氮微生物群落特征。【结果】单独添加外源秸秆或葡萄糖处理的土壤C/N与对照无明显差异,但增施氮肥后C/N比呈下降趋势,GlcN2处理土壤C/N显著低于对照;对于土壤速效养分,Rs和RsN1处理土壤NO3--N含量与CK类似,但RsN2处理明显增加了60%;而添加葡萄糖处理土壤NO3--N含量整体较高(增幅为35%—79%);稻草单独添加或与氮素配施对土壤速效磷含量无明显影响,添加葡萄糖处理则显著降低其含量,降幅为16%—24%,但不同氮水平之间无明显差异。不同处理土壤nifH基因拷贝数为80.4×106—140.5×106 g-1土,稻草和葡萄糖添加处理nifH基因拷贝数较CK呈增加趋势,而增施氮素后有所下降。外源碳、氮添加导致固氮微生物α-多样性较CK整体降低,但α-多样性对氮素的响应因碳源种类而异,即稻草添加后增加氮素供应(RsN1和RsN2)处理土壤固氮微生物物种数目和Chao 1指数较Rs显著降低,降低幅度分别为6%—11%和13%—15%,而添加葡萄糖后增施氮肥则对α-多样性有一定促进作用。PCoA结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因碳源种类差异而聚集为不同组别,受氮水平供应的影响相对较小。属水平上不同物种对外源碳、氮添加的响应存在明显差异:慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)相对丰度最高,而外源碳、氮添加后较CK明显降低,且稻草添加处理的降低幅度(12.3%—19.7%)小于葡萄糖添加处理(31.6%—40.5%);第二优势菌属(地杆菌,Geobacter)对碳源添加的响应趋势与Bradyrhizobium相反,与CK相比,葡萄糖添加处理Geobacter相对丰度的增加幅度(170%—270%)明显大于秸秆添加处理(25.0%—54.6%)。同时,多元回归树、RDA及相关性分析表明土壤固氮微生物丰度、多样性和群落结构组成主要受土壤NO3--N和速效磷的影响较大。【结论】氮素供应对固氮微生物多样性和群落结构的调控作用受碳源种类(或秸秆和葡萄糖中碳源有效性差异)影响;同时,不同碳源添加后造成土壤速效磷含量的差异也可能是影响紫云英季土壤固氮微生物群落组成的重要环境因子。
关键词： 固氮微生物 水稻秸秆 葡萄糖 氮 紫云英 nifH
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水稻YABBY家族的全基因组鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：YABBY转录因子家族广泛参与植物的生长发育,但在单子叶植物的作用机理有待进一步研究.本研究利用生物信息学方法系统分析了水稻YABBY家族成员.保守性分析表明,水稻基因组中共有8个YABBY成员,不均匀地分布在2、3、7、10和12染色体上,成员之间相对保守,分为四个亚族.进化分析表明,片段复制或全基因组复制是YABBY基因在进化过程中的主要扩张方式,且YABBY家族的分化可能晚于单双子叶植物的分化.启动子和表达分析表明,水稻YABBY家族成员可能在水稻的花器官的发育、多中激素的响应中具有重要的作用.本研究为水稻YABBY基因的功能鉴定提供了理论支持和参考依据.
关键词： 水稻 YABBY基因家族 保守性分析 进化分析 表达分析
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苦荞种质资源表型性状的遗传多样性分析
《作物杂志 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了解苦荞产量与农艺性状之间的关系,以26个苦荞种质资源为材料进行主要表型性状与产量的统计分析.结果表明:26个苦荞种质资源存在丰富的遗传变异,不同性状之间变异系数差异较大,变异系数最大的是主茎分枝数,为33.30%,变异系数最小的是生育日数,为6.13%.相关性分析表明,苦荞各性状之间存在不同程度的相关性,且大多数性状与产量呈正相关关系.主成分分析提取了前3个主成分,其累计贡献率达到89.55%.聚类分析将26个苦荞种质资源分为3类,第Ⅰ类综合性状不突出,第Ⅱ类属于高产型,第Ⅲ类属于矮秆型.
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稻谷人工老化后种胚异构天冬氨酸动态监测与总蛋白差异表达分析
《科学通报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：蛋白质中天冬氨酸和天冬酰胺自发形成的异构天冬氨酸残基是组织细胞中常见的蛋白质共价损伤.在前人的研究中, PIMT1介导的种子寿命提高,很可能是由于修复了种胚中因老化处理而过量累积的含异构天冬氨酸(isoaspartyl, isoAsp)蛋白,维持了种胚的活性.然而,异构天冬氨酸蛋白甲基转移酶(protein L-isoaspartyl methyltransferase, PIMT)对于水稻种子活力的作用机制,仍然不甚明确.本研究利用RNAi干扰技术获得了稳定的OsPIMT1的低表达株系.种子经人工老化后,结果表明OsPIMT1的低表达影响种子发芽活力.随后对种胚中含异构天冬氨酸的蛋白进行动态检测,结果显示在未吸胀和吸胀过后的种子中,种胚中的OsPIMT1的表达都能降低isoAsp的累积.而RNAi株系中OsPIMT1的低表达导致isoAsp的过度积累,进而影响种子活力.同时利用老化5 d后的水稻种胚蛋白进行双向电泳,分析RNAi干扰种子老化过程中异构天冬氨酸过度积累对于种胚蛋白的影响,鉴定到与种子老化相关的氧化胁迫相关蛋白、糖酵解以及热激蛋白分子伴侣等蛋白.为进一步研究OsPIMT1表达对于种子老化后细胞各代谢途径的影响奠定了基础.
关键词： 水稻 异构天冬氨酸蛋白甲基转移酶 双向电泳 种子活力 差异表达
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盐胁迫对超级稻'超优千号'及亲本萌发和幼苗生长的影响
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：本研究以1.8*10~4kg/hm~2超级稻攻关品种'超优千号'及亲本('广湘24S','R900')为供试材料,在萌发期共设置0、0.2%、0.4%、0.8%、1.0%和1.2%这6个不同盐浓度处理,对发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽长、胚根长等性状指标进行观测;在幼苗期,分别设置0、0.4%、0.8%和1.0%这4个不同盐浓度处理,对幼苗的根长、苗高、鲜重、地上/地下部分K~+/Na~+含量等指标进行测定.结果表明:(1)除0.2%盐浓度条件促进'超优千号'的发芽外,其余情况下随盐浓度升高3个品种的发芽率、相对发芽率、发芽指数与活力指数均呈下降趋势,但不同品种各项指标的下降幅度有所不同;(2)不同盐浓度胁迫对3个品种的胚芽和胚根生长均有抑制作用(0.2%盐浓度,'超优千号'胚芽除外);(3)利用隶属函数分析萌发期各性状指标,发现萌发期耐盐性由强到弱为'超优千号'、'R900'、'广湘24S';(4)盐胁迫对3个品种幼苗的生长有不同程度的抑制且对根的生长影响更加明显,其中'超优千号'幼苗的各项指标平均减少程度最小;(5)盐胁迫下幼苗地上部分、地下部分的Na~+含量都有显著增加,K~+/Na~+比都随盐浓度的增加而依此降低,但不同品种间的变化有差异.本研究分析探讨了盐胁迫对杂交稻及亲本品种萌发和幼苗生长的影响,以期为耐盐水稻新品种选育提供依据.
关键词： 盐胁迫 超级杂交稻 '超优千号'及亲本 种子萌发 幼苗生长
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减施化肥下紫云英翻压量对土壤团聚体及铁锰氧化物的影响
《中国土壤与肥料 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以湖南省南县长期紫云英-双季稻轮作的土壤为对象,在化肥减量20%和40%,紫云英翻压量15、?22.5、30、37.5?t·hm-2?4个水平下,研究减量化肥与翻压不同量紫云英的土壤团聚体中铁锰氧化物的变化及与团聚体水稳性的关系.结果表明:(1)与对照[紫云英翻压(MV)和施用100%化肥(F)处理]相比,减施20%和40%化肥配施紫云英增加了>0.25?mm团聚体的含量,降低了<0.25?mm团聚体的含量;减施化肥下紫云英翻压量在15和22.5?t·hm-2时团聚体稳定性提高8.91%~45.45%.(2)与对照相比,减施化肥20%紫云英翻压量为15~30?t·hm-2时,土壤团聚体的游离铁锰含量随着翻压量的增加呈现下降的趋势,但非晶质、络合铁锰含量分别显著提高7.70%~72.31%和10.75%~58.53%.(3)相关性与通径分析显示,化肥减施与紫云英翻压下土壤团聚体稳定性主要取决于铁氧化物的含量;而在铁氧化物中,非晶质与络合态铁对团聚体稳定性的提高起直接作用.
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应用东乡野生稻回交重组自交系分析水稻耐低氮产量相关性状QTL
《中国水稻科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]东乡野生稻低氮耐性强,是水稻耐低氮育种的重要资源.鉴定东乡野生稻耐低氮基因对研究耐低氮遗传机制、培育耐低氮水稻品种具有重要意义.[方法]利用协青早B//东乡野生稻/协B BC1F12回交重组自交系及其遗传图谱,应用Windows QTL Cartographer 2.5分析施氮肥和不施氮肥下的株高和产量相关性状QTL.[结果]共检测到57个控制株高和产量性状的QTL,分布于10条染色体上的33个区域,单个QTL表型贡献率为3.17%~63.40%,其中32个QTL的增效等位基因来自东乡野生稻.19个QTL在施氮和未施氮条件下均检测到,38个QTL仅在单一环境下检测到显著效应,表明不同施氮水平下水稻性状的遗传机制不同.[结论]43个QTL分别聚集于7条染色体上的14个QTL簇,表明不同性状涉及到共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择方法进行耐低氮有利等位基因的聚合育种.
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湖南超级早稻产量及产量结构对气象因子的响应研究
《杂交水稻 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：基于2015—2016年湖南不同气候区超级早稻分期播种试验资料及气象数据,探讨了湖南超级早稻产量及产量结构对气象因子的响应。结果表明,湖南不同气候区超级早稻生育期和产量结构存在一定差异,湘北超级早稻生育期较湘南和湘中偏长3～7 d,湘中理论产量最高,湘南理论产量次之,湘北理论产量最低。湖南不同气候区超级早稻产量结构对气象因子的响应存在一定差异,湘南超级早稻理论产量与全生育期的日平均气温和日照时数存在着显著相关性,湘中超级早稻理论产量与全生育期降水量和抽穗—乳熟期气温日较差存在着显著相关性,湘北超级早稻理论产量与全生育期日平均气温、分蘖—拔节期积温和抽穗—乳熟期气温日较差存在着显著相关性。湘南、湘中和湘北地区超级早稻千粒重与抽穗—乳熟期气温日较差存在着显著相关,湘南、湘中和湘北抽穗—乳熟期气温日较差分别为8.6、10.8和9.9℃时,千粒重达最大值。
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小飞蓬捕光蛋白CcLhca-Z6基因克隆及羊脂酸胁迫下的表达分析
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了探究羊脂酸对小飞蓬的化感作用,以羊脂酸处理小飞蓬的蛋白质组学数据信息为基础,采用同源克隆和RACE技术克隆了编码CcLhca-Z6基因的完整cDNA序列,利用荧光定量PCR比较了羊脂酸处理后不同时间CcLhca-Z6表达量的差异。结果表明,CcLhca-Z6基因序列全长1 016 bp(Gene Bank序列号为MH512007.1),编码266个氨基酸,分子量为28.14 kDa,理论等电点为5.29;小飞蓬Lhca-Z6蛋白与黄花蒿(PWA84283.1)蛋白进化程度最为接近,处于同一分支,亲缘比较近。RT-qPCR分析结果显示,羊脂酸处理显著影响小飞蓬叶片CcLhca-Z6基因的表达,并随着处理时间的延长呈现先升高后降低的趋势。由此推测,CcLhca-Z6基因可能是小飞蓬响应羊脂酸胁迫的关键基因。本研究结果为进一步探索植物源除草剂羊脂酸的作用机理奠定了基础。
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镉低积累水稻资源的镉积累稳定性及遗传相似性分析
《植物遗传资源学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以9311为高镉对照,湘晚籼12号为相邻低镉对照,2014-2017年经田间鉴定筛选出的15份镉低积累水稻资源为参试材料,鉴定精米的相对降镉率并筛选出年度间相对降镉率差异不显著的资源;采用45对SSR引物检测15份资源的遗传多样性,提出遗传距离大且相对降镉率高的育种可用资源.2018年试验结果表明,15份低镉水稻资源的精米镉含量都低于湘晚籼12号,相对降镉率大于50%的有10份,变幅为50.8%~83.5%;小于50%的有5份,变幅为1.9%~49.8%;2019年试验结果表明,7份生育期相近的资源,相对降镉率都大于50%,变幅为60.1%~78.7%;2年试验结果的综合分析表明,4份低镉资源BS82、X211、7W172、7W216的镉积累在年度间无显著性差异,且相对降镉率都在50%以上.15份镉低积累资源总体遗传多样性较为丰富(Na=4.311、Ne=3.257、Ho=0.041、He=0.657、I=1.207、Nei′s=0.639、PIC=0.612);遗传相似系数(GS)的平均值为0.377,BS82和X211、BS82和7W172(7W216)、X211和7W172(7W216)的遗传相似系数分别为0.319、0.447、0.426,表明亲缘关系较远.由上说明BS82、X211、7W172、7W216是镉低积累新品种选育的可利用的宝贵资源.
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