转DREB3基因抗旱大豆对土壤微生物群落及有益微生物的影响

采用盆栽试验方法,在正常水分管理和干旱胁迫条件下研究了转DREB3基因抗旱大豆对土壤细菌、放线菌、真菌及两种有益菌木霉菌和自生固氮菌数量的影响.结果表明,在正常水分管理条件下,只有VE期转基因抗旱大豆根际土壤中细菌数量显著增多,放线菌数量显著减少.干旱胁迫下,转基因抗旱大豆根际土壤中放线菌数量也只在R1期与正常水分管理...     

转基因抗旱大豆对土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,在正常水分管理和干旱胁迫条件下研究了转DREB基因抗旱大豆对土壤脲酶、纤维素酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响。结果表明,转基因抗旱大豆和非转基因大豆在正常土壤水分管理下,根际土壤中脲酶、纤维素酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性在大豆VE、R1、R4期无显著差异。在干旱胁迫下,转基因抗旱大豆和非转基因大豆在VE和R1期土壤脲酶活性显著降低,R1和R4期土壤纤维素酶活性显著降低,R1期土壤磷酸酶活性分别呈显著增高和显著降低趋势,VE和R4期磷酸酶活性分别表现显著降低和无影响的作用,对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。     

南美白对虾养殖系统中氨氧化菌多样性研究

[目的]为解决养殖水体的氨氮污染问题提供依据。[方法]研究南美白对虾养殖池塘底泥中的氨氧化菌的多样性和种群分布及其amoA基因的多样性,并与池塘周边土壤中的氨氧化菌群落结构进行比较。[结果]不同样品中氨氧化菌数量差异显著,其中池塘周边土壤中最多,达到4.5×105cfu/g,其次是池塘底泥和水体。来自土壤和底泥两个DNA样品均扩增到了预期长度(491 bp,517 bp)的amoA基因片段。底泥样品的DGGE条带数明显多于池塘周边土壤样品。土壤和底泥样品仅有1个共同的氨氧化菌种属,其序列与Nitrosospira sp.相似性达96%。池塘周边土壤的氨氧化菌种属序列与Nitrosospira sp.都有高度同源性。池塘底泥中Nitrosomonas sp.为氨氧化菌的优势菌群。[结论]构建的amoA基因克隆文库能较好反映南美白对虾养殖系统中氨氧化菌的多样性。     

氮高效转基因水稻OsNRT2.3b对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响

以氮高效转基因水稻Os NRT 2.3b两个不同株系N-04和N-08为研究对象,以非转基因亲本日本晴(Nipp)为对照,在田间小区试验条件下,设施氮和不施氮两种处理,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析了氮高效转基因水稻在生长期对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响。研究发现,水稻土壤氨氧化细菌丰富度指数在各生长期内品种间均不存在显著差异。两种处理条件下N-04的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数仅在拔节期与Nipp有显著差异,其余生育期均无显著差异;在施氮条件下N-08的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数在拔节期和抽穗扬花期与Nipp存在显著差异,不施氮条件下仅拔节期出现显著差异。两种处理条件下,N-04的土壤氨氧化细菌均匀度指数与Nipp相比整个生长期均无显著差异,而N-08在拔节期显著低于Nipp。测序结果表明,施氮和不施氮处理下氮高效转基因水稻(N-08和N-04)与Nipp相比土壤中拥有更多的亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)。研究表明,氮高效转基因水稻在个别生育期对香农-威纳指数和均匀度指数有显著差异,且其更有利于促进土壤铵态氮向硝态氮的转化。     

抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性的影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆(SRTS)对根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。     

不同耐草甘膦转基因大豆对根际土壤固氮细菌多样性的影响

采用盆栽试验结合DGGE-cloning测序技术比较分析了耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2、ZB及常规非转基因大豆中黄13在成熟期对根际土壤固氮细菌多样性的影响。结果表明,耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2和非转基因大豆中黄13根际土壤固氮细菌多样性指数和均匀度指数无显著差异;抗虫耐草甘膦转基因大豆ZB根际土壤固氮细菌多样性指数显著高于非转基因大豆中黄13,均匀度指数无显著差异。克隆测序结果表明,4种大豆根际土壤固氮细菌主要隶属于α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、蓝藻纲和一些未知细菌类。相对于不同大豆品种对固氮细菌多样性的影响,耐草甘膦CP4 epsps基因的导入并没有对根际土壤固氮细菌多样性产生显著影响。     

抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆（SRTS）对根际与非根际土壤氨氧化古菌（AOA）群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。

     

非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响

田间试验条件下,为了探究非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响,应用PCR-DGGE技术对转RRM2基因高产棉、转GAFP基因抗病棉、转ACO2基因优质棉及非转基因常规棉(中棉所12)种植后在吐絮期的土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,与常规棉相比,3种转基因棉的种植均未对土壤细菌香农-威纳指数(H)、均匀度(EH)和丰富度(S)造成显著影响,且两类棉花土壤细菌群落结构相似性较高。可见,短期内,非抗虫转基因棉花的种植对土壤细菌群落多样性无显著影响。对DGGE的优势条带序列分析发现,同源性最高的微生物分别属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的黄杆菌纲(Flavobacteria)、噬弧菌属(Bacteriovorax)、Segetibacter,变形菌门(Proteobacteria)的α-变形菌纲(alpha proteobacterium)、地杆菌属(Geobacter),厚壁菌门(Firmicutes)的Paenisporosarcina,酸杆菌门(Acidobacterias)的酸杆菌属(Acidobacterium),它们均为不可培养微生物。     

转桃PpCuZnSOD基因大豆的耐旱性

为探索桃(Prunus persica L.)铜/锌超氧化物歧化酶基因(PpCuZnSOD)在植物抗干旱胁迫中的作用,应用农杆菌介导法,将PpCuZnSOD基因转入大豆品种中黄13中。Southern印迹分析证实PpCuZnSOD基因已整合到大豆基因组中。定量PCR分析结果表明,转基因大豆中PpCuZnSOD表达水平均明显增加。用15%PEG4000模拟干旱胁迫时,转基因大豆种子萌发率与主根长显著高于非转基因大豆。在干旱10 d条件下,转基因大豆与非转基因大豆相比,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性增加,而丙二醛(MDA)含量下降,叶绿素含量降低较少。活性氧(ROS)染色结果显示,转基因植株在干旱胁迫下活性氧少于非转基因植株。复水后4 d,转基因大豆的成活率显著高于非转基因大豆。这些结果表明,PpCuZnSOD能提高大豆的耐旱性。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定(摘要)(英文)

[目的]研究高等真核生物细胞核中的高迁移率族蛋白B(HMGB)在植物胁迫反应的转录调控中的作用方式。[方法]克隆了拟南芥中编码HMGB蛋白的基因At2G33450,将其分别转化拟南芥并筛选出超表达的转基因植株,检测干旱、高盐等非生物胁迫对转基因拟南芥的影响。[结果]在盐或干旱胁迫下,过度表达At2G33450的转基因拟南芥与野生型相比,出现萌发及生长迟缓现象。[结论]HMGB蛋白家族中的At2G33450蛋白对各种胁迫条件下拟南芥的生长发育具有重要作用。     

枣树棉花间作与单作土壤氨氧化细菌amoA基因多样性的比较与分析

以编码氨单加氧酶基因amoA作为氨氧化细菌的功能基因标志物,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和扩增产物序列分析方法,研究南疆枣树与棉花间作和单作不同栽培模式下土壤氨氧化细菌群落结构和多样性差异以及与土壤理化因子的相关性。结果表明,枣树与棉花间作改变了土壤氨氧化细菌群落结构组成,与纯枣林、单作棉田差异显著,相似性低于60%。间作复合系统内冠下区、近冠区及不同层次的土壤中氨氧化细菌群落结构具有水平和垂直方向的空间变异性。系统发育分析表明,枣树与棉花间作、纯枣林和单作棉田土壤中氨氧化细菌均隶属于β-变形菌纲(β-Proteobacteria)的亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和不可培养的氨氧化细菌,以Nitrosospiracluster 3a为优势菌。间作土壤中还有cluster 3b、cluster 1和cluster 4,群落组成较单作丰富。典范对应分析结果显示,有机碳(TOC)、全磷(TP)、速效磷(RP)和硝态氮(NO3-N)含量对不同种植模式下氨氧化细菌的种群结构影响显著(P<0.05)。枣树与棉花间作显著提高了土壤氨氧化细菌的多样性,Shannon指数、均匀度指数和丰富度均高于纯枣林和单作棉田。土壤全磷、铵态氮、硝态氮、pH值和土壤含水量是显著影响多样性指数的关键理化因子(P<0.05)。     

转TaPIMP1基因小麦耐旱性的分析（英文）

[目的]评价小麦TaPIMP1基因在小麦耐旱种质培育方面的应用潜力。[方法]将由ubiquitin启动子驱动的TaPIMP1转基因纯合株系B64和B208及受体对照扬麦158在模拟的干旱胁迫条件下进行培养,测定种子萌发、幼苗生长以及部分耐旱相关生化指标的变化。[结果]在20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系及其对照的TaPIMP1表达量在24 h内变化剧烈;转基因株系的种子发芽率、胚芽鞘和胚根长度显著高于受体对照。在10%~20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系的叶片相对含水量和可溶性糖含量明显高于受体对照。在15%~20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系的叶片丙二醛(MDA)含量明显低于受体对照。[结论]该研究表明转基因株系的耐旱能力较受体对照扬麦158有显著提高,TaPIMP1基因可应用于转基因小麦耐旱种质的培育。     

白三叶叶片荧光特性对水分胁迫的响应

[目的]从生理角度研究白三叶(Trifolium repens)叶片叶绿素荧光参数对水分胁迫的响应。[方法]以白三叶品种"海发"为供试材料,设置75%(无胁迫,CK)、50%(轻度胁迫,LD)和25%(重度胁迫,HD)3个土壤含水量水平对植株进行培养,测定水分胁迫对一系列叶绿素荧光参数的影响,并进行统计学分析。[结果]土壤相对含水量为75%和50%时,白三叶叶片叶绿素荧光参数受到的影响不大,说明白三叶在这2种水分条件下能够正常生长;土壤相对含水量为25%时,初始荧光后极显著高于CK和LD处理,原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)显著降低。[结论]白三叶在重度干旱(HD)条件下,生理机能遭到破坏,不能正常生长,表现出旱害症状。     

耐草甘膦转基因大豆对土壤线虫多样性的影响

为了评价耐草甘膦转基因大豆对土壤线虫的影响,在网室盆栽试验条件下,研究了成熟期耐草甘膦转基因大豆M88根际土壤线虫丰度、营养类群组成和生态学指数以及土壤环境因子和线虫群落之间的相关性。结果表明：试验共分离鉴定出23个土壤线虫属,8个功能群,其中非转基因大豆中黄13（Z13）种植条件下分离鉴定出土壤线虫23属,耐草甘膦转基因大豆M88种植条件下分离鉴定出土壤线虫21属;耐草甘膦转基因大豆M88的土壤线虫平均丰度为（1 143.42±135.04）·100 g-1干土,显著高于（P<0.05）非转基因大豆中黄13[（756.83±141.33）·100 g-1干土];耐草甘膦转基因大豆M88显著升高了杂食捕食性线虫拟桑尼属（Thorneella）的相对丰度（P<0.01）。虽然非转基因大豆中黄13种植条件下的自由生活线虫成熟度指数MI和结构指数SI显著低于耐草甘膦转基因大豆M88（P<0.05）,但是两种大豆种植条件下土壤线虫的Shannon-Wiener多样性指数H′、属丰富度指数GR和营养多样性指数TD均无显著差异,说明耐草甘膦大豆M88对线虫群落结构多样性影响不显著。冗余分析RDA排序图显示：线虫功能组Om4和土壤有机质OM呈显著的正相关,而与硝态氮NN呈显著的负相关。     

GmDREB8在大豆干旱胁迫下的功能分析

[目的]本研究旨在解析大豆DREB(dehydration responsive element-binding protein)转录因子基因GmDREB8与干旱胁迫的关系，为DREB转录因子参与大豆干旱胁迫的分子机制研究奠定基础，也为大豆耐旱转基因育种提供新的基因资源。[方法]以大豆品种‘天隆1号’为试材，通过荧光定量PCR(RT-qPCR)分析10个DREB基因在干旱胁迫诱导下的表达模式及GmDREB8在大豆不同组织和植物激素处理下的表达。采用生物信息学方法分析GmDREB8保守基序和亚细胞定位。通过农杆菌介导的烟草瞬时表达体系进行GmDREB8蛋白的亚细胞定位。分别在拟南芥中异源表达GmDREB8和利用VIGS(virus-induced gene silencing)技术在大豆中沉默GmDREB8,分析该基因在拟南芥和大豆干旱胁迫中的功能。[结果]10个DREB基因在干旱胁迫下都被诱导表达，但这10个基因间表达谱存在差异。筛选并克隆得到GmDREB8,其位于大豆17号染色体上，含有1个AP2结构域，蛋白相对分子质量为19.79×10³,pI为9.76。Gm...     

盐碱胁迫对大豆根际细菌群落多样性的影响

以野生大豆(Glycine soja)和栽培大豆(Glycine max,吉农18号)为研究对象,通过盆栽试验,以浇灌盐碱液(A)及覆盖盐碱土(B)2种方式分别设置4个不同盐碱浓度的处理,利用变性凝胶电泳技术(DGGE)分析大豆根际细菌的多样性。结果表明:盐碱胁迫下野生大豆和栽培大豆根际中16Sr DNA V3区片段达31条,DGGE指纹图谱中可见,野生大豆和栽培大豆在2种盐碱胁迫处理方式下各有不同的特征条带。适当的盐碱浓度处理能增加野生大豆和栽培大豆根际细菌的丰富度,且覆盖盐碱土处理的野生大豆表现较强的抗逆性。通过对DGGE部分条带的克隆测序与NCBI基因库比对得出部分相对耐盐碱的菌株,如野生大豆中的Altererythrobacter sp.(交替赤杆菌属)、Rhizobium sp.(根瘤菌属)、Psychrobacillus psychrodurans(嗜冷芽孢杆菌属)等和栽培大豆中的Sphingobium sp.(鞘氨醇菌属)、Olivibacter soli(橄榄形菌属)、Uncultured Sphingomonadaceae bacterium(不可培鞘脂单胞菌)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单孢菌属)等。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定

[目的]研究高等真核生物细胞核中的高迁移率族蛋白B（HMGB）在植物胁迫反应的转录调控中的作用方式。[方法]克隆了拟南芥中编码HMGB蛋白的基因At2G33450,将其转化拟南芥并筛选出超表达的转基因植株,检测干旱、高盐等非生物胁迫对转基因拟南芥的影响。[结果]在盐或干旱胁迫下,过度表达At2G33450的转基因拟南芥与野生型相比,出现萌发及生长迟缓现象。[结论]HMGB蛋白家族中的At2G33450蛋白对各种胁迫条件下拟南芥的生长发育具有重要作用。     

渭北旱塬长期施肥试验中氨氧化细菌的多样性及群落结构分析

以中国科学院长武黄土高原农业生态试验站23 a长期施肥定位试验的土壤样品为研究对象,通过构建氨氧化细菌的amoA基因克隆文库,采用PCR-RFLP方法分析了裸地(LD)、种植不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)和氮磷共施(NP)这5个处理条件下土壤中氨氧化细菌的多样性及其群落结构.结果表明,N处理的土壤中氨氧化细菌的Shannon-Wiener(H')和Margalef(dMa)指数均最高,其次是CK、NP、P,而LD处理中最低,表明长期单施氮肥后增加了土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度,长期种植作物后也同样会增加土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度,但单施磷肥和氮磷共施后土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度都有所降低.基于amoA基因建立的系统进化树显示,所有来自于各处理条件下土壤中氨氧化细菌的优势种群都是属于Nitrosospira和Nitrosospira-like,与Nitrosospira cluster 3聚为一组,但优势菌种在克隆文库中所占的比例不同,表明不同的施肥处理下土壤中氨氧化细菌的群落结构发生了改变.     

雷竹林土壤氨氧化微生物对不同肥料的响应

雷竹Phyllostachys violascens林冬季地表覆盖施肥为核心的集约经营技术被广泛推广应用,冬季覆盖以及施肥处理必将对土壤氨氧化微生物群落结构产生影响。为揭示雷竹林覆盖和施肥等集约经营措施对土壤氨氧化微生物的影响,进行了田间试验。设计如下2个试验:试验1为施用等量硝态氮复合肥:m(氮)∶m(五氧化二磷)∶m(氧化钾)=16∶16∶16的对照1(不覆盖)和处理1(覆盖);试验2为覆盖的4个不同肥料处理,分别为对照2(不施肥),处理1,处理2(尿素),处理3(尿素+氯化钾),各处理以含氮量360 kg·hm-2为标准折算成相应的肥料用量,氯化钾与复合肥等钾量折算。应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和定量PCR技术分析土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)群落结构多样性和功能基因丰富度。结果表明:不同处理土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌有较高比例的共性种类,群落结构尚未发生显著改变;前期未覆盖的对照1与其他前期曾覆盖的所有处理的氨氧化细菌群落结构差异相对较明显,同为前期覆盖的处理3与其他处理又稍有不同;土壤氨氧化细菌多样性为处理1明显高于(P<0.05)处理3;处理3氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因的丰度均较高(P<0.05)。综合比较不同处理氨氧化细菌和氨氧化古菌的DGGE条带的多样性以及定量分析得出结论,处理3的氨氧化微生物多样性和功能基因最丰富,处理2最差。建议生产上采用尿素与氯化钾搭配施用,有利于土壤氨氧化微生物的活动和氮素循环利用。     

保水剂对紫色土壤持水能力及油菜耐旱性的影响

[目的]研究保水剂对紫色土壤持水能力及油菜（BrassicanapusL．）耐旱性的影响,为保水剂在农田种植油菜上的应用提供理论和技术依据。[方法]在干旱胁迫的条件下,研究不同浓度保水剂（占干土质量的0％、0．05％、0．10％、0．20％）对紫色土壤持水能力和容重的影响;在油菜的蕾薹末期至开花初期进行18d的干旱胁迫,随后进行正常灌水,研究保水剂对油菜耐旱性及水分利用效率（WUE）的影响。[结果]随着保水剂浓度的增加,土壤的持水能力增加,容重降低;在干旱胁迫下,施用保水剂处理后的产量、抗旱系数、水分利用效率较不加保水剂处理明显提高,与对照相比,有机物积累量降低,水分利用效率显著提高。[结论]在紫色土中加入保水剂种植油菜是可行的。