科研产出
基于高通量测序分析间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物的影响
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究甘蔗间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物多样性的影响,为改善甘蔗根际土壤微生物群落结构及促进甘蔗生长提供理论参考。【方法】采用单因素试验设计,分析单作甘蔗（CK）和甘蔗间作猫豆（T处理）2种种植方式对甘蔗根际土壤养分的影响,并采用Illumina20HiSeq高通量测序技术,在门和属水平上分析甘蔗根际土壤微生物群落结构,在种水平进行主成分（PCA）分析。【结果】T处理的根际土壤中全氮、全钾、水解性氮、有效磷和有机质含量均大于CK。T处理的根际土壤中细菌的丰富度和多样性高于真菌的丰富度和多样性;T处理的根际土壤中细菌丰富度高于CK,但差异不显著（P>0.05,下同）,其多样性显著高于CK（P<0.05,下同）;T处理的根际土壤中真菌的丰富度和多样性均显著高于CK。CK和T处理土壤样品的主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,其相对丰度均大于10.00%,优势细菌属分别为水恒杆菌属（Mizugakiibacter）、游动四孢属（Luedemannella）、乳杆菌属（Acidothermus）和布氏杆菌属（Bryobacte）,但T处理根际土壤样品中水恒杆菌属、游动四孢属和乳杆菌属的相对丰度分别较CK下降2.47%、1.78%和0.68%,其他细菌属分别增加0.10%～0.86%。CK和T处理根际土壤中优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）,分别为80.00%和92.00%,其次是担子菌门（Basidiomycota）,分别为8.00%和6.00%,排名前3的优势真菌属均为戴氏霉属（Taifanglania）、毛壳属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）。CK和T处理的6份根际土壤样品在种水平上的主成分（PCA）分析结果显示,细菌群落PC1的变异为29.37%,PC2的变异为20.26%,二者的总贡献率为49.63%;真菌群落PC1的变异为33.44%,PC2的变异为27.73%,二者的总贡献率为56.17%。CK与T处理的细菌群落分别属于不同象限,CK位于第1和第3象限,而T处理位于第2和第4象限。【结论】甘蔗间作猫豆可改善甘蔗根际的土壤养分状况,改变甘蔗根际微生物的群落结构,提高细菌和真菌的丰富度和多样性,但未影响优势菌门的排序。
关键词： 甘蔗 猫豆 间作 根际 土壤微生物 高通量测序 群落结构
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基于高通量测序技术分析不同耕作方式下水稻根际土壤真菌多样性
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明:3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。
关键词： 高通量测序 耕作方式 水稻根际土壤 真菌群落多样性
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荸荠EdAGPL1基因的克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了克隆荸荠AGPase大亚基基因(EdAGPL1)cDNA序列,分析其序列结构特征及其在荸荠不同组织和球茎发育过程的表达情况.以荸荠'桂林马蹄'为研究材料,通过RT-PCR技术克隆得到EdAGPL1基因并对其进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术分析其不同组织和球茎发育过程的表达情况.结果 表明,克隆获得EdA GPL1基因长度为1744 bp,其开放阅读框为1599 bp,编码532个氨基酸,蛋白质分子质量为58.84 kD,等电点为7.54,具有NTP transferase和PbH1结构域;二级结构组成比例为螺旋结构(Helix)占13.72%,链状结构(Strand)占25.19%,无规则卷曲(Loop)占61.09%;三级结构由17个α-螺旋、34个β-折叠和51个β-转角(卷曲)构成.同源性及系统进化分析表明,EdAGPL1与其他植物AGPL蛋白氨基酸序列的同源性为57.54%~61.64%,在进化上与其他植物亲缘关系较远.荧光定量PCR分析表明,EdAGPL1在不同组织的表达情况为球茎>叶状茎>匍匐茎>根;在球茎各发育阶段,EdAGPL1在初期表达量最高,随后降低保持较稳定水平.EdAGPL1基因表达具有时空、组织特异性,可能是调控淀粉合成代谢途径中的关键基因,对该基因的研究有助于后续阐明荸荠淀粉合成的调控机理,进而为高淀粉品种选育提供理论依据.
关键词： 荸荠;淀粉合成酶;基因克隆;表达分析
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基于NCBI香葱转录组数据库的SSR标记开发
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了明确香葱转录组中SSR的总体分布特点,开发香葱EST-SSR标记用以香葱遗传多样性研究,本研究从NCBI数据库上获取葱属转录组数据（SRR3144570）并利用MISA软件筛选香葱转录组测序,共获得94 805条转录本序列,检测出9 511个SSR位点,SSR出现频率为10.03%。在搜索的6种SSR位点类型中,1～3个核苷酸重复类型为香葱SSR重复的主要类型（占98.63%）,其中单核苷酸占55.80%、二核苷酸占21.32%、三核苷酸重复类型占21.51%。SSR重复基元主要有41种,其中以一核苷酸重复基元类型A/T（55.01%）、二核苷酸重复基元类型AC/GT （8.11%）和AT/AT （7.95%）频率最高。分析得到转录组SSR重复序列的长度在10～158 bp之间,平均长度为53.23 bp。根据这些SSR位点,利用Primer Premier 3.0进行引物开发,共设计出9 492对SSR引物。随机选取200对引物,其中有197对能进行有效扩增,占选取SSR引物对的98.5%,同时37对引物在6份表型差异显著的香葱种质资源中呈现多态性。采用该37对引物对56份香葱种质鉴定多样性,发现在相似系数为0.68时,可将56份香葱种质分为4个类群,聚类结果与表型结果一致。以上结果表明,基于NCBI数据库香葱转录组测序开发的SSR标记丰富了香葱的分子标记数量,为香葱遗传多样性分析、种质资源鉴定提供充足可靠的标记来源。
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野生黄精离体快繁技术体系的优化
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以野生黄精不定芽为材料,以MS为基本培养基,添加不同浓度的植物生长调节剂6-BA、2,4-D、NAA、KT进行3因素4水平的正交设计试验,筛选黄精增殖的最佳培养条件;探讨不同培养温度对黄精组培苗继代增殖的影响;以1/2 MS为基本培养基,探讨不同生长素及其浓度和不同培养容器对组培苗生根的影响。结果表明,黄精组培苗最佳继代增殖培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D+0.4 mg/L NAA,最佳培养温度为22℃,平均繁殖系数达6.88;最佳生根培养基为1/2 MS+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L IBA,平均生根率达96.2%;接种袋是黄精工厂化育苗的首选生根培养容器。
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6个豇豆品种农艺性状的相关性、主成分及聚类分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析、评价豇豆品种的农艺性状,为筛选适宜广西南宁市及其周边地区栽培的豇豆品种提供参考依据。【方法】在广西南宁市苏圩镇开展6个长豇豆品种比较试验,测定各品种的双荚率、丰产性、荚纵径、单荚重和抗病性等13个农艺性状,并应用相关、主成分和聚类分析法进行综合评价。【结果】相关分析结果表明,豇豆的单株分枝数是影响单荚粒数和主茎节数的主要因素;豆荚长和宽度受双荚率和商品荚率的制约;商品荚率和主茎节数对单荚重的影响最明显;植株发病率升高会导致单荚重减少。主成分分析结果表明,桂豇一号、赣农超炫和超越708农艺性状的方差累计贡献率排名前3位,其综合得分分别为80.37165、57.56157和30.08979分;珍品5号、金豆8号和泰诚前锋农艺性状的方差累积贡献率排名后3位,综合得分分别为-44.20257、-50.45963和-73.36081分。聚类分析结果表明,在欧氏距离15处,可将6个豇豆品种分为两大类群,其中Ⅰ类的桂豇一号、赣农超炫和超越708具有产量高和抗病性强特点,Ⅱ类的珍品5号、金豆8号和泰诚前锋具有早熟特点。【结论】豇豆品种桂豇一号、赣农超炫和超越708的丰产性和抗病性等在广西南宁市苏圩镇综合表现良好,适宜在广西南宁市及其周边地区大面积推广种植。
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不同生态类型玉米品种生产潜力比较分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同生态类型玉米品种的高产潜力及生长特性,为热区玉米品种合理布局和提高玉米生产能力提供参考依据。【方法】以我国北方和广西生态区域玉米品种（分别为XY335、DH11和DK008、GD688）为材料,在广西南宁市参考北方高产玉米增密栽培措施,从各品种玉米叶面积指数(ILA)变化规律、干物质积累特性、产量形成和计算机模拟技术（Hybrid-Maize模型）产量潜力等角度分析两个生态类型玉米品种的产量潜力。【结果】利用多项式模拟两个生态类型玉米品种ILA曲线的拟合效果较好,其ILA,max和ILA衰减速度不一致,其中灌浆期的ILA表现为广西生态类型品种（GD688和DK008）优于北方生态类型品种（XY335和DH11）;密度和品种互作（D×V）对干物质积累无显著影响（P>0.05,下同）,品种间干物质积累量主要在开花—成熟期阶段表现差异显著（P<0.05,下同）;GD688和DK008的干物质生产能力明显优于XY335和DH11;增加种植密度对参试品种的穗长、穗粗和穗粒数负面影响显著,对提高产量效果不显著,其中产量与开花期—成熟期干物质积累量和成熟期植株干物质重呈极显著正相关（P<0.01）;广西生态类型玉米品种的产量潜力较北方生态类型高20.60%～24.20%;增加种植密度后,两个生态类型玉米品种的产量潜力增幅为14.30%～22.65%,产量潜力实现效率下降6.20%～15.90%,但北方生态类型玉米品种的产量潜力实现效率较高。【结论】在玉米生产上合理布局品种应充分考虑品种的生长特性和生态适应性。增加种植密度是提高玉米生产潜力的重要举措,广西生态区域玉米新品种的产量水平、耐密特性仍需进一步改良和提高。
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芒果叶绿体基因组密码子使用偏好性分析
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用CodonW、SPSS、Excel软件对芒果叶绿体基因组55条蛋白编码序列的密码子开展了中性绘图、PR2-plot、 ENC-plot和最优密码子分析。结果表明,芒果叶绿体基因的有效密码子（ENC）偏好性不强,分布在35.38～56.56;GC3s含量26.29%,说明密码子末位碱基以A/T结尾为主;ENC与GC3极显著相关。相对同义密码子分析,RSCU>1的密码子有31个,其中,以A和T结尾的29个,表明A和T是基因组偏爱的密码子。中性绘图、PR2-plot和ENC-plot分析表明,芒果叶绿体基因组密码子使用偏好受突变和选择等因素共同作用的影响。通过高频率密码子和高表达优越密码子相结合的方法进行分析,筛选出主要以A和T结尾的芒果叶绿体基因组最优密码子19个,分别是GCT、TGT、GAA、TTT、GGT、CAT、ATT、AAA、TTA、CCT、CAA、AGA、CGA、CGT、AGT、TCT、ACT、GTA和CTT。
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丹霞地貌铁皮石斛及其人工繁育苗性状比较分析
《福建农业学报 》 2021 CSCD
摘要：【目的】以丹霞地貌铁皮石斛和人工繁育苗的2年生和3年生茎作为材料,研究其性状显微特征和多糖含量变化,分析丹霞地貌铁皮石斛在人工繁育和栽培过程中有无品质变化,以期为丹霞地貌铁皮石斛资源的开发利用和人工繁育苗的质量标准制定提供科学依据。【方法】采用显微性状鉴别、组织化学定位和含量测定方法,对丹霞地貌铁皮石斛与人工繁育苗的性状特征、茎显微构造和多糖的组织化学定位及含量特征进行比较研究。【结果】丹霞地貌铁皮石斛的茎呈紫红色,叶为紫绿色,节间不明显;人工繁育苗的茎则呈深绿色,叶为浅绿色,节间明显,其株高、茎粗和节间长度均大于丹霞地貌铁皮石斛。两者的角质层厚度、表皮细胞直径、皮下层细胞直径和层数、鞘纤维直径和数目、维管束直径和数目、木质部和韧皮部厚度、草酸钙针晶长度、导管直径、木薄壁细胞直径、鞘细胞壁厚度等均存在显著性差异。丹霞地貌铁皮石斛和人工繁育苗茎的基本组织中分布着大量多糖颗粒,经染色后呈深紫红色,人工繁育苗的多糖颗粒呈现聚集状,被显色更深;多糖颗粒直径与含量间均存在显著差异,丹霞地貌铁皮石斛的总多糖含量高于人工繁育苗。【结论】丹霞地貌铁皮石斛与人工繁育苗在性状显微特征和代谢产物量上均存在显著差异。其性状特征、显微结构特征、多糖组织化学定位和含量特征均可作为鉴别丹霞地貌铁皮石斛和人工繁育苗的鉴别与评价指标。
关键词： 丹霞地貌铁皮石斛 人工繁育苗 性状显微特征 多糖含量
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时空协同的地块尺度作物分布遥感提取
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：地块尺度作物分布信息清晰直观地反映了农田位置、空间形态等空间细节和种植类型信息,对精准农业管理、种植补贴发放和农业资源调查等具有重要价值.虽然遥感时空协同思路为地块尺度作物分布提取提供了解决方案,但在农田地块提取和时序特征构建方面尚存在不足.该研究基于遥感时空协同的思路,以Google Earth高空间分辨率影像为底图,利用擅于学习影像视觉特征的D-LinkNet深度学习模型,快速、精准提取农田地块形态;以地块为观测单元,利用Landsat8和Sentinel-2多源遥感的"碎片化"无云数据构建地块时序数据集,基于加权Double-Logistic函数重建地块归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序曲线;提取地块物候特征和多时相光谱特征,经过特征优选和随机森林分类模型构建,开展地块尺度作物分布制图.以广西扶绥县为研究区开展试验,共提取地块43.7万个,边界准确率为84.54%,相较于常规基于多尺度分割的地块提取,基于D-LinkNet的地块提取方法直接排除了非农田地物的干扰,地块形态与现实情况符合度更高;地块NDVI时间序列重建结果能够较好地捕捉作物开始生长、旺盛期、成熟收获期的动态变化趋势;分类特征重要性评价结果显示,红边特征、与时间相关的物候特征在分类中发挥重要作用,当联合物候特征和光谱特征时分类效果最佳;根据特征重要性分析不同特征数量情况下的分类精度,当特征数量大于40维时,作物分类精度和Kappa系数保持稳定,总体分类精度维持在88%左右;对扶绥县地块尺度作物分布进行制图,提取甘蔗地块277421个、水稻地块33747个、香蕉地块4973个、柑橘地块102055个,分别占农田地块总数的63.48%、7.72%、1.14%、23.35%,种植面积占比分别为69.78%、7.12%、1.71%、18.06%.该研究在理论上构建了遥感时空协同的地块尺度作物分类模型,为大范围、地块尺度作物分布遥感提取提供了实用化方案.
关键词： 作物;遥感;分布提取;时空协同;地块尺度;时间序列;物候特征
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