不同施肥处理下烟草根际细菌网络响应

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作者 赖先军 张文友 +5 位作者 段旺军 彭睿 相雨欣 陈梓涵 张义正 颜朗 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期2242-2251,共10页

[目的]研究有机肥和微生物菌剂对烟草根际细菌群落结构的影响,挖掘关键响应菌群,探索烟草根际细菌对不同肥料施加的动态响应机制。[方法]聚焦烟草根际细菌对化学肥料、有机肥料和植物促生微生物(PGPMs)处理下的反应机制。通过Illumina M... [目的]研究有机肥和微生物菌剂对烟草根际细菌群落结构的影响,挖掘关键响应菌群,探索烟草根际细菌对不同肥料施加的动态响应机制。[方法]聚焦烟草根际细菌对化学肥料、有机肥料和植物促生微生物(PGPMs)处理下的反应机制。通过Illumina MiSeq高通量测序技术对不同肥料处理下烟草根际细菌16S rRNA基因V3~V4区测序并对操作分类单位(OTU)进行聚类,分析处理间细菌菌群多样性特征,通过机器学习算法建立模型,将根际菌群与施肥处理相关联,同时建立细菌共现网络,解析施肥响应的关键调控菌群。[结果]与化学肥料相比,施用有机肥和微生物菌剂显著增加烟草根际细菌丰度,但降低了细菌分布的均匀性。基于模型挖掘到15个与施肥关联的指示性细菌类群,其中泛菌属(Pantoea)和寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)细菌为微生物菌剂处理下特定菌群结构的指示性细菌。另外,从化肥、有机肥到微生物菌剂处理,根际细菌共现网络结构从松散状态转变为紧密且复杂调控状态,微生物菌剂作用下优势菌群调控增强,与周围菌群联系紧密。[结论]有机肥和微生物菌剂显著改变烟草根际细菌群落结构及根际细菌响应网络,其中泛菌属和寡养单胞菌属等微生物菌剂处理下的指示性细菌具有进一步纯化培养和商业开发价值。 展开更多

关键词 烟草 根际细菌 细菌多样性 指示性细菌 细菌共现网络

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皇竹草原生质体分离及瞬时表达系统的建立 被引量：1

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作者 陈梓涵 彭睿 +2 位作者 相雨欣 颜朗 赖先军 《西昌学院学报（自然科学版）》 2024年第3期17-24,共8页

[目的]建立皇竹草高效原生质体分离体系和瞬时表达系统。[方法]通过CRISPR-Cpf1系统构建了针对皇竹草PsC3H53基因的pCAMBIA1304-LbCas12a-PsC3H53cr表达载体,对纤维素酶R-10的酶解液质量分数设置了4组处理(1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)和7... [目的]建立皇竹草高效原生质体分离体系和瞬时表达系统。[方法]通过CRISPR-Cpf1系统构建了针对皇竹草PsC3H53基因的pCAMBIA1304-LbCas12a-PsC3H53cr表达载体,对纤维素酶R-10的酶解液质量分数设置了4组处理(1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)和7组处理的酶解时间(3、4、5、6、7、8、9 h),并采用聚乙二醇(PEG)介导原生质体转化。[结果]酶解7 h,2.5%纤维素酶、0.5%果胶酶与0.4%离析酶组合的酶解条件最佳,原生质体的产量可达1.712×10^(6) cell/(g·FW),PEG法可成功介导质粒转化皇竹草原生质体并在荧光显微镜下观察到绿色荧光蛋白。[结论]在皇竹草中成功建立瞬时表达系统和遗传转化体系,经优化最佳酶解组合和时间后即能通过PEG介导实现皇竹草原生质体的瞬时转化,为后续皇竹草的再生及品种培育奠定了基础。 展开更多

关键词 皇竹草 载体构建 原生质体 PEG瞬时转化

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陈化烤烟叶片不同发酵时间微生物多样性及代谢组分析 被引量：4

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作者 张文友 颜朗 +2 位作者 赖先军 段旺军 张义正 《中国烟草学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期84-94,共11页

【目的】了解不同陈化发酵时间烟叶中微生物菌群与代谢产物的关系,探究多年陈化发酵过程中微生物对烟叶发酵品质的影响。【方法】选取4个陈化发酵时间(陈化0年,1年,4年,7年)的上部烟叶(B2F),采用Illumina高通量测序技术和UPLC-ATOF MS... 【目的】了解不同陈化发酵时间烟叶中微生物菌群与代谢产物的关系,探究多年陈化发酵过程中微生物对烟叶发酵品质的影响。【方法】选取4个陈化发酵时间(陈化0年,1年,4年,7年)的上部烟叶(B2F),采用Illumina高通量测序技术和UPLC-ATOF MS液质联用技术,对不同发酵时间的烟叶表面微生物多样性以及差异代谢物进行分析。【结果】相比其他陈化发酵时间,发酵4年的烟叶中微生物种类最多、多样性最高。在细菌属分类水平上,泛菌属(Pantoea)和假单胞菌属(Pseudomonas)为发酵4年烟叶的优势细菌。结合OPLS-DA模型以及数据库检索,4个发酵时期两两比较共筛选到173个显著差异代谢物,KEGG富集分析发现差异代谢物参与氨基酸代谢、脂肪酸代谢、类固醇生物合成等多条代谢途径。其中,发酵4年样本中高丰度的差异代谢物主要富集在脂肪酸降解途径。【结论】复烤烟叶在陈化发酵不同时间微生物多样性及代谢物质具有显著差异,上部叶片陈化发酵4年烟叶的内在品质最佳。 展开更多

关键词 复烤烟叶 陈化发酵 微生物多样性 代谢组 烟叶品质

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烟草短期连作对根际微生物和代谢物的影响 被引量：6

4

作者 赖先军 颜朗 +2 位作者 张文友 段旺军 王海燕 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期706-714,共9页

【目的】进一步明确烟草连作障碍发生机理,探索烟草短期连作与根际微生物结构和根际代谢物之间的关系。【方法】采用Illumina高通量测序技术和超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱技术,分析短期连作与未连作植烟根际土壤微生物组和代... 【目的】进一步明确烟草连作障碍发生机理,探索烟草短期连作与根际微生物结构和根际代谢物之间的关系。【方法】采用Illumina高通量测序技术和超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱技术,分析短期连作与未连作植烟根际土壤微生物组和代谢组多样性。【结果】根际细菌菌群多样性在不同品种间、连作与未连作组间均无显著差异,短期连作对根际细菌菌群结构和多样性影响不显著,但短期连作土壤中根际真菌丰度和均匀度显著降低,未连作根际真菌多样性显著高于短期连作根际真菌多样性。甘蓝油壶菌(Olpidium brassicae)、木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)丰度在短期连作根际中显著增高,细长被孢霉菌(Mortierella elongata)丰度显著降低。LEfSe分析发现镰刀菌属(Fusarium)真菌为短期连作根际土壤中的标志物微生物。代谢组分析发现,有机氮化合物、鞘脂类、萜类、类固醇及其衍生物为短期连作与未连作植烟根际土壤间的显著差异代谢物。其中,游离氨基酸和小檗碱、茄定碱、酒糟碱等生物碱类物质在短期连作根际土壤中显著富集,表明短期连作过程中可能已经产生真菌感染和自毒效应。【结论】本研究初步解析了烟草短期连作下根际微生物和代谢物的相互关系,虽然短期连作对根际细菌群落的影响较小,但根际次生代谢物产生的化感作用能够快速且显著改变根际真菌菌群结构,导致致病真菌的快速繁殖。 展开更多

关键词 烟草连作障碍 根际土壤 微生物群落结构 差异代谢物 高通量测序

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我国农业生产中的施肥理论与实践误区 被引量：1

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作者 王志民 蔡光泽 +3 位作者 陈开陆 颜朗 赖先军 罗樊 《西昌学院学报（自然科学版）》 2019年第2期4-7,16,共5页

分析了我国当前农业生产中植物营养学理论及其施肥实践存在的几个误区:植物必需营养元素分类误区;植物碳、氢、氧来源认识误区;植物必需营养元素生产重要性评价误区;化肥及有机肥肥效评价误区。针对误区带来的生产问题,提出了植物必需... 分析了我国当前农业生产中植物营养学理论及其施肥实践存在的几个误区:植物必需营养元素分类误区;植物碳、氢、氧来源认识误区;植物必需营养元素生产重要性评价误区;化肥及有机肥肥效评价误区。针对误区带来的生产问题,提出了植物必需营养元素四级分类法及研制厌氧堆肥等对策措施。 展开更多

关键词 植物必需营养元素 分类 来源 生产重要性 评价

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不同马铃薯基因型对根际细菌群落结构的影响 被引量：11

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作者 颜朗 张义正 +3 位作者 方志荣 清源 黄莓 赖先军 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期383-390,共8页

本研究旨在从根际细菌群落结构的角度阐述不同马铃薯基因型对根际细菌菌群的影响,探讨高山地方种根际细菌菌群特性,挖掘可能对地方种定殖起关键作用的细菌类型.本研究通过高通量测序数据对不同马铃薯基因型根际细菌16S rRNA基因进行操... 本研究旨在从根际细菌群落结构的角度阐述不同马铃薯基因型对根际细菌菌群的影响,探讨高山地方种根际细菌菌群特性,挖掘可能对地方种定殖起关键作用的细菌类型.本研究通过高通量测序数据对不同马铃薯基因型根际细菌16S rRNA基因进行操作分类单位(OTU)聚类,分析样品间细菌群落的多样性特征,并通过OTU丰度差异分析揭示引起基因型效应的根际细菌类型.测序结果经质量控制,共获得3097269条高质量序列(Clean tags)并依据97%的序列相似性聚类到1565个有效OTUs,品种间OTU种类相差不大.群落多样性反映高山地方种乌洋芋和牛角洋芋根际细菌群落较其他基因型存在着显著差异.乌洋芋和主栽品种米拉间OTU丰度分析表明乌洋芋中55个OTU丰度上调,143个丰度下调,差异显著.本研究表明,马铃薯根际细菌群落多样性受马铃薯基因型因素的影响,高山地方种相较于自育种和主栽种其根际细菌群落结构表现出显著的差异. 展开更多

关键词 马铃薯 根际微生物 群落多样性 高通量测序 高山地方种

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分光光度计法测定不同分离源青枯雷尔氏菌菌液浓度 被引量：3

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作者 谢祯璐 杨梦婕 +4 位作者 顾康蝶 赵雨欣 周成希 赖先军 颜朗 《西昌学院学报（自然科学版）》 2022年第2期13-16,共4页

[目的]准确测定青枯雷尔氏菌的菌液浓度。[方法]选用胰蛋白胨大豆肉汤培养基和生理盐水为稀释液稀释青枯雷尔氏菌RsA(烟草分离源)和RsB(番茄分离源)菌悬液,利用血球计数板计数法测定菌悬液浓度,并利用分光光度计法测定菌悬液在600 nm处... [目的]准确测定青枯雷尔氏菌的菌液浓度。[方法]选用胰蛋白胨大豆肉汤培养基和生理盐水为稀释液稀释青枯雷尔氏菌RsA(烟草分离源)和RsB(番茄分离源)菌悬液,利用血球计数板计数法测定菌悬液浓度,并利用分光光度计法测定菌悬液在600 nm处的吸光度值,建立青枯雷尔氏菌菌悬液浓度与吸光度值间的线性关系。[结果]线性回归方程表明:胰蛋白胨大豆肉汤培养基和生理盐水作为稀释液测定菌悬液浓度结果差异无统计学意义(P>0.05),但RsA和RsB菌悬液的吸光度值具有差异,回归方程分别为y=6.5784x+0.15828(r^(2)=0.99899)和y=5.1627x-0.12582(r^(2)=0.99899),回归方程间斜率和截距均差异有统计学意义(P<0.01)。[结论]建立的青枯雷尔氏菌的菌液浓度标准曲线可用于测定吸光度值后快速计算不同分离源青枯雷尔氏菌菌悬液浓度,且无需将菌悬液培养基置换为生理盐水进行吸光度测定,具有一定的便捷性和实用性。 展开更多

关键词 青枯菌 血球计数板计数法 分光光度计法 菌液浓度 线性关系

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不同脱毒方法下马铃薯脱毒效果的比较研究 被引量：2

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作者 黄莓 唐雪梅 +2 位作者 凌思琦 颜朗 赖先军 《西昌学院学报（自然科学版）》 2022年第2期1-4,12,共5页

为探索马铃薯脱毒的最佳方法,提高马铃薯脱毒效率及脱毒苗成苗率,采用超低温疗法+茎尖剥离技术和热处理法+茎尖剥离技术2种脱毒方法进行脱毒效果的比较研究。结果表明:相比于超低温疗法,热处理法处理的马铃薯成苗率和脱毒效率更高,其最... 为探索马铃薯脱毒的最佳方法,提高马铃薯脱毒效率及脱毒苗成苗率,采用超低温疗法+茎尖剥离技术和热处理法+茎尖剥离技术2种脱毒方法进行脱毒效果的比较研究。结果表明:相比于超低温疗法,热处理法处理的马铃薯成苗率和脱毒效率更高,其最佳处理方式为38℃温度条件下热处理6 h后再进行茎尖剥离;同时,在该处理条件下,进一步探索了缩短脱毒苗培养周期的最适激素配比,并发现MS培养基中添加0.50 mg/L GA3+0.50 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA激素后茎尖成苗率较高,达到84.62%。 展开更多

关键词 马铃薯 脱毒 超低温疗法 热处理 激素配比

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牧草叶面乳酸菌分离鉴定及青贮用优良乳酸菌的筛选

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作者 冷静 彭睿 +1 位作者 赖先军 颜朗 《畜牧与饲料科学》 2023年第5期48-56,76,共10页

[目的]筛选适合牧草青贮饲料发酵用的优良乳酸菌菌株,改善牧草青贮发酵品质。[方法]从皇竹草、牛筋草、白茅等8种禾本科牧草叶片表面分离乳酸菌,在传统微生物学鉴定方法的基础上采用分子生物学鉴定方法以及16S rDNA序列多样性分析方法... [目的]筛选适合牧草青贮饲料发酵用的优良乳酸菌菌株,改善牧草青贮发酵品质。[方法]从皇竹草、牛筋草、白茅等8种禾本科牧草叶片表面分离乳酸菌,在传统微生物学鉴定方法的基础上采用分子生物学鉴定方法以及16S rDNA序列多样性分析方法对分离得到的疑似乳酸菌菌株进行多重鉴定。对乳酸菌菌株进行生长、产酸及耐盐性能的筛选,评估其在pH值为3.0、3.5、4.0条件下和NaCl浓度为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL条件下的耐受情况;评价其对假丝酵母菌、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门菌的抑制能力。[结果]从牧草叶片表面初步分离到疑似乳酸菌菌株30株;经表型鉴定和分子生物学鉴定,有10株乳酸菌被鉴定为魏斯氏菌属(Weissella)、片球菌属(Pediococcus)和乳杆菌属(Levilactobacillus),其中,短乳杆菌(L.brevis)3株、戊糖片球菌(P.pentosaceus)2株、植物乳杆菌(L.plantarum)2株、魏斯氏乳酸菌(W.cibaria)1株、戊糖乳杆菌(L.pentosus)1株和棒状乳杆菌(L.coryniformis)1株。不同菌株在生长速率和产酸性能方面表现出一定差异,其耐盐、耐酸性能和抑菌性能也具有菌株特异性。综合比较10株菌株之间的生物学特性,植物乳杆菌Lab7具有较强的耐盐、耐酸性能,短乳杆菌Lab1和棒状乳杆菌Lab10在生长速率、产酸能力以及耐盐、耐酸性能和抑菌性能方面表现较好。[结论]牧草来源且经本体自然分离的植物乳杆菌Lab7、短乳杆菌Lab1和棒状乳杆菌Lab10可作为后续青贮饲料用乳酸菌菌剂的备选菌株,具有进一步开发的价值。 展开更多

关键词 牧草叶面 乳酸菌 分离 鉴定 生物学特性

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甘薯Sporamin家族基因克隆与表达分析 被引量：5

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作者 赖先军 古英洪 +1 位作者 王海燕 张义正 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期215-223,共9页

为研究甘薯sporamin家族基因的结构和功能,通过对本实验室构建的甘薯转录组序列进行分析,设计相应引物并采用高保真DNA聚合酶进行PCR扩增,经TA克隆和序列测定,利用在线软件对甘薯sporamin结构进行分析和功能预测.从转录组数据库中共发... 为研究甘薯sporamin家族基因的结构和功能,通过对本实验室构建的甘薯转录组序列进行分析,设计相应引物并采用高保真DNA聚合酶进行PCR扩增,经TA克隆和序列测定,利用在线软件对甘薯sporamin结构进行分析和功能预测.从转录组数据库中共发现61条sporamin contigs,其中sporamin A家族有31条,sporamin B家族有30条,已从甘薯中克隆到6个sporamin A基因和10个sporamin B基因.所有sporamin A基因编码区全长660 bp,基因间序列一致性为95%以上;sporamin B基因编码区全长651 bp,基因间序列一致性达到98%;两个基因家族间序列一致性为84%.对克隆的sporamin A和sporamin B进行的数字表达谱分析结果表明,sporamin A和B在膨大初期的块根和成熟块根中的转录水平最高,在膨大中期转录水平较低,在叶片和茎中表达量极低.Sporamin氨基酸保守序列和同源比对结果显示,该蛋白质含有STI(Soybean Trypsin Inhibitor)保守序列,此序列有170多个氨基酸,属于Kunitz型蛋白酶抑制剂超家族,表明该蛋白具有蛋白酶抑制剂功能. 展开更多

关键词 甘薯 储藏蛋白 基因克隆 序列分析 数字基因表达谱 蛋白酶抑制剂

原文传递

转昆虫抗冻蛋白基因增强甘薯抗冻能力 被引量：4

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作者 赖先军 张义正 +1 位作者 古英洪 颜朗 《植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期9-20,共12页

为明确昆虫抗冻蛋白基因转入甘薯(Ipomoea batatas)后是否能提升其抗冻能力,进而为培育甘薯抗冻育种材料奠定基础,将黄粉虫(Tenebrio molitor)抗冻蛋白基因TmAFP导入植物基因表达质粒,经农杆菌介导的遗传转化获得抗冻甘薯新材料。以甘... 为明确昆虫抗冻蛋白基因转入甘薯(Ipomoea batatas)后是否能提升其抗冻能力,进而为培育甘薯抗冻育种材料奠定基础,将黄粉虫(Tenebrio molitor)抗冻蛋白基因TmAFP导入植物基因表达质粒,经农杆菌介导的遗传转化获得抗冻甘薯新材料。以甘薯品种Huachano为受体材料建立甘薯植株高效再生体系,并采用不同成分的体细胞胚成熟培养基培养胚性悬浮细胞。胚性愈伤组织对除草剂的敏感性测试结果表明,转基因阳性植株筛选的最适培养基为MS+0.2 mg·L–12,4-D+0.8 mg·L^–1 GAP+100 mg·L^–1 Carb。将表达质粒分别转化Huachano后共获得7个胚性愈伤团并最终获得42株再生抗性植株,其中转pSUIBEV3-AFP有23个株系,转pCAMBIA-AFP有19个株系,经PCR、Southern杂交和RT-PCR检测后证实TmAFP基因已整合至甘薯基因组中并获得表达。将转基因甘薯及对照植株在–1℃下处理15小时后转移至室温,结果表明,转基因甘薯植株的抗冻能力显著提升。 展开更多

关键词 甘薯 抗冻蛋白 转基因 甘薯植株再生 分子育种

原文传递

共表达网络分析玉米和高粱物种间基因表达模式及功能富集

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作者 赖先军 张义正 +1 位作者 James C.Schnable 颜朗 《基因组学与应用生物学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2323-2337,共15页

共表达网络分析是利用海量生物学数据研究基因表达模式与功能关系的重要方法。在共表达网络中,具有相同表达模式的基因可能也具有功能上的一致性,这为我们提供了发掘未知基因功能信息的理论基础。本研究整合了60个玉米(Zea mays)和40个... 共表达网络分析是利用海量生物学数据研究基因表达模式与功能关系的重要方法。在共表达网络中,具有相同表达模式的基因可能也具有功能上的一致性,这为我们提供了发掘未知基因功能信息的理论基础。本研究整合了60个玉米(Zea mays)和40个高粱(Sorghum bicolor),组织的转录组测序数据,首先在每个物种内利用全数据集和子集分别构建共表达网络,以测试所选样本数量对于共表达基因网络构建的影响;然后搜寻物种间成对的直系同源共线性基因,并利用其中一个物种的基因模块信息将另一物种的模块分割成在功能上更细的子模块;最后对不同大小的基因模块进行GO富集以确定其功能特征。本研究表明,共表达网络聚类基因在表达模式上具有组织特异性,且物种间有32%的共线性基因表达模式一致,GO富集分析结果显示物种间模块交叉分割亚模块的方法能得到在功能上更为相似的基因簇。另外,玉米亚基因组间有48.5%的双拷贝基因也具有相同的基因表达模式。本研究利用共表达基因网络的构建为传统的基因功能富集研究提供了新的视角,并通过物种间共表达基因网络的比较解析了直系同源共线性基因间的表达模式,从而进一步鉴定了这些在物种间具有相同表达模式和组织特异性基因的功能特征。 展开更多

关键词 基因共表达网络 组织特异性 基因表达模式 功能富集

原文传递

马铃薯全生育期内根际微生物组变化规律 被引量：10

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作者 颜朗 张义正 +2 位作者 清源 方志荣 赖先军 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期246-260,共15页

[目的]陆生植物根际环境与土壤中的微生物菌群关系密切,其根际微生物群落动态极可能直接影响着植物健康及养分高效利用。虽然根际益生菌已被证实可用于提高作物生产力,但由于缺乏对这些菌群组成动态变化规律的认识了解,它们的开发受到... [目的]陆生植物根际环境与土壤中的微生物菌群关系密切,其根际微生物群落动态极可能直接影响着植物健康及养分高效利用。虽然根际益生菌已被证实可用于提高作物生产力,但由于缺乏对这些菌群组成动态变化规律的认识了解,它们的开发受到限制。研究马铃薯全生育期根际菌群的动态变化规律,探讨根际菌群变化与马铃薯发育时期的相关性,为针对马铃薯不同生长时期开发专用生物益生菌肥奠定理论基础。[方法]本研究着眼于马铃薯田间全生命周期微生物组动态变化,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对不同时间点马铃薯根际细菌16S rRNA基因V3-V4区和真菌ITS区测序并对操作分类单位(OTU)进行聚类,分析样品间微生物群落的多样性特征,并通过机器学习的方法建立模型,将根际菌群与田间马铃薯发育时间相关联。[结果]根际菌群在马铃薯各个发育阶段随时间变化明显,营养生长阶段的微生物群落结构发生了显著变化,随着结薯期的开始逐渐稳定,直到块茎成熟后期根际菌群再次出现较大变化,且在不同施肥处理间呈现较大差异。进一步基于模型挖掘了与马铃薯发育时间相关联的22个特征细菌类群和16个特征真菌类群,其中苗期和结薯末期的特征类群分别为梭菌(Clostridium)和放线菌(Actinobacteria)。[结论]马铃薯的生长发育时期是影响根际微生物群落组成的主要因素,益生菌肥的添加主要影响马铃薯结薯末期的细菌微生物菌群结构。 展开更多

关键词 马铃薯 根际微生物组 生育期标记 群落动态

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基因共表达网络分析揭示马铃薯薯块发育特征及原始抗性

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作者 颜朗 张义正 +1 位作者 李燕 赖先军 《基因组学与应用生物学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1737-1747,共11页

转录组测序(RNA-seq)技术提供的全基因组数据信息已广泛应用于研究多个样本之间的基因表达模式和调控机制。通过构建种间或种内基因共表达网络(GCNs)挖掘的表达相关基因在功能上通常是相似的。对于马铃薯(Solanum tuberosum)而言,目前... 转录组测序(RNA-seq)技术提供的全基因组数据信息已广泛应用于研究多个样本之间的基因表达模式和调控机制。通过构建种间或种内基因共表达网络(GCNs)挖掘的表达相关基因在功能上通常是相似的。对于马铃薯(Solanum tuberosum)而言,目前有大量的公共转录组测序数据,但是缺乏针对这些高通量数据构建的GCN网络,因此也无法探索在不同基因型、不同组织以及不同环境条件下基因的表达模式及规律。本研究选取16个公共转录组测序数据库构建了GCN网络,这些数据库涵盖了来自全球各地的11个马铃薯栽培种。基于两两间基因表达相关性,我们在GCN网络中发现了一些具有特定生物学意义的基因模块。该网络共由14个基因模块组成并富集到植物光合形态建成、薯块休眠解除等多个生理过程,其中一个模块的134个基因在原始栽培种(ssp. Andigena)中特异性高表达,且通过功能富集发现这些基因与马铃薯病害和逆境的抗性相关。该结果揭示了在马铃薯人工驯化期间基因进化压力出现遗传漂移。本研究中基于GCN网络分析揭示了马铃薯种间和种内基因共表达模块的聚类以及不同模块基因间在进化上的分化,为马铃薯基因功能研究提供了新的视角。 展开更多

关键词 马铃薯 转录组测序 基因表达模式 共表达基因

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