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作者：聂园军华中农业大学

学位级别：硕士

棉花是世界上最重要的纤维作物,彩色棉纤维具有天然色彩、无需漂染、不含化学染料残留、不褪色、穿着舒适和经济价值高等优点,在节约纺织成本的同时,减轻了化学染料对环境的污染,避免了化学染料对人体健康可能存在的有害影响。随着当今... 详细信息

棉花是世界上最重要的纤维作物,彩色棉纤维具有天然色彩、无需漂染、不含化学染料残留、不褪色、穿着舒适和经济价值高等优点,在节约纺织成本的同时,减轻了化学染料对环境的污染,避免了化学染料对人体健康可能存在的有害影响。随着当今社会人们对环境和健康的日益关注,利用基因工程技术在不改变品质和产量的前提下改变白色棉纤维色泽和直接改良彩色棉纤维品质已成为人们研究的热点。本研究将控制金鱼草花青素合成基因delila和roseal导入白色陆地棉中,获得转基因棉花植株,对其外源基因进行了表达分析和功能的初步研究。取得的主要结果如下：1.为了确定delila和roseal基因编码的转录因子在棉花细胞中的定位,构建delila和roseal基因分别与eGFP基因的嵌合表达载体,采取农杆菌介导法将外源基因导入棉花下胚轴中进行愈伤组织诱导培养3-4个月。挑选愈伤组织于激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光在细胞中的定位。结果显示,delila和roseal基因编码的蛋白定位于细胞核中。2.为了研究delila和roseal基因在棉花中的调控功能,运用Gateway(?)技术分别构建了由花椰菜叶病毒CaMV35S(35S)启动子驱动和纤维特异启动子pEX驱动delila和roseal基因表达的植物表达载体。通过农杆菌介导法进行了棉花遗传转化,目前已获得delila和roseal过量表达转基因棉花多个株系,分别为pGWB408-delila(De1408)的材料获得32个系共67株转基因棉花植株;pEX3::pGWB407-delila(De1407)的材料获得38个系共75株转基因棉花植株;pGWB408-roseal(Ros408)的材料获得33个系共99株转基因棉花植株;pEX3::pGWB407-roseal (Ros407)的材料获得43个系共91株转基因棉花植株。分别提取了不同植株的基因组DNA(gDNA),PCR检测表明De1408、De1407、Ros408、 Ros407植株的阳性率分别为：91%、93.9%、76%、85.7%。3.为了后续便于筛选纯合株系,对gDNA水平上的鉴定为阳性的部分转基因单株进行Southern blot。结果显示：De1408、De1407、Ros408、Ros407载体中以单拷贝方式插入的株数分别为6株、9株、7株和4株。4.为了检测转入目的基因的表达水平,选取以单拷贝插入的转基因阳性植株进行delila和roseal基因的荧光实时定量RT-PCR分析。结果显示：delila基因在De1408中的L2、L4、L7的15DPA纤维和叶片中均有不同程度的表达,delila基因在Del407中的L14、L15、L18的15DPA纤维中均有不同程度的表达;roseal基因在Ros408中的L30、L28、L29和L33的开花后15天(Days post anthesis,DPA)纤维和叶片中均有不同程度的表达,roseal基因在Ros407中的L24、L27、L26和L23的15DPA纤维中均有不同程度的表达。delila和roseal基因在野生型YZ-1中都没有表达,表明外源基因在转基因棉花中已有转录水平的表达。5.为了进一步研究delila和roseal基因在棉花叶片色素合成及棉纤维色素沉积中的功能,选取了花青素合成相关基因DFR、ANS、CHI、F3H和ANR在转基因棉花的15DPA纤维和叶片中进行表达分析。结果表明：DFR基因在Ros408转基因棉花植株的15DPA纤维中表达量上调;DFR和ANR基因在Ros408转基因棉花叶片中表达量上调;ANR基因在Ros407转基因棉花植株的15DPA纤维中表达量上调,推测roseal基因可能调控DFR和ANR基因进而调控花青素及纤维色素的合成。ANS、CHI和F3H基因在Del408转基因棉花植株的15DPA纤维中表达量上调;ANR基因在Del408转基因棉花植株的叶片中表达量上调;DFR基因在Del407转基因棉花植株的15天纤维中表达量上调;CHI和F3H基因在Del408转基因棉花植株的叶片中表达量下调,推测delila基因可能调控DFR、ANS、CHI、F3H和ANR基因进而调控花青素及纤维色素的合成。6.花青素含量的测定分析,结果显示：在Ros408的三个株系中植株的大小花蕾、植株茎尖的小叶片、植株的幼嫩苞叶中,花青素含量均显著升高。表明roseal基因参与调控棉花中花青素的合成。7.对Del407和Ros407的阳性转基因棉花植株的纤维色素的提取及扫描分析,结果显示：Ros407和Del407纤维与对照相比吸收峰有所增加,Ros407出现微弱的红移现象,但是Ros407和Del407纤维并没有发生颜色

关键词：金鱼草棉花转基因 delila基因 roseal基因亚细胞定位过量表达花青素合成的基因纤维色素

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基于高通量测序技术的铬污染农田土壤菌群多样性及修复菌株的筛选

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应用与环境生物学报 2019年第4期25卷 933-942页

作者：肖蓉王媛聂园军程滨赵佳曹秋芬山西省农业科学院果树研究所太原030031 山西省农业科学院农业资源与经济研究所太原030006 山西省农业科学院农业环境与资源研究所太原030031 山西省农业科学院生物技术研究中心太原030031

菌种资源筛选是铬污染土壤生物修复的基础.以铬污染农田土壤为研究对象,采用高通量测序方法分析土壤细菌多样性特征,并根据多样性分析结果,采用选择性培养基和培养方法快速筛选对铬具有适应性和去除能力的细菌,以寻找能在铬污染农田土... 详细信息

菌种资源筛选是铬污染土壤生物修复的基础.以铬污染农田土壤为研究对象,采用高通量测序方法分析土壤细菌多样性特征,并根据多样性分析结果,采用选择性培养基和培养方法快速筛选对铬具有适应性和去除能力的细菌,以寻找能在铬污染农田土壤原位修复中具有较大应用潜力的菌种资源.结果显示:受铬污染的土壤细菌群落丰富度和多样性均低于未受铬污染土壤.门水平上,铬污染土壤中放线菌门(Actinobacteria)细菌丰度显著高于未受铬污染的土壤,是两种生境丰度差异最大的门.属水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)是铬污染土壤中丰度最高的优势属,显著高于未受铬污染的土壤.从铬污染土壤中共分离到6株能够耐受1 000 μg/mL铬的细菌. 6株菌都具有一定的六价铬Cr(VI)去除能力,其中Cr1、Cr3和Cr8能在72 h内将500 μg/mL铬培养基中的Cr(VI)全部去除,Cr8能在72 h内将1 000 μg/mL铬培养基中的Cr(VI)去除61.2%. 16S rDNA测序结果表明,6株菌中有5株属于厚壁菌门芽孢杆菌属,1株属于放线菌门纤维微菌属(Cellulosimicrobium).结合菌体及菌落形态特征和序列分析结果,铬去除能力最高的Cr8菌可初步被确定为C. aquatile.本研究表明铬污染降低土壤中细菌多样性,根据高通量测序结果有选择性地快速筛选铬污染修复菌株具有可行性,Cr8菌是国内首次分离到的具有铬污染修复功能的纤维微菌属菌株.

关键词：高通量测序细菌多样性耐铬纤维微菌属快速筛选

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果园枝条堆肥细菌群落多样性分析

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北方园艺 2018年第21期 43-48页

作者：李磊闫敏赵佳聂园军山西省农业科学研究院园艺研究所山西太原030031 山西省农业科学研究院农业环境与资源研究所山西太原030031 山西省农业科学研究院生物研究中心山西太原030031 山西省农业科学研究院农业资源与经济研究所山西太原030031

以果园枝条、新鲜羊粪为试材,采用添加外源发酵剂的方法进行堆肥处理,利用第二代高通量测序技术研究了堆肥过程中细菌群落的变化情况,以期为果园枝条废弃物的资源化循环利用提供参考依据。结果表明:12个样本共得到722 931条高质量序列,... 详细信息

以果园枝条、新鲜羊粪为试材,采用添加外源发酵剂的方法进行堆肥处理,利用第二代高通量测序技术研究了堆肥过程中细菌群落的变化情况,以期为果园枝条废弃物的资源化循环利用提供参考依据。结果表明:12个样本共得到722 931条高质量序列,测序深度可以真实体现所取样本中的细菌群落多样性。堆肥不同时段的细菌群落结构差异显著,发酵剂细菌群落多样性最小,所含种属最少;添加发酵剂后可显著改变堆肥的细菌群落多样性,发酵过程中芽孢杆菌和放线菌成为优势菌群,为果枝有机肥在后续施用过程中发挥促生作用奠定了基础。

关键词：堆肥发酵细菌群落高通量测序

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西葫芦新品种‘露玉33’的选育

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中国瓜菜 2018年第4期31卷 27-29页

作者：侯富恩聂园军郝科星王铭山西省农业科学院农业资源与经济研究所太原030006 山西省农业科学院生物技术研究中心太原030031

西葫芦新品种‘露玉33’是以国外西葫芦品种的分离后代经多代自交选育而成的纯合自交系‘07-108’为母本,‘06-558’为父本杂交育成的早熟1代杂交种。该品种属矮生密植类型,早熟,从播种到采收40 d,嫩瓜单果质量250 g左右;第1雌花节位6~7... 详细信息

西葫芦新品种‘露玉33’是以国外西葫芦品种的分离后代经多代自交选育而成的纯合自交系‘07-108’为母本,‘06-558’为父本杂交育成的早熟1代杂交种。该品种属矮生密植类型,早熟,从播种到采收40 d,嫩瓜单果质量250 g左右;第1雌花节位6~7节,嫩瓜皮色为鲜嫩的浅绿色,长筒形,光泽度好,商品嫩瓜纵径23.6 cm,横径7.8 cm;植株生长势强,雌花多,抗病,丰产;早春大棚栽培667 m^2产量5 000 kg左右。适合我国北方大部分地区早春各种保护地及露地栽培。

关键词：西葫芦新品种 '露玉33’ 杂种1代

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有机肥施用对黄瓜产量影响的整合分析

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中国瓜菜 2023年第10期36卷 57-64页

作者：康敏聂园军张晨阳王媛山西农业大学农业经济管理学院太原030006 山西农业大学生态环境产业技术研究院太原030031 山西农业大学资源环境学院山西太谷030800

有机肥能促进黄瓜高产稳产,但在不同试验条件下,黄瓜产量对有机肥的响应具有差异性。因此,为探明黄瓜种植中有机肥产量效应的主要影响因素及影响程度,搜集41篇文献,建立样本量为116的数据库,利用整合分析方法(Meta-analysis)量化分析有... 详细信息

有机肥能促进黄瓜高产稳产,但在不同试验条件下,黄瓜产量对有机肥的响应具有差异性。因此,为探明黄瓜种植中有机肥产量效应的主要影响因素及影响程度,搜集41篇文献,建立样本量为116的数据库,利用整合分析方法(Meta-analysis)量化分析有机肥类型、施肥管理以及环境因素对有机肥产量效应的影响。结果表明,有机肥的平均增产率为15.5%,置信区间为(10.7%~18.1%)。进一步亚组分析表明,沼肥的增产率(35.9%)显著高于普通有机肥;有机肥投入量大于30 t·hm^(-2),N、K2O投入量大于400 kg·hm^(-2)时,黄瓜增产率在31.4%以上;华北增产率最高(26.6%);日光温室比塑料大棚、大田黄瓜的增产率分别高3.0、4.6个百分点;在中性土壤条件下,有机肥增产效果最大(26.6%)。因此,施用有机肥提升黄瓜产量要综合考虑有机肥养分特征、与无机肥的配施方式、种植环境以及土壤特性等因素。

关键词：黄瓜有机肥产量整合分析

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西瓜连作对根际微生物群落的影响

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中国瓜菜 2019年第1期32卷 6-11,69页

作者：聂园军李瑞珍赵佳薄晓峰山西省农业科学院农业资源与经济研究所太原030006 山西省农业科学院生物技术研究中心太原030031

为明确根际微生物群落演替变化与西瓜连作之间的关系,调查2014—2016年连续3 a(年)种植西瓜的产量和发病情况,并利用Illumina Miseq平台对连作西瓜根际土壤微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,连续3 a种植西瓜其产量显著降低而枯... 详细信息

为明确根际微生物群落演替变化与西瓜连作之间的关系,调查2014—2016年连续3 a(年)种植西瓜的产量和发病情况,并利用Illumina Miseq平台对连作西瓜根际土壤微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,连续3 a种植西瓜其产量显著降低而枯萎病发病率和病情指数显著提高。不同种植年限根际微生物群落多样性存在显著差异,西瓜的连年种植打破了其根际微生物群落原有的平衡,使得细菌群落多样性下降而真菌群落多样性上升。在门水平上,Proteobacteria、Acidobacteria和Ascomycota的相对丰度升高,而Firmicutes、Actinobacteria、Gemmatimonadetes和Chytridiomycota的相对丰度下降。在属水平上,Bacillus,Lysobacter与Pseudomonas等许多有益微生物相对丰度降低而病原菌所在的Fusarium相对丰度增加,最终表现为西瓜枯萎病爆发,产量降低。

关键词：西瓜根际微生物群落扩增子测序连作障碍

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西瓜枯萎病拮抗菌Lh-1的鉴定及生物防治效果研究

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生物技术通报 2017年第4期33卷 130-136页

作者：赵佳黄静陈哲聂园军梁宏山西省农业科学院生物技术研究中心山西省农业科学院农业资源与经济研究所太原030031

对菌株Lh-1进行鉴定,并对其防治西瓜枯萎病的效果进行评价。通过形态观察、生理生化检测和16S r RNA基因同源性分析鉴定菌株Lh-1,测定其抑菌谱。设计盆栽试验来评价施用有机肥加Lh-1菌液(T2),施用有机肥(T1)和化肥(CK)3种处理的防治效... 详细信息

对菌株Lh-1进行鉴定,并对其防治西瓜枯萎病的效果进行评价。通过形态观察、生理生化检测和16S r RNA基因同源性分析鉴定菌株Lh-1,测定其抑菌谱。设计盆栽试验来评价施用有机肥加Lh-1菌液(T2),施用有机肥(T1)和化肥(CK)3种处理的防治效果。结果显示,将Lh-1鉴定为解淀粉芽胞杆菌。该菌对多种植物病原菌都有抑制作用具有广谱抗菌活性,尤其对西瓜枯萎病有良好的防治效果。盆栽试验表明添加Lh-1后发病率仅为17.2%,与对照相比防治效果达到78.5%,植株高度、鲜重和干重指标均为最高;瓜苗中的SOD、POD和CAT活性显著提高而MDA含量明显下降;瓜苗根际的微生物区系中细菌与放线菌含量上升,真菌特别是尖孢镰刀菌的数量下降,瓜苗根际微生物区系结构得到明显改善。解淀粉芽胞杆菌Lh-1能够防治西瓜枯萎病。

关键词：解淀粉芽胞杆菌西瓜枯萎病尖孢镰刀菌根际微生物区系

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晋中市日光温室西葫芦冬春茬高效栽培技术

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现代农业科技 2018年第7期 94-95,100页

作者：侯富恩聂园军郝科星山西省农业科学院农业资源与经济研究所山西太原030006

西葫芦的适应性强,且生长快、结果早,在栽培面积特别是保护地栽培面积方面,西葫芦是葫芦科仅次于黄瓜的瓜类蔬菜。从品种选择、播种育苗、定植、定植后管理、病害防治、采收贮藏等方面对晋中市日光温室西葫芦冬春茬高效栽培技术进行总结... 详细信息

西葫芦的适应性强,且生长快、结果早,在栽培面积特别是保护地栽培面积方面,西葫芦是葫芦科仅次于黄瓜的瓜类蔬菜。从品种选择、播种育苗、定植、定植后管理、病害防治、采收贮藏等方面对晋中市日光温室西葫芦冬春茬高效栽培技术进行总结,以供种植户参考。

关键词：西葫芦日光温室冬春茬栽培技术山西晋中

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早熟棉‘中棉所16’再生纯合系的创制及遗传转化

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中国农业大学学报 2019年第8期24卷 10-18页

作者：李静张换样吴慎杰聂园军焦改丽秦丽霞山西省农业科学院棉花研究所山西运城044000 山西省农业科学院农业资源与经济研究所太原030031

为拓展可再生陆地棉的基因型,利用转基因技术直接改良已有的优良早熟棉品种,设置不同浓度的2,4-D和激动素(KT)4种组合进行诱导,成功获得体细胞胚和再生植株,构建早熟棉品种‘中棉所16’再生体系。研究表明:诱导初生愈伤组织以添加0.1 mg... 详细信息

为拓展可再生陆地棉的基因型,利用转基因技术直接改良已有的优良早熟棉品种,设置不同浓度的2,4-D和激动素(KT)4种组合进行诱导,成功获得体细胞胚和再生植株,构建早熟棉品种‘中棉所16’再生体系。研究表明:诱导初生愈伤组织以添加0.1 mg/L 2,4-D、0.1 mg/L KT的组合诱导培养基效果最佳,愈伤组织形态较好,有利于撤除激素的胚胎发生和植株再生;‘中棉所16’胚胎发生状态只有1种,在去掉2,4-D和KT的第一次继代便开始分化出白-灰色粗颗粒胚性愈伤组织,继代1~2次后有胚状体出现和植株再生,整个再生过程需要6~8个月。经过2次组培获得再生系,其不同株系胚胎发生率均有不同程度的明显提高。随后获得后代种子100%可再生纯合系材料,经过进一步自交扩繁,其后代种子用于转化受体,提高了转化和再生效率,并利用该体系将EDT1基因成功导入‘中棉所16’基因组。以9个月为限统计,其遗传转化胚胎发生率高达40%以上。

关键词：早熟棉 2,4-D和KT 胚胎发生再生纯合系遗传转化

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干旱和盐胁迫条件下枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因(ZjGPX)的差异表达及功能分析

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中国农业科学 2015年第14期48卷 2806-2817页

作者：肖蓉罗慧珍张小娟邓舒张春芬任莹孟玉平曹秋芬聂园军山西省农业科学院果树研究所山西省农业科学院生物技术研究中心山西大学生物工程学院山西省农业科学院农作物品种资源研究所/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室山西省农业科学院农业资源与经济研究所

【目的】研究枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因(Zj GPX)的功能,为其在果树抗逆基因工程改良中的利用奠定基础。【方法】以‘壶瓶枣’(Ziziphus jujuba ***)结果枝构建的c DNA文库中选取一条与其他植物谷胱甘肽过氧化物酶基因有较高同源性的... 详细信息

【目的】研究枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因(Zj GPX)的功能,为其在果树抗逆基因工程改良中的利用奠定基础。【方法】以‘壶瓶枣’(Ziziphus jujuba ***)结果枝构建的c DNA文库中选取一条与其他植物谷胱甘肽过氧化物酶基因有较高同源性的序列为研究对象进行序列分析,预测其功能。通过实时荧光定量技术分析目的基因在盐胁迫及干旱胁迫条件下的表达特性,并构建植物表达载体PEZR(K)-LNY-Zj GPX,运用农杆菌介导法,将Zj GPX转入拟南芥,对转基因及野生拟南芥植株作盐胁迫及干旱胁迫处理,验证其抗逆功能。【结果】Zj GPX编码序列(CDS)长510 bp,编码169个氨基酸。Blast比对发现该基因与多种植物GPX基因具有高度同源性(>80%)。实时荧光定量分析表明,在辣椒枣组培苗中,Zj GPX能够被一定浓度的干旱胁迫和盐胁迫诱导表达,且反应迅速,仅胁迫15 min,其相对表达量与对照相比即出现大幅升高,暗示该基因可能对枣树抗旱性和耐盐性具有重要的作用。结合50μg·m L-1 Kan抗性筛选、PCR验证及激光共聚焦显微镜观察,共获得10株阳性转基因拟南芥株系,干旱及盐胁迫处理结果显示,转基因拟南芥种子萌发率均高于野生型拟南芥;成株在胁迫15 d后,野生型拟南芥出现叶片发黄、萎蔫、整株干枯、死亡的迹象,而转Zj GPX拟南芥生长基本正常。表明过表达Zj GPX拟南芥株系具有良好的耐旱性和耐盐性。【结论】Zj GPX在植物的干旱和盐胁迫应答反应机制中起重要作用,过量表达Zj GPX可提高转基因拟南芥的耐旱和耐盐能力。

关键词：枣树 Zj GPX 差异表达胁迫转基因拟南芥

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