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Manure substitution improves maize yield by promoting soil fertility and mediating the microbial community in lime concretion black soil

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Journal of Integrative Agriculture 2024年第2期23卷 698-710页

作者： Minghui Cao Yan Duan Minghao Li caiguo tang Wenjie Kan Jiangye Li Huilan Zhang Wenling Zhong Lifang Wu The Center for Ion Beam Bioengineering&Green Agriculture Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031China University of Science and Technology of China Hefei 230026China Zhongke Taihe Experimental Station Taihe 236626China Institute of Resources and Environment Jiangsu Academy of Agricultural SciencesNanjing 210014China

Synthetic nitrogen(N)fertilizer has made a great contribution to the improvement of soil fertility and productivity,but excessive application of synthetic N fertilizer may cause agroecosystem risks,such as soil acidification,groundwater contamination and biodiversity ***,organic substitution has received increasing attention for its ecologically and environmentally friendly and productivity ***,the linkages between manure substitution,crop yield and the underlying microbial mechanisms remain *** bridge this gap,a three-year field experiment was conducted with five fertilization regimes:i)Control,non-fertilization;CF,conventional synthetic fertilizer application;CF_(1/2)M_(1/2),1/2 N input via synthetic fertilizer and 1/2 N input via manure;CF_(1/4)M_(3/4),1/4 N input synthetic fertilizer and 3/4 N input via manure;M,manure *** fertilization treatments were designed to have equal N *** results showed that all manure substituted treatments achieved high soil fertility indexes(SFI)and productivities by increasing the soil organic carbon(SOC),total N(TN)and available phosphorus(AP)concentrations,and by altering the bacterial community diversity and composition compared with ***,AP,and the soil C:N ratio were mainly responsible for microbial community *** co-occurrence network revealed that SOC and AP had strong positive associations with Rhodospirillales and Burkholderiales,while TN and C:N ratio had positive and negative associations with Micromonosporaceae,*** specific taxa are implicated in soil macroelement *** Forest analysis predicted that both biotic(bacterial composition and Micromonosporaceae)and abiotic(AP,SOC,SFI,and TN)factors had significant effects on crop *** present work strengthens our understanding of the effects of manure substitution on crop yield and provides theoretical support for optimizing fertilization strategies.

关键词： fertilization manure substitution soil fertility maize yield bacterial community

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Transcriptome analysis suggests mechanisms for a novel flowering type: Cleistogamous wheat

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The Crop Journal 2020年第2期8卷 313-326页

作者： caiguo tang Minghao Li Minghui Cao Ruiju Lu Huilan Zhang Chenghong Liu Shengwei Huang Pingping Zhang Hao Hu Weiwei Zhao Lifang Wu Key Laboratory of High Magnetic Field and Ion Beam Physical Biology Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031AnhuiChina School of Life Sciences University of Science and Technology of ChinaHefei 230027AnhuiChina Biotech Research Institute Shanghai Academy of Agricultural SciencesShanghai 201106China School of Life Sciences Anhui UniversityHefei 230601AnhuiChina Taihe Experimental Station Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesTaihe 236626AnhuiChina

Wheat is one of the most important staple crops *** head blight severely reduces wheat yield and *** of a novel type of cleistogamous wheat mutant,ZK001,which was created by static magnetic field treatment,is a new strategy for controlling Fusarium head ***,little is known about the mechanism of cleistogamy in *** present study demonstrated that anthers of ZK001 were retained on the glumes at all flowering stages,whereas those of YM18 were extruded from the paleae and *** was a clear difference in the morphological characteristics of lodicules between YM18 and *** calcium and potassium contents were significantly higher in YM18 than in ZK001 from white to yellow anther *** Fusarium head blight resistance,the diseased kernel rate and deoxynivalenol content of ZK001 were markedly lower than those of YM18 and *** transcriptome analysis of YM18 and ZK001 was performed to identify regulatory mechanisms of *** main differentially expressed genes identified in the spikelets of YM18 and ZK001 at the green anther stage were associated with cell walls,carbohydrates,phytohormones,water channel,and ion binding,transport,and *** differentially expressed genes may play an important role in regulating cellular homeostasis,osmotic pressure,and lodicule *** results indicate that ZK001 lost the ability to push the lemmae and paleae apart during the flowering stage because of the thin ***001 was speculated to provide structural barriers for Fusarium head blight during the flowering *** thin lodicule of ZK001 results from low levels of soluble sugar,calcium ions,and potassium ions in the *** levels are regulated by differentially expressed genes.

关键词： blight crops Wheat

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Plasticity in Triticeae centromere DNA sequences:a wheat×tall wheatgrass(decaploid) model

Plasticity in Triticeae centromere DNA sequences:a wheat×ta...

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第十届全国小麦基因组学及分子育种大会

作者： Jing Zhao Weiwei Hao caiguo tang Han Yao Baochun Li Qi Zheng Zhensheng Li Xueyong Zhang Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement Ministry of AgricultureInstitute of Crop ScienceChinese Academy of Agricultural Sciences The Applied Plant Genomics Laboratory Nanjing Agricultural University Gansu Agricultural University State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering Institute of Genetics and Development of BiologyChinese Academy of Sciences

Centromeres mediate chromosome attachment to microtubules and maintain the integrity of chromosomes for proper segregation of the sister chromatids during cell *** in the assembly of Triticeae genome sequences combined with the capacity to recover hybrid species derived from very distantly related species,provides potential experimental systems for linking retrotransposon amplification and repositioning of centromeres via non-mendelian inheritance in partial amphiploid *** decaploid tall wheatgrass(Thinopyrum ponticum) is one of the most successfully used perennial species in wheat breeding for generating translocation lines with valuable agronomic *** found that wheat centromere retrotransposons CRW and Quinta widely occur within the tall wheatgrass *** addition,one of the genome donors to ***,Pseudoroegneria stipifolia(StSt),has been shown to have three other retrotransposons(Abigail,Abia and CL 135) and a satellite repeat,*** of partial amphiploid lines that were generated in the 1970 s demonstrated extensive modification in centromere sequences using CentSt,Abigail and Abia as *** also detected that St-genome chromosomes were more enriched with Abigail and CentSt,whereas E-genome chromosomes were enriched with CRW and Quinta in tall wheatgrass and its closer *** can be concluded that bursts of transposition of retrotransposons and repositioning of centromeres via non-mendelian segregation are common in partial amphiploids derived from interspecific *** speaking,our study reveals that the existence of homologous centromere functional sequences in both a donor and its receptor can substantially contribute to the successful transfer of alien genes into crop species.

关键词： Tall wheatgrass Wheat Centromere retrotransposon Cent-repeat Genome differentiation

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开阳县南江乡林下养鸡发展优势和技术要点

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贵州畜牧兽医 2020年第6期44卷 37-39页

作者：唐才果贵州省开阳县南江布依族苗族乡农业服务中心贵州开阳550399

林下养鸡是当前许多贫困山区利用山林资源发展养殖脱贫致富的模式。开阳县南江乡森林覆盖率高,果林面积广,水资源丰富,发展林下养鸡具有得天独厚的优势。文章通过分析南江乡林下养鸡的资源优势,提出饲养管理技术要点和发展建议,以助推... 详细信息

林下养鸡是当前许多贫困山区利用山林资源发展养殖脱贫致富的模式。开阳县南江乡森林覆盖率高,果林面积广,水资源丰富,发展林下养鸡具有得天独厚的优势。文章通过分析南江乡林下养鸡的资源优势,提出饲养管理技术要点和发展建议,以助推当地林下养鸡的进一步发展。

关键词：开阳县林下养鸡疫病防控

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减肥减药样板工程——中国科学院“第二粮仓”的战略布局与示范

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科技促进发展 2019年第4期15卷 339-345页

作者：吴丽芳汤才国中国科学院合肥物质科学研究院

全球人口增长、气候危机严峻、旱涝病虫害频繁发生,使得粮食安全问题日益突出。在农业生产中,为了追求粮食产量,化肥和农药被不科学、不合理的施用,造成了农田土壤理化结构改变、肥药利用率日渐低下等严重问题。过量施用肥药带来的面源... 详细信息

全球人口增长、气候危机严峻、旱涝病虫害频繁发生,使得粮食安全问题日益突出。在农业生产中,为了追求粮食产量,化肥和农药被不科学、不合理的施用,造成了农田土壤理化结构改变、肥药利用率日渐低下等严重问题。过量施用肥药带来的面源污染问题日益严峻,给农业生产、生态环境和人类健康带来了严重影响。但不可否认的是,化肥和农药的合理施用在粮食增产和稳产中发挥了重要作用。如何利用好化肥和农药这两把双刃剑,是现代农业可持续发展的关键。"第二粮仓"项目针对黄淮南片地区农业生产中存在的砂姜黑土障碍、抗逆优良品种缺乏、季节性旱涝威胁、肥药利用效率低和污染重等问题,进行农业全产业链技术创新与集成,建立了砂姜黑土产能与效益协同提升综合技术模式和高效持久的推广模式。这一战略布局与示范工程为新形势下农业生产提供样板,也是实施"藏粮于地、藏粮于技"战略的具体体现。"第二粮仓"项目在肥药双减科技创新方面走出了一条绿色可持续发展之路,建立的肥药双减技术产品研发与示范推广模式,为国家在肥药双减工作上的推进提供了解决方案和示范样板。

关键词：粮食安全面源污染现代农业可持续发展第二粮仓肥药双减

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油桐下胚轴直接再生体系的建立

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分子植物育种 2016年第7期14卷 1821-1826页

作者：穆燕侯金艳陈晶汤才国倪军陈明吴丽芳中国科学院合肥物质科学研究院中科院离子束生物工程学重点实验室国家林业局能源林研究中心环境毒理与污染控制技术安徽省重点实验室合肥230031

为了获得油桐的离体再生技术,本实验以油桐无菌苗下胚轴为外植体,采用MS培养基添加不同的植物生长调节剂,通过直接器官发生途径建立了简单的、可重复的油桐离体再生体系。结果表明:下胚轴直接诱导不定芽的最适培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+... 详细信息

为了获得油桐的离体再生技术,本实验以油桐无菌苗下胚轴为外植体,采用MS培养基添加不同的植物生长调节剂,通过直接器官发生途径建立了简单的、可重复的油桐离体再生体系。结果表明:下胚轴直接诱导不定芽的最适培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA,诱导率高达45.37%,平均不定芽数为3.69;最适继代增殖培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA+1.0 mg/L GA3,增殖系数可达3.13;最佳生根培养基为1/2 MS+0.2 mg/L IBA,生根率高达97.78%。驯化后移栽到营养土:珍珠岩:蛭石=2:1:1的混合基质中,成活率达90%以上。

关键词：油桐下胚轴不定芽植株再生

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粗山羊草CCT家族基因序列分析及激素响应

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植物学报 2017年第2期52卷 188-201页

作者：郑军乔玲赵佳佳乔麟轶张世昌常建忠汤才国杨三维山西省农业科学院小麦研究所临汾041000 山西省农业科学院作物科学研究所作物遗传与分子改良山西省重点实验室太原030031 中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所合肥230031

开花是植物生长发育的重要过程。CCT家族基因在植物中广泛存在,参与植物花期的调控过程。该文从粗山羊草(Aegilops tauschii)全基因组中分离出26个CCT基因,它们分布于7对染色体上,按照排列顺序将其命名为AetCCT1–26。AetCCT蛋白分子量... 详细信息

开花是植物生长发育的重要过程。CCT家族基因在植物中广泛存在,参与植物花期的调控过程。该文从粗山羊草(Aegilops tauschii)全基因组中分离出26个CCT基因,它们分布于7对染色体上,按照排列顺序将其命名为AetCCT1–26。AetCCT蛋白分子量介于14.9 kDa(AetCCT3)–83.2 kDa(AetCCT12)之间,其中有25个蛋白包含完整的CCT保守结构域。系统发育分析显示,12对粗山羊草/乌拉尔图小麦(Triticum urartu)CCT蛋白和9对粗山羊草/水稻(Oryza sativa)CCT蛋白为直系同源蛋白。通过公共数据的数字表达分析表明,AetCCT具有组织特异性和组成型2种表达形式,其中AetCCT3、AetCCT4、AetCCT7及AetCCT9等9个基因在大部分组织中都有表达,而AetCCT15、AetCCT21和AetCCT25等基因分别在种子、叶和根等少数组织中特异表达。AetCCT家族可以响应不同外源激素,施用激素24小时和72小时后各成员对激素响应整体表现一致,但不同成员对于不同激素的响应存在差异,表明该家族成员在功能和行使方式等方面具有一定的多样性,可能参与不同生长发育过程。光照条件影响AetCCT的表达,说明光照和春化作用是影响与调控该家族基因表达的重要因素。研究结果有助于探索小麦(***)进化、驯化和演变的规律,以及认识重要农艺性状的形成与互作网络。

关键词：粗山羊草 CCT基因家族序列分析激素响应

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盐肤木对重金属铬胁迫的生理生化反应研究

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生态科学 2017年第2期36卷 26-31页

作者：陈晶穆燕陈明李明浩赵薇薇汤才国黄胜威詹福如中国科学院离子束生物工程学重点实验室国家林业局能源林研究中心合肥230031 中国科学技术大学生命科学学院合肥230027

通过土培试验研究了不同质量浓度的重金属铬(0、30、50、80 mg·kg^(–1))胁迫对盐肤木根长、茎长、地上及地下部分干重,叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,探究了铬胁迫下盐肤木对铬的生理... 详细信息

通过土培试验研究了不同质量浓度的重金属铬(0、30、50、80 mg·kg^(–1))胁迫对盐肤木根长、茎长、地上及地下部分干重,叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,探究了铬胁迫下盐肤木对铬的生理生化响应和耐受能力,为应用盐肤木修复重金属铬污染土壤提供依据。研究结果表明,在重金属铬胁迫下,盐肤木叶片的叶绿素含量略有降低,丙二醛含量升高。当铬浓度低于50 mg·kg^(–1)时,随浓度升高,盐肤木叶片的脯氨酸含量、SOD和CAT活性均升高。当铬浓度为80 mg·kg^(–1)时,其含量和活性相对下降,但对其正常生长均无显著影响,说明盐肤木耐受铬的能力较强,作为重金属污染地恢复的先锋植物具有很好的应用前景。

关键词：盐肤木铬胁迫丙二醛脯氨酸植物修复重金属污染

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外源独脚金内酯缓解小麦干旱胁迫的机制研究

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安徽大学学报（自然科学版） 2021年第5期45卷 98-108页

作者：魏如月张慧兰阚文杰汤才国吴丽芳安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230039 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所安徽合肥230031

干旱已成为小麦生长发育、产量与品质最重要的限制因素之一.为探究独脚金内酯(SLs)对小麦幼苗干旱胁迫的缓解效应,笔者以20%PEG-6000作为中度干旱胁迫处理水培的小麦品种百农207,以0.8μmol·L^(-1)人工合成的独脚金内酯类似物GR24(rac-... 详细信息

干旱已成为小麦生长发育、产量与品质最重要的限制因素之一.为探究独脚金内酯(SLs)对小麦幼苗干旱胁迫的缓解效应,笔者以20%PEG-6000作为中度干旱胁迫处理水培的小麦品种百农207,以0.8μmol·L^(-1)人工合成的独脚金内酯类似物GR24(rac-GR24)进行灌根处理,对干旱胁迫下小麦幼苗的长势、叶片相对含水量、叶绿素含量、抗氧化系统和渗透调节物质,以及SLs信号转导和脱落酸(ABA)等激素相关基因表达谱进行分析.研究结果表明,GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,与干旱胁迫相比,GR24处理后干物质含量增加了40.9%,总叶绿素含量和PS II的最大光化学效率Fv/Fm分别提高了23.6%和84.3%,脯氨酸含量降低了41.7%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别增加了8.4%,6.2%,12.6%,还原型谷胱甘肽(GSH)的含量和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值分别提高了43.9%和84.2%,活性氧水平显著降低,过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量分别降低了26.3%和31.6%,根部SLs信号转导基因TaD14,TaMAX2,TaD53的表达量显著上调了18.4%,23.5%,12.3%,叶片ABA合成基因TaNCED1的表达量显著上调了12.5%,而ABA分解基因TaHYD1的表达量显著下调.因此,独脚金内酯提高了干旱胁迫下叶绿素含量和光合效率,增强了叶片的抗氧化能力,促进了SLs信号转导和ABA积累,从而促进了小麦幼苗的生长,有效提高了小麦幼苗的抗旱性.上述结果可为进一步研究SLs调控小麦耐旱胁迫的分子机制奠定基础.

关键词：小麦干旱独脚金内酯抗氧化系统基因表达

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一株小麦赤霉病拮抗菌的筛选鉴定及防治效果分析

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生态科学 2019年第3期38卷 64-70页

作者：周清舒宪王钰婷李明浩汤才国倪军赵薇薇黄胜威吴丽芳中科院强磁场与离子束物理生物学重点实验室国家林业局能源林研究中心合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 安徽省环境毒理与污染控制技术安徽省重点实验室合肥230031 安徽省农业科学院蚕桑研究所合肥230001

自小麦赤霉病发病田块土壤中,分离得到1株小麦赤霉病高效拮抗菌株。通过形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列比对分析,将这株拮抗菌株鉴定为奇异变形杆菌(proteus mirabilis)。P. mirabilis DY05发酵液和无细胞上清均可显著抑制禾谷... 详细信息

自小麦赤霉病发病田块土壤中,分离得到1株小麦赤霉病高效拮抗菌株。通过形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列比对分析,将这株拮抗菌株鉴定为奇异变形杆菌(proteus mirabilis)。P. mirabilis DY05发酵液和无细胞上清均可显著抑制禾谷镰刀菌菌丝体生长(抑制率分别为79.50%和51.25%)和分生孢子萌发(抑制率均为100%),减少呕吐毒素产生(分别减少84.32%和82.82%)。田间赤霉病防治试验结果显示,接种DY05,可降低发病率52.13%,同时病情指数降低48.74%,显示出较好的防治效果。促生生理活性评价试验结果显示,菌株DY05可以产生铁载体和IAA,并具有溶磷作用和ACC脱氨酶活性,具有很好的促生长潜力。盆栽试验结果表明,菌株DY05对小麦植株生长具有显著的促进作用。与对照组相比,菌株DY05处理可以显著增加小麦幼苗茎高、根长、鲜重和干重,其中茎高、根长、鲜重和干重分别提高了22.21%、26.41%、44.77%和26.53%。分离得到的拮抗菌株DY05具有拮抗病原真菌和促进植物生长的双重功能,为开发禾谷镰刀菌生物防治制剂提供了菌种材料。

关键词：奇异变形杆菌小麦赤霉病禾谷镰刀菌鉴定抑制作用促生长特性

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