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根际微生物响应再生稻衰老的演变特征及其延效机制

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作物学报 2024年第8期50卷 2039-2052页

作者：郭春林林满红陈婷陈鸿飞林文芳林文雄福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 福建农林大学生命科学学院福建福州350002

探索根际微生物响应再生稻生育后期植株衰老进程的菌群演变规律及其生态对策是防止作物早衰发生,促进耕地土壤肥力和作物生产力协同提升的关键。本研究选用2个具有亲缘关系的常规再生稻品种黄华占(Huanghuazhan,HHZ)和丰华占(Fenghuazha... 详细信息

探索根际微生物响应再生稻生育后期植株衰老进程的菌群演变规律及其生态对策是防止作物早衰发生,促进耕地土壤肥力和作物生产力协同提升的关键。本研究选用2个具有亲缘关系的常规再生稻品种黄华占(Huanghuazhan,HHZ)和丰华占(Fenghuazhan,FHZ)为供试材料,采用高通量测序等方法研究再生稻生育后期根际菌群随植株衰老进程而发生的多样变化、菌群演变生态策略和物种间生态位关系。结果表明,2个具有紧密亲缘关系的供试品种其生育后期的自然衰老变化趋于一致。但在同等施肥条件下,丰华占生育后期的所有相关生理指标衰败速度均明显高于黄华占,即呈现早衰现象,并显著影响其头季和再生季稻的干物质积累与籽粒灌浆结实,进而减产。进一步分析结果证实,根际微生物多样性与再生稻植株的衰老进程紧密关联,具体表现在随着再生稻生育后期的推进,FHZ根际微生物多样性Chao 1指数和Shannon指数下降幅度更大,根际微生物生态位宽度变小。进一步分析发现,HHZ头季稻成熟期较FHZ头季稻成熟期根际土壤显著提高了地杆菌属(Geobacter)、卤囊菌属(Haliangium)、亚硝酸盐氧化菌属(Candidatus_Nitrotoga)以及硝化螺菌属(Nitrospira)的相对丰度(0.61%、0.17%、0.42%和0.045%);而在慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)以及芽单胞菌属(Gemmatimonas)上HHZ较FHZ显著下降了0.29%、0.76%和0.15%;HHZ根际上调的微生物在土壤的营养循环和有效性转化上起到重要功能作用,其根际土壤微生物生态位宽度比FHZ高36.81%,反映了根际微生物对资源利用的差异,是微生物适应土壤胁迫环境的生物印迹。本研究认为植物早衰发生是根际微生物生态对策的结果,再生稻头季植株根际土壤微生物群落结构差异对其再生季具有显著的延效作用。因此,加强再生稻头季后期的根际调控,强化根际土壤微生物菌群的合理构建,促进根际正效应形成,是活化土壤营养环境,防止再生稻早衰发生,进一步提升再生季稻产量的关键。

关键词：再生稻早衰根际微生物根际效应栽培调控

再生稻头季施用促芽肥对不同节位腋芽生长发育和碳氮含量的影响

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中国稻米 2024年第3期30卷 32-39页

作者：杨运城曾春丽姚飞飞孙彦波杨子鹏陈鸿飞福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室/福建农林大学生命科学学院福州350002

为探究再生稻生产中促芽肥施用量对头季稻不同节位腋芽萌发及生长发育的影响,以杂交水稻品种泸优1831和甬优1540为供试材料,设置4个不同促芽肥施用量处理(N0,不施氮;N1,纯N 75.00 kg/hm2;N2,纯N84.40 kg/hm2;N3,纯N 93.75 kg/hm2),测定... 详细信息

为探究再生稻生产中促芽肥施用量对头季稻不同节位腋芽萌发及生长发育的影响,以杂交水稻品种泸优1831和甬优1540为供试材料,设置4个不同促芽肥施用量处理(N0,不施氮;N1,纯N 75.00 kg/hm2;N2,纯N84.40 kg/hm2;N3,纯N 93.75 kg/hm2),测定了不同促芽肥施用量处理下再生稻头季不同节位腋芽存活率、芽长、茎节非结构碳水化合物含量和全氮含量。结果表明,腋芽存活率和芽长与促芽肥施用量成正比,施用促芽肥可以显著提高再生稻的腋芽存活率,N3处理较N0处理腋芽存活率提高27.34%(甬优1540)~36.51%(泸优1831)。不同节位腋芽对于促芽肥响应不同,N3处理下泸优1831第2、第3、第4节位的腋芽存活率较N0处理分别提高74.36%、29.35%和22.33%,甬优1540则分别提高24.25%、22.33%和40.49%;相同促芽肥施用量下高节位腋芽存活率均高于低节位腋芽;腋芽存活率与腋芽可溶性糖含量呈极显著正相关关系,第3、第4节位的腋芽存活率与腋芽中淀粉含量呈负相关关系。综上所述,不同节位腋芽存活率与腋芽中的可溶性糖含量有关,其中维持第4节位腋芽存活所需促芽肥最多,当选择低留桩机械化收割时可以适当减少促芽肥的施用量。

关键词：再生稻促芽肥腋芽存活率可溶性糖

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连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响

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林业科学研究 2024年第3期37卷 106-117页

作者：张清旭李建鹃王裕华彭艳晖王炎炎郭玥胡明玥林文雄吴则焰福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 福建省林业调查规划院福建福州350003 福建农林大学作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建省农业生态过程与安全监控重点实验室福建福州350002

[目的]探究连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响,为探明木麻黄连栽障碍机制提供基础理论依据。[方法]以3个不同连栽代数(第一代First continuous plantation,FCP;第二代Second continuous plantation,SCP;第三代Third continu... 详细信息

[目的]探究连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响,为探明木麻黄连栽障碍机制提供基础理论依据。[方法]以3个不同连栽代数(第一代First continuous plantation,FCP;第二代Second continuous plantation,SCP;第三代Third continuous plantation,TCP)的木麻黄人工林根际土壤为材料,以未种植木麻黄的天然乔木林根际土壤作为对照(CK),通过Illumina NovaSeq测序平台对古菌群落进行高通量测序。[结果]从3个不同连栽代数木麻黄人工林根际土壤和对照土壤中总共得到1 146 390条有效序列,以100%序列相似度聚类得到998 515个ASV。Alpha多样性分析结果表明,所观察到的物种数和Chao1指数均随着连栽代数的增加呈现下降的趋势,而Shannon指数、Simpson指数和pielou_e均以FCP最高,TCP次之,SCP最低。Beta多样性分析、PCoA分析、UPGMA聚类分析和Anosim分析结果表明,不同连栽代数木麻黄根际土壤古菌群落物种多样性存在差异,但不同组间差异不显著。共检测到5个门,优势菌门为奇古菌门(Thaumarchaeota),且奇古菌门占比随着栽植代数的增加呈现下降的趋势,与对照相比,FCP、SCP、TCP分别下降了17.42%、50.97%、51.51%。古菌群落与土壤理化性质相关性分析结果显示,奇古菌门与pH、全钾(TK)、全氮(TN)、全磷(TP)呈显著正相关,泉古菌门与速效磷(AP)和速效氮(AN)呈显著正相关,不同古菌群落与土壤理化因子之间的相关性存在显著差异。[结论]本研究证实了木麻黄人工林经过多代连续栽植后,根际土壤古菌群落结构发生显著变化,推测古菌群落结构失衡是导致土壤微生态失衡的重要原因之一。研究结果为揭示木麻黄人工林连栽障碍形成的原因提供了理论依据。

关键词：连栽障碍木麻黄高通量测序根际古菌群落

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孑遗植物水松不同季节根际微生物群落结构和功能特征

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林业科学研究 2024年第3期37卷 118-128页

作者：张晨周柳婷王炎炎林瑞余吴则焰福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建省农业生态过程与安全监控重点实验室福建福州350002 福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013 福建农林大学生命科学学院福建福州350002

[目的]探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。[方法]采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。... 详细信息

[目的]探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。[方法]采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。[结果]水松根际微生物群落中优势细菌为α-变形菌(Alphaproteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和δ-变形菌(Deltaproteobacteria),优势真菌为粪壳菌(Sordariomycetes)。夏季水松根际微生物量和微生物多样性最高。根际微生物的碳代谢能力在夏季最强,冬季最弱,大致表现为夏季>秋季>春季>冬季,速效氮可能是微生物群落碳代谢功能的主要驱动因子。[结论]水松根际微生物群落多样性和碳代谢能力在夏季最优,在冬季最差。季节因素显著影响着根际微生物群落结构和功能,开展相关研究时应充分考虑季节因素造成的波动。

关键词：水松根际微生物季节动态 PCR-DGGE Biolog-ECO

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关闸对筼筜湖水质及微生物群落结构的影响

福建农林大学学报(自然科学版) 2024年

作者：谢丹丹赵梅英胡杰华余玲张义许张奇何海斌海洋资源保护与生态治理福建省高等学校应用技术工程中心/厦门市智慧渔业重点实验室/厦门海洋职业技术学院海洋生物学院福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/福建农林大学农业生态研究所武夷学院茶与食品学院

【目的】探究短期关停补水工程对筼筜湖水质及水体中微生物群落结构的影响，为筼筜湖进一步综合治理提供新思路。【方法】以关闸和开闸期间的筼筜湖水为样本，测定其水质指标；采用高通量测序技术，分析两个时期水体样本中微生物多样性... 详细信息

【目的】探究短期关停补水工程对筼筜湖水质及水体中微生物群落结构的影响，为筼筜湖进一步综合治理提供新思路。【方法】以关闸和开闸期间的筼筜湖水为样本，测定其水质指标；采用高通量测序技术，分析两个时期水体样本中微生物多样性和群落结构的差异，以及关键差异微生物与水质指标的相关性。【结果】与开闸期间比较，关闸期间水质指标的变化表现为：pH值、活性磷酸盐含量、氨氮含量、非离子氨含量明显升高，化学耗氧量(CODMn)略微升高，无机氮含量下降。关闸期间水体中微生物多样性下降。经层层筛选，获得13个差异显著的操作分类单元（OTU），其中，关闸期间有12个对应的关键微生物在属水平的相对丰度高于开闸期间，且这些微生物与pH值、氨氮含量、CODMn和活性磷酸盐含量呈正相关。【结论】短期关闸停止了水体交换，水体运行动力不足，引起水体中活性磷积累明显、有机质转化不良、氨氮和非离子氨含量急剧上升等现象，提升了局部水质恶化的风险。

关键词：筼筜湖闸门纳潮水质微生物群落结构生态风险

紫苏分支酸合成酶PeCS基因克隆、生物信息学及原核表达分析

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分子植物育种 2024年第7期22卷 2089-2097页

作者：韩博伦肖清铁文欢欢律其鑫郑新宇林瑞余福建农林大学生命科学学院福建省农业生态过程与安全监测重点实验室福州350002 福建农林大学生命科学学院福建省作物生态与分子生理重点实验室福州350002

本研究旨在探究紫苏(Perilla frutescens L.)药用活性成分酚酸生物合成途径中的关键基因。基于前期紫苏转录组测序数据,筛选出酚酸合成途径中的差异表达基因分支酸合成酶(chorismate synthase, CS)基因,获得PeCS基因开放阅读框(ORF),利... 详细信息

本研究旨在探究紫苏(Perilla frutescens L.)药用活性成分酚酸生物合成途径中的关键基因。基于前期紫苏转录组测序数据,筛选出酚酸合成途径中的差异表达基因分支酸合成酶(chorismate synthase, CS)基因,获得PeCS基因开放阅读框(ORF),利用生物信息学技术对Pe CS基因功能做出初步预测,构建pET30a-PeCS原核表达载体,并转化大肠杆菌BL21 (DE3),IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE检测。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测紫苏不同组织(根,茎,叶)中PeCS表达水平。克隆得到紫苏PeCS基因开放阅读框(ORF)长度为877 bp,编码291个氨基酸,生物信息学预测为亲水性蛋白,定位于叶绿体。该蛋白相对分子质量为31 659.16。Pe CS基因编码蛋白不含信号肽且无跨膜区,亚细胞定位于叶绿体。所构建pET30a-PeCS原核表达载体在大肠杆菌BL21 (DE3)中表达的最适条件为15℃、0.5 mmol/L IPTG培养16 h,PeCS重组蛋白主要以包涵体形式存在,蛋白分子量与预测相符。RT-qPCR分析显示PeCS基因在紫苏不同器官组织中均有表达,且在叶中的表达量最高,在茎中表达量最低。本研究成功克隆紫苏分支酸合成酶PeCS基因,有助于更深入地阐释紫苏酚酸合成途径和调控机制。

关键词：紫苏分支酸合成酶生物信息学分析原核表达

不同热解温度下番茄藤蔓生物炭的理化特性分析

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福建农业学报 2024年第2期39卷 216-224页

作者：任丽花邹秀凤黄家庆叶菁王义祥福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/福建省农产品质量安全重点实验室福建福州350003 福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013

【目的】探究裂解温度对番茄藤蔓生物炭理化特性的影响。【方法】300℃、500℃和700℃下热解2 h制备生物炭,运用电镜扫描、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱分析仪等手段,对番茄藤蔓生物炭的表面结构特征、元素及其他特性、表面官能团等... 详细信息

【目的】探究裂解温度对番茄藤蔓生物炭理化特性的影响。【方法】300℃、500℃和700℃下热解2 h制备生物炭,运用电镜扫描、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱分析仪等手段,对番茄藤蔓生物炭的表面结构特征、元素及其他特性、表面官能团等进行综合分析。【结果】裂解法制备的番茄藤蔓生物炭呈碱性(pH值9.83~10.67),生物炭产率随裂解温度的升高而降低,灰分则相反。全氮含量以500℃时最低,300℃时最高,但固定碳含量、碳氮比(C/N比)均在500℃时含量相对较高,分别为51.42%和36.63。低温裂解时番茄藤蔓生物炭孔隙结构丰富,高温下裂解其孔隙被灰分及其熔融结构覆盖,孔隙度减小。热解温度的升高同时使生物炭芳香化程度增强,700℃高温热解时的傅里叶红外光谱图相较于300℃和500℃谱图吸收峰减少,尤其在500~800 cm^(-1)的吸收峰明显减弱。【结论】热裂解改变了番茄藤蔓生物炭的理化特性和微观结构,综合考虑各因素,300~500℃下裂解2 h制备的番茄生物炭具有较好的性能和较高的效益。

关键词：生物炭番茄藤蔓热解温度表面结构

南方沿海四省（区）再生稻发展与高质量生产体系构建

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中国农业大学学报 2024年第12期 209-217页

作者：翁伯琦林怡王义祥王小龙陈华李艳春福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所福建省红壤山地农业生态过程重点实验室华南农业大学农学院福建省农业科学院水稻研究所

南方沿海四省（区）是现代农业经济发展的重要区域，但该区域人多地少，粮食生产压力比较大，尤其是水稻生产集中区域面临双季稻种植面积减少的挑战。为有效提高粮食产能并构建高质量生产新体系，基于福建、广东、海南、广西等南方四省... 详细信息

南方沿海四省（区）是现代农业经济发展的重要区域，但该区域人多地少，粮食生产压力比较大，尤其是水稻生产集中区域面临双季稻种植面积减少的挑战。为有效提高粮食产能并构建高质量生产新体系，基于福建、广东、海南、广西等南方四省（区）的统计数据，深入分析了广东、广西、福建、海南等四省（区）水稻生产现状与存在主要问题，阐述了该区域再生稻的生产现状与主要优势及其发展潜力。结果表明：近20年来该区域水稻种植面积下降30.46%，产量下降22.56%。受稻作收益空间挤压等影响，双季稻面积不断缩减，耕地“非粮化”特征比较明显。再生稻作为效益较为显著的水稻种植制度得到了进一步发展，平均产量达到头季稻产量的23.86%～79.31%，且随着栽培技术的不断进步，并逐渐向规模化、机械化、轻简化和标准化转型，表现出良好的增产潜力。结合区域粮食生产实际，研究提出了因地制宜优化创立“头季稻+再生稻”超吨粮新格局及其对策，主要内容包括：实施科技攻关并选育适宜再生种植的水稻新品种；鼓励适宜区域发展再生稻并扩大机收再生稻面积；集聚优势实施“头季+再生稻”超吨粮工程建设；推进再生稻生产全程绿色化与社会化服务新模式；以品牌发展为支撑点构建高质量绿色生产新体系；打造再生稻米新品牌并加大技术示范和宣传力度。

关键词：南方沿海四省(区) 粮食安全产能提升再生稻高质量生产体系

生长育肥猪小麦消化能和代谢能的测定及预测模型的建立

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动物营养学报 2024年第2期36卷 863-873页

作者：刘小杰冯淦熠蒋线吉欧阳晴唐辉田明洲李瑞龙次民黄瑞林印遇龙中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室长沙410125 湖南农业大学动物科学技术学院湖南畜禽安全生产协同创新中心长沙410128

本试验旨在测定小麦用于饲喂生长肥育猪的消化能(DE)和代谢能(ME),并基于小麦有效化学成分含量构建DE和ME的预测模型。选取健康、体重为(50.0±1.7)kg的“杜×长×大”阉公猪22头,采取有重复的11×3不完全拉丁方设计,分别饲喂10个小麦... 详细信息

本试验旨在测定小麦用于饲喂生长肥育猪的消化能(DE)和代谢能(ME),并基于小麦有效化学成分含量构建DE和ME的预测模型。选取健康、体重为(50.0±1.7)kg的“杜×长×大”阉公猪22头,采取有重复的11×3不完全拉丁方设计,分别饲喂10个小麦饲粮和1个基础饲粮,试验共3个周期,每期12 d(7 d预饲+5 d粪尿收集),采用全收粪、尿法和套算法测定生长育肥猪对小麦的DE和ME。结果显示:1)在饲喂基础上,10个小麦的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、总淀粉(TS)、粗灰分(Ash)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)、木聚糖(Xylan)和总磷(TP)含量及总能(GE)的平均值分别为87.40%、13.34%、1.94%、55.19%、1.83%、1.56%、14.78%、3.05%、0.05%、6.44%、0.31%和15.48 MJ/kg。2)在饲喂基础上,10个小麦DE和ME的平均值分别为13.85和13.32 MJ/kg。3)小麦NDF含量与DE、ME均呈显著负相关(P<0.05),DE和ME的最佳预测方程为:DE(MJ/kg)=17.783-0.266NDF(%)[剩余标准差(RSD)=0.375,决定系数(R2)=0.60,P<0.01];ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%)(RSD=0.400,R2=0.76,P<0.01)。综上可知,不同来源小麦的化学组成变异性较大,NDF含量是生长育肥猪小麦DE与ME的最佳预测因子。

关键词：小麦生长育肥猪消化能代谢能预测模型