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不同耕作方式对土壤理化特性、微生物群落及小麦产量的影响

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不同耕作方式对土壤理化特性、微生物群落及小麦产量的影响

作者：韩潇杰河南农业大学

学位级别：硕士

传统翻耕影响土壤理化特性,导致土壤养分含量下降,而保护性耕作具有提高土壤含水量、改善土壤理化性质、培肥地力等优点。土壤微生物作为土壤养分循环的主要驱动力,对于农业生产的可持续发展至关重要。目前,对长期保护性耕作下小麦产量... 详细信息

传统翻耕影响土壤理化特性,导致土壤养分含量下降,而保护性耕作具有提高土壤含水量、改善土壤理化性质、培肥地力等优点。土壤微生物作为土壤养分循环的主要驱动力,对于农业生产的可持续发展至关重要。目前,对长期保护性耕作下小麦产量、非根际和根际土壤的理化性质和微生物群落的变化以及三者之间的相关性仍缺乏系统研究。长期定位试验始于2004年,地点位于洛阳市农林科学院试验基地,设置两种保护性耕作夏松秋免(DS)和夏免秋免(NT),以传统耕作(CT)为对照,通过在2023年小麦拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期测定非根际和根际土壤理化性质,并使用高通量测序技术测定土壤微生物,研究长期不同耕作方式对小麦产量、非根际和根际土壤理化性质、土壤微生物多样性、微生物群落结构和微生物相关功能的影响,以探究小麦产量、非根际和根际土壤养分含量、土壤微生物多样性、微生物群落结构和微生物相关功能之间的相关关系。主要研究结论如下:1.长期保护性耕作对小麦干物质积累量、氮素积累量和产量的影响:与传统耕作相比,保护性耕作显著增加了抽穗期、灌浆期和成熟期的干物质积累量和氮素积累量,增幅为15.0%-72.0%和28.6%-95.1%;显著增加了抽穗后干物质转运量对籽粒贡献度和抽穗后氮素对籽粒氮素贡献率,增幅为93.8%-111.9%和93.8%-111.9%;显著增加小麦穗数、穗粒数,增幅为46.2%-59.2%和21.9%-30.3%;进而显著提高小麦产量,增幅为15.7%-16.3%。2.不同耕作方式对非根际和根际土壤理化性质的影响:与传统耕作相比,保护性耕作提高不同生育时期下土壤含水量、非根际和根际土壤中有机质、全氮和速效钾含量以及生殖生长时期非根际和根际土壤中铵态氮和速效磷含量,对根际土壤养分含量的影响高于非根际土壤。3.不同耕作方式对非根际和根际土壤微生物群落的影响:与传统耕作相比,保护性耕作提高了拔节期、抽穗期和灌浆期非根际土壤微生物物种数量和各生育时期非根际与根际土壤微生物群落α多样性。保护性耕作与传统耕作、非根际与根际之间的微生物群落β多样性存在显著差异。从门水平上来看,与传统耕作相比,保护性耕作提高了非根际土壤和根际土壤中变形菌门的相对丰度,降低了放线菌门和芽单胞菌门的相对丰度。从目水平上来看,与传统耕作相比,保护性耕作提高了非根际和根际土壤中维氏细菌目、伯克氏菌目和根瘤菌目的相对丰度,降低了芽单胞菌目和鞘脂单胞菌目相对丰度。与传统耕作相比,保护性耕作提高非根际和根际土壤中细菌共现网络图中节点数;对根际土壤微生物群落多样性和稳定性的影响高于非根际土壤。在非根际和根际土壤中均表现为化能异养和好氧化能异养的细菌总相对丰度占比较高。4.不同耕作方式对环境因子、非根际和根际土壤微生物群落多样性、组成以及功能之间相关性的影响:ACE指数、Chao1指数、Simpson指数和Shannon指数与土壤p H、有机质、碱解氮、速效钾呈正相关;土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量与根瘤菌目、噬纤维菌目和几丁质噬菌体目的丰度呈显著正相关;根瘤菌目在非根际土壤中与掠食型或寄生型和几丁质分解呈显著正相关,在根际土壤中与好氧化能异养和固氮作用呈显著正相关;噬纤维菌目在非根际土壤中与掠食型或寄生型和几丁质分解呈显著正相关,在根际土壤中与化能异养、好氧化能异养、硝酸盐还原和发酵呈显著正相关;几丁质噬菌体目在非根际土壤中与掠食型或寄生型呈显著正相关,在根际土壤中与化能异养、好氧化能异养、掠食型或寄生型、硝酸盐还原和发酵呈显著正相关。表明土壤养分含量提高改变了与养分循环相关细菌目丰度,提高相关功能基因丰度,进而对于土壤养分循环和固定过程的调控具有重要作用,有利于土壤养分的有效利用。综上所述,长期保护性耕作能够提高干物质积累量、氮素积累量、穗数和穗粒数,进而显著提高小麦产量;增加非根际和根际土壤中微生物群落α多样性和β多样性,改变微生物群落的物种结构,促进与养分循环相关细菌的丰度占比增加,提升土壤养分的有效性,最终提高土壤肥力。

关键词：保护性耕作小麦土壤理化性质微生物群落特征

草酸青霉C11对地黄生长的影响及其代谢产物分析

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植物生态学报 2024年第6期48卷 809-816页

作者：郝尚华罗梦香曹宏丽张森王明道河南农业大学生命科学学院郑州450002

分离对地黄(Rehmannia glutinosa)生长有害的菌株并解析其代谢产物对地黄生长的影响,可为破解地黄连作障碍问题提供理论支持。从地黄重茬土壤中分离霉菌并研究其发酵液对地黄生长的影响,然后通过不同极性梯度萃取、硅胶柱层析方法分离... 详细信息

分离对地黄(Rehmannia glutinosa)生长有害的菌株并解析其代谢产物对地黄生长的影响,可为破解地黄连作障碍问题提供理论支持。从地黄重茬土壤中分离霉菌并研究其发酵液对地黄生长的影响,然后通过不同极性梯度萃取、硅胶柱层析方法分离对地黄危害最严重的代谢产物,并通过高效液相色谱和液相色谱-质谱联用技术鉴定分离出的物质。结果:筛选出1株草酸青霉(Penicillium oxalicum)菌株C11,分离鉴定到其有害化感物质是环(精-亮)二肽(分子量为269.347,分子式为:C12H23N5O2)。结果表明草酸青霉C11抑制了地黄产量41.5%,其有毒代谢产物环(精-亮)二肽可能是造成地黄连作障碍的原因。

关键词：地黄连作障碍霉菌草酸青霉环二肽

干扰素调节因子敲减细胞系的构建及其对猪伪狂犬病病毒增殖的影响

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畜牧兽医学报 2024年第9期55卷 4100-4109页

作者：付艺乾梁东阁王铭洋潘佳佳杨彦宾曾磊康相涛河南农业大学动物医学院郑州450046 河南农业大学农业农村部动物生化与营养重点实验室郑州450046 河南农业大学河南省动物生长发育调控重点实验室郑州450046 河南农业大学动物科技学院郑州450046

旨在揭示干扰素调节因子(interferon regulatory factor,IRFs)对猪伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)增殖的影响,本研究通过shRNA技术构建敲减IRF 1-9的PK15细胞系,并检测其敲减效率。采用流式细胞术以及滴度测定检测敲减IRF 1-9后... 详细信息

旨在揭示干扰素调节因子(interferon regulatory factor,IRFs)对猪伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)增殖的影响,本研究通过shRNA技术构建敲减IRF 1-9的PK15细胞系,并检测其敲减效率。采用流式细胞术以及滴度测定检测敲减IRF 1-9后PRV的增殖情况;利用RT-qPCR技术检测PRV感染细胞后PRV-gB、IFN-β、ISG-15和IL-6的mRNA表达水平;Western blot技术检测PRV感染细胞后gB蛋白的表达水平。敲减效率测定结果显示,PK15细胞中的IRF 1-9 mRNA表达水平均有显著降低;流式细胞术及滴度测定结果表明,敲减IRF 1-9基因后有助于PRV的增殖;RT-qPCR及Western blot结果证明,敲减IRF 1-9基因后,PRV-gB mRNA及蛋白表达水平均有显著提高;细胞炎性因子的mRNA表达水平检测结果发现,敲减IRF 1-9抑制PRV诱导的IFN-β、ISG-15以及IL-6 mRNA表达。综上所述,IRF 1-9是PRV在PK-15细胞内复制的宿主限制因子。

关键词： shRNA 干扰素调节因子猪伪狂犬病病毒细胞炎性因子

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黄河科技学院艺体学部河南农业大学作品选登

科技进步与对策 2024年第17期41卷 I0005-I0005页

作者：侯锐王玉张磊张云飞黄河科技学院艺体学部河南农业大学风景园林与艺术学院

关键词：

2022-2023年河南省猪繁殖与呼吸综合征病毒流行病学调查

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中国动物传染病学报 2024年

作者：韩紫薇杨寒石蒙蒙齐江坤孙亚威吕晨哲陈陆河南农业大学动物医学院

【目的】了解河南省猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus， PRRSV)最新流行变异情况，为河南省PRRS的防控提供科学参考。【方法】2022—2023年从河南省18个地市采集1171份疑似PRRSV感染猪的病... 详细信息

【目的】了解河南省猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus， PRRSV)最新流行变异情况，为河南省PRRS的防控提供科学参考。【方法】2022—2023年从河南省18个地市采集1171份疑似PRRSV感染猪的病料样品，采用RT-PCR检测PRRSV阳性率，统计不同季节和地区感染情况；利用RT-PCR扩增阳性样品ORF5基因序列后进行遗传进化分析。【结果】共324份样品(27.67%)检测为PRRSV阳性，河南省不同地区和季节PRRSV样品阳性率分别为13.95%～62.50%和21.74%～32.8%。共扩增获得62条完整ORF5基因序列，其中包括61条PRRSV-2和1条PRRSV-1ORF5序列，61条PRRSV-2序列中有45株属于sublinge1.8，8株属于sublinge1.5，1株属于sublinge8.7，7株属于sublinge5.1，所占比例分别为73.77％（45/61）、13.11％(8/61)、1.64％(1/61)、和11.48％(7/61)。氨基酸序列比对结果显示，部分病毒株氨基酸变异位于GP5细胞表位区域，其中2株类NADC30GP5存在氨基酸缺失，1株类NADC30在GP5插入一位氨基酸。【结论】河南省猪群PRSSV流行情况严重，且有多样化、复杂化趋势，其中类NADC30为主要流行毒株。

关键词： PRRSV ORF5 遗传进化变异河南

太子参多糖对雏鸡肠道指标及微生物区系的影响

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中国畜牧杂志 2024年第7期60卷 278-284页

作者：于燕鸽朱召岩丁梦霞王冰欣郭玉洁田亚东孙桂荣韩瑞丽蒋瑞瑞康相涛闫峰宾河南农业大学动物医学院河南郑州450046 河南农业大学动物科技学院河南郑州450046

试验旨在探究日粮中添加太子参多糖(PHP)对雏鸡肠道指标及微生物区系的影响。选取7日龄平均初始体重为(62.27±8.26)g的固始公鸡400只,随机分为4组,每组100只鸡。对照组饲喂基础日粮,试验组分别在基础日粮中添加100、200、400 mg/kg PH... 详细信息

试验旨在探究日粮中添加太子参多糖(PHP)对雏鸡肠道指标及微生物区系的影响。选取7日龄平均初始体重为(62.27±8.26)g的固始公鸡400只,随机分为4组,每组100只鸡。对照组饲喂基础日粮,试验组分别在基础日粮中添加100、200、400 mg/kg PHP。试验期28 d。在14、21、28、35日龄,每组随机选取5只鸡,采集肠道样品检测各项指标。结果表明:与对照组相比,添加200、400 mg/kg PHP提高了21、28、35日龄雏鸡盲肠食糜蛋白酶含量(P<0.05),提高了28日龄和35日龄盲肠食糜淀粉酶含量(P<0.05),提高了21、28日龄盲肠食糜脂肪酶含量(P<0.05);200 mg/kg PHP组14日龄盲肠食糜淀粉酶含量提高(P<0.05);100 mg/kg PHP组28日龄的盲肠食糜脂肪酶含量提高(P<0.05);200 mg/kg PHP组雏鸡28日龄十二指肠、空肠的绒毛高度与隐窝深度的比值以及与雏鸡生长发育相关的基因ZO-1、BMP4、GATA3和SMAD4的相对表达量均提高(P<0.05)。盲肠α、β多样性显示,与对照组相比,200 mg/kg PHP组的Chao1、Simpson和Shannon指数有所降低,变形杆菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和巨单胞菌属(Megamonas)的相对丰度降低,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)的比值、乳杆菌属(Lactobacillus)和粪杆菌属(Faecalibacterium)的相对丰度均提高,但差异均不显著。Lefse分析与KEGG功能预测结果表明,200mg/kgPHP组优势菌是放线菌门的Ilumatobacteraceae,并显著富集在蛋白质输出、糖代谢、药物代谢、脂肪酸代谢等通路。以上结果表明,在日粮中添加200 mg/kg PHP可通过调节肠道菌群的微生态平衡,提高肠道消化酶活性以及改善雏鸡肠黏膜形态,来增强小肠对营养物质的吸收能力,提高营养物质利用率,进而促进雏鸡肠道生长发育。

关键词：太子参多糖雏鸡肠道指标微生物区系

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铬胁迫对丹参种子萌发及幼苗生理特性的影响

种子 2024年第1期43卷 124-129页

作者：李秋莹于婵周艳李贺敏夏至陈欣黄勇河南农业大学农学院郑州450046

为了明确重金属铬胁迫对丹参种子萌发、幼苗生长与生理指标的影响,采用不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)K_(2)Cr_(2)O_(7)处理丹参种子,测定种子发芽率和幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量及抗逆酶活性等指标。结果表明,丹参种... 详细信息

为了明确重金属铬胁迫对丹参种子萌发、幼苗生长与生理指标的影响,采用不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)K_(2)Cr_(2)O_(7)处理丹参种子,测定种子发芽率和幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量及抗逆酶活性等指标。结果表明,丹参种子发芽率及幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量均随着Cr^(6+)浓度增加而下降;随着Cr^(6+)浓度增加,丹参幼苗POD活性显著升高,CAT活性先升高后降低,SOD活性逐渐下降,Pro和MDA含量增加。研究表明,Cr^(6+)对丹参种子萌发及幼苗生长有显著的胁迫和毒害作用,幼苗根的生长受Cr^(6+)胁迫最为严重。

关键词：铬丹参种子发芽率生理特性

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中药多糖对动物骨骼健康保护机制的研究进展

河南农业大学学报 2024年

作者：岳涛静路亚男丁文丽徐博文仝宗喜黄淑成河南农业大学动物医学院

综述了中药多糖与动物骨骼的关系，总结了中药多糖通过调节破骨细胞或成骨细胞改善骨骼疾病的机制，叙述了中药多糖通过肠道菌群影响动物骨骼健康的潜在机制，分析并展望了中药多糖的发展现状及其作为临床养殖治疗药物的研究和潜力，以... 详细信息

综述了中药多糖与动物骨骼的关系，总结了中药多糖通过调节破骨细胞或成骨细胞改善骨骼疾病的机制，叙述了中药多糖通过肠道菌群影响动物骨骼健康的潜在机制，分析并展望了中药多糖的发展现状及其作为临床养殖治疗药物的研究和潜力，以期为中药多糖在动物尤其是家禽骨骼疾病治疗方面的应用提供思路和借鉴。

关键词：中药多糖骨骼健康破骨细胞成骨细胞肠道菌群

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生物炭对植烟土壤理化特性和真菌群落的影响

中国烟草科学 2024年第4期45卷 35-43页

作者：李想殷全玉河南农业大学烟草学院郑州450000

为探究生物炭对植烟土壤理化性质和微生物群落的影响,以休耕(FL)和单施化肥(CK)为对照,设置1.5 t/hm^(2)(B1.5)、15 t/hm^(2)(B15)两种生物炭添加量,分析不同用量生物炭对植烟土壤理化性质和真菌群落特征的影响。结果表明:生物炭处理显... 详细信息

为探究生物炭对植烟土壤理化性质和微生物群落的影响,以休耕(FL)和单施化肥(CK)为对照,设置1.5 t/hm^(2)(B1.5)、15 t/hm^(2)(B15)两种生物炭添加量,分析不同用量生物炭对植烟土壤理化性质和真菌群落特征的影响。结果表明:生物炭处理显著提高了土壤pH、含水率、有机质含量和≥0.25 mm团聚体比例,显著降低了土壤容重;团聚体平均重量直径(MWD)、微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量随着生物炭用量的增加而升高;总体上B15处理的土壤理化性质优于B1.5处理。添加生物炭对土壤真菌多样性指数无显著影响,改变了真菌主要菌门相对丰度,其中B15处理的子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和毛霉菌门(Mucoromycota)的相对丰度较CK均显著提高;生物炭的添加还提高了赤霉菌属(Gibberella)、被孢霉属(Mortierella)和球腔菌属(Plectosphaerella)的相对丰度,改变了土壤真菌群落结构,两种生物炭添加量的土壤真菌群落结构相似;冗余分析(RDA)及Mantel检验结果说明,土壤pH、有机质、微生物量氮和≥0.25 mm团聚体是影响植烟土壤真菌群落的主要因素。综上,生物炭添加量为15 t/hm^(2)更有助于土壤生产力的综合优化和可持续发展。

关键词：生物炭土壤理化性质真菌群落多样性植烟土壤

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