云南喀斯特地貌区土壤重金属污染风险评估及水稻叶面肥筛选

为探究云南水稻种植区土壤重金属含量与叶面肥种类对水稻中重金属迁移,以及对糙米质量安全的影响,本研究选取地质高背景区泸西县水稻种植区作为研究区,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法对研究区稻田土壤污染情况进行了评估,并以锰锌肥、硅硒肥两种不同成分叶面肥作为试验材料,通过转运系数等指标探究不同成分叶面肥在田间大规模应用中的效果。研究结果表明:研究区稻田土壤中As、Cd、Cr的平均值均超过云南省土壤重金属背景值且变异系数较大,主要以Cd污染最为严重。研究区土壤总体上处于轻度污染状态,As、Pb、Cr均处于轻微潜在生态危害,40%的Cd处于中等潜在生态危害,但综合潜在生态危害指数仍为轻微潜在生态危害。喷施叶面肥的处理较仅喷施清水的处理而言,茎叶-糙米间转运系数降低,糙米及茎叶中重金属含量显著降低,产量无显著差异。供试的锰锌肥的肥效较硅硒肥更为显著,适合在田间大规模种植使用。

联合全基因组关联和转录组分析筛选玉米拟轮枝镰孢穗腐病的抗性候选基因

玉米是我国第一大粮食作物,实现玉米的高产稳产对于我国粮食安全、农业稳定有重要意义。穗腐病是一种严重危害全球玉米的真菌性病害,会造成玉米大幅减产和品质劣变。本研究选用我国玉米穗腐病的优势致病菌拟轮枝镰孢(Fusariumverticillioides),对241份来源广泛的玉米自交系进行2年田间人工接种抗性鉴定,同时利用20,586个高质量SNP标记通过全基因组关联分析(genome-wideassociationstudy,GWAS),鉴定拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点;在此基础上选取对拟轮枝镰孢穗腐病表现高抗和高感的玉米自交系各1份,其籽粒在室内接种拟轮枝镰孢,通过对3个不同侵染时间的籽粒进行转录组测序(RNA-seq),分析抗感材料差异表达基因(differentiallyexpressedgenes,DEGs)及其富集情况;结合GWAS和RNA-seq结果,共同定位筛选抗病候选基因。主要研究结果如下:(1)综合2年田间抗性鉴定结果,筛选到4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,其中含有热带血缘的玉米种质对拟轮枝镰孢穗腐病表现出更好的抗性。(2)2年GWAS分析共检测到26个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点,其中有18个位点位于前人定位到的QTL范围内。(3) RNA-seq结果表明,抗感材料对病原菌的响应基因不同。与感病材料相比,抗病材料均显示出更多的DEGs,且都有更多的上调基因;在抗感材料特异性DEGs共同富集的GO条目和KEGG通路中,抗病材料中富集到的DEGs占比显著多于感病材料;一些与植物防御病原菌相关的条目和通路也仅在抗病材料中被特异富集。(4)在GWAS检测到的显著关联位点上下游100 kb范围内筛选与转录组DEGs共同定位到的候选基因,结果 16个基因被GWAS和RNA-seq同时检测到;根据这些基因的蛋白功能及相关文献报道,从中预测到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因。综上所述,本研究筛选出4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,来自热带、亚热带的玉米种质可以作为抗逆性品种选育的研究重点;对抗感玉米自交系响应拟轮枝镰孢侵染的DEGs及其相关抗病机制进行了初步解析,联合GWAS和RNA-seq共定位到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因,研究结果为玉米穗腐病抗性基因的克隆验证与抗性品种的培育提供了一定的理论依据。

丛枝菌根真菌对玉米耐旱性的影响研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是一类能与80%以上陆地植物共生且分布广泛的土壤微生物,对植物生长和抗逆性具有重要的调节作用。玉米是全球和我国的第一大作物,干旱是造成玉米产量低而不稳的首要因素,近年来利用AM真菌应对干旱已成为玉米抗旱研究的热点。该文从土壤结构、植物形态、水分和养分的吸收与利用、光合和蒸腾作用等6个方面就AM真菌对玉米耐旱性影响的研究进行了综述,总结了研究目前已取得的进展与存在的问题,为系统认识AM真菌提高玉米耐旱性的机理、探讨提高玉米耐旱性的策略与途径提供参考。