“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体碳氮磷生态化学计量特征及其耦合关系

以半寄生药用植物沙氏鹿茸草各器官、寄主白花檵木各器官以及沙氏鹿茸草根际土壤为研究对象,采用异速生长分析、冗余分析等方法研究“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体的碳氮磷化学计量特征及耦合关系,以期揭示连续体中养分流动规律、沙氏鹿茸草及其寄主的养分限制情况及养分利用策略。结果表明:(1)沙氏鹿茸草根际土壤具有高C、高N而缺P的特征,养分有效性低。根据N/P阈值假说,推测沙氏鹿茸草及其寄主主要受P限制。(2)异速生长分析显示沙氏鹿茸草各器官营养元素累积速度表现为C<N<P,沙氏鹿茸草繁殖器官及寄主叶比其他器官养分含量和利用效率更高,符合生长速率假说。(3)与寄主相比,沙氏鹿茸草具有较高的N、P含量和较低的C/N、C/P,属于资源获取利用型;寄主在固C上具有优势,属于资源保守利用型。(4)连续体碳氮磷化学计量特征耦合关系中,沙氏鹿茸草与其根际土壤的养分相关性比与寄主更紧密。冗余分析显示沙氏鹿茸草根际土壤全N含量及C/P,寄主根N/P是影响沙氏鹿茸草各器官碳氮磷化学计量特征的重要因子。综上,沙氏鹿茸草N和P养分来源主要来自于土壤而非寄主;在沙氏鹿茸草生产中,应注意种植土壤中氮磷肥尤其磷肥的合理补施。

CRISPR/Cas9技术在天目地黄RcPDS1基因编辑中的应用

为了研究CRISPR/Cas9技术在天目地黄基因编辑中的应用,克隆了天目地黄(Rehmannia chingii)的八氢番茄红素脱氢酶基因(Rc PDS1),利用PCR方法扩增其c DNA序列和基因组DNA序列。通过构建单靶点CRISPR/Cas9载体,利用根癌农杆菌介导的遗传转化方法侵染天目地黄无菌苗叶盘,通过TA克隆测序法分析基因编辑的类型。结果显示,克隆获得了1个天目地黄Rc PDS1的全长c DNA序列,其具有1个长度为1743 bp的开放阅读框,编码580个氨基酸残基,基因组DNA序列长度8041 bp,包含14个内含子和15个外显子。通过遗传转化共获得57个转基因再生株系,其中具明显白化表型的株系有20个(35.09%)。TA克隆测序结果显示,Rc PDS1靶位点突变类型主要包括碱基缺失、替换和插入。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在天目地黄中成功实现了对Rc PDS1基因的靶向敲除。