堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。

添加不同形态化学氮肥对杏鲍菇菌渣堆肥的影响

以杏鲍菇菌渣为堆肥原料,分别添加硝酸钾、硫酸铵和尿素,调节堆体碳氮比(C/N)至20,研究添加不同化学氮肥对杏鲍菇菌渣堆肥的温度、p H、电导率(EC)、氧化还原电位(ORP)及有机(无机)态氮等的影响。结果表明:添加尿素和硫酸铵的堆肥升温较快,达到的最高温度较高,并且具有较低的p H值和较高的ORP值,堆肥最终的腐熟程度比添加硝酸钾的堆肥高;添加3种化学氮肥后,随着堆肥时间的推进,堆肥中的DOC、DON、NH4+–N、NO3––N、NO2––N含量都发生了变化,到堆肥结束时,添加硝酸钾的堆肥中DOC和DON含量高于添加硫酸铵和尿素的堆肥中的含量。综合分析,添加不同形态的化学氮肥对堆肥过程中的温度、酸碱度和氧化还原电位等产生影响,进而导致堆肥的腐熟程度不同。

木薯MeRSZ21a的克隆、生物信息学分析和表达模式分析

在非生物胁迫过程中,植物中SR蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR)发挥着重要作用。本研究利用生物信息学分析方法,对木薯MeRSZ21a基因结构、理化性质、结构域、保守基序、系统进化等方面进行了分析,并分析MeRSZ21a在各组织中的表达,以及胁迫后其剪接模式和表达水平。我们之前的研究表明,木薯MeRSZ21a是SR蛋白家族中RSZ亚家族的成员之一。本研究结果表明MeRSZ21a基因全长为2 263 bp,编码160个氨基酸,蛋白大小为18 kD,属于亲水性碱基蛋白。MeRSZ21a含有RRM和zf-CCHC结构域,与野生大豆亲缘关系最近。在3个木薯品种‘W14’、‘Arg7’和‘Ku50’各组织中,MeRSZ21a在发育前期组织中表达量较低,在成熟的侧芽与叶组织器官中表达量较高。胁迫处理后,MeRSZ21a的转录本及表达量发生较大变化,其中叶片中转录本数均上升,并且对木薯进行不同温度(42℃,-3℃)胁迫处理后,根和叶中MeRSZ21a的表达水平显著性上调,表明在响应胁迫过程中,MeRSZ21a发挥着重要作用。这有助于进一步探索木薯MeRSZ21a在植物响应非生物胁迫中的功能。

木薯MeSR34a的表达分析和植物表达载体的构建

富含丝氨酸和精氨酸的SR蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR)是一类重要的剪接因子,其在植物响应非生物胁迫过程中具有重要作用。MeSR34a是木薯SR蛋白家族成员之一。为了解析MeSR34a的功能,首先对MeSR34a进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析了MeSR34a在木薯不同组织部位和胁迫处理后的表达水平。最后,从木薯中克隆MeSR34a基因,构建植物表达载体。生物信息学分析结果表明MeSR34a基因全长为768 bp,编码255个氨基酸,蛋白大小大约为29 kD,等电点pI为10.45,含有11个外显子和10个内含子,是亲核的碱性蛋白。MeSR34a蛋白包含RRM结构域和RS结构域,与拟南芥MeSR34a的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果发现,MeSR34a在木薯根中表达水平最高。在山梨醇(Sorbitol)、脱水(Dehydration)、脱落酸(ABA)和氯化钠(NaCl)处理条件下,MeSR34a的表达水平显著上调或下调,这些结果表明MeSR34a参与调控木薯响应非生物胁迫。本研究有助于后续深入研究MeSR34a在非生物胁迫中的功能。