现代生物技术在根际微生物群落研究中的应用

根际微生物的定义为植物的根表及受根系直接影响的土壤区域中的微生物群落。根际微生物与植物根系相互作用,是植物生态系统物质交换的主要媒介。根际微生物群落的研究对于微生物生态学与植物生态学均具有重要意义。近年来现代生物学技术发展迅速,对根际自然群落中不可培养微生物的研究取得了突破。综述了目前已取得的研究进展,对现代生物技术在根际微生物群落研究中的应用做了讨论。

生物防治棉花黄萎病的研究进展

随着人们环境保护意识的增强,棉花黄萎病的生物防治成为目前研究的重要方向。评述了已取得的研究进展,包括生防菌类型、生防菌抗菌物质与拮抗基因的研究进展及微生态有机肥防治棉花黄萎病的应用,并指出了棉花黄萎病生物防治的发展趋势,为今后棉花黄萎病的生物防治提供借鉴。

西瓜枯萎病拮抗菌Lh-1的鉴定及生物防治效果研究

对菌株Lh-1进行鉴定,并对其防治西瓜枯萎病的效果进行评价。通过形态观察、生理生化检测和16S r RNA基因同源性分析鉴定菌株Lh-1,测定其抑菌谱。设计盆栽试验来评价施用有机肥加Lh-1菌液(T2),施用有机肥(T1)和化肥(CK)3种处理的防治效果。结果显示,将Lh-1鉴定为解淀粉芽胞杆菌。该菌对多种植物病原菌都有抑制作用具有广谱抗菌活性,尤其对西瓜枯萎病有良好的防治效果。盆栽试验表明添加Lh-1后发病率仅为17.2%,与对照相比防治效果达到78.5%,植株高度、鲜重和干重指标均为最高;瓜苗中的SOD、POD和CAT活性显著提高而MDA含量明显下降;瓜苗根际的微生物区系中细菌与放线菌含量上升,真菌特别是尖孢镰刀菌的数量下降,瓜苗根际微生物区系结构得到明显改善。解淀粉芽胞杆菌Lh-1能够防治西瓜枯萎病。

基于高通量测序的藜麦连作根际土壤微生物多样性研究

为了揭示连作藜麦土壤细菌群落结构和多样性的变化,采用高通量测序技术(Illumina-MiSeq)对不同处理(种植1 a、种植2 a)的连作藜麦根际土壤细菌进行16S rRNA基因V4区测序。结果表明,种植1 a较种植2 a的藜麦根际土壤细菌群落丰度和多样性指数都要高,其中,种植1 a较种植2 a的藜麦Chao1指数平均值增加16.4%,ACE指数平均值增加22.9%,Shannon指数平均值增加2.3%;菌群的分类学组成分析结果表明,重茬种植后,伦茨氏菌属、溶杆菌属、中慢生根瘤菌属、丛毛单菌属多样性增多;分枝杆菌属、藤黄单胞菌属、芽单胞菌属、浮霉状菌属等细菌多样性减少。功能预测分析表明,重茬种植后,编码细胞膜转运的功能基因、编码翻译、复制和修复的功能基因、编码外源性物质降解和代谢、多糖生物合成和代谢的功能基因大量减少,编码核苷酸代谢、萜类化合物的代谢、辅因子和维生素的代谢等功能基因少量减少;而编码信号转导和脂类代谢的功能基因有少量增加。

连作草莓根际土壤特征及修复技术研究进展

连作障害是制约草莓(Fragaria ananassa)发展的最大因素。笔者对国内外草莓连作障害的研究亮点进行了综述。土壤根际微生物区系变化,有益微生物减少,病原菌增加,有害化感物质积累是产生连作障害的主要原因。杀灭土壤病原菌,去除有害化感物质,把"病土"修复成"健康土",是克服连作障害,实现草莓连茬种植的根本之路。对草莓连作障害机理的深入研究、土壤修复技术的应用研究仍然是未来发展的方向。

草莓脱毒组培苗低成本快繁技术研究

为降低草莓脱毒组培苗的生产成本,从碳源种类及浓度、凝固剂种类及浓度、培养容器等方面进行了低成本快速繁殖技术的研究。结果表明,蔗糖占到总成本的52.5%,凝固剂占到总成本的38.9%,用白砂糖替换蔗糖、卡拉胶替换琼脂粉,总成本降为原来的32.5%,大大节约了成本;采用带有塑料瓶盖的玻璃瓶,可节约劳动力,有效地降低了成本,从而极大地提高了生产效率。

SSR分子标记技术在苹果种质资源及遗传育种研究中的应用

简要介绍了SSR分子标记技术的基本原理及其优点,综述了SSR分子标记技术在苹果种质资源和遗传育种研究中的广泛应用,如在苹果品种鉴定、种质资源评价、亲缘关系和遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、基因标记及定位等方面的应用,并对其在苹果研究中存在的问题和应用前景进行了讨论,可为开展苹果分子遗传育种提供参考。

基于基因分型技术的燕麦SNP标记研究

为加快燕麦分子辅助育种进程,以1981-1983年进行抗旱性鉴定的42份燕麦种质(18份低抗、13份中抗、11份高抗)和12个未鉴定的燕麦育成品种为试验材料,采用PstⅠ/MspⅠ双酶切的dd-GBS基因分型技术构建燕麦简化基因组参考序列,通过Stacks、主成分分析、Fisher Test和Blast分析研究燕麦SNP分子标记。测序结果表明,燕麦个体的高质量reads数在4 111 218～19 019 296,利用Stacks软件成功组装753 325条燕麦简化基因组参考序列,共注释74 657个群体SNP位点。主成分分析表明,燕麦SNP基因型大致聚为2簇,其中一簇主要由14份低抗种质组成,另一簇则包含全部11份高抗种质。进一步的Fisher Test差异显著性统计分析表明,相对于燕麦低抗种质材料,共有2 937个SNP标记在燕麦高抗种质材料中差异显著((错误发现率False Discovery Rate,FDR)<0. 05),其中,55个SNP标记差异极显著(FDR <0. 001)。将上述55个SNP标记所在源序列与小麦基因组序列在Phytozome数据库中进行比对(Blast)发现,14个SNP位点可能参与燕麦抗旱生物学信号通路基因的表达,其中包括参与植物激素信号转导来调控燕麦的抗逆性。通过GBS技术成功组装的燕麦简化基因组参考序列,丰富了当前燕麦的基因组数据库。通过统计学分析得到的55个SNP标记与小麦基因组数据库进行比对,结果发现,14个SNP标记将对燕麦分子辅助育种和加速育种进程具有重要的指导意义,更可为今后的燕麦种质资源大规模快速筛选奠定技术基础。

蒜素作为生物农药的研究进展与应用前景

大蒜中的风味物质蒜素具有广谱抗菌性,对植物致病菌有很好的抗性,是一种环保型的植物源杀菌剂。此外,蒜素独有的气味,也是良好的驱虫剂。蒜素良好的杀菌、驱虫作用,在生物农药领域具有良好的应用前景。

中国转基因作物产业化与绿色农业关系研究

为消除公众对转基因作物的误解和恐惧,促进生物技术研究和转基因作物产业化的健康发展,笔者结合目前社会上一些对转基因技术不正当认识和观点进行剖析,用科学实验结果和事实加以澄清,认为经过验证和审批的转基因作物和转基因食品不会对人类和环境造成危害。文章还通过简述中国农业发展现状以及全球转基因作物产业化的成就,论述了中国进行转基因作物产业化具有的历史必然性和现实需求性,同时指出转基因技术的广泛应用将会为中国绿色农业的发展增添新的动力。

转基因作物影响土壤微生物群落多样性的研究

转基因技术在提高作物抗逆性、增加粮食产量方面贡献卓越的同时,对包括土壤微生物群落在内的土壤生态系统的风险评估一直存在争议。大多数研究表明,转基因作物的种植会引起土壤微生物群落多样性的变化,但其对土壤微生物群落多样性的影响程度、持续作用时间等都没有定论。综述了外源基因及其表达产物进入作物根际的方式与不同类型外源基因及其表达产物对土壤微生物群落多样性的影响;并对转基因作物影响土壤微生物群落的研究手段进行了讨论,提出了下一步的研究策略。

异源细胞质育种技术在小麦遗传育种研究中的应用

小麦族内种属之间细胞质的遗传变异是小麦育种宝贵的遗传资源,因而对异源细胞质遗传效应的研究也愈加深入。小麦的异源细胞质遗传效应表现在细胞质雄性不育性、单倍体诱导、抗逆性、生长发育及农艺性状的小麦品种改良等诸多方面。其中,创制细胞质雄性不育系、诱导单倍体和改良小麦品种是异源细胞质遗传效应在小麦育种中的具体应用。对小麦细胞质效应的遗传特点及其在育种中的应用进行了系统总结,旨在探索细胞质遗传规律,为小麦细胞质遗传资源的开发和利用提供理论依据。

藜麦育种技术研究进展

藜麦为近年引进我国的一种抗逆性强、营养全面的杂粮作物,一经引进就得到了快速的发展,但是品种的更新换代速度却无法满足产业发展的需求。结合国内外研究进展,概述了藜麦种质资源的收集及应用、常规育种、杂交育种、分子辅助育种等技术研究进展,并对未来藜麦育种工作中需要开展的工作提出了展望,以期为育种工作者提供借鉴。

微生物菌剂处理重复利用基质的研究与评价

以甜瓜作为供试作物,利用微生物菌剂发酵处理的方式对栽培基质进行重复利用。结果表明:该措施可有效地杀灭病原菌,降低后茬种植的病害,处理后的基质甜瓜增产达5 760 kg/hm2,为下一步该技术的应用推广打下坚实基础。

藜麦种子黄酮含量的快速检测技术研究

为了研究藜麦种子黄酮含量与超微弱发光之间的关系,本研究对筛选的90份藜麦材料进行了超微弱发光研究和黄酮含量测定,通过二者的相关性分析得出藜麦种子的黄酮含量与超微弱发光值之间呈极显著负相关(r=-0.965,P<0.01),因此利用超微弱发光值来反映藜麦种子黄酮含量高低的方法是可行的,利用该技术可以快速、无损伤地对藜麦种子黄酮含量的高低进行初期筛选,为藜麦育种工作节省大量的人力、物力,加速育种进程。

微生物菌肥在黄瓜上的应用效果研究

为了研究施用微生物菌肥对黄瓜生理特性、产量品质及种植环境的影响,设置化肥处理(CF)、有机肥处理(OF)与微生物菌肥处理(BOF)3种不同的肥料类型。结果表明:施用微生物菌肥后黄瓜根际土壤理化性质得到明显改善,黄瓜叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,黄瓜的品质和产量同步提高,可进一步示范推广。

植物抗逆诱变育种技术研究进展

随着分子生物学技术的飞速发展,通过基因工程方法可以更快更好地获得农作物抗逆新品种,其首要任务是通过分离相应的表型改变的突变体来鉴定、克隆在胁迫条件下表达模式发生改变的基因。主要介绍几种常用的及最新的突变体诱变和筛选技术,并分析每种技术的优缺点。

玉米单倍体加倍技术的研究进展

玉米单倍体加倍技术作为DH育种中的关键技术之一,能够显著加快玉米育种进程。在单倍体加倍技术中如何高效率加倍已成为关键性因素。主要对获得玉米单倍体的方法、玉米单倍体的鉴定、单倍体加倍技术进行综述,并对今后单倍体加倍技术的进一步研究进行了展望。

园艺植物小孢子培养技术研究进展

游离小孢子培养已经成为园艺植物现代育种的一项重要内容。综述了园艺植物小孢子培养的研究进展,详细讨论了小孢子胚胎发生的影响因素,包括材料的基因型、小孢子发育时期、供体植株生理状况、预处理、活性炭、激素,以及胚状体分化成苗的影响因素,并提出了相关的问题与展望,以期为园艺植物的培养提供借鉴。

草莓茎尖脱毒技术研究

为建立操作简便、脱毒效率高的病毒脱除技术,促进草莓脱毒苗产业化发展,采用感染草莓斑驳病毒的草莓母株为材料,通过对草莓茎尖组织培养法、热培养处理后茎尖组织培养法、组培苗再生匍匐茎茎尖培养法等方式进行脱毒技术研究,比较几种脱毒技术手段的优缺点。结果表明:热处理后,草莓组培苗的脱毒率虽然比直接茎尖培养有所上升,但其成活率却下降。而组培苗再生匍匐茎茎尖培养法与直接茎尖培养法、热培养处理后茎尖培养法相比,在相同茎尖长度时,脱毒率和生存率更高,且茎尖长度为0.8～1.0 mm时,其存活率和成活率达到93.3%和96.4%。因此,组培苗再生匍匐茎茎尖培养法对草莓脱毒是比较有效的方法。