种植模式和坡位对茶园土壤细菌群落结构及功能类群的影响

茶树（Camellia sinensis L.）种植是亚热带丘陵山区主要的土地利用类型,茶园种植模式是影响土壤细菌群落结构的主要人为因素。为揭示种植模式和坡位对土壤细菌群落结构和功能的影响,选取两种不同种植模式（常规和有机种植模式）和3个坡位（上、中、下坡位）表层土壤（0-20cm）为对象,采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序和PICRUSt2功能预测相结合的研究方法,研究不同种植模式和坡位下土壤细菌群落结构和功能特征,阐明土壤理化性质对土壤细菌群落结构的影响,预测土壤细菌功能特征。研究结果表明：（1）与常规种植模式相比,有机种植模式茶园土壤细菌Alpha多样性有所降低,其中中坡位常规茶园土壤细菌Sobs和Simpson指数显著高于有机茶园（P<0.05）;从坡面尺度看,两种种植模式下土壤细菌Alpha多样性指标均以中坡位最高,其中常规茶园中坡位土壤细菌Ace和Simpson指数均显著高于下坡位（P<0.05）。（2）各样地茶园土壤细菌共获得29个门82个纲190个目316个科517个属929个种,主要细菌优势门为绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacterita）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）。土壤细菌群落优势属以AD3、热酸菌属（Acidothermus）、norank_f__norank_o__Elsterales和norank_f__Xanthobacteraceae为主。（3）主坐标分析（PCoA）显示,不同种植模式的茶园土壤细菌群落结构存在明显差异,常规种植模式下不同坡位之间的土壤细菌群落结构有显著差异（P<0.05）,有机种植下不同坡位之间的土壤细菌群落结构无显著差异。置换多元方差分析（PERMANOVA）结果表明不同种植模式的土壤细菌群落结构差异显著（P<0.05）,而不同坡位土壤细菌群落结构无显著差异（P>0.05）,说明种植模式对茶园土壤细菌群落结构的影响更大。组间群落差异分析（LEfSe）表明,57个差异物种对种植模式非常敏感,不同种植模式富集了不同的细菌类群。（4） PICRUSt2功能预测共获得6个一级功能层和46个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和环境信息方面功能活跃。有机种植模式提高了土壤细菌碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、信号转导、脂质代谢及外源生物降解与代谢功能。（5）相关分析和冗余分析结果表明,土壤碱解氮、速效磷、全磷、全钾和pH是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要影响因子。总体而言,有机种植模式改变了茶园土壤细菌群落结构和代谢功能,增加土壤有益细菌的数量,有利于保持茶园土壤可持续的生态环境。     

植物激素作用中的G蛋白调节

Guanine nucleotide-binding proteins known as G proteins or GTPases are universal molecular switches that play a pivotal role in signal transduction. Signal transducing GTPases include heterotrimeric G proteins composed of Gα, Gβ and Gγ and monomeric small GTPases. Small GTPases are related to the α subunit of heterotrimeric G proteins but differ from heterotrimeric G proteins in the mechanisms by which they are regulated by upstream factors as well as those by which they activate downstream targets (Yang,2002).     

G Protein Regulation of Plant Hormone Action

Guaninenucleotide_bindingproteinsknownasGproteinsorGTPasesareuniversalmolecularswitchesthatplayapivotalroleinsignaltransduction .SignaltransducingGTPasesincludehet erotrimericGproteinscomposedofGα ,GβandGγandmonomericsmallGTPases.SmallGTPasesarerelatedtotheαsubunitofheterotrimericGproteinsbutdifferfromheterotrimericGproteinsinthemechanismsbywhichtheyareregulatedbyupstreamfactorsaswellasthosebywhichtheyacti vatedownstreamtargets (Yang ,2 0 0 2 ) .TherearetwotypesofGproteinscyclebetw…     

黄瓜卷须缠绕过程中小G蛋白活性变化

攀爬植物的卷须是对机械刺激极为敏感的器官。拟南芥(Arabidopsis thaliana)小G蛋白能够响应机械刺激调控自身发育, 但小G蛋白信号是否在卷须感受机械刺激发生缠绕过程中发挥作用目前尚不清楚。该研究以黄瓜(Cucumis sativus)为实验材料, 对其卷须受机械刺激缠绕过程中小G蛋白活性进行了探讨。ROP活性检测结果表明, 在卷须缠绕过程中小G蛋白CsROP6的活性显著增强; 同时, 质谱鉴定结果显示, 卷须缠绕过程中生长素的含量明显增加。进一步的实验表明, 外源生长素处理能明显增强CsROP6的活性, 暗示黄瓜卷须在缠绕过程中受机械刺激可能通过生长素增强ROP活性, 且机械刺激激活小G蛋白信号在不同植物中存在一定的保守性。