不同水稻品种种子固有细菌群落的多样性

种子固有细菌是植物内生细菌的重要来源, 对植物的健康以及接种细菌的定殖能产生重要影响。该文以杂交水稻(Oryza sativa)种子为研究对象, 比较研究了不同品种水稻种子中固有细菌群落的多样性。利用799f和1492r这对引物成功地从水稻种子中扩增出固有细菌16S rDNA片段; 通过构建16S rDNA文库和扩增核糖体RNA基因酶切分型(ARDRA)的方法, 对杂交水稻 ‘丰优611’ (‘丰源A’ × ‘远恢611’)、‘金优611’ (‘金23A’ × ‘远恢611’)和‘金23A/09H013’ ( ‘金23A’ × ‘09H013’) 3个组合的子代及其各自亲本的种子固有细菌群落结构的多样性进行了研究。构建的7个克隆文库中, 每个文库含有200-300个克隆, 30-40个操作分类单元(OTU), 对ARDRA分型得到的代表序列进行分析, 在16S rDNA文库中发现多种细菌类群, 包括α变形杆菌(α-Proteobacteria)、β变形杆菌、γ变形杆菌、放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)和拟菌(Bacteroidetes), 优势菌属是泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus)。不同品种的水稻种子固有细菌群落结构不同, 而杂交子代种子中的优势菌与亲本种子中的优势菌在种类和数量上都具有一定的相关性。此外, 子代种子中丰度5%以上的细菌也能在各自父本或母本中检测到。     

水稻种子内生细菌多样性及其分泌植物生长素能力的测定

[目的]探讨水稻种子内生细菌的多样性并测定其分泌IAA能力.[方法]采用传统的可培养方法分离水稻种子内生细菌,并通过16S Rrna基因序列分析初步确定分离菌株的系统发育地位,利用比色法进一步对不同种类菌株产植物生长素(IAA)能力进行定性、定量检测.[结果]共分离纯化获得66株内生细菌菌株,分属于5个类群的15个属26个种.以26株细菌为代表对其进行分泌生长素(IAA)能力的定性及定量测定,共发现19株细菌可分泌生长素或其类似物,其中Z10、Z17、Z14和Z20 4株内生细菌具较强的分泌植物生长素能力.[讨论]分离得到的内生细菌表现了水稻种子内生细菌的多样性,其中某些细菌对植物有一定的促生功能.     

沉水植物附着细菌群落结构及其多样性研究进展

与陆生植物类似,沉水植物的叶表也存在着大量的附着细菌。附着细菌拥有独特的生态位和显著的生态功能,与沉水植物构成了复杂的共生体系。针对附着细菌的群落结构及其多样性进行了简单的综述。在方法学上,"表面活性剂+超声处理"的方式能够比较有效地洗脱叶表的附着细菌。显微计数和分离培养的方法分别发现,某些沉水植物附着细菌的多度在105~107个/cm2以及106 CFU/cm左右。克隆测序的研究表明沉水植物附着细菌的OTU在几十到上百的范围内。在群落结构上,Betaproteobacteria、Bacteroidetes、Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria等门类的细菌较为常见。先锋物种在附着细菌生物膜的形成过程中发挥着关键作用,环境条件和植物体都会对附着细菌的多样性造成影响。富营养化水体观察到较高的附着细菌丰度,溶解性有机物比无机营养物更加适合附着细菌的利用。植物体的叶片化学组成、渗出物以及物理结构等会影响附着细菌的多样性及群落结构。对沉水植物附着细菌群落结构形成的机理进行了假说性质的总结,并对附着细菌的研究前沿进行了展望。     

运城盐湖细菌群落结构及生态多样性分析

运城盐湖作为一个人类活动深入参与的高盐环境,其中的细菌群落结构及生态多样性既有盐湖环境的共性,又有自身的特殊性。【目的】运城盐湖湖水颜色丰富,蕴含着大量嗜盐及耐盐微生物资源。为了深入探究运城盐湖细菌资源分布规律,对不同水域中细菌多样性和群落结构进行研究,探讨运城盐湖不同水域中细菌群落结构的变化规律。【方法】基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,对运城盐湖不同水域的细菌群落结构进行分析,同时对微生物的潜在代谢功能进行预测。【结果】运城盐湖不同水域中的优势细菌类群有所差异,在盐湖中部,假单胞菌门(Pseudomonadota)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是优势类群;而在运城盐湖东部,芽孢杆菌门(Bacillota)则是主要类群;在运城盐湖西部,髌骨菌门(Patescibacteria)类群较为丰富。对运城盐湖不同区域的细菌多样性进行分析,数据显示盐湖中部浅黄色湖水中微生物多样性显著高于盐湖东部和西部区域,但盐湖中部红色湖水区域的微生物多样性较低。另外,在盐湖中部,湖水颜色不同的区域细菌物种分布也具有较大的差异。对运城盐湖细菌代谢功能进行预测分析发现,在盐湖不同区域的微生物参与的代谢通路活性各不相同,表现出较强的区域分布性,盐湖东部和西部的微生物代谢比盐湖中部更具有活性。【结论】运城盐湖微生物多样性丰富,不同水域的细菌多样性具有显著差异,盐湖不同水域的环境对细菌群落结构具有一定影响。本研究为运城盐湖细菌资源多样性的保育及开发利用提供了重要的理论基础。     

水稻种子内生细菌研究进展

水稻的根、茎、叶、种子等器官存在大量对植株生长和产量、品质、抗性等有重要作用的共生和伴生微生物,其中内生菌是种子共生和伴生微生物中的一个代表类群.水稻种子中普遍存在种类丰富且结构复杂的内生菌群落,会直接或间接地影响种子的萌发、生长和群体的产量特性.从水稻种子内生细菌的多样性、水稻种子与其内生细菌分布的相关性、水稻种子内...     

不同香蕉枯萎病区土壤细菌群落多样性

分别采集海南省临高县3个地区的香蕉枯萎病发病土壤与健康土壤样品共6份,采用常规方法测定土壤理化性质,以末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)技术研究不同地区发病与健康土壤微生物的多样性,并分析土壤微生物群落结构与土壤因子的关系.结果表明:同一地区发病蕉园土壤的大部分理化性质指标低于健康蕉园,以pH、有效P含量的差异最显著;T-RFLP结果表明供试蕉园发病土壤的细菌多样性比健康土壤丰富;3个地区的优势种分别为片段长度为144、147与233 bp的T-RFs,通过系统发育分配工具比对,推断这3个地区的优势菌群可能属于枯草芽孢杆菌、葡萄球菌、反刍真杆菌;大部分T-RFs的分布与土壤碱解N、pH、速效K、有效P及含水量有关,且在发病土壤中的相对丰度大于健康土壤.     

薄荷根内生及根际细菌多样性探究

采用传统的培养方法和基于分子生物学技术的非培养方法对我国常用中药之一的薄荷植物的根内生及根际细菌进行研究,从而了解其中细菌群落的多样性。对分离得到的细菌菌株进行16S rDNA扩增和系统发育分析,结果表明,利用培养方法与非培养方法分离得到薄荷根内生细菌及根际细菌一些共有的细菌种类,但前者优势种群为g-变形杆菌,后者优势种群为芽孢杆菌,说明土壤细菌,特别是根际细菌是植物内生细菌的重要来源,但植物对其内生细菌具有选择压。首次报道了薄荷根内和根际具有丰富的微生物群落多样性,为进一步探索植物根系微生态环境中微生物群落的形成和生态功能提供了基础信息。在今后探讨植物与微生物相互作用关系时,有必要考虑土壤环境,特别是根际对其的影响的同时,更加重视植物与其相关联的细菌种类的选择作用。     

郫县豆瓣细菌多样性及群落结构动态变化北大核心

【目的】通过检测郫县豆瓣在不同发酵阶段细菌的种类、丰度及数量,探究郫县豆瓣的不同发酵产品发酵过程中细菌的动态变化情况。【方法】采用16S rRNA基因测序对郫县豆瓣4个发酵阶段中细菌种类及丰度进行分析,利用荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)方法检测不同发酵阶段的细菌总数。【结果】郫县豆瓣在初期的发酵过程中细菌群落处于动态稳定,在不同发酵阶段细菌群落组成相对丰富,从郫县豆瓣整个初期的发酵过程来看,细菌群落多样性呈现升高的趋势,Shannon指数从1.25升高到3.50;在郫县豆瓣初期发酵过程中细菌群落的数量以及多样性与发酵环境息息相关,不同发酵阶段细菌群落的多样性也有所不同,其中在干辣椒发酵阶段中泛菌属(Pantoea)为最优势菌属,占比为20%;在蚕豆瓣发酵阶段中葡萄球菌属(Staphylococcus)的相对丰度最高,占比为38%;混合发酵后,在红油豆瓣发酵阶段的最优势菌属是乳酸杆菌属(Lactobacillus),占比达到27%,郫县豆瓣发酵阶段的最优势菌属是乳酸杆菌属(Lactobacillus),占比为62%。【结论】推断在郫县豆瓣不同发酵阶段初期相对丰度较大的菌属对郫县豆瓣的质量以及产量可能会产生重大影响。     

优异杂交水稻亲本灌浆期种子内生细菌多样性研究

通过传统微生物培养方法,对处于灌浆期的杂交水稻亲本"深08S"、"和620S"及"16A007"种子内生细菌群落结构多样性进行研究。实验表明,处于灌浆期的杂交水稻亲本种子仍然存在内生细菌群落结构的多样性。"深08S"种子内生细菌含6个OTU,第一优势菌属为Pantoea,丰度为52.04%,第二和第三优势菌属分别为Pseudomonas和Rhizobium;"和620S"种子内生细菌含10个OTU,第一优势菌属为Pantoea,丰度为69.02%,第二优势菌属为Pseudomonas,并列第三优势菌属为Rhizobium和Sphingomonas;"16A007"种子内生细菌含11个OTU,第一优势菌属为Pseudomonas,丰度为45.12%,第二优势菌属和第三优势菌属分别为Pantoea和Sphingomonas。由研究结果可见,具有遗传相关性的水稻种子"深08S"和"和620S"内生细菌的第一和第二优势菌属相同,同时,三种水稻亲本种子优势菌属都有Pantoea和Pseudomonas,表明水稻种子基因型对其内生细菌结构多样性具有一定的影响。     

滦河干流中上游浮游细菌群落多样性及其影响因素

浮游细菌是河流生态系统中营养元素的转运者和能量流动的主要贡献者,其群落组成和多样性会受沿途河岸带环境的影响,但目前对开放流动水体中浮游细菌群落的研究还不足。研究使用高通量测序方法,获取了滦河中上游21个样点的浮游微生物群落数据,并结合遥感数据和水体理化指标进行分析,探讨浮游细菌群落结构与水环境因子的关系。结果表明：(1)变形菌门和放线菌门是滦河干流中占据优势地位的门类。(2)群落Chao1丰富度指数与Shannon′s多样性指数均与采样点距河流源头距离存在显著负相关(P<0.05),其中Chao1丰富度指数在河流中段的反常升高暗示着外源性偶见种在该河段的大量涌入。(3)采样点距源头距离与细菌群落组成相关性最高;以距源头距离作为控制变量,只有总氮、硝酸盐氮、氨氮与细菌群落组成相关(P<0.05),表明距源头距离所代表的滞水时间和氮营养盐对细菌群落组成存在显著影响。(4)在4种土地利用因子中,无论是否以距源头距离作为控制变量,只有建设用地占比与细菌群落组成相关(P<0.05);若以硝酸盐氮、电导率作为控制变量,则建设用地占比与细菌群落组成在α=0.05的显著性水平下不再显...     

水稻功能基因图位克隆研究进展

图位克隆是建立在植物分子标记图谱之上的一种基因克隆技术。利用分子标记技术对目的基因进行精细定位,用与目的基因紧密连锁的分子标记筛查DNA文库,构建包含目的基因区域的物理图谱,通过染色体步移等方法找到包含目的基因的克隆,再通过遗传转化试验对目的基因进行功能验证。介绍了基因图位克隆的研究技术原理与技术环节,并对近年来水稻功能基因图位克隆研究进展进行了综述。     

基于DUS测试的上海粳稻地方品种遗传多样性分析

利用水稻DUS测试指南(2012版)中的38个水稻标准品种和52个基本测试性状对上海地区的172个粳稻地方品种进行遗传多样性分析,并与14个上海地区选育的申请品种保护的粳稻品种作比较。结果表明:地方品种表型性状共检测到176个等位变异,平均每个测试性状检测到3.6667个,变幅介于1~8个。Shannon's多样性指数(H')平均值为0.6834,变幅介于0~1.9327,77.08%的性状存在3个及以上的等位变异;地方品种的等位变异数、每个性状的等位变异数及其变异幅度、多样性指数平均值等均大于现代育成品种,在外观形态上,地方品种的遗传多样性比现代育成品种更丰富。利用UPGMA法进行聚类分析发现在相似系数为0.53时,可将186个粳稻品种分为3个类(亚)群,现代育成品种单独组成一个亚群;而主坐标分析将186个粳稻品种明显的分为地方品种和现代育成品种两大区。地方品种具有丰富的多样性,与现代育成品种具有明显的形态差异,可为今后粳稻育成品种的改良提供更多的形态基础。     

水稻籼粳亚种间杂种低温花粉不育的QTL分析

为探明籼粳杂种低温花粉不育的遗传基础,以籼稻品种3037和粳型广亲和品种02428的F2分离群体进行了低温花粉不育的遗传分析。推迟播种后,F2群体各单株孕穗期的日平均温度为21～23℃,调查了F2群体各单株的花粉育性。利用108对SSR引物构建了包含157个F2单株,覆盖12条染色体的分子标记连锁图谱。该连锁图的总长度为1857．8cM,标记间平均距离为16．26cM,标记较均匀地分布在12条染色体上。采用区间作图法对F2群体花粉不育进行QTL分析,共检测到2个低温花粉不育QTLS,即qLTSPS2和qLTSPS5,分别位于第2、5染色体,其加性效应分别为0．021、0．045,显性效应分别为-0．246、-0．251,显性度分别为11．7和4．8,具有超显性效应．超显性是QTL作用的主要方式,这2个位点杂合基因型在低温环境下具有降低花粉育性的作用,分别解释表型变异的15．6％、11．9％。另外,两因素的方差分析表明这两个QTL之间不存在互作。     

利用SSR定位籼稻品种Kaharamana中抗褐飞虱基因Bph9

褐飞虱是危害水稻生产最重要的害虫之一,利用寄主抗性被认为是防治褐飞虱最经济而有效的方法。斯里兰卡水稻品种Kaharamana对东亚和东南亚的褐飞虱种群均表现抗虫性,利用分子遗传学的方法对其携带的Bph9基因进行了SSR定位。所用的遗传群体为来源于Kaharamana和02428的含有180个单株的F2分离群体,每个F2单株套袋自交获得F2：3家系。利用苗期集团鉴定埘F2：3家系进行抗褐飞虱鉴定,以推测相应F2单株的基因型。连锁分析表明,Bph9位于第12染色体上的两个SSR标记RM463和RM5341之间,分别与之相距6．8cM和9．7cM。该标记有助十将Bph9用于分子标记辅助选择育种研究。     

水稻生物学产量及其构成性状的QTL定位

QTL的加性效应、加性×加性上位性效应及它们与环境的互作效应是数量性状的重要遗传分量.利用IR64/Azucena的125个DH品系为群体,分析了水稻生物学产量及其两个构成性状干草产量和谷粒产量的遗传组成.用基于混合模型的复合区间作图(MCIM)方法进行QTL定位.检测到12个位点有加性主效应,27个位点涉及双位点互作,18个位点存在环境互作.结果表明水稻生物学产量和它的两个构成性状普遍存在上位性效应和QE互作效应.此外,还探讨了性状间相关的遗传基础.发现4个QTLs和一对上位性QTLs可能与生物学产量与干草产量之间的正相关有关.3个QTL可能与干草产量与谷粒产量之间的负相关有关.这些结果可能部分地解释了这3个性状相关的遗传原因.通过对水稻生物学产量及其两个构成性状所定位QTL的分析,加深了对数量性状QTL的认识.首先,QTL的上位性效应和QE互作效应是普遍存在的;其次,QTL的多效性或紧密连锁可能是遗传相关的原因,当QTL对两个性状作用的方向相同时可导致正向遗传相关,反之则为负向遗传相关,当有些QTL表现为同向作用而另一些QTL表现为反向作用时,则可削弱性状间的遗传相关性;第三,复合性状的QTL效应可分解为其组成性状的QTL效应,如果QTL对各组成性状的效应方向相反而相互抵消,可使复合性状的QTL效应不易被检测;第四,加性效应的QTL常参预构成上位性效应,而具有上位性效应的QTL并非都有加性主效应,表明忽略上位性的QTL定位方法会降低检测QTL的功效;最后,鉴别不同类型的QTL效应有利于指导育种实践,选择主效QTL适用于多环境,QE互作QTL适用于特定环境,对上位性QTL应强调选择基因组合而并非单个基因.     

水稻米粒延伸性的遗传剖析

以籼稻ZYQ8与粳稻JX17为亲本的DH群体作为研究材料,考察DH群体及双亲的米粒延伸率相关性状,并使用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析.共检测到14个与稻米延伸性有关的QTL,包括2个粒长QTL、7个饭粒长QTL和5个米粒延伸率QTL,分别位于第1、2、3、5、6、7、10、11和12染色体.所有QTL的LOD值介于2.26～9.25,分别解释性状变异的5.31%～17.21%.在第3染色体上的G249～G164、第6染色体上的G30～RZ516和第10染色体上的G1082～GA223区间同时检测到控制饭粒长和米粒延伸率的QTL.米粒延伸性受多基因控制,Wx基因与位于第6染色体上的qCRE-6的G30～RZ516区间相近,对米饭的延伸性具重要影响.     

水稻新种质资源的耐盐性鉴定评价

用0.5%的NaCl溶液作灌溉水,对2000-2002年江苏省水稻区域试验参试品系和近年引进的部分水稻种质资源进行苗期耐盐性鉴定.结果表明:株高矮化是苗期盐胁迫的一种形态特征;耐盐性鉴定易受环境影响;就整体而言,籼稻种质资源的苗期耐盐性好于粳稻;综合2年结果,籼156和64608两种质资源的苗期耐盐性较强.     

花粉管介导的转bar基因水稻植株的获得及其遗传

采用花粉管通道法将bar基因导入籼稻品系E32,得到对除草剂Basta具有抗性的转基因水稻。遗传分析表明外源bar基因在受体植株后代中呈单基因显性遗传,在世代间可以稳定遗传。目前已分离出抗性稳定的株系。     

Diversity of microsatellites derived from genomic libraries and GenBank sequences in rice (Oryza sativa L.)

The growing number of rice microsatellite markers warrants a comprehensive comparison of allelic variability between the markers developed using different methods, with various sequence repeat motifs, and from coding and non-coding portions of the genome. We have performed such a comparison over a set of 323 microsatellite markers; 194 were derived from genomic library screening and 129 were derived from the analysis of rice-expressed sequence tags (ESTs) available in public DNA databases. We have evaluated the frequency of polymorphism between parental pairs of six inter- subspecific crosses and one inter-specific cross widely used for mapping in rice. Microsatellites derived from genomic libraries detected a higher level of polymorphism than those derived from ESTs contained in the GenBank database (83.8% versus 54.0%). Similarly, the other measures of genetic variability [the number of alleles per locus, polymorphism information content (PIC), and allele size ranges] were all higher in genomic library-derived microsatellites than in their EST-database counterparts. The highest overall degree of genetic diversity was seen in GA-containing microsatellites of genomic library origin, while the most conserved markers contained CCG- or CAG-trinucleotide motifs and were developed from GenBank sequences. Preferential location of specific motifs in coding versus non-coding regions of known genes was related to observed levels of microsatellite diversity. A strong positive correlation was observed between the maximum length of a microsatellite motif and the standard deviation of the molecular-weight of amplified fragments. The reliability of molecular weight standard deviation (SDmw) as an indicator of genetic variability of microsatellite loci is discussed. Received: 5 May 1999 / Accepted: 16 August 1999