象耳豆根结线虫是一类在全球范围内发生且危害多种作物的重要病原线虫,其主要分布于全球的热带和亚热带地区。然而,目前关于影响其分布的主要环境因子以及未来潜在分布区域变化的研究还未有报道。在本研究中,我们根据象耳豆根结线虫在全球不同地区发生报道的相关数据,利用Maximum Entropy(MaxEnt)模型对这类根结线虫在中国及全球的潜在地域分布进行了预测。同时,我们利用3套气候模式(BCC-CSM2-MR, CanESM5和CNRM-CM6-1)对象耳豆根结线虫到本世纪50年代和90年代的潜在分布区域进行了预测,对其在不同气候条件下潜在分布区域的变化进行了分析。结果显示,象耳豆根结线虫的最佳适生区域为亚洲、南美洲、北美洲和非洲北纬30度到南纬30度之间的区域。Bio16(全年最湿润季度的降水量)、bio10(全年最热季度的平均气温)以及bio11(全年最冷季度的平均气温)是影响象耳豆根结线虫潜在分布最重要的环境因子。进一步的预测结果显示,在未来的气候条件下,全球象耳豆根结线虫的最佳适生区域将不断向高纬度地区扩展。该结果将为象耳豆根结线虫的防控提供理论基础。
本研究在前期已发掘短片段InDels和SNPs基础上,基于全基因组重测序分析在一个重组自交系群体的两个亲本中品03-5373(ZP)和中黄13(ZH)之间检测到不均匀分布在大豆20条染色体上的13573个长片段InDels,其中,Chr11上最少,有321个,Chr18上最多,有1246个。长片段InDels在染色体两臂的平均密度显著高于着丝粒区,与大豆基因组注释基因的分布模式一致。位于基因区的长片段InDels有2704个,占总数目的19.9%,其中319个为可导致蛋白质序列截短或延长的大效应InDels。重点对前期鉴定的株高相关QTL(qPH16)进行分析,共鉴定到35个长片段InDels,并将其开发成InDel标记,其中26个InDel标记(74.3%)在ZP和ZH之间表现出明显的多态性。利用开发的标记结合已有的4个SNPs标记对由ZP和ZH衍生的242个重组自交系进行基因型鉴定和QTL定位,将qPH16的定位区间从原来的960 kb缩小到477.55 kb,包含65个注释基因。在SNPs和短片段InDels开发基础上,进一步开发长片段InDels,可为大豆重要农艺性状的遗传分析和分子辅助选择育种提供更加全面的遗传变异信息。
大豆株高是由主效或微效基因控制的重要农艺性状。在已报道的株高QTL中,绝大部分定位区间较大,限制了大豆株高分子调控机制的解析。增加遗传图谱的标记密度会显著地提高QTL定位的效率和准确性。本研究利用双亲中黄13和中品03-5373及其衍生的241个重组自交系(RILs)全基因组重测序数据,构建一个包含4011个重组bin标记、总遗传距离为3139.15 cM的高密度遗传图谱,相邻bin标记间的平均距离为0.78 cM。比较基因组分析表明,所构建的遗传图谱与大豆参考基因组具有较高的共线性。基于此图谱,在6个环境中共检测到9个株高QTL,包括3个新位点(qPH-b_11,qPH-b_17和qPH-b_18)。其中,两个环境稳定主效QTL qPH-b_13和qPH-b_19-1可解释10.56%~32.7%的表型变异。qPH-b_13和qPH-b_19-1被精细定位到440.12 kb和237.06 kb的基因组区间,分别包含54和28个注释基因。进一步的拟南芥同源基因功能和候选基因表达分析表明,基因Glyma.13G292600和Glyma.19G194100分别为qPH-b_13和qPH-b_19-1的候选功能基因。
堆肥过程中磷矿粉影响微生物群落进而钝化重金属的机制相关研究较少。本研究通过分析猪粪秸秆堆肥过程中微生物群落结构及重金属形态变化,探明磷矿粉作用下微生物对重金属钝化机制。结果表明磷矿粉的添加能够提高堆肥过程中重金属的钝化效果,特别是对于Cd和Zn,生物有效性系数分别降低了247.41和176.25%。随着堆肥的进行,细菌群落结构发生变化,Firmicutes 所占比例降低,而Proteobacteria, Bacteroidetes, Deinococcus-Thermus 和Gemmatimonadetes所占比例升高。磷矿粉的添加使原生的细菌门类发生变化,Bacteroidetes变化可以解释Zn,Cu和Cr的形态变化,而 Deinococcus-Thermus和Proteobacteria影响Zn, Pb和Cd钝化。该研究结果能为堆肥过程中的重金属钝化提供支持。