Establishment of macro-aggregates and organic matter turnover by microbial communities in long-term incubated artificial soils     

《Soil biology & biochemistry》2014

The study of interactions between minerals, organic matter (OM) and microorganisms is essential for the understanding of soil functions such as OM turnover. Here, we present an interdisciplinary approach using artificial soils to study the establishment of the microbial community and the formation of macro-aggregates as a function of the mineral composition by using artificial soils. The defined composition of a model system enables to directly relate the development of microbial communities and soil structure to the presence of specific constituents. Five different artificial soil compositions were produced with two types of clay minerals (illite, montmorillonite), metal oxides (ferrihydrite, boehmite) and charcoal incubated with sterile manure and a microbial community derived from a natural soil. We used the artificial soils to analyse the response of these model soil systems to additional sterile manure supply (after 562 days). The artificial soils were subjected to a prolonged incubation period of more than two years (842 days) in order to take temporally dynamic processes into account. In our model systems with varying mineralogy, we expected a changing microbial community composition and an effect on macro-aggregation after OM addition, as the input of fresh substrate will re-activate the artificial soils. The abundance and structure of 16S rRNA gene and internal transcribed spacer (ITS) fragments amplified from total community DNA were studied by quantitative real-time PCR (qPCR) and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), respectively. The formation of macro-aggregates (>2 mm), the total organic carbon (OC) and nitrogen (N) contents, the OC and N contents in particle size fractions and the CO₂ respiration were determined. The second manure input resulted in higher CO₂ respiration rates, 16S rRNA gene and ITS copy numbers, indicating a stronger response of the microbial community in the matured soil-like system. The type of clay minerals was identified as the most important factor determining the composition of the bacterial communities established. The additional OM and longer incubation time led to a re-formation of macro-aggregates which was significantly higher when montmorillonite was present. Thus, the type of clay mineral was decisive for both microbial community composition as well as macro-aggregation, whereas the addition of other components had a minor effect. Even though different bacterial communities were established depending on the artificial soil composition, the amount and quality of the OM did not show significant differences supporting the concept of functional redundancy.  相似文献   

黄瓜低霜霉威残留性相关基因SDH克隆及表达     

秦智伟  郭磊  周秀艳  辛明 《东北农业大学学报》2016,(4):24-33

通过Solexa技术和比较基因组学方法鉴定霜霉威胁迫下黄瓜果实差异表达基因,筛选黄瓜低霜霉威残留性相关基因SDH。研究利用PCR克隆获得SDH基因全长,命名为Cs SDH。构建亚细胞定位表达载体,利用农杆菌浸润法注射烟草叶片后激光共聚焦显微镜下观察;分别用荧光定量RT-PCR方法和酶联免疫法研究高、低农残品系D9320和D0351中Cs SDH基因在农药霜霉威处理后,不同时间点、不同组织部位时空表达特征和琥珀酸脱氢酶活性。结果表明,Cs SDH基因在烟草叶片细胞中被定位在细胞膜上。黄瓜低农残品种D0351中,Cs SDH基因在果实受霜霉威胁迫后反应迅速,主要在处理前期响应表达强烈,琥珀酸脱氢酶活性显著增加,且该基因表达量显著高于其在高农残品种D9320中表达量。Cs SDH果、叶中表达量较茎中高,且各组织部位表达量高低顺序稳定,为叶果茎。黄瓜高农残品种D9320中,Cs SDH基因表达量在0.5、1、3、12 h呈现上调表达,6、9 h基因表达量差异不显著,48 h出现上调表达高峰。说明克隆得到的Cs SDH基因属农药处理前期响应基因,且该基因可能在降低黄瓜农药残留过程中发挥重要作用。试验通过研究黄瓜琥珀酸脱氢酶基因(SDH)在霜霉威胁迫下表达情况,为挖掘黄瓜低农药残留性功能基因以及探明其作用分子机制奠定基础。  相似文献   

香蕉TGA转录因子家族的鉴定及枯萎病菌胁迫下的表达分析     

林萍  王明元  李雨晴  刘建福  张华英  林思锻 《热带作物学报》2021,42(8):2134-2142

尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. Cubense, Foc）引起的香蕉枯萎病是我国香蕉的主要病害之一,严重影响香蕉的产量和品质。TGA防御反应基因在香蕉应对尖孢镰刀菌胁迫的应答转录调控过程中至关重要。本研究以拟南芥TGA转录因子家族成员蛋白为查询序列,在香蕉基因组数据库中Blast筛选出TGA转录因子家族成员,并对该家族成员进行生物信息学分析。共鉴定得到9个香蕉TGA家族成员,分别命名为MaTGA1~MaTGA9;香蕉TGA家族蛋白富含酸性氨基酸,大部分蛋白以α螺旋为主;亚细胞定位主要在细胞核内。进化树分析表明,香蕉MaTGA转录因子家族的9个成员可分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两类,基因结构及功能结构域的分布情况也呈现出高度一致。进一步通过RT-qPCR分析发现,MaTGA2、MaTGA3和MaTGA8在香蕉枯萎病菌侵染后的‘威廉斯’（易感病）及‘南天黄’（抗病）中均显著下调表达,MaTGA1、MaTGA6、MaTGA7和MaTGA9均呈现先下降后上升的趋势;然而MaTGA4和MaTGA5仅在‘威廉斯’中上调表达,以上结果表明MaTGA2、MaTGA3和MaTGA8在香蕉抗枯萎病中发挥重要的生物学功能。本研究结果为香蕉TGA转录因子功能挖掘奠定理论基础。  相似文献   

大肠杆菌表达系统和酵母表达系统的研究进展     

祁浩  刘新利 《安徽农业科学》2016,44(17)

由于DNA重组技术和蛋白组技术的发展与成熟,外源基因表达技术备受关注。其在生物、食品、工业以及医学领域发挥着举足轻重的作用。以原核生物细胞及真核生物细胞作为表达系统,进行目的基因序列的表达以生产蛋白疫苗、核酸疫苗和生物酶制剂等是近年来发酵工业的新型领域。原核和真核表达系统是近年来研究和应用最广泛和最成熟的外源基因表达系统。对近年来关于大肠杆菌表达系统和酵母表达系统的研究进展进行了综述。  相似文献   

鸡脂肪组织TCF21基因启动子区DNA甲基化与其表达的关系   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘雨萌  马艳艳  姜海煦  张心扬  武春艳  程博涵  李辉 《畜牧兽医学报》2021,52(12):3375-3389

旨在研究鸡脂肪组织中TCF21基因启动子区DNA甲基化水平与其表达的关系。以东北农业大学高、低腹脂双向选择品系（简称高、低脂系）第24世代7周龄肉鸡为试验材料，利用RT-qPCR检测高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因的mRNA表达水平；利用生物信息学和双荧光素酶报告系统分析TCF21基因启动子的结构与功能；利用Sequenom MassARRAY飞行质谱检测高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因启动子区CpG位点的甲基化水平；利用CpG甲基转移酶处理TCF21启动子报告基因质粒，分析DNA甲基化对TCF21基因启动子活性的影响。结果显示，高脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因的mRNA表达水平极显著高于低脂系（P<0.001）；TCF21基因的启动子区存在40个CpG位点，且在启动子的近端和远端均有分布，但不存在CpG岛；将TCF21基因的启动子划分为5个功能区域，分别为R1区域（-2 000~-1 500 bp）、R2区域（-1 500~-1 000 bp）、R3区域（-1 000~-500 bp）、R4区域（-500~-200 bp）和Core区域（-200~-100 bp）；高脂系R2、R3和R2+R3区域的DNA甲基化水平显著或极显著高于低脂系（P<0.05或P<0.001）；R2、R3、R2+R3区域的DNA甲基化水平与TCF21基因mRNA表达水平呈显著正相关（R2区域：r=0.438，P<0.05；R3区域：r=0.371，P<0.05；R2+R3区域：r=0.489，P<0.05）；R2区域的DNA甲基化显著抑制其转录活性（P<0.05）。综上所述，TCF21基因在高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中的表达水平主要与其启动子R2区域的DNA甲基化水平有关。  相似文献   

引自国际马铃薯中心的品种资源在青海对晚疫病的田间抗性鉴定     

孙海宏  叶广继  王芳  周云  王舰 《西北农业学报》2010,19(1):68-70

在青海省海拔2000～2500m和2500～3000m两个不同生态区域设置抗性观测圃,调查评价从国际马铃薯中心(CIP)引进的60份资源田间晚疫病抗性,资源D9在整个生育期表现出免疫症状,15个资源表现为高抗,18个资源表现抗病,同时还对晚疫病菌流行生理小种的毒性基因进行动态监测。  相似文献   

狗蔷薇PaWUS基因的超量表达诱导转基因烟草根尖形成不定芽     

姜福星  刘凤栾  赵梁军 《林业科学》2011,47(12)

WUSCHEL是植物干细胞命运的决定基因,在植物发育过程中WUSCHEL基因的表达决定着干细胞的形成和器官的发生.从狗蔷薇的类原球茎中克隆出其同源基因；经过对其进行蛋白质序列比对和系统发育分析,将其命名为Ra WUS基因.构建在XVE系统下的化学调控的表达载体.在该系统下,Ra WUS基因的超量表达能诱导转基因烟草根尖形成不定芽；同时显微观察表明,根部的皮层中有圆球形的分生组织干细胞团的产生.结果表明:Ra WUS基因的过量表达能够促使根的皮层中薄壁细胞转变成为分生组织干细胞而形成不定芽在根尖异位发生,说明其能够在植物的根尖中诱导茎尖分生组织干细胞的活性和发育的可塑性.  相似文献   

牛二酰甘油转酰基酶(DGAT1)基因的生物信息学分析     

乔冬雨  孙少华  吴伟伟  孙志颖 《中国奶牛》2012,(9):5-8

DGAT1基因作为影响奶牛产奶和肉牛肉质性状的主效基因之一,引起了人们越来越多的关注。本文应用生物信息学方法比较了人、牛、猪、绵羊等24个物种的DGAT1基因编码区(CDS)核苷酸和蛋白质序列,并对该基因的遗传多样性进行了分析。结果表明,DGAT1基因的CDS核苷酸和蛋白质序列长度多样性丰富;具有终止密码子偏爱性,包括牛在内的所有脊椎动物终止密码子都为TGA;在长度为1 187bp的33条基因序列中检测到992个多态位点,共生成26种单倍型。从聚类分析图可以看出,脊椎动物、无脊椎动物、植物和微生物的DGAT1基因之间存在着进化分歧,但界内差异较小。  相似文献   

鸡Hsc70基因5′侧翼区SNP与耐热性状的相关分析     

陈卓宇  罗思琳  甘建伉  张细权  罗庆斌 《兽医大学学报》2012,(9):1339-1343

为研究Hsc70基因作为鸡抗病育种中一种分子标记的可能性,本试验利用克隆测序技术对清远麻鸡、广东温氏矮脚黄鸡、灵山鸡和隐性白羽洛克鸡4个品种共20个个体Hsc70基因的5′侧翼区进行多态性筛查,发现10处变异,包括8个SNPs和2个插入/缺失突变。通过分析,选取C.-521A〉C位点,利用PCR-RFLP方法分析了此位点在灵山鸡和隐性白羽洛克鸡群体中的基因型分布,所得分型结果与测定的耐热性状（T3、皮质酮、CD3＋、CD4＋和CD8＋）进行关联分析,结果表明：常温状态下（15℃）,在隐性白羽洛克鸡群体中,位点C.-521A〉C与CD3＋、CD4＋和CD8＋显著相关（P〈0.05）,其中AA基因型个体CD3＋值显著低于AC基因型个体,而CD4＋与CD8＋值显著高于AC基因型个体;热应激状态下（35℃）,在灵山鸡群体中,位点C.-521A〉C与CD8＋极显著相关（P〈0.01）,CC基因型个体CD8＋值极显著高于AA和AC基因型。  相似文献   

一种新颖的阳离子非病毒基因载体 Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH 的性能研究     

向建南  吴运东  王风君  梁志武 《湖南农业大学学报(自然科学版)》2013,40(12):74-79

研究了新型阳离子聚合物Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH的性能，重点考察其粒度，基因转染效率与细胞毒性，探讨了其作为基因载体的可能性.通过动态光散射仪（DSL）、透射电镜（TEM）观察了Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH与DNA自组装形成的颗粒形态及粒径，Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH可复合DNA形成粒径160～210 nm的纳米复合物，适合进入细胞.使用MTT比色法分析Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH的毒性并与PEI，PEI-g-PEG-OH比较.选用增强型绿色荧光蛋白(EGFP) 转染Hela细胞，应用流式细胞术检测转染效率.新型阳离子多聚物Chitosan-g-PEI-g-PEG-OH在提高基因转染效率的同时降低了其细胞毒性，有望成为基因转移的有效载体.  相似文献