一、数据概述 此数据汇交是“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划重点项目“黑河流域典型荒漠植物耐旱机理的基因组学研究”的第二次数据汇交。本项目的主要研究目标是以典型荒漠植物沙冬青为材料,利用目前国际上先进的新一代基因测序技术对沙冬青的全基因组序列及基因转录组序列进行解码,从而发掘与抗旱相关的基因和基因群组,并用转基因技术在模式植物(如拟南芥和水稻)中验证其抗旱性。 二、数据内容 1.沙冬青基因组和转录组的序列测定: 前期基因组预测序测得蒙古沙冬青的基因组大小约为926 Mb,GC含量36.88%,重复序列比例66%,基因组杂合率0.56%,表明其基因组重复序列多,杂合度较高,属复杂基因组。 基于这一预测序结果,我们随后开展了沙冬青基因组的深度测序,所得数据经组装后得到937 Mb的全基因组序列(表一),与前期预测的基因组大小基本一致。通过对沙冬青的转录组测序和序列组装(表二),获得了77,000余个基因编码序列(Unigene),对这些基因序列进行注释发现,绝大部分基因序列与豆科植物大豆、鹰嘴豆和菜豆等有较高的相似度(图一),与沙冬青属豆科植物的事实相符。 2.沙冬青简单重复序列(SSR)分子标记的发掘: 网络公共数据库已有公开发表的沙冬青转录组数据集,其样品采集地点是宁夏中卫市。而本项目组样品采集的地点是甘肃民勤县,为了研究这不同地区的沙冬青的序列是否具有序列多态性,我们首先鉴定了民勤县植物样品的基因组中的简单重复序列(SSR)分子标记(表三),随后与中卫市植物样品的转录组序列进行比较,发现部分SSR分子标记具有多态性(表四),这些分子标记可用于该物种植物的遗传图谱构建、QTL定位和遗传多样性分析等研究中。 三、数据处理说明 样品采集地点:甘肃民勤县,经纬度:北纬N38°34′25.93″ 东经E103°08′36.77″。基因组测序:共构建8个不同大小的基因组DNA文库,使用Illumina HiSeq 2500仪器测定。转录组测序:共构建24个转录组mRNA的文库,使用Illumina HiSeq 4000仪器测定。 四、数据的使用说明和意义 我们选定一种典型的荒漠植物作为研究对象,从基因组学的角度解析该荒漠植物的全基因组和转录组序列,发掘其中蕴藏的宝贵抗旱基因资源,并研究他们的抗旱机理,有利于沙冬青这一古老而重要植物资源的有效利用,以及黑河流域抗旱植物的遗传培育、生态恢复和可持续发展。
何军贤, 冯磊
在前一项目布设在黑河下游的3个荒漠不同类型调查观测场外部,选择与观测场平均长势和大小一致的不同种类荒漠植物,进行了地上生物量和地下生物量全根法调查。干重为80℃下的烘干重量,根冠比为地下生物量与地上生物量的干重比值。种类有:沙拐枣、红砂、黑果枸杞、泡泡刺、苦豆子、骆驼蓬、柽柳等。
苏培玺
“水权框架下黑河流域治理的水文-生态-经济过程耦合与演化”(91125018)项目数据汇交2-敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划(2011-2020) 规划文档主要包括:1、区域水资源利用现状及存在的问 2、指导思想、基本原则和规划目标 3、经济社会及生态需水分析 4、水资源配置方案 5、水权制度建设 6、主要工程措施 7、环境影响安排等方面分析撰写。
数据集为黑河流域各个生态系统的优势种的生理生态学参数,本数据集根据TESim模型的要求,将黑河流域分为7个生态系统,分别为:落叶阔叶林生态系统(BRD)、常绿针叶林生态系统(CNF)、农田生态系统(CRP)、荒漠生态系统(DST)、草甸草原生态系统(MDS)、灌木林生态系统(SHB)和草原生态系统(STP)。本数据集中的数据,有些数据是根据实测数据得到,有些是通过参考文件得到,但是经过验证以后应用到黑河流域的。本数据中的数据,每个生态系统系统的每个参数都有三个值,分别是在模型中的取值以及该参数的最小值和最大值。 该数据可为生态过程模型提供输入参数,该数据集仍然在进一步的优化中。
彭红春
背景:此数据汇交属于“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划重点项目“黑河流域典型荒漠植物耐旱机理的基因组学研究”的第一次数据汇交。 本重点项目的主要研究目标是以典型荒漠植物沙冬青为材料,利用目前国际上先进的新一代基因测序技术对沙冬青的全基因组序列及基因转录组序列进行解码,从而发掘与抗旱相关的基因和基因群组,并用转基因技术在模式植物中验证其抗旱性。 过程、内容: 由于基因组测序需要专门测序仪器,工程浩大、过程复杂(主要有基因组文库构建、测序、数据分析及基因组组装等程序),因此需要由专业测序公司完成。在与测序公司接触后,我们了解到在对一未知基因组进行测序前,需要先对其基因组的大小和复杂度进行预测,这是设计测序方案和策略的必要前提。因此我们在2013 年主要对沙冬青的染色体组成、基因组大小和复杂度进行了预测,并成功建立了其基因组DNA的提取纯化方法。结果表明沙冬青植物为2倍体,基因组由9条染色组成(2倍体18条),基因组大小为1.07G。对基因组DNA的质量检测结果表明,所得DNA复合测序要求,已送往测序公司建库、测序,现正在进行中。另外,为了获得大量、均一的植物材料,我们对其愈伤组织的诱导进行了探讨,也获得了成功。由于这些原因,我们未能够按项目原计划在本年度完成沙冬青基因组测序,并提交有关数据,主要是我们之前没有将基因组预测的内容计算在内。 数据使用说明:本年度所得有关沙冬青倍性、染色体核型组成以及基因组大小的数据,对后续基因组测序奠定了必要基础,为测序方案的设计和经费预算提供了重要科学依据。而对其愈伤组织诱导的成功,为后续转录组测序和抗旱机理研究的实验提供了高质量的材料保障,也无需每次到植物原生长地取材,同时也是对沙冬青植物细胞学和生理学研究的新贡献。
何军贤, 顾力菲
数据集对黑河流域中下游2013年单生及联生的红砂和珍珠进行了野外植株生长状况、叶片形态指标的调查。 生长状况指标有:冠幅、株高,以及细根、粗根生物量等;叶片形态指标有:长、宽、厚度,以及叶面积、体积等。试验观测指标有:叶氮含量、水势、气体交换数据、叶绿素荧光数据。 数据包括:野外观测资料及其说明文件。
苏培玺
2013年8月中旬测定,植物种:泡泡刺(不同生境为中游丘间低地和戈壁),红砂(不同生境为中游戈壁和下游戈壁)。 利用美国拉哥公司制造的LI-6400便携式光合作用系统(Portable Photosynthesis System, LI-COR, USA)和LI-3100叶面积仪等,对荒漠植物光合生理特性进行了观测。 观测资料中的符号含义如下: Obs,观测次数; Photo,净光合速率,μmol CO2•m–2•s–1; Cond,气孔导度,mol H2O•m–2•s–1; Ci,胞间CO2浓度,μmol CO2•mol-1; Trmmol,蒸腾速率,mmol H2O•m–2•s–1; Vpdl,水蒸气压亏缺,kPa; Area,叶面积,cm2; Tair,大气温度,℃; Tleaf,叶面温度,℃; CO2R,参照室CO2浓度,μmol CO2•mol-1; CO2S,样品室CO2浓度,μmol CO2•mol-1; H2OR,参照室水分,mmol H2O•mol-1; H2OS,样品室水分,mmol H2O•mol-1; PARo,光量子通量密度,μmol•m–2•s–1; RH-R,参照室空气相对湿度,%; RH-S,样品室空气相对湿度,%; PARi,光合作用有效辐射,μmol•m–2•s–1; Press,大气压,kPa; 其它为测定时的仪器状态参数等。
苏培玺
在2011年7月中旬采集黑河流域典型荒漠植物光合器官(叶片或同化枝)进行生理生化分析的基础上,2012年7月中旬采集部分荒漠植物光合器官,装入液氮罐带回实验室测定。 生理分析指标主要有:可溶性蛋白单位:mg/g;游离氨基酸单位:µg/g;叶绿素含量单位:mg/g;超氧化物歧化酶(SOD)单位:U/g FW;过氧化氢酶(CAT)单位:U/(g•min);过氧化物酶(POD)单位:U/(g•min);脯氨酸(Pro)单位:μg/g; 可溶性糖单位:μg/g;丙二醛(MDA)单位:μmol/L。
苏培玺
2013年9月底10月初,黑河流域典型区荒漠类型植物停止生长期,进行年终生态调查。 共有8个调查观测场,分别是:山前荒漠、山前戈壁、中游荒漠、中游戈壁、中游沙漠、下游荒漠、下游戈壁、下游荒漠,大小为40m×40m。 在每个观测场固定3个20m×20m的大样方,命名为S1、S2、S3,进行灌木定期调查;每个大样方固定4个5m×5m的小样方,命名为A、B、C、D,进行草本调查。
苏培玺
2011年7月中旬,采集典型荒漠植物光合器官(叶片或同化枝),液氮罐带回实验室测定。 分析指标主要有可溶性蛋白单位:mg/g;游离氨基酸单位:µg/g;叶绿素含量单位:mg/g;超氧化物歧化酶(SOD)单位:U/g FW;过氧化氢酶(CAT)单位:U/(g•min);过氧化物酶(POD)单位:U/(g•min);脯氨酸(Pro)单位:μg/g; 可溶性糖单位:μg/g;丙二醛(MDA)单位:μmol/L。
苏培玺
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