外源C4-PEPC对水稻粒形和稻米品质及成分的影响

【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC）参与植物碳代谢,并且在碳氮耦合代谢调节过程中扮演着重要角色。分析导入外源C₄-PEPC对水稻稻谷粒形和稻米品质及成分变化的影响,进一步阐明C₄-PEPC在C₃植物水稻中的作用。【方法】以航2号（对照）和转C₄-PEPC水稻为材料,采用万深SC-G型自动考种及千粒重分析仪分析稻谷的粒形,采用电镜扫描观察稻米内部淀粉粒结构,参照标准米质测定方法测定稻米品质(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值);同时,测定稻米中支链淀粉、蔗糖、可溶性总糖及碳氮的含量,并采用高效液相色谱法测定稻米中的氨基酸含量。【结果】粒形分析表明,与对照航2号相比,转C₄-PEPC水稻的谷粒明显较短较窄,其长、宽、周长及千粒质量也明显较小。电镜扫描显示,航2号淀粉粒排列紧密,而转C₄-PEPC稻米淀粉粒排列明显比较松散。转C₄-PEPC株系稻米中直链淀粉含量明显较低,而支链淀粉含量明显较高,胶稠度和碱消值与对照无明显差别,垩白率和垩白度降低,蔗糖和可溶性糖含量极显著降低。转C₄-PEPC稻米的总氮含量明显较低,其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、胱氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等14种氨基酸含量明显较低,而其余3种氨基酸,即脯氨酸、异亮氨酸、色氨酸含量与对照无明显差别。【结论】导入外源C₄-PEPC后,水稻谷粒变小,淀粉粒排列松散,稻米中直链淀粉、蔗糖、可溶性糖、总氮及大部分氨基酸含量降低,而支链淀粉含量升高。     

Mn-Co-Ce/γ-Al2O3臭氧催化氧化奶牛养殖废水及其机理

奶牛养殖废水中因存在难生化降解有机物而难以处理。本研究采用浸渍法制备了一种三元催化剂（Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃）,以经三级好氧处理后的奶牛养殖废水为对象,探究了催化剂的焙烧温度和焙烧时间、催化反应时间、pH、臭氧投加量和催化剂用量等对臭氧催化氧化的效果及其影响。结果表明,Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃用量为15 g·L^-1、pH=9、臭氧投加量为12.5 mg·L^-1·min^-1、反应时间30 min时,COD_Cr去除率达到50%左右。XRD、SEM、BET和XPS对催化剂的表征表明,金属氧化物可成功负载在球状γ-Al₂O₃上且高度分散。循环试验表明,催化剂在5次循环后仍保持了较高的活性,催化剂稳定性较好。活性氧淬灭试验表明,体系中可以生成O₂^-·、HO·、¹O₂,且¹O₂起主导作用。     

黄曲霉ste20-like基因功能鉴定及与ste20基因功能的比较

为了鉴定ste20-like基因在黄曲霉生长、分生孢子形成、菌核形成中的作用以及其侵染性,并比较其与ste20基因功能的差异,以A.flavus NRRL3357为研究对象,对两个基因进行相似度比对和生物信息学分析,根据同源重组策略获得单基因缺失菌株Δste20、Δste20-like和双基因缺失菌株Δdouble（Δste20-like&ste20）,并分析基因敲除对菌株生长、分生孢子形成、菌核形成、黄曲霉毒素B₁（AFB₁）生物合成和侵染功能的影响。应用pyrG的双向遗传筛选成功获得Δste20、Δste20-like和Δdouble;与野生型相比,单基因缺失和双基因缺失突变株的生长速率、分生孢子量、菌核数量以及侵染能力都显著降低,在毒素合成方面,Δste20、Δste20-like和Δdouble菌株分别降低约76%、93%和72%;突变株之间比较发现,ste20-like缺失对生长速率的影响大于ste20基因;突变株之间的分生孢子产生量无显著差异;Δste20无菌核产生而Δste20-like还有少量菌核产生;Δste20-like菌株产生的毒素显著低于Δste20和Δdouble菌株。ste20-like基因正调控黄曲霉生长、分生孢子生成、菌核形成、AFB₁生物合成,并影响黄曲霉分生孢子对粮油种子的侵染能力。与ste20基因功能相比,ste20-like基因在调控黄曲霉生长、毒素合成方面对菌株的影响方面较显著,而在菌核形成方面ste20的基因调控作用更显著。     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO₂等数据,分析了该海域海-气CO₂通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO₂分压（pCO₂）等要素的分布特征及其影响因素。结果表明：冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀。南黄海海域表层pCO₂平均值为（385.34±43.62）μatm。表层pCO₂分布具有明显的区域差异,海区中部pCO₂整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/（m²·d）,但总体表现为大气碳汇,平均通量达（-2.47±3.91）mmol/（m²·d）;山东半岛东南部海域较高的pCO₂受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为（0.11±0.80）mmol/（m²·d）。整个调查海域平均通量为（-2.24±3.74）mmol/（m²·d）,表现为大气CO₂的碳汇。     

河套灌区参考作物蒸发蒸腾量估算方法研究

参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）是计算作物需水量的基础,一般用FAO推荐的Penman-Monteith公式（PM公式）计算。但是在河套灌区部分地区缺少辐射数据的观测,因而无法利用PM公式计算ET₀。本文选用河套灌区临河气象站1990—2012年的气象资料,分析了利用PM公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET₀与气象要素的关系,发现对ET₀影响最大的气象因素为净辐射,其次为饱和水气压差和平均温度。建立了基于饱和水气压差、温度和风速的ET₀估算公式,验证结算显示相关系数、纳什效率系数和总量平衡系数分别为0.96、0.92、1.00。在风速缺测的条件下,也建立了基于饱和水汽压差和温度的ET₀估算公式。以上两个公式为河套灌区缺资料条件下ET₀的估算提供了简单且准确的估算方法。     

东湖F1代BMPR-1B和BMP15基因多态性 与产羔性能关联性分析

为探究候选基因BMPR-1B、BMP15与东弗里生羊♂和湖羊♀的杂交F₁代（东湖F₁羊）产羔数间的关联性，评估东弗里生羊作为引入品种的经济利用价值，使用PCR-RFLP技术对东湖F₁羊和湖羊的BMPR-1B、BMP15基因多态性与产羔数进行关联分析。结果显示，东湖F₁羊与湖羊群体内均未检测出BMP15基因的FecX^I突变。BMPR-1B基因FecB突变位点在湖羊群体中检测出AG、GG两种基因型，基因频率分别为0.064和0.936，优势基因型为GG型，等位基因A、G的基因频率分别为0.032和0.968，优势基因为等位基因G；在东湖F₁羊群体中检测出AA、AG和GG 3种基因型，基因频率分别为0.146、0.683和0.171，优势基因型为AG型，等位基因A、G的基因频率分别为0.488和0.512。表明对产羔有利的G等位基因可以通过东弗里生和湖羊杂交遗传给后代，可作为其分子育种的辅助选择标记。湖羊AG型与GG型个体产羔数差异不显著（P＞0.05），东湖F₁羊 GG型、AG型个体产羔数极显著高于AA型个体（0.01＜P＜0.05），GG型与AG型个体产羔数差异不显著（P＞0.05）。结果表明东湖F₁羊产羔数与BMPR-1B基因显著相关。     

矮化砧及对应中间砧苹果叶片光合对光照和CO2响应的模型模拟与评价

为了阐明矮化砧木调控苹果叶片光合作用对光照度和CO₂响应的机制,筛选适宜的苹果叶片光合模型,以8 a生''长富2号''苹果为试材,设置4 种砧木处理：M9、M26、M9/八棱海棠和M26/八棱海棠。结果表明：各个模型均可用于模拟不同砧木苹果叶片光合-光响应（P_n-PAR）和光合-二氧化碳（P_n-CO₂）响应过程,决定系数（R）均大于0.99。非直角双曲线模型（NRH）对M9/八棱海棠和M26/八棱海棠叶片的P_n-PAR曲线模拟的R最大,均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）最小,直角双曲线修正模型（MRH）对M9和M26叶片的P_n-PAR曲线模拟的R最大,RMSE和MAE最小,且MRH模型对各处理的P_n-CO₂曲线模拟精度最高。与实测值相比,基于MRH模型的光合参数估计值相对误差最小,且获得的参数信息最全面,NRH模型次之。M26和M26/八棱海棠的初始量子效率、最大净光合速率、光饱和点、羧化效率、光呼吸速率高于M9和M9/八棱海棠,而光补偿点、CO₂补偿点、暗呼吸速率低于M9和M9/八棱海棠,说明M26对弱光和低CO₂浓度的利用效率高,耐弱光能力强,呼吸消耗少。结论：基于叶片尺度光合模型的砧木光合能力评价可优先考虑使用NRH和MRH模型。M26在作为基砧及中间砧的叶片光合能力优于M9。     

CAPS标记在番茄抗黄化曲叶病毒病基因 Ty1和Ty3遗传关系分析上的应用

以分别携带有 Ty1/ Ty1· Ty3a/ Ty3a和 Ty1/ Ty1· Ty3/ Ty3的番茄材料09（1）和09（2）为亲本的F₂群体的89个单株为研究对象,利用分子标记的方法对F₂群体所有单株的抗病基因型进行检测。结果发现,明显发生交换的单株有6个,占到F₂群体89个单株的6.74%。表明 Ty1位点与 Ty3位点之间属于不完全连锁关系且连锁较紧密,为番茄抗病基因 Ty1和 Ty3（或 Ty3a）的聚合育种提供一定的理论依据。     

产后乏情奶牛的诱导发情研究

 本研究用奶牛初乳、新斯的明、孕激素和孕马血清促性腺激素(PMSG)处理产后乏情奶牛,测定处理后24头奶牛乳汁中孕酮(P₄)和17β-雌二醇(17β-E₂)水平变化。结果表明:初乳对产后乏情奶牛的诱导发情作用,可能与处理后乳汁17β-E₂/P₄增加有关;注射初乳时,配合用新斯的明能提高发情率;产后乏情奶牛,用初乳十新斯的明+LRH-A₂方法处理,可有效地诱导发情,且受胎率较高。     

结球甘蓝类钙调蛋白基因 CML48和 CML50在不同胁迫下的表达分析

为探究结球甘蓝类钙调蛋白（CMLs）响应不同胁迫时的功能,丰富CMLs参与钙信号网络调控,为CMLs参与植物逆境途径及其功能的研究提供依据。以结球甘蓝ZG为材料,克隆得到 CML48和 CML50基因,序列分析表明 CML48开放阅读框（ORF）为672 bp,含4个内含子,编码223 aa,分子量为25.28 ku; CML50开放阅读框ORF为1 095 bp,编码364 aa,分子量为38.06 ku,含3个内含子;均为亲水蛋白,均含有2个EF-hand结构域;系统发育树表明 CML48和 CML50均与甘蓝处于同一进化枝,与白菜、油菜的亲缘关系最近。qPCR表明 CML48和 CML50在干旱(PEG6000)、盐胁迫(NaCl)、低温(4 ℃)、高温(37 ℃)、H₂O₂、脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等不同胁迫处理下,在叶和根中的表达均有上调,且 CML50的表达量均显著高于 CML48, CML48在茎尖中高度响应高温胁迫,而在根中不响应高温和H₂O₂胁迫。初步说明 CML48和 CML50在根和叶中均可响应上述8种非生物胁迫。     

黄淮海地区冬小麦-夏玉米生育期内水分供需时空变化特征

为明确影响黄淮海地区作物需水的关键气象因子及其变化特征,基于该地区的66个国家标准气象站点1987—2016年长时间序列的逐日观测资料,采用敏感性分析、因子趋势检测和GIS空间分析等方法,定量计算冬小麦-夏玉米生育期内的有效降水量(Pe)、作物需水量(ETc)及灌溉需水量(ETaw),分析1987—2016年黄淮海区冬小麦-夏玉米水分供需的时空变化特征以及ETc对不同气象因子的敏感性差异。研究表明,1987—2016年冬小麦生育期内Pe远不能满足其生长需求,年均ETaw达264mm,特别冬小麦生育期内Pe呈较明显的下降趋势,伴随气温不断升高,使其面临较严重的水分亏缺;而夏玉米生育期与Pe耦合度高,年均ETaw仅为79mm。黄淮海地区北部为冬小麦ETc和ETaw的高值区,南部ETaw相对较低,但1987—2016年增加趋势明显。相对湿度和气温对ETc的影响最大,其次是平均风速和日照时数,相对湿度的减少和气温的显著升高都将导致ETc的增加。     

"蒸发悖论"在秦岭南北地区的探讨

潜在蒸散量(ET0)是大气蒸发的估计值,已经广泛应用于灌溉管理和无实测蒸发资料地区的估算.分析ET0的时空变化是研究水资源对气候变化响应的基础工作,同时对于农业水资源的优化利用也具有重要意义.根据秦岭南北47个气象站1960-2011年逐日数据,利用FAO Penman-Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量(ET0),研究了气温、降水与ET0之间的长期变化趋势关系,对导致ET0下降的主要原因进行了讨论,着重对秦岭南北地区是否存在“蒸发悖论”进行验证.结果表明:(1)秦岭南北整体气温经历了先降后升的变化过程,1993年为突变年份,1960-1993年的降温速率和1994-2011年的升温速率均表现出由南向北递减的规律,1960-2011年整体升温速率由北向南递减.(2)1979年和1993年是ET0变化的转折点,以1979和1993为界ET0经历了“升—降—降”的变化阶段.1960-1979年仅汉水流域和巴巫谷地存在“蒸发悖论”现象,1980-1993、1994-2011和1960-2011年3个时段区域整体和各子区均发现了“蒸发悖论”现象.秋季后18a和52a整体以及冬季前34a和52a整体均存在“蒸发悖论”现象,冬季最为明显.(3)近52年整体降水表现出不显著的下降趋势,相较于年尺度,夏季降水与ET0逆向变化趋势更为明显.(4)年尺度上,太阳辐射(日照时数)下降引起的潜热通量减少是造成ET0下降即“蒸发悖论”现象的主要原因.季节尺度,春季ET0下降的主导因素为风速,其它季节均为太阳辐射(日照时数).     

影响一般气象站蒸发量的主要气象因子分析

对影响锡林郭勒盟6个一般气象站20cm直径小型蒸发皿蒸发量相关气象因子进行分析。选取锡林郭勒盟6个一般气象站30年(1981—2010年)日平均气温、日平均风速、日照时数、日平均相对湿度,运用相关分析、逐步回归等数理统计方法,建立一般气象站蒸发量计算的多元线性回归模型方程。结果表明,日蒸发量与日均气温、日均风速和日照时数呈显著正相关,与日均相对湿度呈负相关。采用6个一般气象站2011—2012年逐日观测数据回代蒸发经验公式,得出日平均蒸发估算值是实际蒸发量的0.9倍,说明此经验公式配上适当的修正系数,适用于锡林郭勒盟一般气象站停止小型蒸发观测后蒸发量的理论估算值计算,为地方气象服务提供了依据。     

基于灰色系统的秘鲁鳀资源量预测模型的构建

秘鲁鳀(Engraulis ringens)是栖息于东南太平洋的小型中上层鱼类,是鱼粉的主要来源。有效预测秘鲁鳀的资源量,综合评价环境因子对秘鲁鳀资源量的影响将有利于我国鱼粉进口企业利用环境和气候变化把握秘鲁鳀的生产行情。利用2004—2013年秘鲁鳀的资源量数据,首先对影响秘鲁鳀资源量的环境和气候因子进行灰色关联分析,并基于该结果利用灰色预测模型[GM(0,N)模型]进行秘鲁鳀资源量预测模型的构建,同时通过去除某个环境因子的模型与包含所有环境因子的模型的预报精度比较,对环境因子的重要性进行评价。结果表明,包含所有因子(渔场水温(Fishing ground temperature,FGT)、(渔场水温距平(Fishing ground temperature anomaly,FGTA)、南方涛动指数(Southern Oscillation Index,SOI)、Nino 1+2区海表面温度和太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI))的模型1对拟合资源量与实际资源量的平均相对误差为0.197,两个序列间的相关系数为0.544,对验证数据的相对误差为0.434;对比去掉其中某一个因子的模型2-模型6,去掉PDO的模型4效果最好,拟合资源量与实际资源量的平均相对误差为0.187,两个序列间的相关系数为0.663,对验证数据的相对误差为0.274,该模型能够更好地提高模型精度,可作为预测秘鲁鳀资源量的最优模型。     

气象因素对民勤地区参考作物腾发量变化的贡献分析

利用世界粮农组织的Penman-Monteith方法以及敏感曲线分析法,对甘肃国家级地面站点民勤站1968—2018年来的参考作物腾发量和气象因素的变化规律及各气象因子对参考作物腾发量变化的贡献大小进行了研究。结果表明:1)民勤站参考作物腾发量ET0年内变化特征呈抛物线形式,在1—5月增加,8—12月递减,7月达到最大值为5.29mm/d,年际变化整体呈波动上升趋势;2)利用相关性分析与主成分分析发现ET0与平均最高气温Tmax、平均饱和水汽压差VPD的相关性最大,利用偏相关性分析发现ET0与平均风速U、平均净辐射与土壤热通量的差Rn-G的相关性最小,但ET0与U、Rn-G的偏相关性较大,说明ET0与U、Rn-G的关系受其他气象因素的影响较大;3)气象因素的年内变化与ET0对各气象因素的敏感系数在年内的变化趋势有一定的相似度。ET0对Rn-G的敏感系数不大,但是由于Rn-G自身的增长幅度较大,导致Rn-G对ET0增长的贡献率最大;平均气温T和VPD对ET0的增长也产生了一定的贡献;U对ET0的增长产生了较大的负贡献。     

呼和浩特市春季气象要素与空气质量指数的灰色关联分析

利用环保部门互联网公布的呼和浩特市2014年春季（3-5月）空气质量指数,及气象部门同步观测的有关气象要素数据,采用灰色关联方法分析探讨日平均风速、日平均地面温度、日平均水汽压、日平均气温、日平均相对湿度对呼和浩特市春季空气质量指数影响程度,从而为进一步做好空气污染气象条件预报及空气质量预报提供依据。结果表明,呼和浩特市2014年春季,各气象因素对空气质量指数影响程度从大到小排序依次为日平均风速、日平均相对湿度、日平均水汽压、日平均气温、日平均地面温度。     

基于OPLS模型分析生态因子对栀子活性成分含量的影响

为了探讨生态因子对栀子果实中活性成分含量的影响,推动栀子资源的有效利用和生态种植,采用HPLC法测定了10个试验点渝栀1号无性系果实中栀子苷、西红花苷的含量,应用正交偏最小二乘法回归（OPLS）模型,分析了生态因子对栀子主要活性成分栀子苷、西红花苷积累的影响。结果表明,不同生态环境中,栀子果实中的栀子苷、西红花苷含量差异极显著。有机质、7月平均温度、年平均相对湿度、年平均气温是影响栀子苷积累的主要因素,其中有机质、年平均相对湿度与栀子苷含量呈正相关,7月平均温度、年平均气温与栀子苷含量呈负相关。钾、活动积温、年日照时数是影响西红花苷积累的主要因素,西红花苷的含量与活动积温呈正相关,与钾、年日照时数呈负相关。说明生态环境的差异,会造成栀子活性成分含量的变化,从而影响药材的质量。在栀子栽培立地过程中,可将有机质、7月平均温度、年平均相对湿度、年平均气温、钾、活动积温、年日照时数这7个因子作为选择优质产区的参考因子。     

气象因子对太湖地区旱作农田土壤水分动态的影响

【目的】研究太湖地区气象因子对旱作农田土壤水分的影响程度,厘定影响农田土壤水分的主要气象因子,为气候变化背景下农田水分管理提供科学依据。【方法】提取野外试验研究平台的旱作物生长季监测数据（逐日气象资料和土壤水分资料）,采用相关分析、逐步回归分析和通径分析等方法进行统计分析,计算直接通径系数和间接通径系数、决策系数。【结果】（1）供试实验基地农田土壤水分与日降水量、日蒸发量、日照时长、平均风速及日最大空气湿度等因子分布呈极显著正相关和负相关（相关系数分别为0.648、-0.566、-0.454、-0.331及0.371）,但与日最高气温不显著相关;（2）通径分析表明,气象因子对旱作农田土壤水分的直接影响大小顺序为：日降水量＞平均风速＞日照时长＞日蒸发量＞日平均空气湿度＞日最低气温>日最小空气湿度＞日最高气温＞日最大空气湿度＞日平均气温,但计算的决策系数表明,日降水量对土壤水分的综合决定能力最大;（3）通过逐步回归分析,得到了旱田土壤水分的气象因子多元回归模型：Y=10.174+0.386X4+1.095X7-0.509X8-0.766X9-0.345X10（R2=0.912,P<0.01）,达极显著水平。【结论】气象因子对太湖地区旱作农田土壤水分具有显著的控制作用,其中降雨量的影响最为主要。建立的多元回归模型可以用来预估气象因子变化下旱作农田土壤水分变化,但还需要更长时期监测的验证。     

Spatiotemporal Characteristics of Reference Evapotranspiration and Its Sensitivity Coefficients to Climate Factors in Huang-Huai-Hai Plain,China

Climate change will have important implications in water shore regions, such as Huang-Huai-Hai (3H) plain, where expected warmer and drier conditions might augment crop water demand. Sensitivity analysis is important in understanding the relative importance of climatic variables to the variation in reference evapotranspiration (ET₀). In this study, the 51-yr ET₀ during winter wheat and summer maize growing season were calculated from a data set of daily climate variables in 40 meteorological stations. Sensitivity maps for key climate variables were estimated according to Kriging method and the spatial pattern of sensitivity coefficients for these key variables was plotted. In addition, the slopes of the linear regression lines for sensitivity coefficients were obtained. Results showed that ET₀ during winter wheat growing season accounted for the largest proportion of annual ET₀, due to its long phenological days, while ET₀ was detected to decrease significantly with the magnitude of 0.5 mm yr^?1 in summer maize growing season. Solar radiation is considered to be the most sensitive and primarily controlling variable for negative trend in ET₀ for summer maize season, and higher sensitive coefficient value of ET₀ to solar radiation and temperature were detected in east part and southwest part of 3H plain respectively. Relative humidity was demonstrated as the most sensitive factor for ET₀ in winter wheat growing season and declining relativity humidity also primarily controlled a negative trend in ET₀, furthermore the sensitivity coefficient to relative humidity increased from west to southeast. The eight sensitivity centrals were all found located in Shandong Province. These ET₀ along with its sensitivity maps under winter wheat-summer maize rotation system can be applied to predict the agricultural water demand and will assist water resources planning and management for this region.