干旱胁迫下野生大豆水通道蛋白GsPIP2;7功能研究

水通道蛋白（AQPs）是植物中重要的水分转运蛋白，在植物对抗干旱胁迫中发挥着重要功能。为明确野生大豆水通道蛋白在植株抗旱反应中的分子功能，本研究对野生大豆（Glycine soja）中的水通道蛋白的蛋白结构及其在干旱胁迫下的表达模式进行分析，并对筛选的AQPs基因功能进行验证。研究鉴定了野生大豆中69个AQPs蛋白，其中10个在干旱胁迫的高耐野生大豆材料中表达差异达到显著水平。筛选到GsPIP2;7在干旱胁迫后与对照相比显著上调，克隆GsPIP2;7到过表达载体中并侵染转化拟南芥（Arabidopsis thaliana），通过转基因后代筛选获得了稳定表达的T3代转基因拟南芥。与野生型拟南芥相比，转基因植株在干旱胁迫下根系总长度、叶干重、根干重、根冠比和单株叶面积显著增加，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著提升，丙二醛（MDA）含量显著降低，表现出较强的耐旱能力。本研究结果说明GsPIP2;7对拟南芥耐旱具有正向调控作用，为明确野生大豆耐旱机制奠定了理论基础。     

甘蓝型油菜苗期耐旱性综合评价与耐旱性鉴定指标筛选

我国油菜生产经常遭受干旱胁迫而影响产量和品质,综合评价油菜种质资源的耐旱性,筛选耐旱种质,确定耐旱性鉴定指标,是耐旱新品种培育和耐旱机理研究的基础性工作。本研究利用229份甘蓝型油菜种质资源,在苗期设置干旱胁迫组和正常灌溉(对照)组,测定地上和地下部鲜重和干重及叶片过氧化物酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和相对含水量10个性状,采用耐旱系数、聚类分析、隶属函数、主成分分析和灰色关联度分析等方法对其耐旱性进行综合评价。结果显示,苗期干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上和地下部干重和鲜重及叶片相对含水量和可溶性蛋白含量显著降低,使叶片过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量显著升高,而地下部干重在正常灌溉组与干旱胁迫组之间差异不显著。229份种质资源划分为8个类群,各类群表现出不同的耐旱特性。RR002、9801C、炎81-2、07037、浙油758和09-P64-1为耐旱材料, 11-P30、CY16PXW-35、08-P35、09-P36、甲972和A148为干旱敏感材料。地上部鲜重、叶片脯氨酸含量和可溶性糖含量可作为甘蓝型油菜苗期综合耐旱性快速、简便、准确的鉴定指标。     

F-box蛋白家族在植物抗逆响应中的作用机制

SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互作保守结构域,该结构具多样性,可识别不同底物,是F-box蛋白分类的依据。研究表明,F-box蛋白参与调控植物的许多生命进程,包括抗逆反应。本文就近年来F-box蛋白在植物抗逆反应中的作用机制进行总结。F-box蛋白大多以SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解目标蛋白的方式调控抗逆反应,也有不依赖形成SCF复合体的方式行使功能,不少F-box蛋白参与了植物激素信号传导,通过调控转录因子活性而改变下游基因的表达,由此影响了植物的抗逆反应。基因表达谱的生物信息学预测表明,大多数F-box基因参与了植物抗逆反应,目前只有其中一小部分已报道了其抗逆调节功能。在此综述了这些F-box蛋白在植物抗逆胁迫中的研究进展。在干旱和盐碱胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素脱落酸、乙烯等植物激素信号传导而调控抗逆。由于干旱和盐碱胁迫具协同性,不少F-box基因同时参与抗旱和抗盐碱胁迫,但调节方式有所不同,一些F-box基因对抗干旱和盐碱的反应具协同性,从总体上调控植物的渗透胁迫和离子毒害反应;而另一些F-box基因对干旱和盐胁迫反应的调节作用相反,它们可能在植物抗逆的精细调节中起作用。在低温胁迫反应中,F-box蛋白可调节植物抗低温的CBF信号途径。在生物胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素茉莉酸和水杨酸途径来调控抗病,病原菌也以攻击植物SCF复合体使植物致病。此外,植物激素信号途径之间相互作用,共同影响抗逆反应。     

玉米耐旱自交系在干旱条件下的mRNA差异表达

用16%PEG-6000对玉米耐旱自交系“81565”进行模拟干旱处理,用DD-PCR技术研究干旱与正常浇水对照的mRNA差异表达,发现3个干旱条件下差异表达的特异片段MD1、MD2和MD3。MD1和MD2在干旱条件下减量表达,MD3为干旱诱导表达。序列分析和同源性比对表明,MD1与玉米叶绿体基因组中编码参与RNA转录本Ⅱ型内含子剪切的成熟酶的matK基因有93%的相似性,MD2与极端耐旱的Sporobolus stapfianus的丝氨酸/苏氨酸2C型蛋白磷酸酶基因PP2C的相似性达99%,MD3与属天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶类的水稻metacaspase基因有99%的相似性。根据各自序列相似同源基因的功能推测,MD1、MD2和MD3三个片段可能与“81565”的耐旱机制有关。     

基于时间序列图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法

为了快速准确获取植物表型数据,该文提出了一种基于时间序列多图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法。首先,以固定时间间隔获取干旱胁迫条件下玉米植株一天内的图像数据,采用统计学习方法对图像序列进行初始背景分割,非局部均值(non-local mean,NLM)滤波对初始背景分割进一步求精,去除变化光照条件对图像序列分割的影响。在植株器官分割阶段,融合植株形态先验知识,通过逐行扫描和邻域数量判断拆分植株器官像素。最后,提出了叶片角度比值的干旱胁迫表型参数计算方法。结果显示,耐旱植株的叶片角度比值一天内从0.63上升到0.70后再降到0.65,而非耐旱植株的叶片角度比值维持在0.65左右,随时间变化不大。研究结果为阐明玉米植株耐旱表型参数与环境参数的协同变化关系,以及不同基因型玉米植株环境应激反应的细微形态变化提供方法和技术解决方案。     

氯化胆碱和海藻糖对油菜蕾薹期干旱胁迫的缓解效应研究和耐旱指标筛选

为研究氯化胆碱和海藻糖对油菜蕾薹期干旱胁迫的缓解效应,本试验以5个油菜栽培品种为研究对象,在蕾薹期设置干旱胁迫、干旱胁迫下添加氯化胆碱及干旱胁迫下添加海藻糖3个处理,通过考察15个耐旱指标,探究不同处理对油菜蕾薹期形态、生长发育和生理特性的影响,并对3种处理下的油菜耐旱性进行综合评价和耐旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫导致油菜株高、茎粗、总鲜重、地上部鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降,可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量极显著上升。添加氯化胆碱后,可溶性蛋白含量显著下降(34.96%);添加海藻糖处理后,SOD、过氧化物酶(POD)活性极显著升高(77.22%和183.93%),MDA和可溶性蛋白含量均极显著降低(64.68%和27.68%)。耐旱性效应综合评价表明,干旱胁迫下,淮油18号耐旱性最强(D=0.706),南农油3号耐旱性中等(D=0.476),秦优33、秦油10号和美国油王999耐旱性最差(D=0.364~0.404)。添加氯化胆碱(D值平均提高40.00%)较海藻糖(D值平均提高13.95%)起到更好的抵御干旱逆境的作用。本研究筛选出的根长、茎粗、总鲜重、根鲜重、地上部干重和总干重等指标,可作为油菜抗旱特性快速鉴定的指标(R²=0.992)。综上所述,外源氯化胆碱对干旱胁迫下蕾薹期油菜有更好的缓解作用,这为油菜的耐旱栽培提供了理论依据。     

基于iTRAQ技术的不同耐旱性甘薯苗期根系差异蛋白分析

为从蛋白水平揭示不同甘薯品种的苗期耐旱性差异,明确甘薯耐旱性生理机制,以耐旱性强的济薯21(JS)和耐旱性弱的济紫薯1(JH)为材料,采用PEG-6000模拟田间梯度干旱胁迫过程,采用i TRAQ技术开展甘薯苗期根系全蛋白组差异蛋白分析。结果表明,在4个比较组中,共筛选到567个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白302个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白数的58.6%。GO分析发现,JS苗期根系差异蛋白主要集中在胁迫响应、非生物刺激响应等生物过程,而JH苗期根系差异蛋白主要集中在糖基复合物代谢和辅酶代谢等生物过程,干旱均主要影响2个品种的细胞质、细胞溶质等细胞组分,2个品种的差异蛋白分子功能均涉及催化活性、氧化还原酶活性等方面。KEGG分析发现,正常条件下,耐旱性强的较耐旱性弱的甘薯品种苗期根系中的过氧化物酶(POD)和肉桂醇脱氢酶(CAD)表达上调;在干旱条件下,次生代谢合成过程中的苯丙烷合成通路中上调表达的差异蛋白最多,耐旱性强的JS苗期根系中主要是胁迫响应相关蛋白,而耐旱性弱的JH苗期根系中主要是能量代谢相关蛋白。总之,干旱对甘薯苗期根系细胞质中次生物质合成和能量代谢影响较大,耐旱性强的甘薯苗期根系氧化还原酶类蛋白表达上调,不同耐旱性甘薯苗期根系在蛋白组学水平上响应干旱的生理调控途径存在明显差异。本研究为甘薯耐旱性品种生理鉴定和耐旱基因发掘提供了线索。     

6种野生耐旱花卉幼苗叶片脱水和根系含水量与根系活力对干旱胁迫的反应

研究了燕山东段6种野生耐旱花卉幼苗在持续干旱胁迫至枯死临界点过程中盆栽土壤含水量、叶片脱水、根系含水量与根系活力的变化。结果表明,6种野生耐旱花卉幼苗的耐旱性强弱顺序依次是叶底珠〉栓翅卫矛〉木半夏〉孩儿拳头〉南蛇藤〉蚂蚱腿子,而叶片萎蔫脱落与枯萎表征出现的时间和耐旱性之间没有必然的联系,栓翅卫矛和木半夏以叶片延迟脱水耐旱,其叶片在土壤干旱过程中萎蔫和枯萎表征出现最晚;叶底珠和孩儿拳头以叶片较快脱水耐旱,其叶片在土壤干旱过程中含水量迅速下降,叶片萎蔫脱落表征出现较早;南蛇藤和蚂蚱腿子叶片萎蔫脱落表征出现时间介于上述两种类型之间,在6种材料中相对不耐旱。根系含水量随着干旱胁迫的加剧呈逐渐下降趋势,自由水与束缚水比值和根系活力的变化趋势相似,都有一个增大的过程,增大的峰值出现的时间各不相同,随后开始下降,至枯死临界点降到最小值;峰值的出现是对干旱胁迫的一种适应。     

植物抗旱生理生化机理研究概况

简述干旱对植物造成的伤害和植物应对干旱的生理生化机制方面的研究概况。研究人员对植物抗旱的渗透调节、膜修复、自由基清除、胁迫蛋白的产生等机理研究已比较深入。从"植物生长发育受到抑制,植物光合作用受到抑制,植物体内有害物质积累"3个方面阐述了干旱对植物造成伤害的机理;从"植物抗旱相关物质(渗透调节物质与植物的抗旱性,抗氧化保护性物质与植物的抗旱性,植物生长调节剂类物质与植物的抗旱性);植物形态结构与植物的抗旱性"几个方面阐述了植物抗旱的机理。     

2个不同耐旱性甘薯品种的苗期根系蛋白组差异分析

为从蛋白水平明确不同耐旱性甘薯品种苗期根系对干旱的应答机制,促进甘薯耐旱相关基因发掘,以耐旱性强的济薯21(JS)和耐旱性弱的济紫薯1(JZ)为材料,采用PEG-6000模拟田间梯度干旱胁迫过程,进行苗期根系蛋白的双向电泳和质谱分析。结果表明,基于60个不同耐旱性甘薯苗期根系的差异蛋白点分析,共鉴定出32个蛋白,其中有明确生理功能的有12个。在JZ中,下调表达的有3个肌动蛋白,上调表达的有2个60S核糖体蛋白,受体类蛋白激酶和真核翻译起始因子各1个;在JS中,下调表达的有1个类甜蛋白,上调表达的有2个过氧化物酶蛋白、1个磷酸果糖激酶家族蛋白和1个赤霉素调控蛋白。基因本体(GO)分析发现,干旱对甘薯苗期根系细胞质中糖和能量代谢过程影响较大,耐旱性强的品种苗期根系在抗氧化防御、能量代谢和信号转导方面占据优势。综上,不同耐旱性甘薯苗期根系在蛋白组学水平上响应干旱的生理调控途径存在明显差异,本研究结果为甘薯耐旱性品种选育提供了理论依据。     

不同寄主植物与斜纹夜蛾喜食程度、生长发育及存活率的关系研究

研究了不同寄主植物与斜纹夜蛾喜食程度、生长发育及存活率的关系结果表明 ,斜纹夜蛾喜食植物依次为槟榔芋 >莲藕 >甘蓝 >青菜 >水蕹菜 >黄牙白 >棉花 >大豆 >萝卜 >豇豆 >木耳菜 ;较喜食植物依次为花生 >芝麻 >酸模叶蓼 >四叶萍 >甘薯 >绿豆 >黄瓜 ;其余为次要寄主植物。斜纹夜蛾幼虫取食不同寄主植物 ,其发育历期、蛹重、蛹羽化出成虫比率均有显著差异 ,取食芋头、水蕹菜、青菜、甘蓝、豇豆和莲藕等作物叶片的幼虫发育历期较短 ,蛹较重 ,蛹羽化率较高 ,而取食棉花、大豆和向日葵叶片的幼虫历期相对较长 ,蛹较小 ,蛹羽化率相对较低。     

封闭式水泵吸水池内部流动的PIV量测

水泵吸水池内部的流动状态非常复杂，特别是在吸入管的周围，分布十分复杂的漩涡，这些漩涡的存在对整个系统的流动状态会产生众多的影响，有可能使泵站的性能恶化。为了研究吸水池内的流动状态，用PIV量测技术对吸入管附近的流场进行量测，并对测量结果进行分析，进而得到测量面上的湍流特征。     

对肥料含义、分类和应用中几个问题的认识

主张把肥料定义为"直接为植物提供养分的物料",土壤调理剂、植物生长调节剂、肥料增效剂对植物养分的供给起间接作用,可合称"一肥三剂"。以此含义讨论了菌剂、稀土元素等在肥料中的位置。简述了目前肥料应用中的若干误解和误导。     

稻谷自然晾晒后显微结构分析研究

通过研究自然晾晒后稻谷内部的显微组织结构，可以分析稻谷应力裂纹的生成扩展机理。通过扫描电子显微镜观察，发现自然晾晒后的稻谷胚乳组织结构遭到轻微破坏，产生应力裂纹，籽实皮与胚乳之间的结合区域也有应力裂纹产生。应力裂纹首先生成在胚乳组织的中心部位，然后向四周扩展。产生应力裂纹时，只是裂纹两侧的胚乳组织遭到破坏，其它部位的胚乳组织状态良好。大多数应力裂纹扩展的路径都是穿越细胞壁，沿着淀粉颗粒的边缘进行扩展。分析研究稻谷自然晾晒后胚乳组织的形态结构以及应力裂纹的显微形态、生成位置和扩展方向，对稻谷应力裂纹检测技术的提高和干燥品质的评价都具有重要的价值。     

生产建设项目水土保持准入条件通用条款

 以国家法律法规、国民经济和社会发展规划纲要、行业发展规划、国家的产业政策,以及国家和行业标准的规定和要求为依据,经系统收集、比照分析和深入研究,提炼出生产建设项目水土保持准入条件105条,其中基本条件86条、限批条件7条、缓批条件12条;提炼出生产建设项目水土保持方案审查审批条件86条,其中基本条件16条、不同类型区的特别条件35条、不同类型生产建设项目的特别条件12条、须由建设和设计单位对主体工程进行修正的条件12条、须修改完善水土保持方案的条件11条。共提出适用于全国生产建设项目水土保持准入条件通用条款191条。     

不同农业管理措施对土壤线虫的影响

研究了不同农业管理措施对土壤线虫的影响,结果表明:日光温室中土壤线虫的优势种群为食细菌的小杆线虫(Rhabditis),常规农田中优势种群为食细菌的小杆线虫和植食性的螺旋线虫(Helicotylenchus),休闲地中优势种群为植食性线虫,包括螺旋线虫、盘旋线虫(Rotylenchus)和丝尾垫刃线虫(Filenchus);线虫的多样性、丰富度、ΣMI、EI、SI指数表明日光温室所受到土壤线虫的扰动最强,常规农田次之,休闲地所受干扰最小;PPI/MI、WI、BI、CI指数表明日光温室土壤营养丰富,常规农田和休闲地营养贫瘠.     

祁连山哈溪林区移植前后土壤氮对比研究

研究不同海拔梯度森林土壤氮的分布特征,对于合理利用森林资源、改善森林的生态功能都有重要意义。采用封顶埋管法,对祁连山东段哈溪林区不同海拔梯度和不同植被类型的土壤氮进行了研究。结果表明:(1)海拔2 650m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最低,海拔2 950 m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高;各海拔梯度青海云杉林土壤经培养后,其TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均减小。(2)就不同植被类型而言,青海云杉林土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高,草地和灌丛土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量较低,且二者差异不大。草地和灌丛土壤培养后TN和NH_4~+-N含量显著升高,NO_3~--N含量变化不大。(3)某一海拔青海云杉林土壤移植到其他海拔青海云杉林培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化不大;不同植被类型之间土壤相互移植培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化明显,不同植被类型对土壤氮的含量差异显著。     

吉林西部生态农业基地土壤环境地球化学背景研究

吉林西部生态农业基地土壤样品地球化学指标分析结果表明,区内N和K元素与全球土壤背景值基本相当,P,Mg,S,Mn,Cu,Zn,Mo,Cd,Cr元素质量分数低于全球土壤平均值,土壤营养元素P、B、Zn、Mo缺乏,F、Se、As、Pb、Hg元素质量分数高于全球土壤平均值。近20年来,土壤背景中F质量分数下降0.41倍,P增加1.30倍。B、Zn、Mo有效量低于土壤临界值,为显著贫化。     

作物模型研究进展

作物模型的研究和应用有利于科研成果的综合集成、作物种植管理决策的现代化和辅助国家决策,是农业研究中的重要工具。一个完整的作物模型一般包括作物生长模块、水分运动模块与氮素迁移转化模块。这三者相互联系,相互影响。本文对上述3个模块的发展历程以及应用比较广泛、综合性比较强的几个模型进行综述,对比各自的优缺点,指出了作物模型今后的发展方向。     

华蓥山国家地质公园地质遗迹特征与成因分析

华蓥山国家地质公园地质遗迹类型丰富,特征典型,研究观赏价值重大。公园地质遗迹以喀斯特地貌和构造遗迹为主,高登山石林、天池湖、白崖、晶然山、宝鼎是公园内重要的地质遗迹。高登山石林具有奇、秀、幽的特征,石林良好的生态环境与岩溶地区石漠化特征对比鲜明;天池湖为四川省最大的构造岩溶湖,其形成和演化过程复杂。研究表明,二叠系、三叠系灰岩层是公园主要的成景地层,华蓥山断裂、华蓥山背斜是影响园区地质遗迹发育分布的主要因素,温暖湿润的气候对地质遗迹的形成演化具有重要影响。