木薯生料发酵转化乙醇的工艺参数优化研究

以木薯（Manihot esculenta）为试材,分别用正交设计法和均匀设计法考察木薯生料发酵转化乙醇工艺参数,分析讨论了这两种设计的特点,得出在多水平多因素的条件下,均匀设计具有实施试验少、效果好等优势,并得到以乙醇产量为指标的生料发酵转化乙醇最佳工艺参数：料水比1:1.8,初始pH3.5,温度32℃,酵母添加量3.5×107cell/mL,(NH4)2SO4 0.5g,转速140r/min,糖化酶添加量200 u/g,淀粉酶添加量12 u/g,纤维素酶添加量25 u/g, 发酵周期120 h,此时乙醇得率达到15.7%（正交设计最优结果为9.2%）。     

花生AhLEA18蛋白基因的克隆与表达分析

LEA蛋白家族是一类在种子胚胎发育晚期丰富表达的蛋白,在种子的正常发育过程中大量积累,同时在植物处于干旱、寒冷、盐胁迫等逆境条件下高水平表达,推测该类蛋白在缺水条件下具有一定的生理保护功能。根据蛋白序列特点,该蛋白家族分为多个组,LEA18蛋白属于其中一组蛋白。PvLEA18蛋白在干燥种子、花粉粒中大量积累,也参与到对水分缺失、ABA处理的生理应答过程过程。本研究从栽培种花生鲁花14中克隆得到一个LEA18基因,命名为AhLEA18。对其序列的生物信息学分析表明,AhLEA18具有典型LEA18蛋白序列特征。通过半定量RT-PCR的方法对该基因在花生植株不同组织及不同发育时期的种子中的表达情况进行了分析。     

转cry1Ab13基因玉米新种质的创制

【目的】构建包含抗鳞翅目害虫基因cry1Ab13的重组植物表达载体,并利用其创制对玉米螟Ostrinia furnacalis具有优良抗性的转基因玉米Zea may L.新种质。【方法】利用同源重组法将cry1Ab13基因连接到表达载体pCAMBIA3300-Bar上,获得以抗除草剂Bar基因为筛选标记的植物表达载体pCAMBIA3300-cry1Ab13-Bar。通过农杆菌介导法转化玉米自交系H99幼胚,对再生植株进行逐代除草剂筛选、PCR检测及T2代植株的Southern blotting检测、实时荧光定量PCR检测,并对转基因植株进行田间及室内抗虫性鉴定。【结果】构建了cry1Ab13基因的植物表达载体,转化玉米获得3株高抗玉米螟和1株抗玉米螟的T2代转基因植株。Southern blotting证明cry1Ab13基因已经整合到玉米基因组中,实时荧光定量PCR结果表明cry1Ab13基因已经在玉米植株内表达。抗虫性鉴定结果表明,与对照相比转基因植株对玉米螟的抗性显著提高。【结论】将cry1Ab13基因导入玉米并成功表达,显著提高了转基因玉米对玉米螟的抗性,为抗虫玉米新种质的创制奠定了基础。     

抗咯菌腈禾谷镰刀菌的紫外诱导及其生物学特性

为评估玉米茎腐病病原菌禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)对咯菌腈的室内抗药性风险,本研究通过室内紫外照射获得抗咯菌腈突变体,分析抗性突变体对咯菌腈的抗药性、遗传稳定性和生物学特性,及其对咯菌腈、戊唑醇、苯醚甲环唑、嘧菌酯的交互抗性。结果表明,经紫外照射5min,获得17株抗咯菌腈突变体,其对咯菌腈的EC50为72.78~290.09μg/mL,是亲本菌株的4 000~17 000倍;抗性突变频率为1.7×10-6,可稳定遗传;最适生长温度均为25℃,最适pH均为8,与亲本菌株相同;菌落生长速度低于亲本菌株;在含有0.9mmol/L NaCl的PDA培养基中培养的菌落形态与不含NaCl的PDA培养基中的相比,亲本菌株和4号抗性菌株色素沉积减少,而1号和16号抗性菌株色素沉积增加。推测禾谷镰刀菌对咯菌腈存在中等或高等的室内抗药性风险。室内抗药性测定表明抗性突变体对咯菌腈和苯醚甲环唑均产生了抗性。     

烟粉虱MED隐种对13种植物挥发性物质的行为反应

为明确烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种对不同植物挥发性物质的行为选择,采用Y型嗅觉仪测定了烟粉虱雌、雄成虫对13种植物挥发性物质的趋向行为反应。结果显示,烟粉虱MED隐种雌、雄成虫对不同浓度植物挥发性物质的选择性存在明显差异。1、0.01和0.0001μL/μL浓度的芳樟醇、反-2-己烯醛和桉树脑对烟粉虱MED隐种雌、雄虫校正反应率均为正值,具显著吸引效果;而p-伞花烃、月桂烯、3-蒈烯、α-蒎烯和顺-3-己烯-1-醇对雌、雄成虫的校正反应率均为负值,说明其对烟粉虱MED隐种雌、雄虫具有不同程度的趋避性。雌烟粉虱对0.0001μL/μL浓度桉树脑的选择率达最大值70.30%,与对照差异显著,具显著吸引作用。雌、雄烟粉虱对0.01μL/μL浓度的顺-3-己烯-1-醇的选择率最小,仅为24.75%和27.03%,具显著驱避作用。因此,烟粉虱MED隐种雌、雄成虫对不同浓度植物挥发性物质趋性反应不同,可能是烟粉虱环境适应性的表现。     

均质土壤承压下陷模型改进及验证

针对传统土壤承压模型依赖拟合原位承载试验曲线的复杂性或建立在土壤力学参数基础上的预测模型的理想化等问题,该文提出一种改进的土壤承压下陷模型。依据地面力学和土壤力学相关理论将土壤承压力学模型分3类进行简要介绍,分析其各自特点和参数意义。结合土壤承压极限理论的指数形式,提出改进的土壤承压模型。利用庄继德等人的相关试验研究结果进行验证,结果表明砂性土、水稻土的土壤承压下陷计算预测曲线与实际拟合曲线吻合度较好,其中砂土试验的Bekker下陷曲线与改进模型计算所得曲线的决定系数R2为0.9998;利用Bekker文献中的黏性土试验参数数据进行验证,计算所得土壤极限应力值与相应位置贝氏方程拟合应力值误差在5%~21%之间,土壤变形指数求解值与实际值误差在7%~36%之间。该模型普适性、准确性较强,可在测得土体基本力学参数的基础上预测载荷下陷曲线,为研究车辆行驶下陷提供参考。     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

基于BP神经网络的橡胶苗叶片磷含量高光谱预测

为验证高光谱技术在橡胶苗叶片磷素营养诊断方面的可行性,该文以砂培橡胶苗为研究对象,利用高光谱仪测得不同磷处理水平下橡胶苗叶片光谱反射率,并应用微分技术求取去噪后光谱反射率一阶和二阶导数,以叶片磷含量和光谱变量相关性分析为基础,选择出叶片磷含量敏感波段,最后以敏感波段为输入变量,结合多重线性回归、偏最小二乘回归和反向传播神经网络模型对叶片磷含量进行预测。结果表明:原始光谱反射率555和722 nm、一阶导数674、710、855、1 091、1 197、1 275、1 718、2 181和2 228 nm以及二阶导数816、890、1 339、1 357和2 201 nm为叶片磷含量敏感波段;反向传播神经网络模型预测精度最高,训练集和验证集中预测值和实测值之间的相关系数r分别为0.964和0.967,均方根误差RMSE分别为0.0139和0.00856,模型性能指数(ratio of performance to deviation,RPD)分别为3.71和3.23,证明高光谱技术可以快速、准确诊断橡胶苗叶片磷含量。     

MlNAC2基因的克隆及其在南荻根部的表达模式

克隆南荻MINAC2基因的c DNA序列,该序列全长为933 bp,编码产物含310个氨基酸残基,其蛋白质理论相对分子质量为34 427.8,等电点(p I)为5.85,不稳定系数为34.84,为稳定蛋白,具有保守的NAM基序,无信号肽和跨膜结构域,可推测其为亲水性蛋白。亚细胞定位试验结果表明,Ml NAC2定位于细胞核,可能在细胞核内行使功能。转录激活试验结果表明,Ml NAC2是一个转录因子蛋白,且转录激活域位于C端。荧光实时定量PCR分析结果表明,高盐、干旱、脱落酸、茉莉酸甲酯和机械伤害均能诱导Ml NAC2基因在南荻根部的表达上调,而低温处理时表达下调。     

土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子

利用地统计学和GIS相结合的方法,探讨了双流县土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子。结果表明:1) 土壤速效氮和速效钾含量具有强烈的空间相关性,相关距离分别达38754 m和56187 m,结构性因子是影响其空间变异的主要因子;土壤速效磷含量具有中等空间相关性,相关距离为24210 m,其空间变异受结构性因子和随机性因子共同影响。2) 土壤速效氮含量主要由北向南逐渐降低;速效磷含量主要在东北向西南及东南向西北方向上逐渐降低,而速效钾含量主要由东南向西北逐渐降低。3) 土壤速效氮含量在不同土壤类型及地形地貌间呈极显著差异;土壤速效磷含量在不同成土母质及地形地貌间呈显著或极显著差异;土壤速效钾含量在不同成土母质间呈极显著差异。土壤速效氮、磷、钾含量高值区单位面积化肥施用量明显高于低值区。