基于转录组测序金丝草叶片响应铅胁迫的抗氧化酶相关基因

为了深入揭示植物抗氧化酶的相关基因及其响应重金属胁迫的作用机制,以重金属铅（Pb）超富集植物金丝草[Pogonatherum crinitum（Thunb.）Kunth.]为研究对象,设置Pb浓度0、300、500、1 000 mg·L^-1和2 000 mg·L^-1的水培模拟胁迫试验,测定不同Pb浓度下金丝草叶片的抗氧化酶活性,并对Pb胁迫处理的金丝草叶片进行RNA-Seq测序,将转录组测序得到的Unigenes通过GO与KEGG富集注释,筛选出叶片抗氧化酶相关的DEGs,并利用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）进行验证。结果表明：随Pb胁迫浓度的增加,金丝草叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性呈增加趋势,丙二醛（MDA）含量则呈先增加后降低的趋势;转录组测序得到总碱基数为56.34 Gb,各样品碱基质量达到Q20、Q30水平的均大于90%,测序结果可靠;筛选出的DEGs通过GO与KEGG数据库进行对比注释发现,金丝草叶片DEGs在“过氧化物酶体”“氧化还原酶活性”“氧化还原酶活性,作用于CH-OH供体组”“活性氧代谢过程”和“过氧化氢代谢过程”等与抗氧化相关的GO功能条目上显著富集,在“谷胱甘肽代谢”“抗坏血酸和醛糖代谢”“植物激素信号转导”“黄酮类生物合成”和“MAPK信号通路-植物”等与抗氧化相关的KEGG通路上显著富集; Pb胁迫下金丝草叶片抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT上调表达,qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致,Pb胁迫下这些基因的相对表达量与抗氧化酶活性的变化趋势一致。研究表明,金丝草可通过提高抗氧化酶活性来适应Pb胁迫,抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT参与了金丝草应对Pb胁迫的调控过程。     

具毒死蜱降解功能的水稻内生菌降解特性及应用

为挖掘毒死蜱降解内生菌资源、强化功能内生菌在农业生产中的应用,通过微生物梯度驯化技术,从农药池周边生长的水稻根组织中分离纯化获得一株能以毒死蜱为唯一碳源的降解内生菌CP40,研究了该菌株的毒死蜱降解特性及对作物中残留毒死蜱降解的影响。基于16S rRNA和细菌形态学特征,将菌株CP40鉴定为芽孢杆菌（Bacillus sp.CP40）。菌株CP40含有机磷降解酶基因opd,异源表达该基因后毒死蜱的降解率达58.4%。降解条件优化实验表明,毒死蜱初始浓度为10 mg·L^-1、温度为30℃、pH为7时,菌株CP40对毒死蜱的降解效果最佳。此外,发现菌株CP40具有促生能力,接种菌株CP40可显著促进水稻生长,并能将水稻体内毒死蜱含量降低30.9%。研究表明,功能内生菌在调控水稻体内毒死蜱的降解过程中可发挥重要作用。     

呕吐毒素降解菌A4的分离及降解特性研究

为了给呕吐毒素（DON）污染的谷物和饲料脱毒提供菌株资源,本研究从赤霉病污染区域的小麦田采集土壤样品,通过富集培养,分离筛选到一株DON降解菌,通过形态、16S rDNA、gyrB基因序列对降解菌进行菌种鉴定,液相色谱串联质谱和核磁共振鉴定降解产物,明确其降解途径和解毒机制,通过菌株生长特性、降解特性和基因组间差异分析比较DON降解菌A4、A8和A16之间的差异。结果表明：分离筛选获得DON降解菌A4,该菌能在10 h内降解9.7 μg·mLP＞-1P＞ DON,降解率高达97%。经鉴定,A4为德沃斯氏菌（Devosia sp.）。A4通过降解DON为3-keto-DON进行脱毒。A4的最适生长温度为35℃,最适NaCl浓度为2%,其耐热性和耐盐性优于菌株A8和A16。A4的最适降解温度为35℃、最适降解pH为8.0,其降解速率高于菌株A8和A16。通过平均核苷酸相似度（ANI）分析,A4与A8和A16之间的ANI分别为81.54%和77.87%,均低于95%,因此属于不同种的菌株。研究表明,筛选得到的新型DON脱毒菌株A4具有良好的抗逆性,为DON的污染控制提供了新的降解菌资源。     

丛枝菌根真菌对茅苍术实生苗生长及根腐病发生的影响

根腐病是目前茅苍术栽培中危害最严重的病害之一。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）能与90%以上的维管植物互惠共生,对植物土传病害有一定的抑制作用。为明确AMF对茅苍术根腐病的防治效果,试验采用盆栽法研究了Glomus mosseae（Gm）、Glomus intraradices（Gi）和Glomus etunicatum（Ge）3种AMF对1年生茅苍术苗生长及根腐病发生的影响。结果表明：3个AMF接种组的茅苍术苗菌根侵染率由高到低依次为Gm（60.44%）、Ge（55.89%）和Gi（52.33%）;3种AMF均能显著促进茅苍术苗的营养生长,以Ge促生长效果最为显著,但Gm对茅苍术苗地下部分物质积累的促进作用更大,Gm组茅苍术苗地下部分鲜重和干重的菌根依赖性分别达260.34%和285.45%;另外,3种AMF均能降低茅苍术苗根腐病的发生,减轻病情指数,提高其根系抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性,其中G. mosseae和G. etunicatum防治效果较好,防效分别为53.15%和62.94%。AMF能促进茅苍术苗的营养生长,减轻其根腐病害的发生,G. mosseae和G. etunicatum可作为茅苍术根腐病防治的备选生物菌剂进行深入的研究与应用。     

2005—2016年中国东海鲐鱼渔场的时空分布及与海表面温度的关联

鲐鱼(Scomber japonicus)是中上层经济鱼类,也是我国近海重要的捕捞对象,其资源分布受不同尺度气候和海洋环境变化的显著影响。本文根据2005-2016年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的我国东海鲐鱼捕捞数据,结合关键因子海表面温度(sea surface temperature,SST),计算各年鲐鱼渔场经纬度重心,量化鲐鱼渔场重心的时空变化。进一步分析了捕捞努力量在经度、纬度以及SST上的分布规律,并基于聚类法筛选出代表年份评估异常气候事件对鲐鱼渔场内SST及渔场重心时空分布的影响。研究结果显示,鲐鱼渔场重心具有显著的年际和月间变化,7-9月渔场逐渐向东北方向移动,且主要分布在SST为25~28°C范围内。聚类分析将各月份渔场重心分为四类,其中2007和2015年渔场分布具有显著差异。此外,鲐鱼渔场内SST与尼诺指数具有显著的正相关关系,且代表年份2007和2015年分别对应拉尼娜事件和厄尔尼诺事件,当拉尼娜事件发生时,渔场内SST上升,渔场重心逐渐北移;而厄尔尼诺事件发生时,渔场内SST下降,渔场重心主要分布在南部海域。研究表明,中国东海鲐鱼渔场时空分布受到厄尔尼诺和拉尼娜调控的海表温度变化的显著影响。     

洪堡洋流系统内重要渔业资源对气候和海洋环境变化的响应研究进展

洪堡洋流系统支撑着世界上最大的中上层渔业,同时也是受到气候胁迫最为显著的海洋东边界流系统,其内部中上层物种丰度和分布均受到季节性、年际和年代际气候变化的强烈影响。本文概述了洪堡洋流系统的海况,梳理东南太平洋渔业状况,并围绕秘鲁鳀(Engraulis japonious)、智利竹筴鱼(Trachurus japonicus)、远东拟沙丁鱼(Sardinops sagax)和茎柔鱼(Dosidicus gigas)四种代表性的重要经济渔业物种,总结气候对其生长繁殖、种群结构以及资源波动的影响,最后探讨了海洋环境和气候变化对洪堡洋流生态系统的影响。本研究认为在未来气候变化的影响下,研究洪堡洋流生态系统需要依赖于高能力的综合生态系统模型,需考虑物理、生物和化学环境、营养结构等因素,全面地评估生态系统内各种群的变动规律,进而更加合理开发与科学管理渔业资源。     

香榧初结果母枝性状变化规律与结实能力的关系

  目的  探究香榧Torreya grandis‘Merrillii’初结果林分树体结果母枝性状变化规律与结实能力的关系,为科学控梢、培养结果母枝及提高种实产量提供依据。  方法  以浙江省杭州市临安区锦源村香榧初结果林为研究对象,分析树势间和层面间的结果母枝性状、结果母枝粗度及长度区间分布、枝叶矿质元素质量分数与结果指标的关系。  结果  中庸树的结果母枝粗度最大,其结果母枝长度显著高于弱势树(P＜0.05);不同树势树体的混合芽比例和坐果率差异显著(P＜0.05),弱势树的混合芽比例和坐果率较高,强壮树的混合芽比例和坐果率较低;树冠上层的结果母枝粗度和长度最大,下层最小(P＜0.05),混合芽比例和坐果率在不同冠层部位间差异显著(P＜0.05),而且在不同树势的树体间表现不同,其中坐果率在中庸树和弱势树体的树冠下层最高;结果母枝粗度1.91 ~ 2.50 mm、长度5.51 ~ 8.70 cm的2代果总数和膨大果数量最多,且坐果率与结果母枝长度呈显著负相关(P＜0.01)。此外,在枝叶矿质营养特征方面,不同树势树体枝叶的氮质量分数之间差异显著(P＜0.05),6月中庸树势树体枝叶的氮质量分数最高;钙质量分数与结果母枝长度呈显著负相关,与坐果率呈显著正相关(P＜0.05)。  结论  生产实践中,培养中庸树型,适当控制结果母枝长度和树体高度,有利于香榧坐果率、混合芽比例的提高;保留粗度1.91~3.10 mm、长度5.51~11.90 cm的结果母枝,对提高香榧坐果率、产量有重要意义;施钙肥,对促进香榧种子生长和提高坐果率有重要作用。图3表8参21     

根癌农杆菌介导火龙果溃疡病菌遗传转化体系的构建及转化子筛选

为了探究火龙果溃疡病病原菌的致病机理,笔者利用农杆菌介导的遗传转化技术,分析了根癌农杆菌浓度、分生孢子萌发时间以及共培养温度等3个主要因素对遗传转化效率的影响,建立火龙果溃疡病菌的遗传转化技术体系,并对转化子进行筛选。结果表明,当农杆菌浓度OD₆₀₀=0.5、分生孢子萌发时间24 h、共培养温度25 ℃时遗传转化效率最高（833个转化子/106分生孢子）;随机挑选200个转化子进行筛选,获得3株菌落形态与野生型菌株差异较大的转化子,4株产孢量减少的转化子,5株产孢量增加的转化子,6株致病力下降的转化子。     

盐度对金钱鱼幼鱼存活、生长和抗氧化系统的影响

为探讨盐度对金钱鱼(Scatophagus argus)幼鱼存活、生长和抗氧化状态的影响,在6个盐度梯度(淡水和盐度5、10、20、30和35)下,养殖体质量为(6.27±0.28)g金钱鱼幼鱼60 d,统计其存活率及生长情况,测定各盐度下金钱鱼幼鱼肝脏、鳃、肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)活力,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量。结果表明:金钱鱼幼鱼在盐度为0~35时存活率为97.78%~100%,无显著性差异(P>0.05)。盐度为5时,终末体长、体质量和增重率均达到最大,盐度为35时,终末体长、体质量和增重率最小。盐度5条件下的特定生长率为(0.96±0.01)%,显著高于其他盐度组(P<0.05)。基于特定生长率的二次回归模型拟合,预测体质量为(6.27±0.28)g的金钱鱼幼鱼高效养殖盐度为7.5。淡水组和盐度35高盐组金钱鱼幼鱼肝脏中SOD与CAT活力显著高于其他各组(P<0.05),并且肝脏中的GPx活力和MDA含量也处于较高水平。GST活力与GSH含量在各盐度组间没有显著性差异(P>0.05)。研究揭示:金钱鱼幼鱼在0~35的盐度时具有高存活率,但在低盐环境中生长较快;淡水和高盐环境能引起鱼体内产生一定程度的抗氧化应激。推荐金钱鱼幼鱼养殖盐度为5~10。     

米老排人工林节子时空分布特征及变色规律

  目的  探明米老排Mytilaria laosensis人工林节子的时空分布特征及变色规律,为培育米老排无节材提供理论参考。  方法  以位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心11年生米老排人工林为研究对象,选取20株米老排样木,利用节子解析的方法,对获得的1 101个完整节子进行研究。  结果  从节子发育年龄上,米老排的枝条主要从第1~2年开始生长,第2~4年是其死亡高峰期(91.9%),这些枝条(87.2%)死亡后在第5~8年内完全愈合并形成节子,其中大部分节子(76.7%)的愈合时间为3~6 a;在第2~4年米老排枝条死亡数量较多,该时段是控制节子形成的关键时期。在节子垂直分布上,节子的数量呈现随树高的增加先上升后急剧下降的趋势,且主要集中在高度为0~8.0 m的树干上。节子变色长度与节子的直径和愈合时间呈显著正相关(P＜0.05),但与分枝角度呈显著负相关(P＜0.05)。通过逐步回归,得出节子直径、死节长度、节子出现年龄以及愈合时间是影响米老排节子变色长度的关键因子,相关性达极显著水平(P＜0.01)。  结论  在米老排种植后的2~4 a,对树干8.0 m以下进行首次修枝,有助于该树种无节材的培育。采取相应的森林培育措施减小枝条基径和缩短节子愈合所需时间,有助于减少节子对木材带来的影响。图7表4参32