Impact of climate change on maize yield in China from 1979 to 2016

Climate change severely impacts agricultural production, which jeopardizes food security. China is the second largest maize producer in the world and also the largest consumer of maize. Analyzing the impact of climate change on maize yields can provide effective guidance to national and international economics and politics. Panel models are unable to determine the group-wise heteroscedasticity, cross-sectional correlation and autocorrelation of datasets, therefore we adopted the feasible generalized least square(FGLS) model to evaluate the impact of climate change on maize yields in China from 1979–2016 and got the following results:(1) During the 1979–2016 period, increases in temperature negatively impacted the maize yield of China. For every 1°C increase in temperature, the maize yield was reduced by 5.19 kg 667 m–2(1.7%). Precipitation increased only marginally during this time, and therefore its impact on the maize yield was negligible. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by an insignificant amount of 0.043 kg 667 m–2(0.014%).(2) The impacts of climate change on maize yield differ spatially, with more significant impacts experienced in southern China. In this region, a 1°C increase in temperature resulted in a 7.49 kg 667 m–2 decrease in the maize yield, while the impact of temperature on the maize yield in northern China was insignificant. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by 0.013 kg 667 m–2 in southern China and 0.066 kg 667 m–2 in northern China.(3) The resilience of the maize crop to climate change is strong. The marginal effect of temperature in both southern and northern China during the 1990–2016 period was smaller than that for the 1979–2016 period.     

‘哈伯’南天竹组织培养和快速繁殖

为建立‘哈伯’南天竹组织培养和种苗繁育技术体系,以半木质化带芽茎段为外植体材料开展植株再生研究。通过观察对比试验法、L₉(3⁴)正交试验设计完全随机法、极差分析、显著性检验、LSD多重比较,探讨了‘哈伯’南天竹组培的最适培养基配方。试验结果表明：最佳诱导培养基为MS + 6-BA 2.0 mg/L + IBA 0.1 mg/L +蔗糖30 g/L,诱导萌动率71.77%,成活率85.51%;最佳增殖培养基为WPM +6-BA 1.5 mg/L + IBA 0.01 mg/L + 蔗糖30 g/L,增殖系数6.3;最佳生根培养基为1/2 MS+ IBA 0.5 mg/L + NAA 1.0 mg/L + 蔗糖20 g/L + AC 0.2 g/L,生根率97.63%;试管苗移入泥炭土:珍珠岩=3:2(V/V)混合基质中,移栽成活率96.67%。该试验建立了高效稳定的组培快繁技术体系,得到的组培苗后代能够稳定的保持母本优良性状,为工厂化育苗提供了技术支撑。     

小球藻遗传转化技术研究进展

小球藻( Chlorella )是一种单细胞真核藻类,属绿藻门、绿藻纲、绿球藻目、小球藻科、小球藻属 [1] 。作为最早开发的真核微藻之一,具有高营养价值、生长快速、结构简单、易工业化集成等显著优点。其细胞形态为球形或椭圆形,直径3~12 μm,呈单生或聚集成群状生长 [2] ,分布广泛,多见于淡水、咸水和土壤中。作为地球上最早的生命之一,小球藻基因比较稳定,至今未见有关其基因自发突变的报道。因其富含蛋白质、脂质、维生素、活性代谢产物等多种营养物质而被公认为具有高附加值和医疗保健作用,已经被广泛应用于保健食品 [3] 、水产养殖 [4] 、生物能源 [5] 等方面,关于小球藻生物技术的研究主要集中在基因组学 [6] 、分子遗传学 [7] 、代谢机理 [8] 、大规模培养 [9] 等方向。     

水流冲击多段滞留气团的三维数值模拟

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维CFD模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分.     

泰莱盆地地下水化学特征分类及成因分析

泰莱盆地地下水类型丰富,水化学特征复杂,传统的水化学方法不适合大量数据的客观归类研究,复杂特征的地下水成因缺少全面认知.利用聚类分析对大量枯水期地下水数据分成ABC三大组,再细分成10小组,并结合含水层岩性分析水化学特征.利用Gibbs图分析得出三组地下水主要受岩石控制,同时也受不同程度的蒸发作用.利用离子比值端元图得出ABC三组分别以溶滤硅酸岩、硅酸盐及碳酸盐、硅酸盐及蒸发岩控制为主.最后通过质量平衡模拟10小组类型水中多种矿物质成分的溶解量,发现人类活动对地下水Cl-含量影响较大.研究加深了研究区地下水复杂水化学特征分析及成因的认识.     

鸡皮刺螨实验室饲养与繁殖技术研究进展

鸡皮刺螨是一种吸血性外寄生虫,会引起鸡消瘦、贫血,并导致产蛋下降,造成巨大经济损失。为给科研提供可靠虫源,并对杀螨药物、疫苗以及其他防控手段进行效果评价,国内外学者进行了鸡皮刺螨实验室的人工饲养与繁殖技术研究。文章综述了国内外鸡皮刺螨实验室饲养与繁殖技术的研究进展,将其总结归纳为使用动物饲养繁殖技术与离体饲养繁殖技术两类,同时指出了各项技术在应用过程中存在的问题,为该技术的进一步完善与发展提供相关参考。     

基于准静态同轴探头模型的土壤复介电测量方法

末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。     

土壤改良剂对中稻-再生稻产量与氮肥利用的影响

为了探究土壤改良剂对水稻产量和氮肥利用的影响,为中稻-再生稻增产与肥料高效利用以及稻田次生障碍阻控提供理论支撑。以准两优608(2016年)和晶两优华占(2017年)为试验材料,设施用过氧化钙(CaO_2)、施用生物石灰(Bi-CaO)、施用硅肥(SiO_2)、常规施肥(NPK)和不施肥(NF)5个处理。分别测定了水稻产量和氮肥利用相关的指标。结果表明,施用土壤改良剂显著增加中稻-再生稻系统产量,与常规施肥(NPK)相比较头季产量增幅达7.37%～17.78%,再生季可增产493.3～982.2 kg/hm~2。施用土壤改良剂显著提高中稻-再生稻有效穗数与头季结实率和穗粒数,且显著增强其各生育期干物质积累。土壤改良剂显著提高中稻-再生稻植株氮素吸收与积累,且后期以施用过氧化钙(CaO_2)效果最佳。施用土壤改良剂显著促进中稻-再生稻系统氮肥高效利用,与NPK相比较施用改良剂处理氮肥偏生产力(NPFP)、肥料氮贡献率(NCT)、氮肥农学利用率(AE_N)和氮素回收率(RE_N)均显著增加,其中NPFP和AE_N分别增加了2.92～7.53 kg/kg,4.76～7.53 kg/kg,NCT和RE_N分别增加6.32～9.65,34.40～46.11百分点;施用土壤改良剂显著降低了中稻-再生稻系统土壤氮素依存率(SNDR)及氮肥生理利用率(PE_N)。研究结果表明,施用土壤改良剂可显著促进中稻-再生稻增产与氮肥高效利用,综合水稻产量与氮肥利用表现,施用过氧化钙(CaO_2)对中稻-再生稻促进作用最佳,其次是施用硅肥(SiO_2),均优于施用生物石灰(Bi-CaO)处理。     

甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。