超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

自动折叠喷洒臂的设计及运动学特性

为了解决当前卷盘式喷灌机所配套的喷灌车自动化水平较低的问题,设计了一种基于电动缸驱动的自动折叠喷洒臂,并在喷洒臂之间连接处设计了一种当喷洒臂完全展开时能够实现自密封的端面密封铰链.基于喷洒臂完全折叠时收拢于车架两侧,完全伸展时铰链左右铰合密封等特征建立各杆件参数约束方程,确定了喷洒臂的各杆件尺寸.通过矢量方程法对喷洒臂进行运动学分析,以电动杆推杆的转角、位移、速度、加速度为输入量,各杆件的角位移、角速度、角加速度为输出量,通过Simulink搭建喷洒臂的运动仿真框图并进行分析.结果表明:完全折叠时,喷管1与水平方向呈90°夹角;伸展过程中,各喷管运动平稳,且始终保持在水平直线方向;完全展开时,3个喷管转动90°,且各喷管铰接处完全闭合不发生水泄漏现象,说明设计具有一定的合理性.     

规模化蛋鸡场病原菌溯源与生物安全防控研究

细菌病严重威胁蛋鸡健康,以抗生素为主导的细菌病传统防控方式会导致病原菌耐药性严重、鸡蛋药物残留,影响蛋品安全。要保证蛋鸡产蛋期不用抗菌药物而又能生产出"无菌、无抗"的鸡蛋,是国内外技术难题。本团队以规模化蛋鸡场全封闭鸡舍为研究对象,基于PFGE、MLST、全基因组测序等技术,探明了蛋鸡病原菌的种类及基因组特征;对病原菌的耐药性研究表明,蛋鸡病原菌多重耐药严重,依靠药物防控的方式亟待转变;对规模化蛋鸡场细菌溯源研究结果表明,鸡舍生物媒介(鼠、苍蝇等)和非生物媒介(空气、饮水、饲料、鸡粪等)是蛋鸡病原菌的重要传染来源和传播途径;对规模化蛋鸡场生物安全量化评价结果表明,外部和内部生物安全权重高达92.2%。根据溯源和生物安全权重分析结果,提出了在规模化全封闭蛋鸡舍将蛋鸡细菌病从药物防控转变为生物安全防控的新策略;创新了规模化蛋鸡场细菌病防控的系统技术,实现蛋鸡规模养殖整个产蛋期不用抗生素,为生产"无菌、无抗"安全鸡蛋提供技术支撑。     

浅析日光温室无公害蔬菜病虫害防治对策

近年来，我国无公害蔬菜的种植面积逐步扩大，尤其对于南方地区的日光温室无公害蔬菜而 言，种植品种不断增多，蔬菜品质不断提升，产量也不断提高。但是，受到蔬菜抗病虫能力、种植土壤 以及温室内环境等因素的影响，蔬菜病虫害的发生几率逐年升高，针对这种情况，本文将围绕西兰花， 黄瓜，大白菜三种蔬菜的病虫害类型及防治方法予以阐述。     

蜡蝉科(半翅目：头喙亚目)昆虫起源及分布格局研究

【目的】探究蜡蝉科及其各亚科的分布格局与起源。【方法】根据世界动物地理分区,以搜集到的标本和权威文献记录为依据,建立蜡蝉科物种及地理分布数据库,采用Arc-GIS软件的地理信息处理功能对地理分布数据库进行运算,得到蜡蝉科物种地理分布图,用区系相似系数分析区域间物种的相似性。【结果】(1)蜡蝉科在新热带区分布的种类最多,达290种,其次是东洋区、非洲区和澳洲区,在新北区和古北区较少;(2)新热带区分布的属和特有属最多,非洲区次之,东洋区的特有属比例小于前2个大区,澳洲区分布属较少,但特有属比例很高,古北区分布的特有属明显较少,新北区无特有属分布;(3)新北区和新热带区蜡蝉科物种的相似系数为4.38,古北区与东洋区的相似系数为2.29,其他各区之间的相似系数都较低。蜡蝉科中Lyncidinae、Phenacinae、Poiocerinae和Strongylodematinae 4个亚科均起源于新世界;Aphaeninae、Xosopharinae和Zanninae 3个亚科起源于旧世界;Amyclinae、Dichopterinae、Enchophorinae和Fulgorinae 4个亚科可能分别起源于新世界和旧世界。【结论】各大区间蜡蝉科种类相似性系数高低与该科的地质演化历史密切相关。蜡蝉科可能起源于新世界和旧世界,起源时间可能在白垩纪早期,距今约135 Ma。     

鱼蟹稻田飞虫捕食装置风光互补供能系统的研究

针对鱼蟹稻田飞虫捕食装置的离网型户外供能需求的问题，着重研究该装置的供能系统方案。基于户外供能合理性要求，采用小型风力发电机和太阳能电池板自主互补发电来进行能源供应；对小型风力发电机和太阳能电池板分别进行Matlab/Simulink建模，着重对叶轮的风能利用系数、叶尖速比和桨距角的相关性进行量化分析，利用单因素分析法对太阳能电池板进行分析；在桨距角确定的条件下，适当取值叶尖速比，能够获得最大风能利用系数。同时，在不同温度和辐射的条件下，太阳能电池板能够取得功率曲线的峰值，为风光互补的最大功率获取提供理论上的支持。针对离网型风光互补系统能源的合理化利用，提出混合供能的能量管理策略，符合该装置的供能需求，对户外同类型装置供能设计提供一定的参考。     

拟南芥DUF647家族成员RUS4植物表达载体的构建及亚细胞定位

ROOT UV-B SENSITIVE4 (RUS4)是拟南芥DUF647蛋白家族的一个功能未知的成员。RUS1和RUS2曾经报道和根UV-B-感应途径相关联,并在拟南芥早期幼苗形态发生和发育中发挥重要作用。为了探究RUS4的分子功能,本研究对RUS4蛋白进行了亚细胞定位分析。首先,我们通过Gateway TOPO载体系统,构建了融合蛋白表达载体pMDC83-RUS4;然后,通过农杆菌介导的花苞转化法,获得了转化pMDC83-RUS4的转基因拟南芥株系;对转基因植物叶肉原生质体的荧光显微镜观察显示,RUS4-GFP信号与叶绿体的自发荧光共定位,说明RUS4蛋白定位叶绿体中。该结果为进一步研究RUS4的分子功能奠定了良好的基础。     

CRISPR/Cas9技术敲除酿酒酵母gpd2基因对产2,3-丁二醇的影响

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。     

The use of infrared spectroscopy and machine learning tools for detection of Meloidogyne infestations

Plant parasitic nematodes are generally soilborne pathogens that attack plants and cause economic losses in many crops. The infested plants show nonspecific symptoms or, often, are symptomless; therefore, diagnosis is performed by taking soil and root tissue samples. Here, we show that a combination of different infrared spectra analysis and machine learning algorithms can be used to detect plant parasitic nematode infestations before symptoms become visible, using leaves instead of roots and soil as samples. We found that tomato and guava plants infested with Meloidogyne enterorlobii produced different spectral patterns compared to uninfested plants. Using partial spectra from 1,450 to 900/cm as the "fingerprint region", principal component analyses indicated that after 5 (tomatoes) or 8 weeks (guava), plants with no visible symptoms of infestations were positively diagnosed. To improve the early detection response, we used machine learning modelling. A support vector machine (SVM) was used to obtain more robust, accurate models. The SVM model contained 34 support vectors, 17 for each level. The overall performance of the model was >97% and the total accuracy was significantly higher, demonstrating the absence of chance prediction. The best prediction of infestation was obtained at the second and fourth weeks for tomatoes and guavas, respectively, reducing the diagnostic time by half. The combined application of these techniques reduces the processing time from field to laboratory and shows enormous advantages by avoiding root and soil sampling.     

平凉地区近年常见玉米病虫害及防控方法

本文针对平凉地区近年来常见玉米病虫害及防控方法进行分析，旨在解决病虫害对玉米生产的影响，从而提高玉米产量和品质。