中华稻蝗Knickkopf(Knk)基因分子特性和生物学功能

基于中华稻蝗转录组数据库,采用生物信息学方法搜索获得1条OcKnk基因全长cDNA序列,采用qRT-PCR检测其组织部位表达特性和其在表皮发育过程中表达情况,明确其分子特性,采用RNAi技术结合表型观察,研究其对中华稻蝗蜕皮和生长发育的影响,以明确其生物学功能。组织部位表达结果显示其在中华稻蝗体壁、前肠和脂肪体表达最高,发育表达结果显示其在表皮不同发育日龄均有表达,且在蜕皮前期和后期表达显著高于其他日龄。生物学功能研究表明,注射dsRNA后,多数虫体难以成功蜕去旧表皮,导致死亡,少部分可蜕至下一龄期,但活动力较低,行动缓慢,最终死亡。研究结果表明OcKnk参与昆虫生长发育和蜕皮过程,可作为重要靶标基因,为下一步害虫防治提供理论基础。     

橡胶树优树无性系自然越冬过程生理指标变化研究

以橡胶树5个人工杂交子代优树无性系苗木为材料，通过自然越冬低温处理，以抗寒品种GT1为对照，测定了5个时间梯度下10个生理指标的变化过程，并利用隶属函数法对各无性系抗寒性进行综合评价。结果表明，整个自然越冬过程中各无性系间相对含水量、相对电导率、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、超氧阴离子（OFR）、氨基酸（AA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖及可溶性蛋白含量等生理指标差异均达到了极显著（P<0.01）水平；温度较高时各无性系间丙二醛（MDA）含量差异未达到显著水平。自然越冬过程中，各生理指标呈现不同的变化规律，其中相对含水量和脯氨酸含量呈先降后升变化，SOD、POD酶活性及可溶性蛋白含量呈“升—降—升”变化，相对电导率、MDA和可溶性糖含量呈“降—升—降”变化、OFR含量呈先升后降、AA含量呈“降—升—降—升”变化。各无性系间抗寒性差异较明显，应用隶属函数法综合评价抗寒性由强到弱依次为629号＞626号＞182号＞223号＞GT1（对照）＞628号。     

Fish functional diversity responses following flood pulses in the upper Paraná River floodplain

Flood pulses are the main force driving the dynamics of aquatic communities in floodplains. The responses of communities to environmental changes following flood pulses usually demand a time lag to appear and reach the climax. We assembled a data set of 16 years of fish samplings to assess the relationship between water level and four functional diversity measures, in the upper Paraná River floodplain. Specifically, we approached four aspects of each relationship between water level and functional diversity: nature (positive or negative), sensitivity (response intensity), responsiveness (response delay) and extent (response duration). The nature of the relationship between water level and functional diversity was positive in all cases. Functional richness (FRic) responded right after flood pulses, although with shorter extent. Abundance‐dependent functional measures (evenness—FEve; divergence—FDiv; and Rao's quadratic entropy—Rao's Q) presented delayed responses, reaching peaks more than 1.5 years after flood pulses. Significant effects of floods on fish functional diversity were observed for more than 3 years, although the highest functional diversity was observed with 1.8 years, on average. More importantly, flood pulses had no longer significant effects on functional diversity after 4 years. Regarding conservation strategies in regulated systems, flood events should occur every 2 or 3 years, with adequate timing (October‐November), intensity (up to 450 cm) and duration (at least 50 uninterrupted days). Intervals longer than 3 years or inadequate timing, intensity and duration could dramatically decrease functional diversity and compromise ecosystem services.     

1966-2017年贵州省降雨侵蚀力的时空分布特征

[目的] 分析贵州省1966—2017年降雨侵蚀力R值的时空演变规律，为评估该地区降雨对土壤侵蚀的防治、制定水土保持措施及农业生产规划提供参考。[方法] 基于贵州省33个气象站点1966—2017年的日降雨资料，利用克里金插值法、经验正交函数（EOF）方法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析法等，对贵州省52 a的降雨侵蚀力R值的时空特征进行了分析。[结果] ①EOF分析方法可以较好地解释降水侵蚀力的时空分布特征，其前两个特征向量累计贡献率达52%，揭示了贵州省降雨侵蚀力全局型和东西反向型两种典型的分布模态。分析特征向量所对应的时间系数可得，贵州省的降水侵蚀力主要表现为全省全年偏大、全省全年偏小、东大西小、东小西大4种类型；②贵州省降雨侵蚀力R值年内主要受汛期降雨影响，全省各县市汛期降雨侵蚀力R值均占全年总量的60%以上；③在年际变化上，降雨侵蚀力R值存在多突变的现象，1971—1981年突变频率最为频繁。通过周期检验发现其变化主周期为28 a，次周期分别为12 a和6 a。[结论] 贵州省降雨侵蚀力的时空分布与降雨量的时空分布趋势近似，整体呈现南部大北部小，夏季大冬季小的趋势，在未来几年内降雨侵蚀力R值有上升的趋势。     

冀西北地区不同生态系统枯落物的水文效应

[目的]揭示不同植被生态系统枯落物水文效应的差异,为张家口地区生态空间格局优化提供支撑。[方法]基于样地调查和统计分析方法,分别对冀西北地区张家口市森林、农田和草地3种生态系统的枯落物在生长季末期持水能力及其与生物量之间的关系进行分析。[结果]①森林生态系统枯落物的最大持水量(30.7t/hm~2)、有效拦蓄量(22.97t/hm~2)、有效拦蓄率(187.49%)和吸水速率(5.84g/h)4个指标均优于其他两类生态系统。②草地枯落物的各项水文指标均值皆高于农田,最大持水率甚至高于森林生态系统。③枯落物生物量与其最大持水量和有效拦蓄量呈显著正相关关系,而枯落物占生态系统总生物量的比例随总生物量增加呈幂数下降。[结论]如果造林营林方式正确,森林生态系统能够提升区域水源涵养水平,同时草地的水源涵养能力不容忽视,市域内大范围的耕地向草地扩展,将直接影响区域的水源涵养能力。以生物量表征的生态系统固碳能力与枯落物蓄水所反映的水源涵养能力之间的响应关系在生态系统不同尺度下具有不同的表现,在对区域生态空间格局进行优化时,需明确特定环境下不同生态系统类型枯落物的水源涵养能力及其变化对其他生态服务功能的影响,从而实现各生态系统平衡发展。     

Using vibrational molecular spectroscopy to detect moist heating induced carbohydrates structure changes in cool-climate adapted barley grain

There is limited research to study how moist heating affects internal structure of barley grain on a molecular basis. The objectives of this study were to use vibrational molecular spectroscopy: 1) to determine the moist heating induced changes of barley carbohydrate (CHO) structure on a molecular basis, 2) to study the effects of moist heating on CHO chemical profiles, Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) subfractions, in situ rumen degradation, and predicted intestinal carbohydrate supply of barley grain; and 3) to reveal the association between molecular structure spectral features and CHO related metabolic characteristics. Barley samples (CDC cowboy) were collected from Kernen Crop Research Farm (Saskatoon, Canada) during two consecutive years. Half of each sample was kept as raw barley and the other half underwent moist heating (autoclaving at 120 °C for 60 min). The molecular spectroscopy (attenuated total reflectance-fourier transform infrared, ATR-FTIR) was used to detect the barley CHO related molecular structure spectral features. Moist heating did not affect carbohydrate related chemical profiles and CNCPS subfractions but it decreased rumen degradable carbohydrate. Rumen undegradable and intestinal digestion of CHO subfractions were not affected by moist heating. The advanced vibrational molecular spectroscopy can be used to detect carbohydrate molecular spectral features. Nutrient utilization prediction using molecular spectral characteristics is warranted and further investigation is encouraged.     

不同钙磷配比及浓度对多花黑麦草生长特性的影响

为揭示多花黑麦草（Lolium multiflorum Lamk）对不同钙磷环境的适应机制，设置3个不同钙磷比（1∶1、2∶1、5∶1），每个钙磷比下设置两种钙磷浓度，以不添加钙和磷的营养液处理为对照，探讨不同钙磷水平下多花黑麦草形态和生理指标的变化；并利用隶属函数综合评价法来筛选适宜多花黑麦草生长的钙磷配比及浓度。结果表明：①Ca/P比为1∶1时，随Ca2+、P浓度的增加，株高、叶宽、光合色素和脯氨酸（proline, Pro）含量均呈下降趋势，丙二醛（malondialdehyde, MDA）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性呈升高趋势；②Ca/P比为2∶1时，随Ca2+、P的增加，株高、叶宽存在一定的下降，叶绿素含量、MDA含量和SOD活性差异不显著，类胡萝卜素和Pro含量升高；③Ca/P比为5∶1时，随Ca2+、P浓度的增加，株高、叶宽、光合色素含量升高，MDA含量下降，Pro含量和SOD活性变化不明显；④P浓度相同时，随着Ca2+浓度的增加，叶绿素、类胡萝卜素含量和SOD活性呈降低趋势；⑤通过隶属函数综合评价，多花黑麦草适宜生长的Ca、P浓度分别为50和10 mg·kg-1。以上结果为多花黑麦草的栽培种植和钙磷响应机理研究提供理论依据。     

垄作稻鱼鸡共生对水稻群体生长特性及产量形成的影响

为了探究水稻垄作栽培和稻鱼鸡共生模式的结合对水稻群体生长特性及产量形成的影响，在总结前人垄作栽培、稻鱼和稻鸡共生模式的研究基础上，提出了水稻垄作栽培养鸡养鱼的种养结合技术，通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验，研究了不同垄作稻鱼鸡共生模式下的水稻群体生长特性和产量形成。结果表明：与CK处理相比，2年中RFC和RC处理的水稻平均产量能够维持稳定，平均有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重虽有差异，但均未达到显著性差异；RF处理水稻产量、有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重平均降幅分别为29.98%、19.70%、484%、3.99%和5.74%，且均达到显著性水平。2年中RFC、RC处理的茎、叶和穗的干物质平均积累量与CK处理整体不存在显著差异，但较RF处理均显著增加。RFC、RC和CK处理水稻茎和叶在齐穗前干物质积累量显著高于RF处理，平均增幅分别为56.23%、50.66%和54.15%，齐穗后干物质积累量的降幅慢于RF处理，并且维持叶面积指数在较高水平，平均增幅为41.38%、38.35%和38.23%。2年中RFC、RC和CK处理较RF处理均具有较高的群体生长速率、净同化率和光合势，其中群体生长速率增幅分别为77.94%、70.29%和7669%，净同化率为40.07%、39.47%和38.87%，光合势为38.39%、35.49%和35.94%，进而为稻穗积累更多的干物质量和产量的形成奠定基础。综上可知，垄作稻鱼鸡共生和垄作稻鸡共生利于水稻的干物质积累及叶面积指数、群体生长速率、净同化率和光合势的提高，进而保证水稻产量稳定。     

中国板栗238份品种（系）叶片形态、解剖结构及其抗旱性评价

采用多功能图像分析法、冷冻切片法和指甲油印记法，对238份板栗品种（系）叶片的形态、解剖结构及气孔特征进行了观察测量，运用变异系数、主成分分析对33项指标进行了筛选，后运用隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明：（1）238份板栗品种（系）33项指标中除上表皮角质层厚度、上表皮细胞宽度、第一层栅栏组织细胞密度、第一层栅栏组织细胞宽、下表皮细胞宽度和下表皮角质层厚等6项指标的变异系数小于10%，各品种系（间）差异较小外，其余27项指标的变异系数均大于10%，在各品种（系）间差异较大；经主成分分析从27项指标中筛选出10项作为238份板栗品种（系）抗旱性综合评价的典型指标。（2）利用隶属函数分析将238份品种（系）划分为4类：第Ⅰ类包括31个品种（系），平均隶属值为0.60 ~ 0.80，抗旱性极强；第Ⅱ类包括48个品种（系），平均隶属值为0.50 ~ 0.59，抗旱性强；第Ⅲ类包括84个品种（系），平均隶属值为0.30 ~ 0.49，抗旱性中；第Ⅳ类包括75个品种（系），平均隶属值为0.20 ~ 0.29，抗旱性弱。     

不同地表覆盖方式对胡杨幼苗光合特性的影响及评价

为筛选对胡杨幼苗生长有效的地表覆盖物。以1年生胡杨幼苗为试材,设置覆膜(T1)、覆草苫子(T2)、覆沙(T3)和裸地(CK)共4种处理,利用相关性分析和隶属函数值法全面评价3种地表覆盖物对植株产生的效果。结果表明:T1、T2、T3处理均显著提高了不同月份的土壤含水率(P<0.05),平均土壤含水率较CK分别提高了26.1%、27.9%和23.5%;各覆盖均显著提高了成活率、株高及地径的生长,T2增长幅度最大;各覆盖均显著提高了叶片净光合速率(P n)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)(P<0.05),生长初期T1值最大,生长中后期T2值最大;T2处理的最大净光合速率(P max)、光饱和点(L SP)最大,光补偿点(L CP)和暗呼吸速率(R d)最低;各覆盖对水分利用效率(W UE)和表观量子效率(A QY)影响较小;植株生长与土壤含水率、P n、G s、P max、L SP呈极显著正相关(P<0.01),综合效果由强到弱顺序为T2、T3、T1、CK。覆草苫子较适宜在胡杨幼苗栽植过程中应用推广。