油松谷胱苷肽转移酶Tau1单体结构稳定性研究

[目的]探究油松PtGSTU1结构与功能的关系,探讨油松PtGSTU1蛋白的单体稳定性。[方法]利用同源建模模拟PtGSTU1的三维结构,推测其N末端18位精氨酸(Arg18)和C末端103位天冬氨酸(Asp103)能够形成氢键来稳定蛋白单体结构。利用定点突变,分别将Arg18和Asp103突变为具有不同极性和构象的氨基酸残基,检测其蛋白的催化活性及结构稳定性。[结果]6个Arg18突变体均无法获得高纯度的具有正确折叠的可溶蛋白,而Asp103突变体可以表达为可溶蛋白,Asp103突变体对不同底物的催化活性和亲和力明显低于野生型,对经典底物CDNB和GSH反应的催化速率(Vmax)降低了至少9倍,对底物的催化效率(kcat/Km)也明显降低。[结论]Arg18和Asp103之间形成的氢键对稳定PtGSTU1单体结构具有重要作用,由于植物GST蛋白N端的保守性和C端结构域的多变性,Arg18的突变对结构和活性的影响大于Asp103,同时预示着C端结构域中可能存在其他氨基酸位点能够与18位精氨酸形成氢键,从而稳定蛋白单体折叠结构。     

5年生马尾松生长性状3地点家系变异及评价

[目的]研究3个试验点5年生马尾松生长和抽梢性状的家系遗传变异和遗传稳定性,为马尾松各栽植区选择优良材料提供科学依据。[方法]对2014年营建于湖北京山、湖南桂阳、广东信宜的5年生马尾松家系区域试验林进行生长及抽梢性状调查,分析各性状遗传变异规律及相关性,在此基础上评价家系的稳定性和速生性。[结果]5年生马尾松生长和抽梢性状在家系间、地点间和家系与地点互作间均存在极显著差异。3个试验点各性状的家系遗传力均大于单株遗传力,胸径、树高、轮盘总数和抽梢性状具有较高的遗传力,家系遗传力为0.72～0.96,单株遗传力为0.45～0.88。性状相关分析表明,速生的家系抽梢次数更多,当年抽梢较长,而第1次抽梢长度较短;采用AMMI模型根据家系树高和胸径的稳定性分析得出:ZP325、ZP386家系的树高稳定性最好,ZJ5153、ZJ39家系的胸径稳定性最好,GD8家系的胸径和树高稳定性均最差。以高出各试验点树高和胸径5.00%,且高于各试验点相应的1代种子园对照为速生性评价标准,在湖北京山、湖南桂阳、广东信宜分别评价出13、4和7个速生家系,其中,GLN2和GD7家系在3个试验点既速生又稳定,可作为3地点速生、稳定型优良家系。[结论]5年生马尾松生长和抽梢性状在家系间存在丰富的遗传变异,生长和抽梢性状受到较强遗传控制;速生家系抽梢次数较多,抽梢长度较长,但固定生长量较短;GLN2和GD7家系为3地点速生、稳定型优良家系。     

滇东岩溶山地不同类型云南松林地土壤团聚体稳定性差异

[目的]研究滇东岩溶山地不同类型云南松林地土壤团聚体稳定性差异,为岩溶脆弱生境土壤培肥、质量提升、水土固持提供依据。[方法]通过野外调查和室内分析,研究了滇东岩溶山地云南松纯林、云南松人工混交林、云南松天然混交林、灌丛和原生林5种植被类型水稳性团聚体及团聚体有机碳分布特征,揭示不同类型云南松林团聚体稳定性差异。[结果]①云南松纯林、人工混交林和天然混交林的0.25 mm粒径质量分数(5.77%～9.39%)显著低于灌丛(20.92%)和原生林(27.47%)(p0.05),且人工混交林和天然混交林5 mm,2～5 mm粒径质量分数高于纯林。②湿筛处理的0.25 mm水稳性团聚体比例(R_(0.25))排序为:人工混交林天然混交林纯林灌丛原生林;平均重量直径(MWD)排序为:人工混交林天然混交林原生林灌丛纯林;几何平均直径(GMD)排序为:人工混交林天然混交林原生林纯林灌丛;分形维数(D)排序为:原生林灌丛纯林天然混交林人工混交林。③纯林、人工混交林、天然混交林的大粒级团聚体(0.25 mm)对土壤有机碳的贡献率高于小粒级团聚体(0.25 mm),且5,2～5,0. 25 mm粒径水稳性土壤团聚体有机碳含量均显著小于灌丛、原生林(p0.05)。[结论]云南松人工混交林的土壤团聚体稳定性最高,其养分积累和固碳能力低于灌丛和原生林,高于纯林,作为该区域水土保持的主要植被类型时需要避免人为干扰以提高土壤养分。     

高纬度地区多功能日光温室设计

高纬度地区的传统日光温室常由于结构设计不合理,冬季生产需要补温,果蔬种植和加工环节分离,运输中容易发生冻害,制约该地区温室的冬季生产。该文基于传统日光温室优点及存在问题,结合高寒地区气候特点,从温室结构优化和功能创新2方面提出新型日光温室设计方案。利用经典温室设计理论,结合生产实际,对采光角度、前屋面弧度、保温性能等进行优化,并对雪荷载、风荷载、屋面活荷载、作物吊挂荷载进行计算,利用结构分析软件midas计算温室结构的受力稳定性,对温室各参数设计的合理性进行验证。优化结果为:总跨度16 m,一层种植部分跨度9 m,生产加工部分跨度7 m,总高度6.5 m,前屋面主采光角37°,土地利用率达到1.7。该设计实现了高纬度地区温室冬季不加温种植果蔬,利用传统温室后墙的遮阴部分,创造地上、地下3层使用空间,显著提高了土地利用率,实现种植、加工、存储多种功能集成,是高纬度地区日光温室的一种创新尝试,可以作为棚室种植园区的核心节点温室。     

稳定性氮肥减施对春玉米氮素吸收及土壤无机氮供应的影响

  【目的】  稳定性氮肥减量施用在玉米上表现出良好的稳产和增产效果，但缺乏针对不同土壤和气候条件下春玉米生产的推荐施用量。为此，我们在辽中、辽南地区春玉米上开展了稳定性氮肥一次性施用最佳用量试验。  【方法】  2017年在辽宁省沈阳市和海城市两地开展田间试验。供试稳定性氮肥中同时添加了脲酶抑制剂和硝化抑制剂。两个试验区均设置了不施氮处理 (CK)、普通尿素常规施氮量 (CK1) 和普通尿素减氮10%对照 (CK2)。沈阳试验区设置稳定性氮肥比其CK1 (244 kg/hm2) 分别减氮10%、15%、20% 3个处理 (S1、S2、S3)，海城试验区设置比其CK1 (217 kg/hm2) 分别减氮10%、15% 2个处理 (S1、S2)。采集玉米生长季内各生育时期的土壤样品和植株样品，测定土壤无机氮含量和植株不同部位养分含量，每个小区单独采收，记录产量。  【结果】  与CK1相比，稳定性氮肥能显著提高玉米产量 (P < 0.05)，且以减氮15%的S2处理肥效稳定，沈阳试验较CK1增产、增收幅度分别为7.5%、1795元/hm2，较CK2增产、增收幅度分别为11.1%、2808元/hm2；而海城试验产量与CK1没有显著区别，收入减少184元/hm2，与CK2相比，增产19.5%，增收2685元/hm2。与CK1相比，稳定性氮肥处理氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力依次提高10.4%～12.4%、3.4%～6.2%和6.5%～10.8%；与CK2相比，分别提高10.2%～12.2%、3.3%～6.1%和3.3%～7.6%。与普通尿素相比，施用稳定性氮肥显著提高了玉米生育中后期植株氮素吸收强度，稳定性氮肥各处理氮素总积累量表现为S2 > S1 > S3 > CK1 > CK2。土壤无机氮含量主要在0—20、20—40 cm土层表现出较大差异，总体上稳定性氮肥处理 (S1、S2、S3) 耕层土壤无机氮含量在玉米生育前期 (苗期、拔节期) 低于普通尿素处理 (CK1、CK2)，在玉米生育中后期 (大喇叭口期至成熟期) 0—40 cm土层无机氮含量显著高于普通尿素处理，但总体上无机氮含量在0—40 cm土层中变化幅度较普通尿素处理平缓。  【结论】  稳定性氮肥减施可以维持或提高土壤无机氮含量。在沈阳试验点，稳定性尿素施氮量减少15％时，玉米的产量和经济效益、氮素累积总量和氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等都最高；而在海城试验点，由于普通尿素投入量相对较低，最佳稳定性尿素推荐量为减氮10%。     

不同施肥措施及复垦年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究长期不同施肥措施及复垦年限对采煤塌陷区土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,为该区域的农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6年和11年定位试验不同施肥处理耕层土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(> 2 mm、0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和< 0.053 mm),用> 0.25 mm团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(E_LT)表示团聚体的稳定性,并测定了土壤有机碳含量。结果表明：复垦年限对土壤团聚体的含量及稳定性影响产生了显著影响。干筛条件下,复垦6年和11年均显著降低了各处理0.053-0.25 mm团聚体和< 0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%-87.37%、69.63%-78.32%(6年)和90.01%-93.68%、78.29%-83.93%(11年)；湿筛条件下,复垦11年显著提高了各处理> 2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%-645.16%,但是显著降低了0.053-0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%-57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着复垦年限的增加而逐渐增强,表现为DR_0.25、WR_0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和E_LT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR_0.25、WR_0.25、MWD_水稳性呈极显著正相关关系,而它与PAD和E_LT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续复垦11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。它对提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构效果最佳。     

有机培肥与耕作方式对稻麦轮作土壤团聚体和有机碳组分的影响

为了明确不同外源有机物和耕作方式对土壤地力培育的影响,以水稻-小麦轮作系统为对象,通过2个年度(2016—2018年)大田试验研究了外源有机物(秸秆和有机肥)和耕作方式及其交互作用[稻麦秸秆还田配合旋耕(SR),稻麦秸秆还田配合翻耕(SP),秸秆不还田、增施有机肥配合旋耕(MR),秸秆不还田、增施有机肥配合翻耕(MP),秸秆不还田、不施用有机肥、旋耕深度15 cm(CKR)]对土壤团聚体和有机碳组成的短期影响。结果表明:SR处理能够降低水稻季土壤容重并增加总孔隙度。相比CKR,小麦季SR处理显著增加0.05mm水稳性团聚体含量,增加量为7.2%。此外,外源有机物和耕作对土壤有机碳活性组分具有显著影响。其中,易氧化有机碳(EOC)主要受耕作与有机物交互作用影响,酸水解有机碳(LPIc和LPII_c)主要受耕作措施的影响, SR处理的土壤EOC和LPI_c含量比CKR提高0.3～2.6 g·kg~(-1)。颗粒有机碳(POC)主要受外源有机物的影响,并且秸秆还田处理POC平均含量高于增施有机肥处理,增加量为0.75g·kg~(-1)。短期内,外源有机物和耕作及其交互作用对稳定性有机碳(黑碳和矿物结合态有机碳)的影响较小。综上,秸秆还田配合旋耕有助于提高土壤水稳性团聚体和活性有机碳的含量(EOC、LPI_c和POC)。     

北京地区3种地被植物在高速公路边坡绿化中的适应性评价

在高速公路边坡中栽植高山紫菀、赛菊芋、匍匐委陵菜3种植物,从越冬成活率、绿期、花期、盖度、根系生长情况、植株高度、对环境的适应情况、养护管理投入等方面进行观测和评价。综合来看,高山紫菀抗逆性较强,花期长,观赏价值较高,可在坡面绿化时进行推广试用。赛菊芋、匍匐委陵菜抗旱能力略低,可以在缓坡及平地等水分相对充足的地方进行推广试用。     

北方蚕业科研协作区第五批桑品种AMMI模型稳定性分析

为了解北方蚕业科研协作区第五批参鉴桑品种的丰产性和稳定性,筛选适合北方种植的高产稳产桑品种,利用AMMI模型(主效可加互作可乘模型)对7个品种在3个试点的产量数据进行分析。结果表明,基因型变异为变异的主要部分,交互作用变异大于环境变异。所有参鉴品种的丰产性能均高于对照。其中,皖桑1号、皖桑2号、晋选8号、晋选9号的稳定性和丰产性能均优于对照,而昌盛的丰产性能表现最为突出。相比对照,湖桑32号提高48.6%,比位列第2位的0206提高23.0%。