甜菜BvMTP11基因的克隆及序列分析

在植物中,金属耐受蛋白(Metal tolerant proteins,MTPs)是阳离子转运家族(Cation effluxtransporters)重要的成员之一,其在细胞重金属逆境耐受性及离子平衡代谢中发挥着重要的作用。本研究通过RT-PCR方法,在甜菜体内克隆获得了Beta vulgaris metal tolerantce protein 11(BvMTP11)基因的全长序列。该基因CDS全长为1 227 bp,编码了408个氨基酸,分子量(Mw)和等电点(pI)分别为45.935 kDa和4.89,属于相对不稳定蛋白。该基因编码的蛋白有5个跨膜螺旋区,是一种具有阳离子排出域(Cation efflux domain)的膜蛋白,并且有80%的可能性定位于过氧化物酶体膜上。因此可以推测,BvMTP11可能作为甜菜体内重要的转运蛋白参与到重金属逆境胁迫应答网络中,同时,该基因的克隆也为进一步研究其在重金属逆境下的分子机制奠定基础。     

基于COMSOL软件的绿洲盐渍化土壤中多离子耦合运移模型构建

了解盐分离子在土壤中的迁移规律可以为盐渍土的综合治理以及高效利用提供科学依据,在COMSOL多孔介质和地下水流模块模拟非饱和土壤水流的基础上,自定义偏微分方程组构建盐渍化土壤SO42–、Ca2+、Na+、Cl–、Mg2+耦合运移模型,考虑阳离子交换过程以及硫酸钙的沉淀溶解反应,并通过新疆绿洲膜下滴灌田间试验对模型进行检验,对比不同活度系数估算方法对模拟结果的影响。结果表明,各离子模拟值与实测值吻合较好,平均相对误差介于9.15%~28.57%,决定系数介于0.41~0.88,该模型能够较好地反映土壤中盐分离子的动态变化规律;在膜下滴灌条件下,膜下0~40 cm土层的盐分离子有不同程度的淋洗,Cl–和Na+的淋洗效果好于Ca2+和SO42–;活度系数的估算对模拟结果的准确性有重要影响,尤其是盐分含量较高时,采用通用的函数关系可能会带来较大的模拟误差。     

基于支持向量机的土壤主要盐分离子高光谱反演模型

快速、无损、定量地获取土壤盐分离子组成及含量是盐渍化土壤治理、改良和利用的重要依据。以新疆盐渍化土壤为研究对象,应用高光谱分析技术获取不同区域土壤盐分离子的特征光谱,在对光谱数据去噪、数据变换基础上分析了鲜样(T1)、风干(T2)和干燥(T3)3类土壤,过2、1、0.15 mm筛处理对离子含量光谱拟合模型精度的影响,建立了基于支持向量机的土壤主要盐分离子光谱反演模型,并对模型的精度和普适性进行了检验。结果表明:土壤原始特征光谱与盐分离子含量均不存在显著相关性,最大相关系数为Na+的0.41;通过光谱数据变换能够明显增强特征波段与离子含量的相关性,K+、Na+、Mg2+、Ca2+、SO_4~(2-)、Cl-和HCO-3的最优变换形式分别为(lgR)'、(lgR)'、R'、(lgR)'、CR、R'和CR,T1处理构建的拟合模型均不能很好地反演离子含量,T3处理的模型估测精度优于T2,土壤粒径越细对土壤离子含量的光谱反演效果越好。分析各处理模型的决定系数和标准误差表明,经T3处理、过0.15 mm筛所构建的离子拟合模型预测精度最高,其中K~+、Na~+、Ca2+和SO_4~(2-)的RPD分别为2.153、2.674 5、2.051和2.786 4,以未参与建模和检验的石河子垦区土样对4种离子模型的普适性检验,其R2分别为0.621 4、0.689 7、0.614 4和0.650 7,说明构建的模型适于估算该区域土壤K+、Na+、Ca2+和SO_4~(2-)的含量。     

地理加权回归模型结合高光谱反演盐生植物叶片盐离子含量

快速、无损地估算盐生植物叶片盐离子含量在植物生长监测、耐盐植物筛选和土壤盐渍化监测等方面有实用价值。该研究以新疆艾比湖保护区内盐生植物为研究对象,通过分析植物叶片盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))含量与冠层高光谱数据的光谱变换和二维植被指数(比值型植被指数(ratiovegetationindex,RVI)、差值型植被指数(difference vegetation index,DVI)、归一化型植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI))的相关性选取特征波段,构建基于地理加权回归模型(geographically weighted regression,GWR)的叶片盐离子含量估算模型,并与BP神经网络模型(back propagation neural network)进行对比,研究基于GWR模型估算干旱区盐生植物叶片盐离子的可行性。结果表明,选取特征波段集中表现在红及短波红外波段:K~+含量在反射率倒数的对数选取的红光区域内波段使用GWR估算效果最佳;Na~+的特征波段在光谱变换下集中于短波红外区域,二维植被指数集中在近红外、短波近红外及黄、橙、红区域,各种波段选取下GWR对Na~+的含量估算均有较好效果,但反射率对数的一阶估算效果最好;Ca~(2+)含量在反射率平方根的一阶微分下选取的短波红外波段通过GWR模型估算效果最好;Mg~(2+)含量在DVI选取的位于红光区域特征波段估算效果最佳,但使用GWR模型对Mg~(2+)的估算精度不及BP模型。分析基于GWR盐离子模型估算模型发现,含量较高的离子估算效果更好,K~+、Na~+的模型精度优于Ca~(2+)、Mg~(2+)。在使用GWR模型估算植物叶片盐离子含量时,特征波段均指向红及短波红外波段,符合植被光谱机理的响应。     

Effect of different ions on larval metamorphosis of the mussel Mytilus galloprovincialis

Metamorphic responses of pediveliger larvae of Mytilus galloprovincialis to different ions were investigated through a series of bioassays. Effects of tetraethylammonium chloride (TEA) on inductive effects of these above ions were also investigated. Excess ions including Li⁺, Cs⁺, Rb⁺ and Ca²⁺ induced larval metamorphosis at 10^?3 M to 5 × 10^?2 M in 24‐h exposure assays. In continuous exposure assays, only excess Ca²⁺ showed inductive activity and induced 25% metamorphosis at 5 × 10^?2 M. Larval responses to Li⁺ and Rb⁺were inhibited by TEA, while induction of metamorphosis by Cs⁺and Ca²⁺ was independent of the presence of TEA. Thus, these ions used can be useful inducers of larval metamorphosis for application in the aquaculture industry. The finding provides new insights on the biochemical mechanism controlling larval metamorphosis in this species.     

长江口中华鲟幼鱼血液水分、渗透压及离子浓度的变化规律

为了研究长江口中华鲟幼鱼盐度适应过程及其调节规律,将7月龄幼鱼直接转入0(淡水对照),5,10,15等4个盐度组中养殖32天,分别在0.5,1,2,4,8,16,和32 d 检测幼鱼血液水分、血清渗透压和血清Na 、Cl-、K 的浓度,结果显示：试验过程中,淡水和盐度5组中华鲟幼鱼血液各项指标始终保持一致,未呈现显著性差异。盐度10和15组,中华鲟幼鱼血液水分含量呈先下降后上升趋势,下降程度与盐度呈正相关,16 d时各组幼鱼血液水分无显著性差异。中华鲟幼鱼转入盐度10和15条件下,其血清渗透压与Na 和Cl-浓度的变化趋势一致,表现为先上升后下降,最后达到新的平衡;12 h是其上升和下降的拐点。而血清K 浓度的变化趋势与血清渗透压和Na 、Cl-离子不同,呈现先下降后趋于平稳的趋势。从结果可以看出,中华鲟幼鱼与其他广盐性鱼类一样,其盐度适应过程可分为2个阶段,即临界期和调整期。     

金属离子对红白锦鲤肠及肝胰脏蛋白酶活性的影响（摘要）（英文）

[目的]研究金属离子对红白锦鲤消化组织蛋白酶活性的影响。[方法]以酶学分析方法研究4种金属离子（Na＋、K＋、Ca2 ＋、Mg2 ＋分别来源于NaCl、KCl、CaCl2.2H2O、MgCl2.6H2O,浓度梯度均设置为25、50、75、100、125、150 mmol/L）对红白锦鲤肝胰脏、前肠、中肠、后肠蛋白酶活性的影响。蛋白酶活性的测定采用福林-酚显色法,用Thermo紫外分光光度计,根据OD680计算蛋白酶活性,以1 min水解酪蛋白产生1μg酪氨酸为一个酶活力单位,记为μg/（min.g）。[结果]在设定的浓度范围内（25 ～150 mmol/L）,4种金属离子对蛋白酶活性影响不同。K＋对肝胰脏和后肠的蛋白酶活性有不同程度的促进作用,其中K＋对中肠表现为低浓度促进,高浓度抑制的作用,对前肠蛋白酶表现为抑制作用;Na＋对肝胰脏、前肠和后肠的蛋白酶表现为不同程度促进作用,对中肠表现为抑制作用。Mg2 ＋、Ca2 ＋对肠及肝胰脏的蛋白酶均表现为不同程度的抑制作用。试验所选用的K＋、Na＋、Mg2 ＋、Ca2 ＋均属矿物元素,其中添加浓度25 mmol/LK＋对锦鲤肠蛋白酶活性促进作用最大;浓度150 mmol/L Na＋显著提高后肠和肝胰脏蛋白酶活性。这些浓度可作为饲料添加剂中的参考用量。Mg2 ＋、Ca2 ＋对锦鲤各消化器官（中肠除外）的抑制作用随浓度的增加蛋白酶活性降低,但考虑该元素系水产动物生长发育所必需,因此可选用低浓度或螯合物进行添加,以提高酶的生物学效价,提高饲料中蛋白的利用率,降低饵料系数,节约蛋白。[结论]该研究可为红白锦鲤消化生理的研究以及配合饲料的开发、优化提供基础数据和理论依据。     

土壤类型对凉山烤烟品质的影响

以云烟87为材料,在盐源烟区选取5种不同类型土壤进行烤烟大田栽培,研究了四川凉山土壤类型对烤烟主要化学成分、中性致香物质及内在质量的影响。结果表明,参试土壤钙、镁含量较丰富,明显缺氯;紫色土、红壤、黄壤、沉积土等明显缺钾和氮;水稻土和沉积土缺磷。不同土壤烤后烟叶化学成分有差异,水稻土和紫色土上烤后烟叶烟碱、总氮含量较高,糖含量较低,基本符合优质烟叶质量标准;红壤、紫色土和黄壤上烤后烟叶钾含量相对较高,接近优质烟叶钾含量;沉积土、水稻土和红壤上烤后烟叶氯含量较高,接近优质烟叶氯含量。不同土壤烤后烟叶致香物质含量差异较大,黄壤和红壤上烤后烟叶苯丙氨酸类降解产物含量较高;黄壤、红壤和水稻土上烤后烟叶类西柏烷类产物含量较高;水稻土、紫色土和红壤上烤后烟叶质体色素降解产物含量及致香成分总量较高。不同土壤烤后烟叶内在质量存在一定的差异,由高到低对应的植烟土壤依次为:紫色土、红壤、黄壤、沉积土、水稻土。     

低能氮离子束注入马齿苋的生物学效应研究

对马齿苋种子进行了低能氮离子束注入处理并对其生物学效应进行了初步研究。研究结果表明,在一定剂量范围内通过离子注入提高了种子的萌发速率、发芽率,其中以剂量为1.5×1017N+/cm2的处理所表现的效应最显著。处理后的马齿苋植株的成活率明显高于对照,成活率曲线随剂量的增加呈先上升后下降再上升的“马鞍型”曲线。低能N+注入后,对幼苗的致死率也有所降低。由此可见,一定剂量范围内的低能N+　注入会提高马齿苋种子的发芽率和成活率。