油茶IDD基因家族鉴定与生物信息学分析

油茶（Camelliaoleifera）是山茶科（Theaceae）的一种特有的油料植物,具有重要的观赏价值和经济价值,随着油茶的集约化种植,病虫害大量发生,加之良种选育滞后,严重制约着油茶产业的发展。INDETERMINATE DOMAIN(IDD)家族是高等植物中一类保守的转录因子,通过介导植物内源激素进而调控植物的基础免疫反应。为鉴定油茶中IDD基因家族成员,本研究以油茶全基因组信息为参考,通过IDD基因家族保守结构域鉴定了29个油茶CoIDD基因家族成员,进一步明确了各基因的结构、理化性质、系统进化关系、亚细胞定位。通过RT-PCR克隆到1个与AtIDD4/5/6同源的CoIDD4基因,明确了其理化性质、表达模式及核定位信号,同时分析了其启动区顺式作用元件的类型。研究结果表明,29个CoIDD基因家族成员分为4个亚组,平均亲水系数均小于0,属于亲水性蛋白,且亚细胞定位均位于细胞核内;克隆到CoIDD4基因的全长ORF框包含1620bp碱基,编码539个氨基酸,主要在叶片和花器官中表达;该基因启动子区顺式作用元件主要是参与光响应和植物激素响应元件两大种类。综上所述,本研究在油茶中...     

基于优化BP神经网络的香格里拉高山松蓄积量模型研究

以香格里拉县高山松为研究对象,以Landsat TM 8影像和DEM（30M）数据为信息源,结合森林资源二类调查数据和地面样地实测数据,借助MATLAB平台,在前期进行基于遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）优化BP神经网络模型基础上,采用决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）及预测精度（P）3个指标对优化后的BP神经网络模型及进行评价,并建立了研究区高山松蓄积量估测模型。结果表明,遗传算法效率（耗时1.9 h）低于粒子群算法（耗时1.4 h）;采用遗传算法优化后的BP神经网络模型R²、RMSE及P分别为0.636、4.216 m³、81.748%,均优于粒子群算法。通过遗传算法优化后的BP神经网络模型估测香格里拉高山松蓄积量总量为13 317 879.7 m³。     

云南核桃无融合生殖率和果实生长量研究

以云南传统栽培品种漾濞泡核桃、娘青核桃、云新301、云新303为试材,通过去雄套袋、切除柱头处理,测定云南核桃无融合生殖率和果实生长情况。结果表明:云南核桃的无融合生殖率为2.77%～44.89%,其中云南传统栽培品种的无融合生殖率高于杂交品种的无融合生殖率,分别为2.77%～44.89%和3.79%～10.04%;切柱头处理的无融合率高于去雄套袋处理,分别为7.28%～44.89%和2.77%～6.8%;切柱头处理的果实生长与自然授粉基本一致,而去雄套袋处理的果实生长相对较慢。不同处理的无融合生殖率有显著差异,无融合生殖的果实发育晚于自然授粉,不同处理的无融合生殖果实生长量有很大差异。     

不同雨型下反坡台阶减少红壤坡耕地氮磷流失的效果

为研究自然降雨条件下反坡台阶对坡耕地氮、磷流失的影响,该文基于滇中红壤坡耕地标准径流小区45场典型降雨观测资料,根据降雨量、最大30 min雨强和降雨侵蚀力,综合采用快速聚类和判别聚类,划分确定出A(高雨量、大雨强、高侵蚀力)、B(低雨量、小雨强、低侵蚀力)、C(中低雨量、中小雨强、中低侵蚀力)、D(中高雨量、中雨强、中高侵蚀力)4种降雨类型。研究发现,反坡台阶减流率和减沙率达到52.11%和71.30%,减沙率显著大于减流率(P0.01);不同降雨类型下反坡台阶的减流率表现为:C雨型B雨型D雨型A雨型,减沙率表现为:D雨型A雨型C雨型B雨型,C雨型和B雨型下反坡台阶减流率显著高于D雨型和A雨型(P0.05),减沙率则显著低于D雨型和A雨型(P0.05)。反坡台阶对径流中总氮(WTN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)削减率分别达到68.10%、69.81%、50.14%,对径流中总磷(WTP)、溶解无机磷(DIP,dissolved inorganic phosphate)的削减率分别达到71.52%和72.77%,不同自然降雨类型下反坡台阶对径流中WTN、NO_3~--N、NH_4~+-N、WTP、DIP的削减率均呈现出随着雨量和雨强增大而降低的趋势。反坡台阶对泥沙中全氮(STN)、水解性氮(HN,hydrolyzable nitrogen)的削减率分别达到57.32%和54.22%,对泥沙中全磷(STP)、速效磷(AP)的削减率分别为67.38%和63.69%,不同自然降雨类型下反坡台阶对泥沙中STN、HN、STP、AP的削减率呈现出削减率随着雨量和雨强增大而提高的趋势。该研究可以深入地揭示反坡台阶控制坡耕地面源污染的机理,以及对于控制坡耕地氮磷流失的效果,为源头控制山区水土流失和农业面源污染提供理论支撑。     

基于混合差分AIC算法的植物茎体超声回波位置检测

在植物茎体超声回波检测中,超声一次回波位置的确定是超声检测的基础。因茎体为非均匀、强衰减的介质,超声在其传播过程中形成了复杂的传播路径,这导致超声一次回波位置不易判定。提出了混合差分的最小信息准则(Akaike of information criterion,AIC)算法,可自动有效地获取茎体超声一次回波位置信息。首先,分析该算法的实现过程并通过仿真实验验证了该检测方法的准确性;其次,以茎体木块为检测对象,分析了超声一次回波位置变化与茎体水分变化的关系,发现超声一次回波位置可有效跟踪茎体水分变化。最后,以不同土壤湿度环境下种植的向日葵为检测对象,在09:00—19:00期间完成向日葵茎体超声一次回波位置的动态检测。实验结果表明,向日葵茎体超声一次回波位置的变化与土壤湿度变化呈正相关。不同土壤湿度的向日葵茎体超声检测差异明显:当土壤短时缺水,茎体超声一次回波位置与土壤水分变化波动明显,符合因短时缺水导致的植物抗旱调节活动与正常的水分吸收与蒸腾活动不断转换的生理活动特点;当土壤水分充盈时,茎体超声一次回波位置和土壤水分变化缓和,同时,在11:00—12:00期间,出现土壤水分最小值与超声一次回波位置最大值,符合因蒸腾作用导致茎体水分下降的生理特点。混合差分AIC算法可自动、有效地获取植物茎体的超声一次回波位置,该信息可作为动态跟踪植物茎体生长状态的检测特征。     

宁夏枸杞雄性不育基因ms2的克隆及表达分析

本研究以宁夏枸杞为材料,根据GenBank上已经登录的该基因的保守区设计简并引物,通过RTPCR扩增获得基因保守片段,利用RACE技术获得该基因3'端序列。最终,经拼接后得到一个长约1 802 bp的ms2基因片段(登录号为JQ341412.1),终止密码子为TAG,3'端包含非编码区和Poly A尾巴。相应编码基因片段527个氨基酸的肽段。生物信息学分析表明,ms2基因序列中含有NAD(P)H区域,该区域含有显著的TGXXGXXG结构单元,以及微体结合信号区域。从第44个氨基酸到第346个氨基酸为NAD结合区,从第459个氨基酸到第517个氨基酸为雄性不育C-末端区。同源性检索表明,ms2基因片段氨基酸序列与亚麻、葡萄、大豆、拟南芥和青菜的同源性分别为71%、71%、72%、65%和66%。系统进化树分析表明,宁夏枸杞ms2基因与葡萄的亲缘关系最近,与毛果杨、亚麻以及十字花科的植物聚为一类,而与江南卷柏的亲缘关系最远。RT-PCR分析表明,ms2基因在可育花蕾的2、3时期表达非常强,而在不育花蕾的2、3时期表达较弱。     

基于ISSR标记的铁线莲园艺品种遗传多样性分析和指纹图谱构建

为进一步明确铁线莲属16个园艺品种之间的亲缘关系和遗传多样性,利用12条ISSR引物对16份材料进行PCR扩增,共获得117条清晰的条带,多态性条带占比为97.44%。利用引物UBC815和UBC817构建16个铁线莲品种的指纹图谱,可以有效地对铁线莲进行区分和鉴定。利用NTSYS软件计算出铁线莲品种间的遗传相似系数为0.20～0.73,平均相似系数为0.51。通过UPGMA法进行聚类分析,在相似系数为0.53时,可将16份材料划分为4大类。结果表明,铁线莲品种之间的遗传关系较为复杂,利用ISSR分子标记技术可以从分子水平揭示16份材料的遗传多样性水平和亲缘关系。     

大豆热激蛋白基因HSP17.4的耐热功能鉴定

为研究小热激蛋白基因HSP17.4在大豆热生物胁迫耐受过程中的作用,本试验把植物过表达载体p CPB-HSP17.4和RNA干扰表达载体p CPB-HSP17.4-RNAi利用农杆菌介导法将其导入受体大豆JN18中。经PCR检测,获得T0代阳性植株13株;T1代阳性植株26株;T2代阳性植株39株。T1、T2代转基因植株Southern blotting结果显示,目标基因以单拷贝形式整合到基因组中。荧光定量PCR结果显示,HSP17.4基因在转化植株的叶、茎中均有表达。在42℃高温胁迫下,与未转化植株相比,T1、T2转过表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的813%和793%,转RNAi表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的49.77%和52.81%。耐高温鉴定结果表明,转过表达HSP17.4基因提高了植株的耐高温能力。     

基于林木生理过程的3-PG模型在林业中的相关研究进展

基于森林生长过程的模型是辅助森林管理的有力工具,其包含描述森林生理、生态和物理过程的组件,基于这一过程的3-PG模型用于研究林木生长过程中考虑树种的生理特性,并结合立地条件、气候条件以及经营管理等措施,预测在各种变化条件下的森林生长情况。文中通过对3-PG模型参数及参数敏感性的分析来表述3-PG模型研究现状,概述了3-PG模型在林业中的应用研究进展,认为其将很好地解决大区域尺度下的森林动态生长变化问题,并对该模型的发展进行了展望。