基于粮食安全的宝鸡市土地承载力研究

研究目的:基于粮食安全的角度研究宝鸡市土地承载力,对区域土地、人口、粮食与发展具有一定的预警功能,对保证土地利用的可持续发展和社会的稳定具有重要意义;研究方法:运用土地承载力(LCC)模型、土地承载指数(LCCI)模型,借助Arc GIS软件平台,对宝鸡市土地承载力进行时间格局和空间格局动态分析,客观确定了宝鸡市土地承载力;研究结果表明:宝鸡市2007—2014年土地承载力属于粮食盈余类型,土地承载力由缓慢上升到缓慢下降的变化,这与城市化进程的加快和人口规模的增加有着密切的关系;宝鸡市2014年土地承载力属于粮食盈余类型中的盈余级别,各县区土地承载力在空间分布上呈现差异性,整体表现为宝鸡市东北部的土地承载力优于西南部,且东北部的县区呈现土地承载力的空间集聚效应;研究结论:说明宝鸡市人地矛盾仍然存在但不是十分突出,耕地承载力总体状况良好,应充分挖掘土地承载潜力,促进宝鸡市农业、人口、土地、经济能够协调发展。     

小麦抗白粉病SSH-cDNA文库中差异基因的表达模式

为了解白粉菌诱导下抗白粉病小麦的抗病机制,构建了白粉菌接种初期的抑制性消减杂交cDNA(SSH-cDNA)文库。从中随机挑取140个阳性克隆进行测序,去除冗余序列和重复序列后,得到94条EST,利用NCBI的BLAST在线序列比对工具对GenBank的蛋白质数据库进行同源性比对及功能分类。结果表明,49个EST与已知功能蛋白同源性较高,主要涉及初级代谢(2%)、能量代谢(24%)、细胞结构(2%)、转录(2%)、蛋白质合成加工与储藏(16%)、转运(4%)、信号转导(4%)和抗病与防御(30%)。经文库比较,筛选出与病程相关蛋白基因同源的EST(Z25-1)和与谷胱甘肽硫转移酶同源的EST(Z440-1),GenBank登录号为EX567369和EX567360。以其EST序列为依据设计引物,通过RT-PCR分析它们在白粉菌诱导下的表达模式,结果该2基因表达存在明显差异。其中,Z25-1在未接种白粉菌时具有一定的表达量,白粉菌侵染后表达量开始上升,侵染72 h时表达量最高,然后下降;Z440-1在未接种时也具有一定的表达量,但在接种初期表达微弱,甚至不表达,24 h后表达开始上升,到72 h时达最高,然后下降。本研究表明,病程相关蛋白和谷胱甘肽硫转移酶属于诱导型表达基因,且参与白粉病抗病反应,在白粉菌诱导72 h时表达量最高。     

河北省海河冲击平原区日光温室面积和节水量分析与预测

针对河北省水资源日益紧缺、设施面积逐步扩大及其灌溉用水量的增加等问题,对河北省海河冲击平原区4个分区的日光温室种植面积、种植模式、水分生产效率及灌溉技术节水量进行调查统计和分析计算,采用灰色GM(1,1)预测模型预测了各分区2020年和2030年日光温室的发展面积及灌溉技术节水量。预测发展总面积分别为5.48万hm2和5.64万hm2,节水量分别为17 758.1万m3和18 692.9万m3。     

棉花枯萎病菌及其培养条件筛选

枯萎病是棉花生产的主要病害之一，枯萎病菌的培养对枯萎病抗性鉴定至关重要。针对5个不同来源（河北曲周、鸡泽、保定、乌鲁木齐及中国农业科学院植物保护研究所，分别命名为QF、JF、BF、WF、PF）的枯萎病菌7号生理小种，设置了8种培养基及2个培养温度处理，研究菌的生长速率、产孢数及孢子的致病力，以筛选适宜的枯萎病菌及其培养条件。结果表明：枯萎病菌BF产孢量最大，棉花枯萎病感病品种冀棉11接菌QF、JF、BF以及WF 35 d后仍未发病或者发病不明显，PF致病力最强且使冀棉11在接菌后25~30 d出现枯萎病症状；Czapek固体培养基培养的菌落生长速率为1.29 cm·d^-1，显著高于其他培养基；PSA-200固体培养基上培养的枯萎病菌产孢量显著高于PSA-75和Czapek，PSA-200总产孢量最大，Czapek总产孢量最小；Czapek液体培养基产孢数显著高于其他培养基且培养4 d为宜，但培养温度25和30 ℃之间产孢量差异不显著。该结果为棉花枯萎病菌筛选及其培养提供参考依据。     

过表达棉花葡萄糖醛酸激酶基因GbGlcAK促进拟南芥细胞伸长

纤维品质改良一直是棉花育种的重要目标。基于纤维不同发育时期的RNA-seq数据，发现1个在海岛棉和陆地棉间差异表达的葡萄糖醛酸激酶基因（glucuronic acid kinase/glucuronokinase，GlcAK）。从海岛棉（Gossypium barbadense）Pima90-53纤维中克隆了GbGlcAK，其ORF为1 101 bp，编码366个氨基酸。GbGlcAK具有GHMP 激酶 N和C结构域，为GHMP超家族成员，属于可溶性非分泌蛋白，与拟南芥GlcAK亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示GbGlcAK分布在细胞质中。超表达GbGlcAK的拟南芥叶表皮毛、下胚轴、下胚轴细胞和根的长度较野生型均极显著增加，UDP-D-GlcA代谢相关基因表达量增加，果胶含量显著增加，说明过表达GbGlcAK能够上调UDP-D-GlcA代谢通路相关基因的表达从而提高果胶含量，进而促进细胞伸长，这为进一步研究GbGlcAK在棉纤维发育中的功能提供了参考。     

不同陆地棉品种愈伤组织诱导比较及遗传转化验证

愈伤组织的诱导能力受基因型的影响，基因型的拓宽可促进棉花遗传转化的发展。本文以8个陆地棉品种的下胚轴为材料，研究不同品种愈伤组织的增殖和状态差异，然后以可再生的品种为受体进行GhAPX基因的遗传转化。结果表明：8个品种均能诱导出愈伤组织，且2号和3号陆地棉品种愈伤组织增殖速度快，依次为7号、1号和8号，除5号和6号外，其它品种均获得再生植株；获得以8号品种为受体转GhAPX基因且经PCR鉴定的阳性苗3株，Real-time PCR分析显示GhAPX基因在3株阳性植株中都上调表达。本研究为棉花遗传转化中受体基因型的拓宽奠定了基础。