基于变量优选与机器学习的干旱区湿地土壤盐渍化数字制图

土壤盐渍化是导致土壤退化和生态系统恶化的主要原因之一，对干旱区的可持续发展构成主要威胁。为了尽可能精确地监测土壤盐渍化的空间变异性，该研究收集新疆艾比湖湿地78个典型样点，其中选取54个样本作为训练集，24个样本作为独立验证集。基于Sientinel-2 多光谱传感器（Multi-Spectral Instrument，MSI）、数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据提取3类指数（红边光谱指数、植被指数和地形指数），经过极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）算法筛选有效特征变量，构建了关于土壤电导率（Electrical Conductivity，EC）的随机森林（Random Forest，RF）、极限学习机（Extra Learning Machine，ELM）和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression，PLSR）预测模型，并选择最优模型绘制了艾比湖湿地盐渍化分布图。结果表明：优选的红边光谱指数基本能够预测EC的空间变化；红边光谱指数与植被指数组合建模效果总体上优于其与地形指数的组合，3类指数组合的建模取得了较为理想的预测精度，其中RF模型表现最优（验证集R2=0.83，RMSE=4.81 dS/m，RPD=3.11）；在整个研究区内，中部和东部地区土壤盐渍化程度尤为严重。因此，XGBoost所筛选出的环境因子结合机器学习算法可以实现干旱区土壤盐渍化的监测。     

Is N‐feedback involved in the regulation of nitrogenase activity in Medicago truncatula?

To determine whether senescing leaves provoke an active nitrogen (N) remobilization that results in the reduction of nitrogenase activity, 60% of Medicago truncatula lower leaves were either darkened or individually excised for two weeks. Although a considerable amount of N was remobilized, N₂ fixation activity was found to be increased to maintain the N source/sink balance, indicating an absence of the negative N‐feedback regulation of nitrogenase activity in the senescing M. truncatula.     

施氮及添加硝化抑制剂对苜蓿草地N2O排放的影响

为探究旱作紫花苜蓿(MedicagosativaL.)栽培草地氧化亚氮(N_2O)排放对施氮水平及添加硝化抑制剂的响应特征,采用传统静态箱法研究了不同施氮水平[0kg(N)·hm~(-2)(N0)、 50kg(N)·hm~(-2)(N50)、 100kg(N)·hm~(-2)(N100)和150kg(N)·hm~(-2)(N150)]以及添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)150kg(N)·hm~(-2)(N150+DCD)对陇东苜蓿草地N_2O排放特征的影响。结果显示,监测期内N0、N50、N100和N150处理N_2O平均排放速率分别为3.5μg·m~(-2)·h~(-1)、4.1μg·m~(-2)·h~(-1)、5.0μg·m~(-2)·h~(-1)和6.1μg·m~(-2)·h~(-1),随着施氮梯度的增加, N_2O排放速率呈增加趋势。添加硝化抑制剂DCD对N_2O排放产生明显的抑制作用。与N150处理相比, N150+DCD处理下苜蓿草地N_2O平均排放速率下降50.7%, N_2O累计排放量显著降低61.6%(P0.05)。施氮对苜蓿产量没有显著影响,而N0、N50、N100和N150处理下单位苜蓿产量N_2O排放量随氮肥梯度的增加而增加,各处理分别为6.5 mg·kg~(-1)、7.8 mg·kg~(-1)、11.3 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)。N_2O排放受土壤含水量影响深刻,生长季N_2O排放通量与土壤水分呈显著正相关关系(P0.05),而与土壤温度无显著相关性(P0.05)。综上,旱作紫花苜蓿栽培草地N_2O排放通量随施氮水平的增加明显增加,在相同施氮水平下添加硝化抑制剂DCD能显著抑制N_2O排放。相关研究结果对于该区域苜蓿草地合理施肥以及N_2O减排具有一定的实践指导意义。     

野生动物非法交易犯罪案件信息特征分析

对野生动物非法交易案件进行信息特征分析,可以把握案件的发生规律,提供决策者参考,以便有针对性预防和打击犯罪,更好地保护野生动物资源。本研究应用大数据分析的方法,对野生动物非法交易犯罪案件的文本数据进行结构化处理,建立了word2vec模型。从犯罪因素的角度统计分析了本类案件的信息特征,包括侵害人的特征、作案行为特征、侵害的动物或动物制品、侵害的时间和案件发生的地点等。在梳理基本特征的基础上应用关联算法构建了关联规则。根据特征分析和关联规则,提出了开展季节性防控、对特定群体和场所进行有针对性预防、对上游下游犯罪进行联动打击、与网管等多部门合作,运用现代科技成果进行打击和防范的对策建议。     

Biochar addition mitigates nitrogen loss induced by straw incorporation and nitrogen fertilizer application

Biochar has been shown to be potentially beneficial for enhancing yields and soil properties, and diminishing nitrogen (N) losses. However, it remains unclear how biochar regulates soil carbon (C) and N to mitigate N losses induced by straw mixing with N fertilizer in dryland soils. Therefore, we investigated the effects of straw mixing (S₁), S₁ with biochar (SB) and no straw inputs (S₀), and routine urea application rates (N₁) and 70% of routine rates (N_0.7) on yields and N losses, and identify the relationship between N losses and soil C and N compounds. Results showed that N_0.7 and N₁ were suitable for the maize and wheat seasons, respectively, contributing to mitigating N losses without reducing crop yields. Moreover, in the maize season, N_0.7-SB significantly mitigated the straw-induced NH₃-N and N₂O-N emissions by 106% and 81%, respectively. In the wheat season, N₁-SB reduced the straw-induced NH₃-N and N₂O-N emissions by 35% and 66%, respectively. In addition, N_0.7-SB sharply reduced soil inorganic N (SIN) storage in the maize season. Furthermore, the NH₃-N and N₂O-N emission rates were negatively correlated with dissolved organic carbon/SIN content (0–20 cm) (DOC/SIN_0-20). N losses (N₂O-N and NH₃-N emissions and SIN storage) were positively correlated with SIN_0-20, but negatively correlated with soil organic carbon / SIN_0-20 (SOC/ SIN_0-20). This study provides further evidence that biochar with an appropriate N application rate decreased SIN_0-20 and increased DOC/SIN_0-20, thus reducing SIN storage and the straw-induced gaseous N emissions without decreasing crop yields.     

纳米氧化锌和纳米二氧化钛对尾草履虫急性毒性效应的比较研究

[目的][方法] 本研究以原生动物尾草履虫（Paramecium caudatum）为实验对象, 对目前广泛应用的两种纳米材料，纳米二氧化钛（TiO2）和纳米氧化锌（ZnO）的24小时急性毒性进行了比较研究，分析了草履虫在两种纳米材料胁迫下抗氧化酶活性的改变，并结合两种纳米材料的超微形态，探讨了纳米材料毒性效应的机制，为两种纳米材料的环境毒性监测与评价提供依据。[结果]结果显示：对尾草履虫的24小时半数效应浓度(24h-EC50)分别为51.580mg·L-1（TiO2）、0.444mg·L-1（ZnO）；最低有影响浓度(24h-LOEC)分别为1.712mg·L-1（TiO2）、0.352mg·L-1（ZnO）；以EC50浓度24小时胁迫尾草履虫，获得抗氧化酶活性改变为：超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性与对照组相比有不同程度的改变，经成对检验分析，两种纳米材料对尾草履虫的POD酶表现出较为明显的抑制作用。[结论]上述结果表明：纳米氧化锌对草履虫的24小时急性毒性大于纳米二氧化钛，这与纳米氧化锌对草履虫抗氧化酶的抑制作用更强，以及纳米氧化锌(30nm)的超微形态相较于纳米二氧化钛(25nm)更加纤细和尖锐有关；本研究获得的24小时急性毒性指标可用于监测和评价两种纳米材料的环境毒性，并为纳米材料的环境容量和生态安全阈值确定提供参考。     

内源H2O2对水稻种子萌发的影响

通过用不同浓度的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH）合成酶抑制剂碘二苯（diphenylene iodonium, DPI）及过氧化氢（hydrogen peroxide, H₂O₂）清除剂二甲基硫脲（dimethylthiourea, DMTU）分别培养水稻（Oryza sativa L.）种子,研究内源H₂O₂对种子萌发过程胚根、胚芽和胚根根尖活力等的影响。结果表明,DPI及DMTU培养的水稻种子其胚根生长和胚芽生长均受到抑制,尤其是DPI对胚根生长的抑制作用更为显著。DPI和DMTU对水稻种子萌发的影响均呈现出浓度效应,即浓度越高,抑制作用越强。其中,DPI对水稻种子萌发的抑制作用比DMTU的更为明显。此外,胚根根尖的超氧阴离子（superoxide anion, O ^2-）和H₂O₂含量随DMTU浓度增大而减少,根尖细胞受损也越严重。由此推测,内源H₂O₂可能参与调控水稻种子萌发过程。     

CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统在大豆中的应用

自CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9）基因 组编辑技术发现以来，迅速在作物中得到广泛应用。但是，CRISPR/Cas9多基因编辑系统在大豆中的研究尚待开 发。本文利用CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统，分别构建了两个载体，一个载体含6个靶点，编辑7个大豆基因 （4个Glycine max ASYMMETRIC LEAVES1（GmAS1）同源基因和3个GmAS2 同源基因），另一个载体含8个靶点，编辑 11个G. max AGAMOUS 家族同源基因（4个GmAG 同源基因，2个G. max SEEDSTICK（GmSTK）同源基因和5个G. max SHATTERPROOF1（GmSHP1/2）同源基因）。大豆遗传转化后，经表型鉴定和靶点检测发现，CRISPR/Cas9介导的多 基因编辑系统在大豆中成功实现了多基因编辑。当3个GmAS1 同源基因和3个GmAS2 同源基因同时突变时，导致 大豆叶片向远轴面弯曲、皱缩且叶柄变短的表型。当2个GmSHP1 同源基因和2个GmSTK 同源基因同时突变时，导 致豆荚停止发育的不育表型。     

CRISPR/Cas9技术敲除酿酒酵母gpd2基因对产2,3-丁二醇的影响

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。