一个CRISPR/Cas9-VQR基因编辑系统的构建

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于细菌、酵母、动物和植物中的基因组定点编辑技术,但该编辑系统的使用范围受PAM (proto-spacer-motif)位点NGG的限制。本研究通过突变Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9)编码氨基酸(1135位的天冬氨酸D突变成缬氨酸V, 1335位的精氨酸R突变为谷胱氨酸Q, 1337位的苏氨酸T突变为精氨酸R,命名该突变子为Cas9-VQR)改造其识别PAM为NGA的位点以扩大其使用范围。并使用玉米Ubi启动子启动Cas9-VQR基因、优化SpCas9的密码子、加入保守的核定位信号序列、增加单子叶植物中保守的3′UTR序列和使用水稻U6启动子启动gRNA来修饰该编辑系统。结果表明Cas9-VQR系统能够识别PAM为NGA的位点,并进行有效的切割。体外酶切活性检测结果表明Cas9-VQR的切割效率为5%～70%。水稻转化检测结果表明Cas9-VQR的切割效率约为27.5%～70.5%,平均切割效率为46.23%。本研究拓宽了CRISPR/Cas9系统在作物中的使用范围,特别是NGA PAM位点较高的作物。     

土壤结构改良剂对土壤水动力学参数的影响

该文研究土壤结构改良剂对土壤水分动力学参数的影响。通过对试验数据进行初步分析后得出：加入土壤结构改良剂后，土壤饱和导水率有所提高；各处理的非饱和扩散率与对照相比，施加土壤结构改良剂的处理，在水平土柱试验中，远水端同一距离处土壤含水率要低于对照处理的含水率；土壤结构改良剂具有良好的吸水和保水性能，使得土壤的持水能力增强。在水势相同的情况下，与对照相比，施加土壤结构改良剂的土壤可保持更多的水分，并增加土壤中有效水含量。施加部位不同，土壤结构改良剂对土壤所持水分的含量也有较大差别，说明在实际应用中土壤结构改良剂的施用方法和施用深度也是影响土壤水分状况的一个较为重要的因素。     

聚丙烯酰胺对干旱半干旱区不同作物水分利用及产值的影响

为了在半干旱区和干旱区农业生产中推广应用聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM),在半干旱区选择了西瓜、马铃薯、玉米和谷子,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄,以不施PAM为对照,测定PAM对不同作物产量、产值、水分利用效率和水分生产率的影响。结果表明半干旱区西瓜、马铃薯、玉米和谷子的产量分别提高了36.76%、24.83%、20.20%和13.16%,产值提高了36.32%,23.04%,9.37%,10.18%,水分利用效率提高了30.15%,18.83%,13.42%和6.24%,水分生产率提高了30.57%,22.97%,16.79%和11.66%。干旱区春小麦、向日葵、玉米、番茄的产量分别提高了18.56%,12.82%,13.65%和16.54%,产值提高了12.78%,10.70%,9.53%和14.71%,水分利用效率提高了13.49%,17.03%,12.96%和25.12%,水分生产率提高了16.14%,11.62%,11.79%和14.85%。干旱区春小麦的增产率和增值率虽然高于向日葵,但增产值却极显著低于向日葵。建议半干旱区应用PAM应优先选择西瓜和马铃薯,干旱区应优先选择番茄和向日葵。     

PAM保水剂及纳米蒙脱土对果园生草地上部生物量的影响

为了实现果园生草节水效果,采用田间试验方法,研究了半量和常规灌溉条件下,不同用量的PAM保水剂(0,4,8,12 g/m2)和不同用量纳米蒙脱土(0,150,300,450 g/m2)对不同草(紫花苜蓿,黑麦草,白三叶)地上部总生物量的影响.结果表明,半量灌溉条件下,施用PAM保水剂可显著增加3种草的地上部总生物量,适宜剂量为8g/m2,而常规灌溉条件下,不宜施用PAM保水剂.施用纳米蒙脱土可增加3种草的地上部总生物量,半量灌溉条件下,适宜剂量为150 g/m2,常规灌溉条件下,对于紫花苜蓿和黑麦草,适宜剂量为450 g/m2,对于白三叶,适宜剂量为300 g/m2.     

PAA、PAM、补水量对旱作区玉米产量的影响

试验应用311-A拟饱和最优回归设计,研究PAA、PAM、补水量对旱作区玉米产量的影响。结果表明:单因素对玉米产量的影响为PAM>PAA>补水量;两因素互作对玉米产量的影响为PAA+PAM>PAM+补水量>PAA+补水量。经模拟寻优表明,最优组合为PAA为51kg/hm2、PAM为36kg/hm2、补水量为0.302L/穴,拟获得的最高产量为7845.45kg/hm2。     

阿维菌素废水的絮凝研究

[目的]研究几种无机絮凝剂以及复配入有机絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）对阿维菌素厌氧废水的絮凝效果,并确定最佳的絮凝条件,为工程应用提供理论支持。[方法]采用FeCl3、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）2、KAl（SO4）2以及和PAM的复配处理阿维菌素厌氧出水,研究絮凝剂处理后废水的COD、色度的去除率。[结果]FeCl3＋PAM复配絮凝剂为最佳絮凝剂,即投加量为每吨废水125 g FeCl3与5 gPAM时,COD和色度的去除率分别为53.51%和65.81%,絮凝剂以分析纯计算,FeCl3＋PAM复配絮凝剂的处理成本为2.52元/t废水。[结论]复配入PAM后,无机絮凝剂的处理效果大幅提高;FeCl3＋PAM复配絮凝剂为阿维菌素厌氧出水的最佳絮凝剂。     

PAC与PAM复合絮凝剂对湿地进水预处理试验

为考察无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)复合絮凝剂对进水中主要污染物的去除效果,并找出最佳的投药量,进行了PAC与PAM复合絮凝剂对人工湿地进水预处理的效果研究。结果表明,PAC与PAM复合絮凝剂对污水中SS、TP、COD去除效果较好。在PAC最佳投加量为24mg/L、PAM为0.3 mg/L时,对河水和生活污水的SS去除率分别达到了65%、69%,对TP的去除率为41%、49%,对COD的去除率为36%、44%。湿地的年药剂费用为6.2万元。     

调制叶绿素荧光动力学参数及其计量关系的意义和公理化讨论

叶绿素荧光动力学在农业科学中广泛应用,其动力学参量及其应用计量关系的公理化研究在方法学上尤为重要,然而国内这方面的研究工作相对滞后。为此,本文尝试从其本质、意义及其正确的使用条件等方面对调制叶绿素荧光仪的测量参量进行阐述,并对应用中的相关计量公式从公理化的角度进行了演释推导。     

不同土壤改良剂对土壤养分及烤烟内在品质的影响

为探讨不同土壤改良剂对植烟土壤和烤烟品质的改良效果,设置不施用肥料（CK）和分别施用聚丙烯酰胺（T1）、生物炭（T2）和高碳基有机肥（T3）共4个处理,采用大田试验研究了不同处理对烤烟农艺性状、土壤理化性质、烟叶内在品质和经济性状的影响。结果表明,T3处理烤烟具有更高的生长指标,尤其在最大叶面积上显著高于T1和T2处理,增幅分别为17.06%和14.48%;T3处理土壤电导率显著增高,较T1和T2处理分别提高了83.38%和85.82%;T2处理土壤有机碳含量最高,相比于T1和T3处理,增幅分别为113.60%和53.45%;相比于CK,T3处理土壤细菌数量显著提高了10.44%,真菌数量显著降低17.51%;与CK相比,T2和T3处理显著提高了烟叶总糖、还原糖、钾含量和糖碱比、钾氯比,烟叶氯含量不同程度降低。T3处理下烟叶总糖、还原糖和钾含量较T1处理显著提高了8.22%、12.67%和5.26%;在产量、产值指标上,T3处理较T1和T2处理分别显著提高了14.29%和7.01%、20.81%和12.62%。说明施用土壤改良剂能不同程度提高土壤养分和烟叶内在品质,以高碳基有机肥处理效果最佳。     

PAM施用方式对土壤水热及玉米生长的影响

为了探寻PAM在玉米生产中的最佳施用方式,在河套灌区玉米播种时,以不施PAM为对照,研究PAM沟施、混施、撒施、穴施对土壤水分、土壤温度和玉米生长的影响。结果表明:1)在玉米生长的不同时期,PAM都可提高土壤水分,特别是在干旱的玉米抽雄吐丝期、灌浆期具有显著作用;2)PAM可延缓玉米幼苗期、三叶期的土壤温度回升,抑制玉米幼苗生长;3)从玉米拔节期开始,PAM可促进玉米生长,在玉米抽雄吐丝期、灌浆期效果最为显著;4)PAM沟施、混施、撒施、穴施的玉米产量分别较对照提高30.6%、39.3%、40.2%和31.7%,水分利用效率分别提高18.97%、25.43%、29.69%和20.46%,水分产出率分别提高31.36%、40.71%、42.15%和32.32%;5)在河套灌区,PAM撒施是玉米播种时相对适宜的施用方法。