植物CNGC功能研究进展

从结构上看,环状核苷酸门控离子通道（CNGC）是孔-环阳离子通道的超家族,广泛存在于动植物中。根据系统亲缘关系,拟南芥CNGC家族可分为5个亚家族群,它们在抗病、花粉管生长、抗冷热胁迫、抵抗重金属离子毒害和抗盐抗旱等多种信号途径中发挥重要作用, 协助植物细胞应对各种生物与非生物胁迫。主要对CNGC基因家族的结构和生物学功能进行综述性介绍,并对近年来关于该基因家族的最新研究进展进行系统阐述,为深入理解CNGC基因家族在植物生长和发育过程中的重要作用提供帮助。     

基于小RNA深度测序技术鉴定侵染我国部分省市草莓种苗的病毒种类

随着草莓保护地栽培面积的增加和无性繁殖种苗的繁殖与调运,草莓病毒病的发生与流行日益严重。为明确侵染我国部分省市草莓种苗的病毒种类,应用小RNA深度测序技术进行检测,并利用RT-PCR技术对结果进行验证及序列分析。结果表明,从来自我国7省市的41株具有典型病毒病症状的草莓种苗样品中检测到草莓斑驳病毒strawberry mottle virus (SMoV)、草莓镶脉病毒strawberry vein banding virus(SVBV)和草莓轻型黄边病毒strawberry mild yellow edge virus (SMYEV)3种。SMoV、SVBV和SMYEV的检出率分别为34.1%、24.4%和2.4%。选取不同产地草莓种苗上检出的不同病毒进行部分序列测定和分析,获得了3个SMoV分离物(四川分离物schhy13、辽宁分离物lnhy23和河北分离物hbhy28)的部分RNA1 3′端非编码区606 bp核苷酸序列,其一致性为98.12%～99.34%。测定并获得了5个SVBV分离物(辽宁分离物lnhy15、lnhy17、lnhy24、河北分离物hbhy28和陕西分离物sh...     

我国部分省市草莓种苗中黄瓜花叶病毒的检测分析

 为明确黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)在草莓上的发生和危害情况,利用RT-PCR方法对不同产地的不同品种草莓种苗进行检测,并对CMV草莓分离物的部分核苷酸序列进行了分析。结果表明,CMV侵染草莓后产生的症状主要为植株不同部位的畸形、变色,但有些无明显症状的植株也可以检测出CMV。共检测了我国7个不同省市的220个草莓种苗样品,其中北京、云南、辽宁、河北、四川和陕西的草莓种苗样品中均可检出CMV,内蒙古的种苗中未检出CMV。检测的6个不同草莓品种均含CMV,但北京和内蒙古的‘红颜'种苗未检出CMV,云南的‘圣诞红'种苗CMV检出率仅为2.6%。利用RT-PCR技术扩增草莓种苗中CMV的特异性核苷酸片段并对PCR产物测序,得到包含部分外壳蛋白基因及3'端非编码区共430 bp的2个草莓分离物序列。获得的2个分离物序列的核苷酸序列同源性为90.97%,序列比对分析结果表明2个分离物分属于CMV不同亚组,其中北京草莓分离物Bjcmz归属于亚组IA,河北分离物Hbcmc归属于亚组IB。     

我国部分省市草莓种苗中黄瓜花叶病毒的检测分析

 为明确黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)在草莓上的发生和危害情况,利用RT-PCR方法对不同产地的不同品种草莓种苗进行检测,并对CMV草莓分离物的部分核苷酸序列进行了分析。结果表明,CMV侵染草莓后产生的症状主要为植株不同部位的畸形、变色,但有些无明显症状的植株也可以检测出CMV。共检测了我国7个不同省市的220个草莓种苗样品,其中北京、云南、辽宁、河北、四川和陕西的草莓种苗样品中均可检出CMV,内蒙古的种苗中未检出CMV。检测的6个不同草莓品种均含CMV,但北京和内蒙古的‘红颜'种苗未检出CMV,云南的‘圣诞红'种苗CMV检出率仅为2.6%。利用RT-PCR技术扩增草莓种苗中CMV的特异性核苷酸片段并对PCR产物测序,得到包含部分外壳蛋白基因及3'端非编码区共430 bp的2个草莓分离物序列。获得的2个分离物序列的核苷酸序列同源性为90.97%,序列比对分析结果表明2个分离物分属于CMV不同亚组,其中北京草莓分离物Bjcmz归属于亚组IA,河北分离物Hbcmc归属于亚组IB。     

平原造林工程影响下的河岸带土壤生态化学计量特征

北京主要河流河岸带实施平原造林工程后,对河岸带植被类型及土壤造成不同程度影响。研究河岸带原有及重建植被类型土壤生态化学计量特征,对河岸生态系统土壤碳氮磷平衡及固碳潜力提升提供科学依据。选取北京温榆河昌平段岸边原有植被类型3种样地(乔木林、乔灌林及草地),重建植被类型2种样地(乔木林与灌木林),共15个样方,采集3层(0—10,10—20,20—30 cm)土壤样品,分析并计算碳(C)、氮(N)和磷(P)含量及计量比。结果表明:原有与重建植被类型的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量分别为3.810~10.320,0.223~0.700,0.551~0.692 g/kg,C/N、N/P、C/P分别为11.592~25.373,0.373~1.022,5.662~15.493;SOC与TN均在表层聚集,且同N/P、C/P一样表现出随土层深度增加而减少趋势,C/N反之,TP受土层深度影响较小;原有植被类型(乔木林)土壤SOC和TN均高于其他植被类型,在10—20,20—30 cm土层间C/N、C/P均显著低于其他植被类型(P＜0.05);原有植被类型(草地)在0—10 cm土层间N/P最低;重建植被类型(乔木林)土壤TP含量显著低于其他植被类型;重建植被类型(灌木林) C/N显著高于其他植被类型。研究结果揭示了研究区土壤N素为植物生长的限制元素,乔木、乔灌林下土壤有机质释放更多,P有效性更高,固碳潜力强;重建植被类型有机质矿化较慢,固磷能力更强。因而,建议温榆河河岸带采用乔木纯林和乔灌混交模式来积累土壤有机质,提高河岸带生态系统土壤质量及固碳潜力。     

解淀粉芽胞杆菌TR2对草莓土壤酶活性的影响与防病促生作用

为探究生防菌防病促生的土壤微生态作用机制,本试验以生防解淀粉芽胞杆菌TR2对草莓进行灌根处理,利用比色法和滴定法对不同时间段的土壤酶活性进行测定和比较,并调查了草莓生长相关数据和草莓根腐病的发生率。结果表明：解淀粉芽胞杆菌TR2处理后,草莓根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性明显高于对照,且持续时间长,到第60 d仍有明显促进作用。TR2处理对草莓根际土壤脲酶活性和蔗糖酶活性的促进作用较好,分别从第7 d和第15 d开始表现明显促进作用,第30 d时最好,脲酶活性比对照高出215%,蔗糖酶活性比对照高出124%。TR2处理从第15 d和第30 d开始分别表现对磷酸酶活性和过氧化氢酶活性的明显促进作用;对过氧化氢酶活性的促进作用在第60 d时最好,比对照高出43%;对磷酸酶活性的促进作用在第15 d时最好,酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性比对照分别增加69%和45%。解淀粉芽胞杆菌TR2处理后草莓的根长、根重、叶面积和最大单果重等各项生长指标都优于对照组,对根长的促进作用在20%左右,根重在第60 d时比对照组高出92%,15 d时平均最大叶面积比对照大10 cm²,第30 d时平均每株比对照多长出1.2个新叶。解淀粉芽胞杆菌TR2处理有利于降低根腐病的发病率,防效在25.0%左右。     

不同质量浓度硝态氮在潮白河模拟河床中去除效果研究

近年来再生水逐渐成为城市景观河流的主要用水来源,但再生水含有较高氮元素,容易造成水体与地下水污染。河床底泥对NO₃^--N有一定的截留与去除作用,本实验通过河槽装置模拟潮白河河床,探究低、中、高3种NO₃^--N质量浓度水平下河槽系统中底泥对NO₃^--N的去除效果。结果表明:水体中NO₃^--N质量浓度为5、10、20 mg·L^-1时NO₃^--N去除率分别为67.8%、63.0%、55.0%。河槽10 cm处和下部70 cm处对NO₃^--N去除效果较好。底层排出水中pH与NO₃^--N质量浓度相关性较强,底泥中50 cm与70 cm处反硝化作用强度与溶解氧质量浓度紧密相关;随着温度降低,溶解氧质量浓度升高,反硝化作用减弱,NO₃^--N去除效果变差。底泥中NO₃^--N的去除主要通过土壤淋溶作用、同化作用、反硝化作用与异化还原作用等共同作用;部分氮素以同化作用形成的有机氮和异化还原作用形成的NH₄⁺-N留存于底泥中。研究表明,河床底泥对再生水河道具有一定的净化效果。     

不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应研究

【目的】探究不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应,确定草莓节水灌溉适宜模式。【方法】采用3种灌溉模式:充分灌溉(FI,CK)、分根灌溉(PRI)和亏缺灌溉(DI),PRI和DI模式下设置3个水分胁迫水平:轻度(LS)、中度(MS)和重度(SS),研究了不同灌溉模式下水分胁迫对草莓叶片叶绿素量、光合与蒸腾速率、渗透调节物质和丙二醛(MDA)量的影响。【结果】DI与PRI灌溉模式下,草莓叶片叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)量都显著低于CK,且随着基质水分胁迫程度的加剧而呈下降趋势;与DI模式相比,PRI模式下草莓叶片叶绿素量相对较高;随着水分胁迫程度的增强,DI和PRI草莓叶片蒸腾速率下降幅度明显,分别为35.2%～44.7%和21.0%～47.0%,而净光合速率变化不明显;MS和SS水平下DI和PRI的水分利用效率(WUE)分别较CK高101.8%～117.9%和68.8%～149.8%;不同水分胁迫水平下,PRI草莓叶片脯氨酸(PRO)累积量显著高于CK(19.0%～26.0%),且在LS和MS水平下显著高于DI;PRI草莓叶片MDA累积量仅在SS水平下显著高于CK(30.2%),而DI草莓叶片MDA累积量在MS和SS水平下显著高于CK,分别为34.4%和56.4%。【结论】PRI模式草莓比DI模式具有更强的渗透调节能力和耐旱性,PRI-MS组合为草莓节水灌溉适宜模式。     

九种杀菌剂对新拟盘多毛孢病菌的室内毒力作用

新拟盘多毛孢叶斑病是在草莓上发现的一种新病害。本研究对采自北京昌平、山东诸城、云南保山及广东惠州等地草莓Fragaria × ananassa发病叶片进行了组织分离，结合形态特征和ITS系统发育分析对所分离获得的8株疑似拟盘多毛孢叶斑病病菌进行了鉴定，并采用菌丝生长速率法测定了病原菌对8种代表性杀菌剂及新型药剂——双苯菌胺的敏感性。结果表明:所分离得到的病原菌为新拟盘多毛孢Neopestalotiopsis clavispora；双苯菌胺对8株新拟盘多毛孢 N. clavispora的毒力最强，平均EC₅₀值为 (0.004 ± 0.002) μg/mL，可作为防治草莓叶斑病的首选药剂；其次为咪鲜胺、嘧菌酯、戊唑醇、氟环唑、苯醚甲环唑和腈菌唑，平均EC₅₀值在0.006~0.803 μg/mL之间；百菌清毒力较低，而代森锰锌对新拟盘多毛孢 N. clavispora几乎没有抑制作用。研究结果对合理使用杀菌剂防治草莓新病害——新拟盘多毛孢叶斑病提供参考。     

Estimating aboveground carbon stocks of urban trees by synergizing ICESat-2 LiDAR with GF-2 data

Accurately mapping carbon stocks of urban trees is necessary for urban managers to design strategies to mitigate climate change. However, the aboveground carbon stocks of urban trees are usually underestimated by passive remote sensing data because of the signal saturation problem. The research is the first attempt to develop a framework to map aboveground carbon density of trees in urban areas by synergizing Ice, Cloud and Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) LiDAR data with Gaofen-2 (GF-2) imagery. The framework consists of three key steps. First, we used a support vector machine classifier to classify GF-2 images and extracted urban tree regions. Second, we estimated the tree carbon density of ICESat-2 strips by developing a ICESat-2 photon feature-based aboveground carbon density estimation model. Third, we mapped the carbon density of urban trees by developing a synergistic model between ICESat-2 and GF-2 data based on an object-oriented method. We tested the approach for the areas within the fifth ring road of Beijing, China. The results showed that the 50th percentile height (PH50) of nighttime photons was a good predictor for estimating carbon density of urban trees, with a R² of 0.69 and a Root Mean Square Error (RMSE) of 2.81 kg C m⁻². Using the spectral features generated by GF-2 imagery, we could further extrapolate the carbon density estimated by ICESat-2 strip data to a full coverage of accurate mapping carbon density by urban trees, resulting in a R² of 0.64 and a RMSE of 2.32 kg C m⁻². The carbon stocks within the fifth ring road of Beijing were 8.28 × 10⁸ kg in total, with the mean carbon density of 3.52 kg C m⁻². Such estimations were larger than that of previous study using passive remote sensing data only, suggesting the integration of spaceborne LiDAR and spectral data could greatly reduce the underestimation of carbon stocks of urban trees. Our approach can more accurately estimate carbon stocks of urban trees and has the potential to be applicable in other cities.