荒漠植物白刺对模拟增雨的光合响应机制

【目的】研究不同增雨条件下白刺叶片的光合作用和叶绿素荧光特性,从光合生理角度探讨白刺对增雨的响应机制。【方法】以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象,设置不同的增雨梯度(增加年均降水量的0,25%,50%,75%和100%),对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨,利用 Li－6400xt便携式光合测定系统分析仪(USA,LI-COR)测定不同增雨条件下白刺叶片净光合速率(Pn)日动态变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素荧光参数,并根据 Pn 日变化曲线和响应曲线计算叶片日光合总量(∑Pn )以及各光合生理参数。【结果】1)75%和100%增雨对日均 Pn 和∑Pn 影响显著,日均 Pn 比 CK分别高32.74%和37.64%,∑Pn 比 CK 分别高32.01%和38.43%,说明增雨使白刺光合能力增强,日光合产物的积累增加。2)增雨使白刺表观量子效率( AQY)和光饱和点( LSP)升高,25%,50%,75%和100%增雨的 AQY 比 CK 分别高17.24%,31.03%,37.93%和24.14%,LSP比 CK分别高14.6%,6.0%,3.0%,26.1%,说明白刺叶片利用弱光的能力增强,对强光的利用范围增加,光能转化效率提高,有利于光合作用的高效进行。3)随着增雨量的增加,羧化效率(CE)呈现出逐渐增加的趋势,其中,100%增雨的 CE比 CK高5.73%;增雨使 CO2饱和点( CSP)升高,50%,75%和100%增雨的 CSP 显著高于 CK,分别比 CK高23.67%,28.35%和29.13%,说明白刺叶片 RuBP羧化酶和光合碳循环酶的活性增强,对高CO2浓度的利用范围增加。4)增雨使白刺叶片的原初光化学量子效率( Fv/Fm )、实际光化学量子效率(ФPSⅡ)、电子传递速率( ETR)和光化学猝灭系数( qP )提高,说明增雨有利于白刺叶片PSⅡ反应中心活性增强、开放比例提高,有利于叶片把所捕获的光能转化为生物化学能,并将更多的光能用于推动光合电子传递。【结论】白刺能够调节光合机构的功能、改变自身生理特性、增强对环境资源的利用能力来适应增雨的变化。     

重组型番鸭细小病毒JH10株的分子特征解析

为了解析番鸭细小病毒(MDPV)分离株JH10的分子特征,本研究对该毒株全基因组进行了扩增、测序、重组分析及遗传进化树的构建。结果显示:JH10株基因组由5071个核苷酸组成,P9启动子区和VP3基因内部约1.1 kb区域经历了重组,GPV鹅胚化弱毒株SYG61v参与了P9启动子区的重组,而GPV强毒株LH、B和SYG61v不同程度地参与了VP3基因内部的重组;以VP3基因重组片段构建遗传进化树,JH10株与8个经典型GPV株处于同一个进化分支中,而以毗邻的上下游非重组区片段分别构建的遗传进化树中,JH10株则与4个经典型MDPV株处于同一分支。本研究结果表明,JH10株为经典型MDPV和GPV之间的重组产物,该研究结果为进一步阐明重组型MDPV的致病机理奠定了基础。     

不同施肥处理对稻米硬度影响研究

[目的]为了研究不同施肥处理对稻米硬度的影响。[方法]以21个粒形有差异的水稻品种为材料,设施NP与NPK两种处理,对稻米硬度进行测定,分析两种施肥处理条件下不同粒形的稻米硬度差异及粒形与硬度间的关系。[结果]施NPK肥的稻米硬度平均为79.6 N,只施NP肥的稻米硬度平均为75.8 N;NPK处理中的窄粒型、中等粒型、宽粒型比NP处理中的稻米硬度分别大3.2、3.34、.4 N。在两处理中,穗上部籽粒比穗下部籽粒硬度大,平均差异分别为3.96和3.65 N。[结论]施NPK肥的处理比只施NP肥的处理稻米硬度大;籽粒越宽,硬度越大,且施K肥能明显提高宽粒形品种的硬度;穗上部籽粒比下部籽粒的硬度大。     

典型荒漠植物白刺叶绿素荧光特性对模拟增雨的响应

我国西北干旱区未来降水有增加趋势，研究不同增雨条件下典型荒漠植物白刺叶片叶绿素荧光变化规律能够揭示未来气候变化条件下荒漠植物对降水增加的响应与适应机制，对准确评估陆地生态系统碳收支具有重要意义。基于乌兰布和沙漠东缘白刺荒漠生态系统人工模拟增雨试验平台，除对照（自然降水）外，共设置4个增雨处理，即在自然降水的基础上分别增加多年平均降水量（145 mm）的25%、50%、75%和100%，分别测定不同增雨条件下白刺的叶绿素荧光参数。结果表明:1）增雨对白刺叶片叶绿素荧光特性有显著影响的时间主要在白刺自身生理活性强、生长速率快且对水分需求较高的生长季前期(6月)；2）增雨后，原初光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q_p)和非光化学猝灭系数(nPq)上升，增雨使白刺叶片对光能的吸收、利用和转化效率提高的同时，也增加了其热耗散能力；3）原初光化学量子效率、电子传递速率和非光化学猝灭系数三者对最大净光合速率变化的解释量分别为29%、26%和23%，说明PSⅡ反应中心活性增强、光能转化效率和电子传递速率提高是促进白刺光合生产能力提高以及光合产物积累增加的关键过程。总之，白刺对新的水分条件表现出较强的适应性，这种适应性主要体现在调控自身生理特性及增加光合产物积累上，研究结果对揭示全球变化背景下荒漠生态系统对降水增加的响应机制具有重要意义。     

荒漠植物白刺新固定碳在植物-土壤系统中的分配

定量生长季内荒漠植物新固定碳在植物-土壤的分配规律,对理解全球碳循环有着重要意义。采用野外原位13C-CO2脉冲标记法,测定植物各器官及土壤13 C丰度值,比较不同标记时间段白刺新固定碳分配在不同器官、土壤和呼吸损失中的分配规律,并量化了白刺光合碳向地上、地下碳库的转移。结果表明:不同标记时间段内13 C-新固定碳在白刺叶、茎、根、土壤中的分配差异明显。在标记后1h内,叶片和茎中13 C丰度值迅速上升到最高值,13C丰度值分别达到520.1‰和592.5‰,比对照分别增加14和20倍,此后13 C丰度值随时间推移逐渐下降,直至趋于稳定;而标记后18h在根系和土壤中发现被标记的13 C,13 C丰度值分别达到9.5‰和-23.8‰,白刺新固定碳经地上部呼吸和土壤呼吸损失量分别在标记1和18h后达到最大。标记32d后,白刺新固定碳在地上部和地下部13 C分配比例分别占35.59%和32.49%,呼吸损失(地上呼吸+土壤呼吸)占31.92%。荒漠植物白刺生长季年固碳量为2895.6kg C·hm-2·yr-1,表明白刺在荒漠生态系统碳循环中起着重要的碳汇作用。     

利用基因表达谱数据进行各基因相互关系的数学建模方法

在系统生物学的相关研究中,基因网络模型作为基因组机理与功能分析的基础,通过基因描述谱数据以建立基因关系模型的方法应用非常普遍.利用定量建模的方法,针对对有氧呼吸和无氧呼吸条件下的典型基因与酿酒酵母菌之间的逻辑关系建立了相应的数学微分方程模型,从而对有氧环境与无氧环境切换后基因表现出的动力学行为进行了分析,并通过计算获取...     

野生马齿苋的营养成分及药理作用

马齿苋是一种珍贵的野生蔬菜资源。含有大量-ω3脂肪酸(α-亚麻酸)和维生素E等有效成分及丰富的营养成分。具有降血脂、降血糖、抗动脉粥样硬化、抗病毒、抗菌消炎、增强免疫、抗衰老等作用。马齿苋具有广阔的利用前景。     

环境功能材料水肥保持性能的综合评价

保持水肥、提高水肥利用效率是我国,特别是西北地区土地利用过程中亟待解决的问题。环境功能材料的应用是农业生产和环境治理中水肥保持的新途径。目前对于不同环境功能材料应用效果的综合定量评价仍难以实现,阻碍了环境功能材料的推广及应用。本研究引入层次分析-模糊综合评价法,以土柱淋溶试验结果为例,对一种环境材料配方的保水性、保肥性及经济性进行综合评价。结果发现:当该复合材料中保水剂、沸石、腐殖酸的配比关系为1:10:1时,综合效果最好。配比方式最优的复合材料对水分的最优保持效果为空白对照的1.22倍,对氨态氮、硝态氮和尿素态氮的最优保持效果分别是空白对照的1.2、4.12和1.19倍。实验结果为环境功能材料的筛选及综合评价提供了一种行之有效的方法。     

荒漠植物白刺新固定碳在植物-土壤系统中的分配

定量生长季内荒漠植物新固定碳在植物-土壤的分配规律,对理解全球碳循环有着重要意义。采用野外原位¹³C-CO₂脉冲标记法,测定植物各器官及土壤¹³C丰度值,比较不同标记时间段白刺新固定碳分配在不同器官、土壤和呼吸损失中的分配规律,并量化了白刺光合碳向地上、地下碳库的转移。结果表明:不同标记时间段内¹³C-新固定碳在白刺叶、茎、根、土壤中的分配差异明显。在标记后1 h内,叶片和茎中¹³C丰度值迅速上升到最高值,¹³C丰度值分别达到520.1‰和592.5‰,比对照分别增加14和20倍,此后¹³C丰度值随时间推移逐渐下降,直至趋于稳定;而标记后18 h在根系和土壤中发现被标记的¹³C,¹³C丰度值分别达到9.5‰和-23.8‰,白刺新固定碳经地上部呼吸和土壤呼吸损失量分别在标记1和18 h后达到最大。标记32 d后,白刺新固定碳在地上部和地下部¹³C分配比例分别占35.59%和32.49%,呼吸损失(地上呼吸+土壤呼吸)占31.92%。荒漠植物白刺生长季年固碳量为2895.6 kg C·hm^-2·yr^-1,表明白刺在荒漠生态系统碳循环中起着重要的碳汇作用。     

1株重组型番鸭细小病毒的分子特征解析

为了对1株番鸭细小病毒(MDPV)分离株NY18株的分子特征予以准确揭示,通过设计重叠PCR引物,扩增NY18株的完整基因组并进行了测序。结果显示,NY18株基因组由5071个碱基组成,5′和3′端末端倒置重复序列(inverted terminal repeats,ITR)均由424个碱基组成,其外侧385个碱基形成回文发夹结构。Simplot 3.5.1和RDP4软件分析表明,NY18株经历了2次重组事件,第1次重组产生在VP3基因的1.1 kb区域,第2次重组事件产生在P9启动子至Rep基因上游约100 bp区域内。2次重组均以经典型MDPV YY株作为主要亲本,而经典型鹅细小病毒(GPV)强毒株DY16和鹅胚化的弱毒疫苗株SYG61v作为次要亲本参与了重组。NY18株的ITR与经典型MDPV FM和YY株的同源性为97.9%和99.1%,而与GPV强毒株YZ99-6的同源性仅有86.0%,表明NY18株ITR仍来自于经典型MDPV。以VP1基因1.1 kb重组区片段构建遗传进化树,NY18株与经典型GPV处于同一分支,而以非重组区的Rep1基因1774 bp和VP1基因氨基端694 bp、羧基端405 bp片段分别构建遗传进化树,NY18株则与经典型MDPV处于同一分支。结果表明,NY18株既不同于经典型MDPV也不同于GPV,其本质是1株重组型的MDPV。