温度胁迫对幼体大海马基因转录表达的影响

为探究大海马幼体在高温和低温胁迫条件下基因表达水平的变化规律,采用Illumina平台的PE150测序功能对大海马幼体肝脏进行了转录组测序。对照组、高温胁迫组和低温胁迫组测序数据组装后获得22 513个单基因簇(Unigene),N50为2 223 bp,平均长度为1 122.71 bp。与对照组相比,高温胁迫组共获得14 009个差异表达基因,其中5 543个差异表达基因上调,8 466个差异表达基因下调;低温胁迫组共获得20 030个差异基因,14 016个差异表达基因上调,6 014个差异表达基因下调。差异表达基因经KEGG数据库富集发现,高/低温胁迫均导致大海马体内抗氧化途径相关基因表达(HSP70、HSP90、SOD等)发生显著改变;另外,高温胁迫还造成大海马免疫系统相关基因(PIK3R、Akt、IL-10、TLR等)以及细胞凋亡相关基因(CYCS、CASP9、CASP3等)表达显著改变;低温胁迫造成DNA损伤修复(MSH、DDB2、XRCC2、RAD52、Ogg1、PMS2等)、脂肪酸代谢(StARD7、ApoA4、CYP51、Fadsd6等)和细胞凋亡(P21、P53、BAX等)相关基因显著上调。选择HSP70、Fadsd 6与IL-10等13个差异基因验证,RT-qPCR结果与RNA-Seq测序结果基本一致。本研究结果为深入探究大海马温度应激的调控机制奠定了一定的理论基础,而且有助于预防极端温度对大海马造成损伤。     

植被指数遥感演化研究进展

近年来,众多学者对植被指数开展了大量的研究,而卫星遥感作为监测全球植被指数变化最有效的手段之一,其内涵深意还不被人们所熟知。同时,作为已经具有多年发展史且用途广泛的植被指数来说,截至目前,还缺乏一个系统性和科学性的归纳与总结。鉴于此,该研究旨在针对不同遥感数据源的主要植被指数进行了概括与总结。其中,重点探讨了植被指数的类型及其发展史、不同植被指数的遥感数据类型及来源、植被指数的影响因素及其应用领域,进而在一定程度上为相关领域的研究者提供一个系统性和全面性的参考价值及指导意义,提高其普适性和熟知度。     

猪场废水处理技术研究进展与应用

随着人们生活水平的提高,猪场废水排放的危害越来越引起人们的重视.介绍了猪场废水的产生、危害,并从自然生物处理法、厌氧生物处理法、好氧生物处理法、厌氧-好氧联合处理法等方面阐述了猪场废水的处理技术;并进行了沼气、人工湿地与氧化塘组合处理的研究,结果表明污水经组合处理后,出水达到排放标准,并能够循环利用.     

探讨农技110信息服务体系的构建

构建了一个省级规模的基于电话及互联网系统的农技110信息服务体系,提出了构建农技110信息服务体系的整体规划及信息服务平台的方案设计,并列出了信息平台呼叫中心所需要的基本业务功能模块。     

水稻生产改为蔬菜或葡萄栽培对土壤养分的影响研究——以浙江富阳为例

以浙江杭州郊区为例,研究了土地利用方式变化对土壤养分的影响,以期对土地利用方式的选择提供借鉴。选取当地3种典型的土地利用方式变化类型,调查由传统水稻生产改为种植高经济收益的芦笋、葡萄或芥菜后不同年限对土壤养分变化的影响。结果表明,水稻田改种芦笋后,除铵态氮以外,土壤表层中的其他养分（有机碳、全氮、全磷、全钾、硝态氮、有效磷、速效钾）浓度均显著提高（P〈0．05）;全氮、全钾以及硝态氮的增幅延续到剖面深层。其他两种类型的土地利用方式变化也有相似规律,其中有效态养分增幅更为明显。土地利用方式变化对养分分布也有一定的影响,水稻田改种芦笋后全氮和全钾的浓度增加最为显著,而改种葡萄后变化最大的养分是速效钾,改种芥菜后土壤硝态氮上升更显著。因此,水稻田转变成种植其他经济作物会引起土壤表层乃至剖面深层养分浓度的增加,可能造成农业面源污染,易引起养分流失和导致水体富营养化。     

蓝莓VcLon1基因的克隆、表达及抗旱性分析

【目的】Lon1蛋白酶具有降解叶绿体和线粒体内氧化蛋白、维持细胞正常代谢的功能。在分析蓝莓VcLon1时空表达模式的基础上,利用烟草遗传转化技术结合干旱生理分析,揭示蓝莓VcLon1的生物学功能,为运用生物技术培育蓝莓抗旱品种提供理论基础,并为其他植物抗旱机制研究提供基础信息。【方法】在从南高丛蓝莓‘夏普蓝’中克隆得到VcLon1全长(Gen Bank登录号:MF972079)的基础上,利用DNAMAN、MEGA4.0、Wo LF PSORT和Protparam等生物信息学软件及在线程序预测VcLon1序列及蛋白结构特征,分析比对氨基酸序列同源性并构建其同源蛋白序列进化树;同时,采用实时荧光定量PCR分析蓝莓VcLon1在不同组织及干旱条件下的表达模式;最后,构建表达载体,遗传转化本氏烟,以野生型、VcLon1超表达这2种基因型本氏烟为材料,进行干旱处理并分析二者在生物量生长、光合生理及氧化胁迫水平等方面的差异。【结果】1)PCR扩增得到VcLon1的ORF序列长2 982 bp,该序列编码993个氨基酸,预测蛋白的理论等电点为5.44,分子量为109.5 kDa。VcLon1编码的蛋白序列含有1个典型的AAA+结构域,属于AAA+超家族,定位分析编码蛋白在叶绿体和线粒体中表达,该蛋白与葡萄、苹果等Lon1蛋白酶亲缘关系较近。2)利用实时荧光定量PCR对VcLon1的表达量分析,发现其在‘夏普蓝’蓝莓各组织中均有表达,老叶中的表达量显著低于嫩叶,干旱胁迫显著提高蓝莓VcLon1的转录水平。3)干旱胁迫下各株系本氏烟生长均受到抑制,但VcLon1超表达植株均较野生型生长健壮,其中又以VL-6长势最佳,其叶片未发黄且根系发达,其株高、干质量分别比野生型高36.66%、114.29%。4)干旱胁迫下野生型本氏烟叶绿体肿胀明显且部分基粒片层结构模糊,分层不明显,而VcLon1超表达本氏烟仅部分叶绿体基粒片层空隙增大,其叶绿体超微结构未出现明显损伤,且叶片叶绿素含量高于野生型。同时,野生型本氏烟胞内线粒体普遍出现肿胀、变形,嵴断裂、解体并空泡化的现象,而VcLon1超表达本氏烟的线粒体仍维持正常椭球形。5)在氧化胁迫水平方面,VcLon1超表达植株干旱胁迫下的MDA含量均比野生型低34.38%~49.68%,且其叶片中H2O2的积累也较低,而野生型叶片的褐色面积明显上升。羰基化蛋白含量也呈现相似的变化趋势,VcLon1超表达本氏烟比相同条件下的野生型低36.89%,这可能由于VcLon1超表达植株各株系中SOD、GR、APX及POD等抗氧化酶的活性普遍显著高于野生型所致。【结论】干旱胁迫下,南高丛蓝莓‘夏普蓝’内VcLon1的运作机制可能是通过维护细胞膜系统及叶绿体的正常形态结构,同时通过降解线粒体内羰基化蛋白质,使线粒体结构保持完整、能量代谢等功能得以正常维护,减少活性氧自由基(ROS)的产生及维护抗氧化酶类活性,从而有效地降低细胞器内ROS的产生与积聚,并最终降低胞内的氧化胁迫水平,维持正常植物代谢,提高其抗旱能力。     

基于红外热成像技术的沙冬青衰退等级划分

由于生境严酷及人类活动影响,古老孑遗物种沙冬青群落出现不同程度的衰退,生存现状岌岌可危。基于此,本研究利用红外热成像技术通过野外现地获取热红外影像,运用ENVI软件提取植被冠层表面温度,并根据"三温模型"计算植被蒸腾扩散系数hat,探明不同衰退等级下沙冬青植被蒸腾扩散系数与其光合参数(净光合速率Pn、蒸腾速率Tr及气孔导度Gs)之间的相关关系。结果表明:(1)依据hat日均值,将沙冬青植株衰退等级划分为:未衰退(hat<0. 50),轻中度衰退(hat在0. 50～0. 65),重度衰退(hat> 0. 65)。(2) Pn、Tr及Gs随hat的升高呈递减趋势。此外,各衰退等级沙冬青光合参数与hat的日变化规律相反。(3)hat与Pn、Tr及Gs能同步反映出植物的生长状态。hat与光合参数的最优回归模型为:Y=a-blnx。因此,热红外成像技术是划分沙冬青衰退程度的一种简单易行的无损伤诊断方法。     

土壤压实对水稻根系发育及产量的影响

随着水稻生产机械化水平的不断提高,人们对于自走式水田田间管理机械的需求日益增加。研究机械压实对水稻根系发育及产量的影响,给改进和设计新型水田田间管理机械的行走装置提供理论依据,进行不同压强下的水田土壤压实试验,得到相应的水稻成根数量、主根长度、主根直径及单穴产量,利用SPSS软件对其进行单因素方差分析,计算回归方程并设计试验验证回归方程的准确性。方差分析结果表明,压实对水稻根系发育及产量有显著影响,且由验证试验可知,在误差小于5%范围内,可用Y_1=233.107-1.921X_1、Y_2=32.344-0.260X_2、Y_3=154.557+4.268X_3、Y_4=836.982-4.505X_4分别对该试验压实载荷范围内具体压强下的成根数量、主根长度、主根直径、单穴产量进行预测。试验得出,机械压实会对成根数量、主根长度、主根直径产生显著影响,随着压实程度的增加,成根数量减少,主根长度减小,主根直径增大,单穴产量下降。     

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织(OECD)化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素(Oxytetracycline,OTC)在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素(铜、锌、铅、镉)解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明:(1)存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;(2)当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。     

基于嵌入式电子信息的农田信息采集系统开发

农田信息内容丰富,既描述环境条件,也反映作物的生长状况,是进行各项农艺操作的参考依据。采集准确的农田信息,能为作物高产稳产提供保障。嵌入式技术是以计算机为基础发展起来的电子信息技术,已用于农业智能灌溉,取得了理想效果。为此,以嵌入式芯片为核心,设计了农田信息采集系统,采集农田气象、土壤和作物信息,并进行分析和存储。试验结果表明:系统采集的水稻田数据与实际值差异不明显,对抽穗期的评估最为准确。系统的视屏传输达到了非常流畅的效果,图像视觉分析也可以反映水稻的生长状况。该嵌入式系统可以准确采集农田信息,为农艺操作提供了参考依据。