多酚氧化酶基因NtPPOE差异表达的效应分析

为研究烟草中多酚氧化酶基因的功能,本研究从GenBank中挑选一个烟草多酚氧化酶基因Polyphenol oxidase E(基因登录号:NW_015916967.1),命名为NtPPOE。构建NtPPOE基因的CRISPR载体和超表达载体,分别得到NtPPOE基因抑制/过量表达的转化植株。研究表明,基因敲除植株NtPPOE基因相对表达量降低,PPO活性降低,多酚类物质含量升高;超表达植株NtPPOE基因相对表达量升高,PPO活性升高,多酚类物质含量降低。NtPPOE基因表达量与PPO酶活性呈正相关,与多酚类物质含量呈极显著性负相关,NtPPOE基因的表达影响了烟草多酚代谢。本研究通过分析NtPPOE基因差异表达产生的效应,初步验证了NtPPOE基因的功能,并得到了NtPPOE基因抑制/过量表达的突变植株,为PPO基因功能研究和不同PPO活性品种的育种提供材料基础。     

杨梅中灭蝇胺及其代谢物检测方法与风险评估

杨梅是我国南方地区重要经济作物,因其登记农药种类少,裸果食用的质量安全问题备受关注。果蝇是杨梅果实成熟期最为重要的虫害,对于果蝇防治药剂的残留风险评估十分必要。生产调研中发现,灭蝇胺在生产中被用于防治果蝇,但灭蝇胺及其代谢产物三聚氰胺有较强的水溶性,为其检测方法的开发带来了困难。本研究采用固相萃取-高效液相串联质谱仪(LC-MS/MS)多反应监测的检测模式,建立了杨梅基质中灭蝇胺及其代谢产物三聚氰胺的残留分析方法,通过1%三氯乙酸溶剂提取,MCX固相萃取柱净化等前处理,结合超高效液相色谱-串联质谱法进行残留检测。结果表明,该方法灭蝇胺和三聚氰胺的添加回收率均在88%~110%,相对标准偏差小于10%,灭蝇胺和三聚氰胺方法的检出限(LOD)均为0.01 mg·kg ^-1;方法的定量限(LOQ)均为0.05 mg·kg ^-1,在0.01~0.10 mg·L ^-1具有良好线性关系;基质效应评价结果为基质抑制效应。经过风险评估,杨梅中的灭蝇胺和三聚氰胺的慢性和急性风险商均小于1,说明杨梅中灭蝇胺和三聚氰胺的急慢性风险均在可接受范围内,一般情况下,不会对人体健康产生风险。该检测方法具有灵敏、有机溶剂使用少等优势,适用于我国杨梅中灭蝇胺及其代谢产物三聚氰胺的风险检测。     

烤烟成熟期烟叶GS同工酶活性与氮素运转的关系

为研究不同氮效率烤烟品种成熟期叶片谷氨酰胺合成酶同工酶活性和相关生理指标的动态变化,深入理解烤烟叶片氮素代谢的生理生化机制。以氮效率不同的3个烤烟品种中烟100、K326和NC89为材料进行盆栽试验。在不同叶龄时期取第12片叶(自下向上数),采用Western blot方法,测定叶片的叶肉和主脉谷氨酰胺合成酶同工酶蛋白亚基含量,同时对叶片NH_4~+浓度、总氮、质外体NH_4~+浓度以及氨气挥发量进行测定。结果表明,烤烟叶片叶肉中的GS主要以GS2同工酶为主,其蛋白亚基含量随着叶龄的增长逐渐下降,而叶脉中GS1同工酶占主导地位,其蛋白亚基含量呈先升高后下降的趋势。在叶龄45～65 d,叶肉和主脉的GS同工酶活性均表现为NC89K326中烟100,且品种间差异达显著水平。叶肉和主脉中GS1同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈负相关,与质外体铵浓度和氨气挥发量呈正相关。而叶肉中GS2同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈正相关,与质外体铵浓度和氨气挥发量呈负相关。叶脉GS2活性仅与总氮和氨气挥发量有显著相关性。氮低效烤烟品种成熟期叶片中两种谷氨酰胺合成酶同工酶活性均较低,氮素转移和再利用能力差,导致植株吸收的氮素以氨气形式挥发损失量大,叶片衰老速度较快。而氮高效品种氮素同化和再利用能力较强,氨气挥发量小,易发生贪青晚熟。     

土壤中持久性有机污染物的吸附与解吸研究

以6种持久性有机污染物(POPs)——o,p'-DDT、o,p'-DDD、p,p'-DDT、p,p'-DDE、PCB52和PCB138为代表,研究其在2种有机质含量差异较大的土壤上的吸附与解吸特性。结果发现,POPs在土壤中的吸附和解吸过程与时间、浓度密切相关。吸附过程约在24 h内达到平衡。当浓度为0.5~2 ng·mL^-1,土壤对POPs的吸附随浓度增大而增大。土壤对o,p'-DDT和PCB52的吸附能力弱于其他POPs,其他POPs在上层水中浓度为5~10 ng·mL^-1时达到吸附平衡。解吸过程中,POPs基本在1~12 h内实现快速解吸,随着解吸量增加,土样对POPs重新吸附,随后达到吸附解吸附平衡。解吸时,当土壤中POPs浓度达到10 ng·mL^-1,解吸进入上层水中的POPs量基本稳定。POPs的吸附量跟土壤中的有机质含量有关,有机质含量多的土壤对POPs的吸附能力稍强。     

三峡水库坝区生态屏障区近25年土地利用变化评价

通过研究三峡水库坝区生态屏障区近25年来的土地利用变化,揭示其时空变化规律及驱动机制,为坝区生态屏障区土地资源的合理开发利用及生态系统管理提供科学依据。运用RS和GIS技术对1993年、2006年和2018年3期Landsat遥感影像进行处理,得到土地利用类型分布图;综合运用土地利用变化量、变化幅度和转移矩阵等定量指标,对三峡水库坝区生态屏障区1993—2018年间的土地利用变化进行分析。结果表明:1993年以来,三峡水库坝区生态屏障区土地利用结构变化明显,表现为林地、园地和水域的增加,耕地的大幅减少,其中水域面积增加幅度高达183.0%,而耕地面积减少幅度达68.9%;土地利用转移特征结果显示,水域、园地的增加都主要由耕地、林地转化而来,林地、建筑用地的增加主要由耕地转化而来,而未利用地向各方面用地类型转化;三峡水库坝区生态屏障区1993—2006年水域变化程度远大于2006—2018年,其他类型变化幅度相近。总体而言,三峡工程的建设、城镇化发展、农林产业结构调整和生态保护是三峡水库坝区生态屏障区土地利用变化的主要原因。     

基于RUSLE模型和地理探测器的鄂西南土壤侵蚀脆弱性评价

[目的]水土流失是鄂西南突出的生态问题,合理评估该区域的土壤侵蚀脆弱性,并探究其驱动机制是采取有效水土保持措施的前提。[方法]从人地耦合系统视角分析自然和社会经济因素对鄂西南土壤侵蚀的影响,从暴露度、敏感性和适应能力3个方面构建了鄂西南土壤侵蚀脆弱性评价指标体系,并采用综合赋权法确定指标权重。[结果](1)2010—2020年鄂西南土壤侵蚀脆弱性总体上呈现先降低后升高的趋势,强烈及以上强度的土壤侵蚀脆弱性呈现零星的碎片化分布格局,且主要集中在鄂西南的中南部和东部宜昌市辖区的西部地区;(2)研究区敏感性最高的区域集中在海拔800～1 500 m,敏感性在坡度25°～35°最大,并呈现出向两侧递减的趋势,当坡度>15°时,较高及以上敏感性面积急剧增加;(3)较高及以上土壤侵蚀脆弱性高于土壤侵蚀强度,较低及以下土壤侵蚀脆弱性低于土壤侵蚀强度,土壤侵蚀脆弱性与土壤侵蚀强度存在协同变化趋势;(4)土壤侵蚀脆弱性的分布格局是多因素协同作用造成的,地理探测器的分析表明坡度、植被覆盖度、教育质量和城镇化率对土壤侵蚀脆弱性的解释力较强。[结论]未来需要高度重视对坡度>15°地区植被覆盖的保护...     

采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程酶促棕色化反应及品质的影响

为了解不同成熟度晾制对雪茄烟叶品质的影响，设置3种成熟度档次（尚熟、适熟和过熟）研究不同成熟度晾制对雪茄烟叶含水率、多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)活性、多酚含量和晾后化学成分的影响。结果表明：适熟雪茄烟叶含水率在晾制过程中适宜烟叶生命活动的进行，过熟烟叶失水较快；晾制过程中以适熟烟叶PPO活性较好，未熟烟叶PPO活性较高，过熟烟叶较低，均不利于烟叶品质的提升；绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量在晾制过程中以适熟烟叶被氧化较少，最后适熟烟叶中酚类含量积累较多；化学成分如还原糖、钾含量等以适熟烟叶中较为协调。因此，相对于尚熟和过熟烟叶，适熟烟叶采收可有效提高酶促棕色化反应对雪茄烟叶的有利影响，避免烟叶发黑，提高烟叶品质，未熟烟叶次之。     

基于SSR标记的80份烟草种质指纹图谱的构建及遗传多样性分析

利用均匀分布于烟草24个连锁群上的48个SSR标记对80份烟草材料进行分析。结果显示,48个SSR标记共扩增出211个等位基因,平均每个标记4.396个,Shannon′s信息指数I为1.034,多态信息含量值为0.229~0.905,观测杂合度（H_o）、期望杂合度（H_e）和Nei′s多样性指数（H）平均值分别为0.320、0.572、0.431。聚类结果表明,在遗传距离为0.68时可以将80份烟草种质分为2个类群。5个烟草居群间的遗传一致度在0.643~0.765范围内,遗传距离分布在0.268~0.442。筛选4对核心引物构建了不同烟草种质资源的数字指纹图谱, 可将这80份烟草种质资源全部区分开。本研究在分子水平上为筛选优质烟草种质资源、挖掘重要基因以及拓宽烟草育种遗传基础等工作提供科学依据。