马齿苋中草酸钙晶体形态及积累特征

马齿苋(Portulaca oleracea L.)是营养价值较高的常用野生蔬菜,含有丰富的矿质元素,但目前人们对其钙养分的存在状态还缺乏认识,因此本研究对马齿苋茎和叶进行了显微观察,以了解马齿苋是否含有固定钙的草酸钙晶体以及晶体的积累特征。结果表明,马齿苋积累的草酸钙晶体,属于簇晶类型,直径为25~50μm;分布于茎的髓部和叶的叶肉组织中,叶中晶体多,每1 mm²叶片约含有287个晶体,而茎中含晶体少,每1 mm²茎横切面上只含有26多个晶体。叶中的草酸总含量、可溶性草酸和不溶性草酸含量均高于茎中,草酸分布模式与草酸钙晶体分布模式一致。显然,由于草酸钙晶体的积累,马齿苋中的钙相当一部分以难溶状态存在。     

过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。     

瓜类褪绿黄化病毒及其系统进化分析

【目的】检测新疆南疆7个县/市瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV),进行系统发育分析,为新疆南疆CCYV预警和防控提供参考。【方法】于2019年,从中国新疆南疆7个县/市采集带有黄化特征的51份甜瓜叶片样品,RT-PCR进行CCYV的检测,进行特异性片段的克隆、测序和系统发育分析。【结果】中国新疆巴楚县、阿克苏市、莎车县、伽师县、疏勒县、疏附县均未检测到CCYV,而洛浦县的13份样本中,8份检出为CCYV阳性,检出率为61.53%,洛浦县CCYV特异性片段克隆测序获得了685 bp的核酸序列,与GenBank中的CCYV分离物外壳蛋白(Coat protein, CP)的一致性达到100%。所得序列与中国新疆(吐鲁番)、中国其他省、苏丹、日本、塞浦路斯、黎巴嫩的CP基因聚在I组(Group),沙特阿拉伯的分离物聚在Ⅱ组,伊朗的分离物聚在Ⅲ组。【结论】CCYV在中国新疆南疆洛浦县甜瓜产区发生,与中国新疆吐鲁番、中国其他省及周围国家的CCYV分离物亲缘关系很近,且群体遗传变异很小。     

畜禽粪便厌氧发酵过程抗生素抗性基因归趋及驱动因子分析

针对畜禽养殖业抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)污染问题,该文选取厌氧发酵技术,对比不同厌氧发酵体系内ARGs消长与潜在宿主菌,挖掘不同因子与ARGs的相互关系。结果表明,厌氧发酵体系内微生物群落变化是ARGs消长的主要驱动因子,确定ARGs的潜在宿主菌是目前研究的难点;抗生素和重金属也是ARGs消长的重要驱动因子,控制抗生素污染和重金属污染可有效减缓ARGs污染;可移动遗传元件在ARGs水平传播过程中起着重要作用。综合而言,厌氧发酵体系内各个因子直接或间接影响ARGs消长,其中工艺参数是控制整个厌氧发酵体系的先决因素,在特定工艺参数下,微生物群落与体系物化指标相互影响与制约;微生物通过分子内部可移动遗传元件实现ARGs在不同微生物之间的水平传播。综上所述,通过综合协调各类因子实现厌氧发酵体系内ARGs消控是今后研究重点。     

草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统对MC-LR胁迫的响应

为了研究微囊藻毒素(MC-LR)对草鱼(Ctenopharygodon idella)幼鱼肝胰脏抗氧化防御系统的影响,本研究通过腹腔注射的方法(剂量为25、100μg MC-LR·kg-1,分别称为低剂量和高剂量),对草鱼幼鱼进行染毒,于胁迫24、48 h和72 h后分离其肝胰脏,随后采用分光光度法检测了草鱼幼鱼肝胰脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性;同时采用荧光定量PCR方法分析了SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)基因相对表达量的变化。结果显示:高剂量MC-LR诱导24 h和48 h后,草鱼幼鱼肝胰脏SOD活性显著增加(P0.05),而SOD在低剂量组中活性没有显著变化(P0.05);低剂量MC-LR对CAT活性没有显著影响(P0.05),而高剂量MC-LR诱导24 h后可使草鱼幼鱼肝胰脏CAT活性显著增加(P0.05),随后其活性又下降,但差异不显著(P0.05)。在MC-LR胁迫过程中,SOD、CAT、GPx基因表达在两个剂量组中均显著低于对照组(P0.05),而GR基因在低剂量MC-LR胁迫24 h后相对表达量显著上调(P0.05),尽管在72 h相对表达量上调,但差异不显著(P0.05),而高剂量组中GR基因在胁迫24 h和48 h后,其表达量被抑制,但不存在显著差异(P0.05)。进行抗氧化酶活性和基因表达相关性分析发现,SOD和CAT酶活性与SOD和CAT基因表达不相关。上述研究表明MC-LR对草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统产生了明显的胁迫效应,但MC-LR对机体抗氧化酶活性与基因编码调控之间的相互作用机制还有待更深入的研究。     

新疆天池博格达峰自然保护区森林火灾防控对策

介绍了天池博格达峰自然保护区所处区域的特殊性及独特的生态系统和森林资源分布特点。通过对保护区森林火灾发生的特征及环境条件分析,探讨了保护区发生森林火灾的成因,提出在现有森林防火措施的基础上,加强森林火灾防控对策的改进和工作力度,以期为保护区更好地开展森林防火工作提供参考。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

枣实蝇对枣果挥发物的选择行为

[目的]探究对枣实蝇有引诱作用的挥发性物质,研发基于行为调节的防治技术。[方法]采用Y型嗅觉仪测定了枣实蝇成虫对6种枣果挥发物的选择行为反应,并在室内试验的基础上进行田间引诱试验。[结果]室内试验结果显示,枣实蝇成虫对6种枣果挥发物具有显著正趋性。枣实蝇雌虫对棕榈酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸的选择率较强,选择率均为30%以上;雄虫对亚油酸乙酯、油酸乙酯的选择率较强,选择率均为25%以上,从不同浓度梯度(原液、10%溶液、1%溶液)的选择率和选择系数来看,随浓度的递减,其选择率和选择系数也在递减,原液的选择率分别为10%溶液及1%溶液的2.5倍及5倍以上。田间试验发现:肉豆蔻酸对枣实蝇雌虫的诱集效果较强,2 d最多诱捕数量为15头·只^-1,平均诱捕数量为11.4头·只^-1,十四酸乙酯次之。在6种不同挥发物中油酸乙酯和亚油酸乙酯对枣实蝇雄虫的引诱效果较强。经单因素方差分析发现,在6种挥发性物质及混合物中,月桂酸乙酯及十四酸乙酯对枣实蝇雌雄虫的引诱效果之间存在显著性差异。其他挥发物之间无显著差异。[结论]枣果挥发物中棕榈酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸与枣实蝇偏爱选择密切相关。在田间试验中:枣实蝇成虫对肉豆蔻酸的选择率较强,为研发枣实蝇引诱剂提供了理论依据。