利用CRISPR技术鉴定拟南芥miR171a的功能

miRNA是一段长约21 nt的RNA小分子,能够影响多种植物生理生化功能。CRISPR/Cas9是近年发展的可以靶向编辑DNA序列的技术,已广泛应用于多种植物。miR171a是一类保守的miRNA家族,参与对植物生长发育和逆境胁迫的调控。利用CRISPR/Cas9技术鉴定拟南芥miR171a的功能,结果表明基因编辑拟南芥株系中的miR171a表达量降低,靶基因SCL22表达量上调。干旱处理后基因编辑拟南芥株系中的脯氨酸含量上升幅度小于野生型。基因编辑拟南芥株系的叶绿素含量有不同程度的降低,株高和生长势增强。干旱胁迫结果显示对miR171的抑制使得拟南芥抗旱能力减弱,表明利用CRISPR技术鉴定miRNA的功能是有效的。     

An optimized non-linear vegetation index for estimating leaf area index in winter wheat

Precision Agriculture - Using hyperspectral remote sensing technology to monitor leaf area index (LAI) in a timely, fast and non-destructive manner is essential for accurate quantitative crop...     

山东省棉农种棉意愿及其影响因素分析

山东是我国传统棉花种植大省,在种植棉花方面具有区域比较优势,但自2010年以来,山东省棉农种植意愿不高,棉花播种面积持续下降。本文以鲁北、鲁西北、鲁西南地区170份棉农调查数据为基础,利用二元Logistic模型从棉农个人基本特征、棉农家庭基本特征、棉花生产经营特征和外部环境四个方面分析影响棉农棉花种植意愿的相关因素。研究表明:棉农种植意愿受年龄、文化程度、家庭承包经营权、人工成本比例、单位面积总投入和植棉劳动力人均收入六个因素显著影响。为此需要完善目标价格政策、健全棉花农业保险、倡导棉花种植规模效益、实行机械化生产以降低劳动强度,提高棉农种植意愿,推动山东省棉花产业的持续健康发展。     

野生大麦的抗旱性及其在大麦遗传改良中的应用

干旱是主要的非生物胁迫性灾害,极大地威胁到全球的粮食供应,是影响农业生产的最重要因素之一。因此,培育抗旱性植物是解决干旱危害和粮食危机的根本途径。野生大麦已经适应广泛的干旱环境并具有丰富的遗传多样性,它们的抗旱基因与抗旱相关数量性状位点(QTLs)已经确定,对改良大麦抗旱性有巨大的潜力。综述了野生大麦的抗旱性及其在大麦改良中的应用,并对大麦抗旱育种中存在的问题以及今后发展方向进行了展望。     

基于转换点调控的怀山药多相态微波干燥及品质特性

为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题，同时获得品质较好的干制品，以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying，MMD)研究，通过不同微波功率加载方案实现转换点调控，探究转换点干基含水率（0.36、0.59、0.79 g/g）对怀山药干制品品质的影响。并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性（复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构）的影响。结果表明：随着微波功率水平的增加，怀山药MMD转换点干基含水率增大，产品复水性降低，收缩程度增大，硬度变大，细胞结构破损程度增加。MMD方案Ⅰ（转换点干基含水率0.36 g/g）干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3%，能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68%、34%，同时，所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构，其复水比（2.44±0.04）、收缩率（0.88±0.02）、色泽、硬度（4.95±0.45）、脆度（2.48±0.51）与微波冷冻干燥无明显差异（P>0.05）。微波真空干燥虽所需能耗低，但其产品复水性最差，收缩最为严重。综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求，可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工。     

干旱条件下南方红壤丘陵地区水分平衡

全球变暖背景下近些年中国南方地区干旱气候事件频发,水土资源匹配态势并不乐观。论文以吉泰盆地为案例区,采用标准化降水指数,系统诊断吉泰盆地近50a的干旱态势,识别干旱的类型与强度;构建水分平衡模型,重演历史干旱气候条件下南方红壤丘陵地区耕地、林地等主要用地类型的水分平衡。研究表明,1960-2010年,吉泰盆地近30%的年份发生了干旱,频率较高。其中,轻旱发生的频次最高,特旱位居其次,吉泰盆地干旱大多发生于伏秋期间;无旱气候条件下,吉泰盆地水分平衡量约为448mm,自然降水整体可以满足林地和耕地等主要用地类型的水分需求,水分盈余是其平衡关系的基本特征,盈余量整体呈现河谷、平原低于丘陵、山地的空间格局;轻、中、重和特旱气候条件下,吉泰盆地耕地水分平衡量由无旱态势下的盈余转为亏缺,林地的水分盈余量下降幅度在37.87%～77.80%;轻、中、重旱气候条件,吉泰盆地的水分平衡量较无旱时依次下降了55.07%、70.28%和96.08%;在特旱气候条件下,缺水量达72mm;随着干旱程度的加剧,吉泰盆地水分盈余量降低、亏缺量增加。     

商周马学考

商周时期不同文化圈的相互交流,共同促进了华夏文明的发展。此时中国马业崛起,马学知识取得了一定的成绩。文章通过梳理商周甲骨、金文和传世文献,认为马匹鉴别、繁育和管理是商周马学的主要内容。马匹鉴别经历了从个体识别到群体鉴别的发展过程;马匹繁育由选种、执驹和去势共同组成一个完整体系;而分工合作、高效运营的马匹管理体系也逐渐形成,从而促进商周马业发展。据此可知商周是中国古代马科学理论的萌芽时期,这与目前考古结果相一致。     

苹果冷冻-热风联合干燥体积收缩机制

为降低冻干苹果能耗，同时获得具有良好外观的脱水产品，该研究将冷冻-热风联合干燥应用于苹果脱水加工，并从水分迁移角度探究此过程中产品的收缩机制。选取4个水分转换点（干基含水率分别为1.00、0.76、0.53和0.33 g/g）对苹果进行联合干燥处理，并对脱水产品收缩率、质构特性、微观结构、孔隙分布及样品在热风干燥阶段的水分迁移与分布进行测定及分析。结果表明，联合干燥样品的收缩情况显著（P<0.05）优于单一热风干燥样品，且转换点对样品收缩率影响较大（收缩率6%～45%），当转换点干基含水率低于0.53 g/g时，联合干燥样品没有出现明显的体积收缩现象。随着转换点干基含水率的升高，样品的收缩程度增大，并出现不同程度的中心塌陷，且孔隙率逐渐减小，但相应能耗降低。产品收缩主要发生在热风干燥过程的升速阶段，在此阶段样品自由水含量大幅减少，结合水与不易流动水未发生明显改变，样品内部水分在湿度差的作用下向表面迁移，这是导致联合干燥样品发生体积收缩的关键机制。该研究结果可为冷冻-热风联合干燥高效生产良好外观的脱水苹果提供数据支撑及理论参考。     

葛仙米藻蓝素铁氧还蛋白还原酶基因Ns-PcyA的克隆、表达及其分子结构基础

为研究葛仙米藻蓝胆素的细胞内合成作用,采用聚合酶链式反应(PCR)、构建融合His标签重组载体和SDS-PAGE电泳等试验方法,克隆与表达葛仙米藻蓝素铁氧还蛋白还原酶基因Ns-PcyA,并对其蛋白高级结构进行模拟分析。结果显示,葛仙米藻蓝素铁氧还蛋白还原酶基因Ns-PcyA密码区全长744 bp,预测编码一含247个氨基酸的蛋白质肽链。Ns-PcyA与同属其他藻种中的同源蛋白氨基酸序列总相似性可达 95.66%,并且富含半胱氨酸(7个Cysteine残基)。以点型念珠藻(Nostoc punctiforme)为参照,葛仙米Ns-PcyA蛋白多肽链除C末端多两个氨基酸外,还出现8个位点氨基酸的显著替换;分子进化显示, Ns-PcyA很可能源于点型念珠藻的同源基因,而与发状念珠藻和普通念珠藻中PcyA基因形成明显分支。这表明PcyA基因的生物学功能在不同念珠藻中可能产生变异。构建Ns-PcyA基因的重组表达载体,并在大肠杆菌中成功表达分子量近29.0 ku的目的蛋白。高级结构模拟显示,Ns-PcyA单分子中主要包含α螺旋和β折叠片两类二级结构,α螺旋和β折叠片进一步形成类似三面夹心式高级结构。其外围两侧共分布5个较典型的α螺旋,而8个反向平行β折叠片夹于其中,形成一疏水内核。本研究结果为深入了解和开发葛仙米藻蓝胆素的细胞内合成作用奠定了试验基础。     

利用CRISPR/Cas9敲除斑马鱼细胞周期蛋白M2(CNNM2)基因

细胞周期蛋白M2(CNNM2)是参与体内镁离子平衡的重要候选基因,本实验采用的CRISPR/Cas9 系统是最近几年发展起来的一类新型的基因打靶技术。在斑马鱼CNNM2基因的一号外显子处选取打靶位点,构建sgRNA表达载体。随后将体外转录的sgRNA和Cas9 mRNA混合物分别以约30pg和300pg的剂量显微注射到斑马鱼单细胞期的受精卵中实现对目的靶基因CNNM2的敲除。24h-48h后PCR产物回收,限制性酶切法初步检测基因打靶情况,最后进行测序分析确定突变类型。为进一步验证突变的稳定遗传性,选择了具有敲除效率F0与野生型斑马鱼进行外交,对获得的F1进行逐一剪尾,提取DNA进行PCR和测序分析。结果显示F0和F1均获得了不同程度插入,缺失和移码突变类型,且F0突变效率为88%。本研究获得了能稳定遗传的CNNM2基因敲除斑马鱼个体,并为将来进一步研究CNNM2基因和机体镁离子稳态之间的关系打下了基础。