甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。     

有色黏虫板对柑橘木虱的监测及防治研究进展

柑橘黄龙病是柑橘生产中的重大病害,随着其在全球范围内的传播蔓延,该病已成为近年来柑橘生产和研究中普遍关注的热点。柑橘木虱(Diaphorina citri Kuwayama)是传播柑橘黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)的主要虫媒,对柑橘木虱种群的准确监测与有效防控是控制柑橘木虱传播黄龙病的关键所在。有色黏虫板是一种利用昆虫趋色性,对小型飞行昆虫进行监测与诱杀的重要物理防治手段。有色黏虫板同样适用于监测和诱捕柑橘木虱,但黏虫板的颜色、光源、气候条件、悬挂黏虫板的植物种类及其挥发性信息化合物成分等都会影响黏虫板对柑橘木虱的诱集效果。本文在综合国内外柑橘木虱防控技术的基础上,将近年来利用有色黏虫板,监测与防控柑橘木虱的最新进展进行综述,并对有色黏虫板的发展前景给予展望。     

校园环境噪声监测与评价--以华中师范大学为例

环境噪声是环境质量评价的重要指标。通过噪声监测实验,记录了华中师范大学校园内的噪声污染数据,根据国家标准评估了校园环境噪声状况。试验采用网络剖分法,分别于昼间7:30~10:00和夜间22:00~22:55两个时间段对等效声级进行了测定。实验结果表明:昼间噪声污染更为严重,平均噪声超标率达到26%,夜间噪声污染相对较轻,但噪声超标率也达到19%。校园内不同功能区的噪声来源不同,工程施工产生的噪声是主要的污染源,影响比重达到58%。根据实验结果,校园声环境质量一般,需要对现状提出合理的改进建议。     

寨卡病毒SYBR GreenⅠreal-time PCR方法的建立及应用

为建立一种针对寨卡病毒的快速诊断方法,本研究根据寨卡病毒的3’端保守基因序列,设计合成1对引物,建立了检测寨卡病毒的荧光定量PCR方法。结果显示:所建立的检测方法的Ct值与标准品在1.41×10^1~1.41×10^10^ copies/μL具有良好的线性关系,相关性为1,斜率为-3.502;灵敏性结果显示,该方法的检测限度为1.41×10^1 copies/μL,是普通PCR的10000倍;特异性结果显示,对CHIKV、DENV和JEV无特异性扩增,特异性强;重复性试验结果显示,组内和组间变异系数均小于1%,重复性好。本研究建立的SYBR Green I real-time PCR检测方法,可用于寨卡病毒感染的快速诊断。     

光肩星天牛的成虫监测和适期防治分析

以光肩星天牛的发生规律和危害特征为基础,应用引诱剂对其成虫进行动态监测,根据监测数据并结合其生活习性确定防治适期和防治方法,为光肩星天牛的监测和防治提供参考。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

基于RGB颜色空间的早稻氮素营养监测研究

针对双季稻区水稻过量施肥带来环境污染和成本提高问题,设计不同品种氮肥梯度大田试验,应用数码相机获取早稻冠层数字图像,研究不同色彩参数及早稻氮素营养指标的时空变化特征,以期确立双季早稻氮素营养预测模型。结果表明:不同品种同一氮肥处理下图像色彩参数差异不大;拔节期数字图像参数对氮素营养指标敏感;模型构建结果显示,图像参数INT与水稻氮素营养指标构建的模型决定系数(R2)最大,模型预测效果最佳,R2分别为0.895 7和0.924 7;进一步采用多元回归分析和BP神经网络分析法进行预测,预测效果均较好。对预测结果进行检验,发现品种对于模型的构建影响不大,以BP神经网络分析法构建的叶片氮浓度(LNC)模型和以INT为敏感色彩参数构建的叶片氮积累量(LNA)回归模型效果最优,而多元回归分析方法则效果不佳。早稻冠层RGB颜色空间敏感参数与氮素营养指标间相关性较好,可以实现氮素营养的无损监测诊断。     

Soil protection for a sustainable future: options for a soil monitoring network for Ireland

The increased recognition of the importance of soil is reflected in the UN Post‐2015 Development Agenda with sustainable development goals that directly and indirectly relate to soil quality and protection. Despite a lack of legally binding legislation for soil protection, the European Commission remains committed to the objective of soil protection. However, the achievement of a legally binding framework for soil protection relies on the implementation of a soil monitoring network (SMN) that can detect changes to soil quality over time. As beneficiaries do not pay for the provision of soil information, the options for soil monitoring are limited. The use of existing data sets should be considered first. Using Ireland as an example, this research explored the opportunities for a SMN for Ireland considering three existing national data sets. The options for a SMN are considered in terms of their spatial and stratified distribution, the parameters to be measured and an economic analysis of the options proposed. This research finds that for Ireland, either a 10 or a 16 km² grid interval stratified by land use and drainage class offers the best potential in relation to the spatial distribution of existing data sets to reflect local data at a national level. With existing data, the stratified SIS data using the 16 km² grid offers the best value for money, with baseline costs for analysis, excluding field costs, of between €706 481 and €2.8 million. Acknowledging the impossibility of measuring all parameters with ideal frequency, this study proposes a two‐tier system for optimized monitoring frequency. Parameters must anticipate future policy requirements. Finally, the implementation of a SMN must be accompanied by standardized methods, defined thresholds and action mandates to maintain soil quality within allowable limits.     

基于landsat8的贵州省2015年农业干旱监测研究

在全球气候变暖背景下,干旱普遍发生,而农业干旱对国民经济发展的影响尤为明显,同时农业干旱还威胁着国家的粮食安全和生态安全。基于贵州省2015年不同季节的landsat8 OIL遥感数据,利用影像数据所获取的植被覆盖指数和地表温度数据,拟合植被指数(NDVI)和地表温度(LST)的特征空间,设计得到贵州省2015年春、夏、秋、冬四个不同季节的不同的土壤湿度,将TVDI作为监测农业干旱状况的指标,得到贵州省2015年的农业干旱时空分布图。结果表明,土壤含水率的高低与植被覆盖和地表温度有关,且TVDI更适宜中等植被覆盖的土壤湿度反演。贵州省2015年全年旱情较缓,各地区均不存在春旱或伏旱,只有冬季绝大部分地区土壤含水率较低,更有力地促进了农业干旱的发生。因此,对农业干旱的监测研究为贵州省农业干旱的监测管理提供有力依据,为今后减少农业干旱的影响和进一步促进农业社会经济可持续发展具有重要的现实意义。     

分子标记用于赤眼蜂分子监测的研究

通过对松毛虫赤眼蜂（Trichogramma dedrolimi Matsumura）以及玉米螟赤眼蜂（Trichogramma ostriniae Pang et Chen）rDNA-ITS2基因的克隆测序，并联机检索GenBank核酸序列库中其它赤眼蜂的相关序列，利用核酸分析软件找到松毛虫赤眼蜂和玉米螟赤眼蜂ITS2序列中一段有鉴别意义的标志，并据此设计出蜂种的特异PCR引物，实现了松毛虫赤眼蜂和玉米螟赤眼蜂rDNA特异区带的PCR扩增。研究表明该特异区带具有种的特异性。我们认为该分子标记技术可用于目前我国生防中常用的松毛虫赤眼蜂和玉米螟蒌眼蜂的分子监测，如田间种群动态监控和寄生效果评估。