液态有机肥对酚酸胁迫下马铃薯生长发育和土壤酶活性影响

为明确液态有机肥对土壤酚酸导致马铃薯的连作障碍的缓解效应,采用盆栽试验,将阿魏酸与香草酸等量混合后按不同浓度(0,50,100,150 mg/kg)施加于马铃薯基质土壤中,模拟马铃薯连作分泌的有机酸自毒物质,并施加不同浓度梯度液态有机肥(0,225,450,675 kg/hm^2),探讨酚酸胁迫下液态有机肥对马铃薯生长发育以及土壤酶活性的影响。结果表明:单一施加外源酚酸对马铃薯株高、茎粗、叶面积以及干物质量皆有不同程度的抑制作用,随酚酸浓度增加,土壤中脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性相对对照分别降低2.74%~10.95%,11.11%~20.55%,5.29%~12.96%,过氧化氢酶、多酚氧化酶活性升高,FDA水解酶活性表现为低促进高抑制。施加液态有机肥后提高了马铃薯株高、茎粗、叶面积以及干物质量,土壤酶活性均有提高,脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、FDA水解酶活性相对对照处理最高分别提高了10.80%,21.40%,18.20%,29.60%,37.69%,12.31%,但是液态有机肥浓度过高降低了其对磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的提升效果,抑制了FDA水解酶活性。因此合理施加液态有机肥可以促进马铃薯生长发育,提高土壤酶活性,增强马铃薯的抗逆性,从而缓解酚酸对马铃薯的胁迫作用。     

复合指纹法分析红壤区强度开发小流域泥沙来源

南方红壤区人口密集,土地资源开发利用强度大,水土流失类型多样。为研究不同土地利用类型下红壤区强度开发小流域侵蚀泥沙来源,选取感德镇红壤强度开发小流域为研究区,分析了流域内潜在泥沙源地和泥沙的41个地球化学特征,利用Kruskal-Wallis H检验及逐步判别分析确认最佳指纹因子组合,并通过多元混合模型计算各泥沙源地泥沙贡献率。结果表明:共有速效P、Cu、P、Y、Ca、Ga、Sn、Nd 8种因子通过检验被确认为最佳指纹因子组合,累计贡献率达90%以上,拟合优度均大于0.80。多元混合模型结果显示,锋面雨季流域泥沙主要来源于林地、茶园与矿区,贡献率分别为28.59%,28.20%,27.59%;在台风雨季,4种土地利用类型泥沙相对贡献率为茶园>林地>矿区>耕地。通过对不同降雨特征下各土地利用类型泥沙贡献百分比数据进一步分析,结果显示矿区单位面积泥沙贡献百分比均值分别是耕地、林地与茶园单位面积泥沙贡献百分比均值的8,10,10倍,即单位面积下矿区土壤侵蚀强度最大。     

土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育试验研究

为了探究土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育情况,采用室内放水冲刷试验,通过设置4个流量(2,4,8,12 L/min)和4种砾石含量的土石混合崩积物(砾石质量比例0,10%,30%,50%),研究不同条件下细沟跌坑的发育特征。结果表明:在不同冲刷时段,跌坑数量变化为3～17个,跌坑平均深度为1.10～5.93 cm,细沟纵断面形态系数为2.97～19.97。各跌坑参数随冲刷时间的延长总体呈增大趋势,部分坡面在5 min或7.5 min时出现最大值;跌坑参数随流量的增加总体呈先增大后减小趋势,8 L/min流量条件下出现最大值,而随着砾石含量增加总体呈增大趋势;流量对跌坑发育的影响大于砾石含量。各跌坑参数与流速、阻力系数及曼宁粗度系数密切相关,径流剪切力是描述跌坑发育的最适合水动力学指标,可用线性函数表达。     

农田土壤重金属淋洗剂筛选与效应分析

为分析不同淋洗剂在不同淋洗条件下对重金属淋洗效果的影响,采用振荡淋洗法对比研究4种淋洗剂(柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)和氨三乙酸三钠盐(NTA))不同浓度、淋洗时间、pH和固液比对重金属复合污染农田土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的淋洗效果及单因素最佳淋洗条件下土壤淋洗前后重金属不同形态含量的变化。结果表明,CA和TA的最佳淋洗浓度为0.3mol/L,EDTA和NTA为0.05mol/L;CA和NTA的最佳淋洗时间为480min,EDTA和TA为720min;4种淋洗剂的最佳淋洗pH均为3,最佳固液比均为1∶20。单因素最佳淋洗条件下,EDTA对土壤重金属去除效果最佳,对Pb、Cd、Zn和Cu的去除率分别为67.4%,61.0%,13.8%和76.0%;NTA效果次之,去除率分别为41.6%,42.4%,9.9%和54.3%。土壤重金属去除率随淋洗剂pH的降低而升高,随固液比的增加而增加,随淋洗剂CA与TA浓度增大而增大。淋洗剂对土壤重金属的解吸动力学曲线符合准二级动力学模型,解吸过程为化学解吸,且解吸反应速率受土壤重金属含量与淋洗剂浓度控制。土壤重金属在淋洗剂作用下的解吸速率为Cd>Pb≈Zn≈Cu。EDTA和NTA淋洗显著降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态和有机结合态的含量,CA和TA显著降低Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态的含量。淋洗剂对重金属的去除效率为EDTA>NTA>CA>TA。     

Reduction in cadmium accumulation in japonica rice grains by CRISPR/Cas9-mediated editing of OsNRAMP5

Cadmium (Cd) intake is harmful to human health and Cd contamination in rice grains represents a severe threat to those consuming rice as a staple food. Knockout of Cd transporters is a promising strategy to reduce Cd accumulation in rice grains. OsNRAMP5 is the major transporter for Cd and manganese (Mn) uptake in rice. Nevertheless, it is uncertain whether knockout of OsNRAMP5 is applicable to produce low Cd rice without affecting plant growth and grain yield. In this study, we adopted CRISPR/Cas9-based gene editing technology to knock out OsNRAMP5 in two japonica varieties. We generated three independent transgene-free osnramp5 mutants and investigated the effect of osnramp5 mutations on Cd accumulation and plant growth. Hydroponic experiments showed that plant growth and chlorophyll content were significantly reduced in osnramp5 mutants at low Mn conditions, and this defective growth in the mutants could be fully rescued by supply of high levels of Mn. Cd and Mn accumulation in both roots and shoots was markedly reduced in the mutants compared to that in wild-type plants. In paddy field experiments, although Cd in flag leaves and grains was greatly reduced in osnramp5 mutants, some agronomic traits including plant height, seed setting rate, and grain number per panicle were affected in the mutants, which ultimately caused a mild reduction in grain yield. The reduced plant growth in the mutants can be attributed to a marked decrease in Mn accumulation. Our results reveal that the manipulation of OsNRAMP5 should be treated with caution: When assessing the applicability of osnramp5 mutants, soil pH and soil water content in paddy fields need to be taken into consideration, since they might affect the levels of available Mn in the soil and consequently determine the effect of the mutation on grain yield.     

狼毒根原料特点及其中柱制备糠醛研究

瑞香狼毒是我国北方草原上典型的多年生草本毒植物,资源化利用是新的治理思想和方式。以青海湖南岸的狼毒为研究对象,对其根部原料特征、化学成分和中柱部分制备糠醛进行了测定分析。结果表明:狼毒根皮层厚度与其最大直径呈直线关系;含水量为4.5%时,狼毒根中柱密度(0.72 g/cm~3)略高于皮层密度(0.69 g/cm~3);狼毒根中柱与皮层的化学成分有较大差异。由于狼毒根中柱部分聚戊糖含量较高,适合作为制备糠醛的原料,本研究中糠醛的得率为8.2%,与目前工业常用的原料蔗渣相仿。研究结果可为狼毒资源化提供参考依据。     

高盐环境下Cr(VI)/亚硫酸盐体系氧化降解效能研究

鉴于亚硫酸盐处理含Cr(VI)废水时会产生氧化性极强的硫酸根自由基和羟基自由基,使得亚硫酸盐的消耗量增加,为提高亚硫酸盐的利用率并将产生的活性自由基加以利用,选取了常见的偶氮染料酸性橙7(AO7)作为目标有机污染物用以捕获产生的活性自由基,以达到含Cr(VI)废水和有机污染废水协同处理的目的。通过紫外可见吸收光谱法和显色法测定AO7、Cr(VI)和亚硫酸盐等各反应物的浓度变化,采用自由基捕获方法鉴定反应中的活性氧化物种。结果表明,Cr(VI)/亚硫酸盐体系能够在降解AO7的同时,将Cr(VI)转化为Cr(III), S(IV)氧化为硫酸根离子。在[Na2SO3]0=0.5 mM、[Cr6+]0=0.1 mM、pH=3.0条件下,Cr(VI)/亚硫酸盐体系对AO7的降解效果最好,反应60 min后,AO7降解率和Cr(VI)的还原率分别为86.1%和82.0%,且氯离子的加入几乎无影响。在反应体系中加入0.1 mM乙醇或叔丁醇后,AO7的降解受到不同程度影响,在Cl?= 0/300 mM条件下,AO7的降解率分别变为56.6%/71.7%和80.7%/81.5%,证明该体系中的主要氧化物为SO4?? 和?OH,且起主要作用的是SO4??。AO7降解实验、可吸附卤代物(AOX)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)结果表明,Cr(VI)/亚硫酸盐体系在高盐环境下能保持较高的降解效率,且不会增加氯代二次产物的生成,这种新型的氧化降解体系有望在高盐工业废水处理中得到应用。     

黄斑篮子鱼幼鱼适宜投喂频率的研究

为探明黄斑篮子鱼(Siganus oramin)幼鱼适宜投喂频率,选择体重为(1.80±0.08)g的幼鱼进行养殖试验。试验设计5个组(F1、F2、F3、F4、F5组),投喂频率分别为1(06:00),2(06:00、18:00),3(06:00、12:00、18:00),4(06:00、10:00、14:00、18:00)和5次/d(06:00、09:00、12:00、15:00、18:00),每组设3个平行,共计15个养殖桶,每桶随机放50尾试验鱼。试验观察不同投喂频率下黄斑篮子鱼幼鱼生长性能、饲料利用、形体指标、肌肉成分及肠道消化酶活性的变化情况。试验周期为60 d。结果显示:1)各组试验鱼终末体重、增重率、摄食率、特定生长率和蛋白质效率均随投喂频率增加呈上升趋势,F3、F4、F5组终末体重、增重率和特定生长率显著高于F1、F2组(P<0.05),饲料系数显著低于F1、F2组(P<0.05),3组间差异不显著(P>0.05);其中F3组饲料系数最低,蛋白质效率最高。2)F3、F4、F5组肝体指数显著低于F2组(P<0.05),脏体指数显著低于F1、F2组(P<0.05),各组间肥满度差异不显著(P>0.05)。3)随着投喂频率的增加,试验鱼肌肉中粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量逐渐上升,水分含量逐渐下降,F3、F4、F5组肌肉中粗脂肪、粗灰分含量显著高于F1组(P<0.05),水分含量显著低于F1、F2组(P<0.05),3组间上述指标差异不显著(P>0.05)。4)各组肠道中胃蛋白酶、淀粉酶活性随投喂频率增加呈下降趋势,胰蛋白酶、脂肪酶活性先降后升,F1、F2组各消化酶活性显著高于F3、F4、F5组(P<0.05),F3、F4、F5组间差异不显著(P>0.05)。综合上述指标并考虑养殖成本,建议黄斑篮子鱼幼鱼适宜投喂频率为3次/d。     

microRNA-124-3p调控H1N1亚型猪流感病毒致小鼠肺损伤的研究

为研究microRNA-124-3p（miR-124-3p）对H1N1亚型猪流感病毒（swine influenza virus,SIV）感染小鼠所致肺损伤的调控作用,本试验构建miR-124-3p腺病毒表达载体,通过小鼠尾部静脉注射法构建miR-124-3p差异表达小鼠模型,试验分3组：过表达组、抑制组和对照组。48 h后,各组小鼠鼻腔接种H1N1亚型SIV,每只10⁵ EID₅₀（50 μL）。连续观察14 d,计算小鼠平均体重变化率、观察病理切片并测定相关炎症因子IL-1β、TNF-α和IL-6 mRNA相对表达量。结果显示,已成功将pre-miR序列及其sponge序列插入腺病毒的穿梭质粒,并将其共转染293A细胞。实时荧光定量PCR检测证实,与对照组相比,过表达组和抑制组小鼠黑色素瘤细胞miR-124-3p表达水平分别极显著升高（P<0.01）和显著降低（P<0.05）,表明成功构建腺病毒表达载体。过表达组、抑制组和对照组小鼠体重变化率分别为－5.5%、－12.4%和－8.6%。抑制组和对照组均可见肺泡壁增厚,其间有多量淋巴细胞浸润,部分肺泡内出现纤维蛋白渗出,且抑制组病理变化更为严重,肺泡中还有大量的红细胞浸润;而过表达组仅有少量的淋巴细胞浸润,肺脏组织较正常。与对照组相比,过表达组检测的炎症因子IL-1β、TNF-α和IL-6 mRNA表达水平均显著降低（P<0.05）;抑制组炎症相关炎症因子mRNA表达水平均显著升高（P<0.05）。本试验结果表明,miR-124-3p对H1N1亚型SIV感染小鼠所致的肺脏炎症因子的表达具有抑制作用,同时能减轻肺脏病理损伤。     

空气湿度对富士系苹果花过冷却点的影响

【目的】明确不同湿度条件下富士系苹果花过冷却点的分布频率,为苹果霜冻监测和预测提供参考。【方法】以中国种植最广泛的富士系苹果为研究对象,使用人工霜冻试验箱控制温湿度,模拟霜冻降温过程,设置高、中、低3个湿度范围,对富士系苹果花蕾和花朵子房过冷却点进行监测,研究环境相对湿度对富士系苹果花器官过冷却点的影响。【结果】富士系苹果花蕾和花朵子房过冷却点在-6.4^-1.9 ℃,50%的过冷却点集中在-4.4^-3.5 ℃,80%的过冷却点集中在-4.4^-2.5 ℃,平均过冷却点为-3.7 ℃。苹果花蕾和花朵子房的累积冻害率达到30%(轻度)的温度为-3.2 ℃,累积冻害率达到50%(中度)的温度为-3.6 ℃,累积冻害率达到80%(重度)的温度为-4.2 ℃。花蕾过冷却点的变异大于花朵子房过冷却点,不同湿度处理下花蕾和花朵子房过冷却点差异显著。中湿(相对湿度50%~70%)条件下,过冷却点最高,抗寒性最差,而低湿(相对湿度50%以下)和高湿(相对湿度大于70%)处理均可降低植株的过冷却点。【结论】-4.4^-2.5 ℃是富士系苹果花组织开始出现损伤的主要温度范围。干燥和高湿的环境均可降低富士系苹果花蕾和花朵的过冷却点,尤其是干燥的环境可降低苹果花蕾的过冷却点0.6 ℃,可降低苹果花朵子房的过冷却点0.4 ℃,提高苹果花蕾及花朵子房抗寒性。