基于生态足迹的湖南省生态可持续性评价

为了弄清湖南省生态发展可持续性状态,选取湖南省2013年区域资源生物量和能源消费量指标,采用生态足迹方法对区域生态消费和生态承载力进行定量分析。结果表明,湖南省2013年人均净生态赤字为1.718 hm2,即区域发展超出了生态承载力范围,并针对当前处于不可持续现状提出了相应的发展对策。     

湖北省不同耕地类型小麦施肥效应研究初报

通过2011~2014年在湖北省进行的55组小麦作物"3414"肥效试验,对比分析了水田及旱地两类耕地土壤养分分布规律及氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)肥料的增产效应。结果表明,湖北省小麦主产区农田土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为54.8~188.0、3.2~24.6、70.5~164.0 mg/kg,其中碱解氮平均值表现为水田旱地,有效磷、速效钾则表现为旱地水田;小麦作物增产必须依赖于氮、磷、钾肥料的合理施用,忽略湖北省各小麦主产区在作物栽培品种、土壤障碍因子及肥料施用方式等方面的差异,当水田、旱地土壤总养分(N+P_2O_5+K_2O)施用量分别为304.5、279.0 kg/hm~2,养分配比分别为1∶0.40∶0.41、1∶0.39∶0.39时,可促进作物增产分别达118.06%、71.63%。     

不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构的差异

为分析肠道菌群结构变化对大黄鱼Pseudosciaena crocea生长速度的影响,采用高通量测序的方法,对生长条件相同、生长速度不同的两组大黄鱼肠道菌群结构进行了研究。结果表明:生长缓慢组鱼肠道内菌群OTUs和菌群多样性指数Chao1显著高于生长正常组(P0.05),但两组间Shannon指数差异不显著(P0.05);变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、梭杆菌门Fusobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes为大黄鱼肠道内的优势菌群,其中变形菌门在两组鱼肠道内的相对丰度超过50%;两组大黄鱼肠道菌群结构变化主要集中在变形菌门、放线菌门Actinobacteria和蓝细菌门Cyanobacteria;科水平上的细菌相对丰度比较结果显示,变形菌门内的鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae、柄杆菌科Caulobacteraceae、丛毛单胞菌科Comamonadaceae、假单胞菌科Pseudomonadaceae和莫拉氏菌科Moraxellaceae在两组鱼肠道内的相对丰度差异显著(P0.05),其中莫拉氏菌科在生长缓慢组鱼肠道内的含量显著高于生长正常组(P0.05)。研究表明,不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构存在差异,生长缓慢组鱼肠道内菌群种类多于生长正常组;变形菌门内菌群变化与大黄鱼生长密切相关,莫拉氏菌科在鱼肠道内含量的变化可能是引起大黄鱼生长变慢的主要原因。     

负压灌溉下不同钾水平对小油菜生长的影响

【目的】负压灌溉是一种新型供水技术,能显著节水节肥,本文拟研究5个不同钾水平对小油菜生长的影响,并比较负压灌溉下不同压力对黏壤土含水量的影响,为小油菜钾肥的合理施用提供科学指导。【方法】以小油菜为研究对象,设置4个供水处理(0,-5,-10和-15 k Pa)和无钾(K0)、1倍钾(K1,150 kg·hm~(-2))、1.5倍钾(K1.5,225 kg·hm~(-2))、2倍钾(K2,300 kg·hm~(-2))、3倍钾(K3,450 kg·hm~(-2))5个钾肥处理,确定小油菜在负压灌溉下最佳施钾量和供水压力。【结果】(1)负压灌溉不同压力下黏壤土含水量分别为28.52%、22.45%、18.13%、15.4%,其中-5—-10k Pa供水压力范围内土壤含水量为18.13%—22.45%,较为适宜作物生长,为最佳供水压力。(2)不同钾水平对小油菜产量影响显著,1.5倍钾处理产量最高,比1倍钾处理产量提高16.9%,但过量施钾产量反而显著下降。(3)不同钾水平对油菜硝酸盐含量影响显著,施钾显著降低硝酸盐含量,1.5倍钾处理硝酸盐含量比1倍钾低26.3%。(4)不同钾水平显著影响作物吸收氮磷钾的量,1.5倍钾吸收氮钾量比1倍钾处理分别高15.8%、76.3%,但吸收磷的量低于1倍钾。(5)施钾能显著提高作物钾肥利用率和钾肥农学效率,1.5倍钾钾肥利用率和农学效率比1倍钾提高173.32%和83.9%。(6)施钾比不施钾POD,SOD酶活提高69.8%和93%。不同钾水平显著影响抗氧化酶表达,相比1倍钾,1.5倍钾显著提高了POD、SOD、PPO、PAL表达量,但类黄酮和总酚表达与1倍钾处理无差异。【结论】负压灌溉下黏壤土最佳供水压力为-10—-5 k Pa。在此负压灌溉条件下,从不同钾水平对小油菜生长、品质及养分吸收等指标来看,1.5倍钾处理为最佳钾肥施用水平。     

轮作休耕对我国粮食安全的影响及对策

为保障耕地休养生息和农业可持续发展,我国在六大区域内的地下水漏斗区、重金属污染区、生态严重退化区开展耕地轮作休耕制度试点工作。轮作休耕作为一种合理的耕地利用方式,对我国耕地的利用质量和粮食安全将产生深远影响。本文通过分析轮作休耕对我国粮食总产量、质量、供给结构、农民复耕与转移就业等作用机理,探讨其对我国粮食安全的影响。研究认为轮作休耕短期内对我国粮食总产量影响不大,但对粮食质量的提高、粮食供给结构的调整、耕地复耕和农业劳动力转移就业会产生较大影响。因此,提出明确轮作休耕的规模和试点区域;建立轮作休耕与粮食安全结合的宏观调节机制;实施新型职业农民培训工程;轮作休耕需与耕地流转有效结合,实现土地规模化经营;加大轮作休耕土地生态恢复和综合治理技术的研发与推广等对策建议。     

大豆TST基因的生物信息学及表达模式分析

TST为典型膜结合蛋白,具有高度保守序列,广泛存在于植物组织和细胞中。文章根据NCBI网站、Phytozomes数据库和MEGA软件分析大豆基因组中TST同源基因生物信息,发现大豆相关数据库中有8个大豆TST相关基因拷贝,其中5个TST基因与拟南芥和甜菜亲缘关系较近;通过实时荧光定量PCR分析大豆TST基因时空表达模式,确定GmTST2.1基因发挥拷贝作用;克隆GmTST2.1基因并分析其生物信息发现,GmTST2.1蛋白质由734个氨基酸组成,PI为5.1不稳定疏水性蛋白质,二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和片层结构组成,有典型N端跨膜结构域-中间胞质区-C端跨膜区结构域特征。研究分析GmTST基因生物信息学和表达模式,为进一步验证GmTST基因生物学功能提供借鉴和理论基础。     

苹果生长素响应因子MdARF5的克隆与功能鉴定

【目的】分离苹果生长素响应因子MdARF5（Auxin Response Factor 5）,分析其对生长素的响应,鉴定其在调节花青苷合成过程中的作用,揭示MdARF5的生物学功能,为进一步研究生长素对花青苷的调节提供理论依据。【方法】以‘嘎拉’苹果（Malus×domestica ‘Royal Gala’）为材料,利用同源克隆技术,克隆得到一个ARF（Auxin Response Factor）转录因子,并将其命名为MdARF5。利用MEGA5.0软件构建多物种间系统进化树。通过农杆菌介导的遗传转化获得转基因苹果愈伤组织。比较野生型和转基因苹果愈伤组织花青苷积累的差异。利用烟草叶片瞬时转化试验,分析MdARF5对MdMYB1的转录调控。【结果】克隆获得苹果生长素响应因子MdARF5（序列号：MDP0000143749）,该基因CDS为2 691 bp,编码含有896个氨基酸的蛋白。系统进化树分析表明,苹果MdARF5与梨PbARF5同源性最高。基因表达分析显示,该基因响应生长素处理,并且与花青苷合成相关基因表现出相反的表达模式。在苹果愈伤组织中超表达MdARF5,其花青苷积累较野生型显著降低,表明MdARF5在调控花青苷积累过程中发挥重要作用。对苹果MdMYB1启动子序列进行分析,发现其序列包含一个MdARF5的结合位点。烟草瞬时表达试验显示,MdARF5能够抑制MdMYB1的表达。【结论】推测苹果MdARF5可能通过直接抑制MdMYB1的表达负调节花青苷的积累。     

福瑞鲤β-catenin2基因的克隆与表达分析

β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路中的关键因子,参与调控性腺发育和分化。本研究首次克隆得到福瑞鲤(Cyprinus carpio)β-catenin2的c DNA全长序列,采用荧光定量PCR技术分析了β-catenin2基因的组织表达模式及注射外源性激素对福瑞鲤β-catenin2基因表达的影响。结果表明,β-catenin2 c DNA全长3 411 bp,编码780个氨基酸,预测分子量为85. 52 ku;实时荧光定量PCR表明,β-catenin2 mRNA在血液中表达量最高,其次是性腺和脾脏;且β-catenin2 mRNA表达量在福瑞鲤性腺发育早期,随着性腺发育的成熟而升高。睾丸甾酮(T)处理后发现:卵巢中β-catenin2 mRNA表达量在10μg/g 24 h处理组显著升高(P 0. 05),精巢中β-catenin2 mRNA表达量在10μg/g和50μg/g 24 h、48 h处理组显著降低(P 0. 05)。17β-雌二醇(E2)处理后发现:精巢和卵巢中β-catenin2 mRNA表达量无显著变化(P 0. 05);以上结果表明,β-catenin2在福瑞鲤性腺发育早期是必需的。     

海洋酸化对海水青鳉性别分化的影响

以海水青鳉作为研究对象,研究海洋酸化对其性别分化的影响。将刚受精的受精卵置于对照组(CO_2浓度为480×10~(-6))和2个处理组(CO_2浓度分别为1 000×10~(-6)和2 000×10~(-6))的水体中,直到孵化出膜。将出膜后仔鱼饲养在对照组水体中至性成熟,然后通过形态学、组织学和遗传学方法,对每一尾实验鱼进行表现型和基因型的性别鉴定。经形态学判断,发现酸化处理组的雄雌比例显著高于对照组(P0.01)。经形态学观察其第二性征和遗传学性别判断,对照组的青鳉从孵化到性成熟的个体中并未出现基因型和表现型性别不一致的个体,而在2个酸化处理组中,均有基因型为XX而表现型为雄性的个体,即性逆转雄性,性逆转率分别为38.4%和47.5%。     

广西某铅锌矿影响区农田土壤重金属污染特征及修复策略

为了解铅锌矿影响区农田土壤重金属分布特征及探究污染农田的修复措施,以广西某铅锌矿影响区为研究对象,分别采集影响区自然土壤和农田耕作层土壤样品41个和277个,同时分别采集62个蔬菜和35个粮食样品,分析重金属含量。结果表明,铅锌矿影响区耕作层土壤As、Cd、Pb、Cu、Zn和Cr含量范围分别为4.50~104.8、0.031~36.26、24.80~2989、16.90~251.6、79.90~11 500和24.0~222.0 mg·kg~(-1);与土壤基线值相比,6种重金属的超标率分别为1.4%、91.7%、60%、60%、60%和0。与《食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中限值相比,大米样本As、Pb、Cd含量超标率分别为93%、86%、64%,玉米样本Pb、Cd含量超标率为100%、100%,叶菜类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率分别为50%、100%、60%,根茎类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为23%、100%和100%,瓜果类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为14%、96%和100%。通过分析土壤和农产品重金属超标情况,确定As、Pb、Cd为优先控制的重金属,依据研究区土壤重金属污染空间分布特性,划为3个分区:轻度污染区(Cd污染区),建议采取活化剂+植物萃取去除污染物;中度污染区则采用钝化剂与低积累农作物结合的方式;重度污染区则不宜种植进入食物链的农作物,建议采取施加活化剂与种植超富集植物结合的方式降低土壤重金属含量。