莱州湾渔业水域生态环境质量分析与综合评价研究

应用多项指数综合评价公式、生物多样性指数综合评价公式和主成分分析方法对莱州湾2002年5月和8月生态环境质量进行了综合评价。结果表明,水质环境和生物环境处于良好水平;表层沉积环境处于污染水平,有的站达到严重污染水平,其中重金属镉的贡献率最大。     

一种改进深度卷积神经网络的海岛识别方法

受不规律潮汐的影响,现有的海岛地物类别自动识别方法存在精度低和时效性差等问题,通过改进深度卷积神经网络提出了一种基于遥感影像的海岛快速识别方法:(1)在深度卷积神经网络的卷积层中增设1×1的卷积核作为瓶颈单元,对多波段的遥感影像进行降维;(2)在池化层引入了重采样方法,基于灰度值对海量的遥感影像进行特征压缩。以300景Landsat-8遥感影像为源数据,分别采用CNN、RCNN和本文改进的深度卷积神经网络对遥感影像中的海岛进行识别,实验结果表明:(1)改进的深度卷积神经网络降低了海岛识别的计算耗时,其计算耗时仅为CNN的4.56%和RCNN的5.60%;(2)改进的深度卷积神经网络较CNN和RCNN提高了海岛识别的精度,识别精度分别为96.0%、93.3%和95.0%。结果说明,改进的深度卷积神经网络适用于面向遥感影像的海岛自动识别。     

华山松SSR-PCR反应体系优化

[目的]建立华山松SSR-PCR最佳反应体系,为华山松种质资源的分子标记辅助育种、遗传多样性分析及遗传图谱构建研究提供理论参考.[方法]以华山松幼嫩针叶为材料,分别采用试剂盒法、SDS法和改良CTAB法提取华山松基因组DNA,确定华山松DNA最佳的提取方法.通过L16(44)正交试验设计对华山松SSR-PCR反应体系中引物用量(A)、dNTP用量(B)、Taq DNA聚合酶用量(C)和DNA模板用量(D)进行优化,获得华山松SSR-PCR最佳反应体系.[结果]改良CTAB法提取的基因组DNA浓度为92.1~1786.3 ng/μL,OD260/OD280为1.80~2.07,OD260/OD230比值约2.0,条带明亮且清晰,无弥散现象,表明该方法提取效果最佳.正交试验极差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>B>C,最优水平组合为A4B2C2D2.正交试验方差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>C>B,最优水平组合为A4D2C2B2.结合正交试验16个组合的评分结果,最终确定华山松SSR-PCR最佳反应体系(20.00μL):10μmol/L引物0.35μL,50 ng/μL DNA模板1.00μL,10 mmol/L dNTP 2.00μL,5 U/μL Taq DNA聚合酶1.20μL,10×PCR Buffer(含Mg2+15 mmol/L)2.00μL,用ddH2O补足至20.00μL.[结论]优化获得的华山松SSR-PCR最佳反应体系可应用于华山松种质资源评价及分子标记辅助育种等研究.     

霜霉菌侵染后葡萄叶片酵母双杂交cDNA文库构建

[目的]构建霜霉菌侵染后葡萄叶片的酵母双杂交cDNA文库,筛选致病因子在寄主葡萄体内的互作靶标,为葡萄霜霉病菌致病的分子机理研究提供材料基础.[方法]以一年生欧亚种葡萄西拉盆栽苗为试验材料,提取并等量混合霜霉菌侵染后0、12、18、24和36 h的葡萄叶片总RNA,利用基于Gateway技术的CloneMiner II cDNA文库构建试剂盒:首先将cDNA与pDONR222载体进行BP重组反应连接,连接产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞构建初级文库;然后初级文库质粒与pGADT7-DEST载体通过LR重组反应,重组反应产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞构建次级文库;再随机挑取次级文库转化Y187酵母菌株构建酵母双杂交cDNA文库;最后利用ImageJ软件和PCR反应分别统计库容量和鉴定重组率.[结果]构建的初级文库库容量为4.6×107 CFU,次级文库库容量为2.7×107 CFU,均达到构建cDNA文库的标准.酵母双杂交cDNA文库的插入片段主要集中在1000~2000 bp,且具有很好的多态性,文库质量较高.[结论]构建的霜霉菌诱导葡萄叶片酵母双杂交cDNA文库符合酵母双杂交筛选要求,可用于筛选霜霉菌致病效应蛋白在寄主体内的靶标及霜霉菌侵染寄主葡萄早期抑制寄主免疫过程中的致病机理研究.     

秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及其细菌群落结构的影响

[目的]分析秸秆覆盖还田对桑园土壤肥力及其细菌多样性的影响,阐明秸秆覆盖还田技术对南方桑园土壤肥力及健康的影响机制与应用前景,为构建稳定高产、可持续发展的桑树栽培管理体系提供参考依据.[方法]设秸秆覆盖还田桑园和对照桑园(非秸秆覆盖还田桑园)2个处理,其中,秸秆覆盖还田处理是将水稻秸秆切碎、自然堆沤50~60 d后覆盖于桑树根系两旁,覆盖45 d后分别采集秸秆覆盖还田桑园和对照桑园的土壤样品,利用传统的测定方法和Illumina高通量测序技术分析秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及土壤细菌群落结构特征的影响.[结果]秸秆覆盖还田桑园土壤β-葡糖苷酶、氨肽酶和磷酸酶活性及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照桑园土壤(P<0.05,下同);秸秆覆盖还田桑园土壤的菌群Chao1和Shannon指数也显著高于对照桑园土壤.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌门分类数量均为11个,但二者的优势细菌门分类组成比例存在一定差异;相对于对照桑园土壤,秸秆覆盖还田桑园土壤中Bac-teroidota的相对丰度急剧增加,而绿弯菌门(Chloroflexi)和Verrucomicrobiota的相对丰度急剧下降.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌属分类数量分别为23和24个;与对照桑园土壤相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中虽然慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、Dongia、Candidatus_Udaeo-bacter和norank_f_JG30-KF-AS9等优势细菌属部分缺失,但富集了类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_Methyloli-gellaceae、黄杆菌属(Flavobacterium)和微枝形杆菌属(Microvirga)等特有优势菌属.秸秆覆盖还田桑园土壤的特有细菌属为199个、特有细菌种为390个,分别是对照桑园土壤特有细菌属和细菌种的3.75和2.52倍.[结论]秸秆覆盖还田不仅显著提高桑园土壤肥力,还改变桑园土壤优势细菌不同(门、属)分类水平的组成比例,形成更丰富多样的土壤细菌群落结构,而有助于维护桑园土壤健康.     

Simulation modelling of potato virus Y spread in relation to initial inoculum and vector activity

Potato virus Y(PVY) is a non-persistent virus that is transmitted by many aphid species and causes significant damage to potato production. We constructed a spatially-explicit model simulating PVY spread in a potato field and used it to investigate possible effects of transmission efficiency, initial inoculum levels, vector behavior, vector abundance, and timing of peak vector activity on PVY incidence at the end of a simulated growing season. Lower PVY incidence in planted seed resulted in lower virus infection at the end of the season. However, when populations of efficient PVY vectors were high, significant PVY spread occurred even when initial virus inoculum was low. Non-colonizing aphids were more important for PVY spread compared to colonizing aphids, particularly at high densities. An early-season peak in the numbers of noncolonizing aphids resulted in the highest number of infected plants in the end of the season, while mid-and late-season peaks caused relatively little virus spread. Our results highlight the importance of integrating different techniques to prevent the number of PVY-infected plants from exceeding economically acceptable levels instead of trying to control aphids within potato fields. Such management plans should be implemented very early in a growing season.     

“金花散茶”及“金花菌粉”对被动吸烟小鼠肺组织JAK2/STAT3炎性及磷酸化蛋白表达的影响

为探究“金花散茶”及其“金花菌粉”对被动吸烟(Cigarette smoking environment,CSE)小鼠肺组织受损的预防及修复机制,建立C57BL/6小鼠CSE模型,以600 mg∙kg^-1剂量的金花散茶茶汤(Eurotium cristatum tea extract,ECTE)及金花菌粉浸提液(Eurotium cristatum powder extract,ECPE)进行灌喂处理。与CSE模型组相比,小鼠灌喂ECPE和ECTE后,肺组织病理学切片显示其可保护小鼠肺组织形态结构完整;酶联免疫分析显示,灌喂ECPE和ECTE可显著抑制小鼠血清IL-6、IL-8、IL-1β、IFN-γ和TNF-α表达量上调;Western blot结果表明,灌喂ECPE和ECTE对小鼠肺组织p-JAK2、p-STAT3、p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3高表达起到抑制作用。以上研究结果表明,灌喂ECPE、ECTE对CSE肺受损小鼠具有明显保护作用,总体趋势为ECPE组优于ECTE组、预防组优于治疗组。     

外源5-氨基乙酰丙酸对低温胁迫下茶树叶片光合及生理特性的影响

通过对陕茶1号（耐低温型）和金牡丹（低温敏感型）2个茶树品种在冬季自然低温胁迫下喷施不同浓度（0、10、30、50 mg·L^-1）的外源5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,ALA）,探究外源ALA对低温胁迫下茶树叶片光合荧光特性及生理特性的调控作用。结果表明,适宜浓度的外源ALA对低温胁迫下茶树叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、PSⅡ最大光化学效率及PSⅡ潜在活性具有促进作用,能够提高水浸出物、咖啡碱、游离氨基酸、儿茶素类物质、茶氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等生理活性物质含量的累积;外源ALA能够提高低温胁迫下茶树光合作用的能力并改善茶叶品质,其中50 mg·L^-1的ALA处理能有效提高陕茶1号应对低温胁迫的能力,10 mg·L^-1和30 mg·L^-1的外源ALA对金牡丹应对低温胁迫具有较好的缓解效用。     

热带果蔬采后冷害研究进展

果蔬采后冷害机制及其防控是当前采后研究领域中倍受关注的科技问题。果蔬冷害发生是由内在因子和外部环境因素共同作用的结果。近年来,随着现代分子生物学技术的应用,并借鉴模式植物拟南芥的研究成果,果蔬采后冷害发生调控机理及防控技术研究取得一系列进展。本文综述了热带果蔬采后冷害发生的生理与分子机制和冷害防控技术的最新研究成果,关注能量代谢调控果蔬采后冷害作用,重点介绍了生物技术在防控果蔬冷害上的应用,并对今后研究方向作了展望。     

转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。