Rapid evolution of Ophraella communa cold tolerance in new low-temperature environments

Low winter temperatures severely stress newly arriving insect species. Adaptive evolutionary changes in cold tolerance can facilitate their establishment in new environments. Ambrosia artemisiifolia, a noxious invasive plant, occurs throughout China. Ophraella communa, a biological control agent of A. artemisiifolia, mainly occurs in southern China. However, in 2012, it established populations in Beijing (39.98°N, 115.97°E) following introduction from Laibin (23.62°N, 109.37°E), implying cold adaptation. The mechanisms underlying its rapid evolution of cold tolerance remain unknown. We investigated the levels of cryoprotectants and energy reserves in adult O. communa from two latitudes. In high-latitude insects, we found high trehalose, proline, glycerol, total sugar, and lipid levels; five potential genes (Tret1a, Tret1b, Tret1-2, P5CS, and GST), responsible for regulating cold tolerance and involved in trehalose transport, proline biosynthesis, and glutathione S-transferase activation, were highly expressed. These hybridisation changes could facilitate cold temperature adaptation. We demonstrate the genetic basis underlying rapid adaptation of cold tolerance in O. communa, explaining its extension to higher latitudes. Thus, specialist herbivores can follow host plants by adapting to new temperature environments via rapid genetic evolution.

     

武汉市农田林网白蚁生存环境与防治技术研究初探

白蚁是危害武汉市农田林网的主要害虫之一,对全市立木、农作物、建筑和木材谷物等造成很大损失。本研究调查了武汉市主要农田林网地区白蚁的种类、生物学特性及活动生存环境,并分析了种群与土壤之间的关系。结果显示项目研究地农田林网树木白蚁主要为黑翅土白蚁,喜欢生活在潮湿的土壤中。在粘壤土中,主巢入土深度在150 cm以内的占总数80.2%。通过毒饵诱杀法和药物阻隔法,市售的三种药剂均对黑翅土白蚁具有较好的防治效果,平均防治效果达到80.0%以上。     

Long-term field evaluation and large-scale application of a Metarhizium anisopliae strain for controlling major rice pests

Journal of Pest Science - There is increasing concern about the toxic effects of chemical pesticides on human health and the environment. Many alternatives, however, are viewed as impracticable or...     

重庆地区叶用枸杞“宁杞9号”扦插育苗技术研究

为了探究适宜重庆地区的叶用枸杞“宁杞9号”扦插育苗技术,进行了不同扦插基地配比处理下的叶用枸杞扦插育苗技术研究。结果表明:河沙∶椰棕土∶草炭土∶有机肥(3∶3∶3∶1)的基质配比扦插效果最好,“宁杞9号”扦插成活率达到90.25%,扦插苗生根数量4.05根,扦插苗新生根长4.26 cm,扦插苗株高28.39 cm,扦插苗新生枝条粗度0.43,而新生枝条数量无显著差异。     

14-3-3蛋程中的互作靶蛋白鉴定及其对外源激素的响应

【目的】籽粒灌浆对水稻产量及品质的形成至关重要。14-3-3蛋白是一种信号转导调节因子,在植物生长发育中发挥着重要调控作用。本研究通过分析14-3-3蛋白家族在籽粒灌浆过程中的基因表达模式及其互作靶蛋白,从而揭示其在籽粒灌浆过程中的功能。【方法】利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析水稻14-3-3基因家族在籽粒灌浆过程中的表达变化模式,并从中选取GF14b及GF14e进行后续的蛋白功能分析。利用KEGG数据库对GF14b及GF14e蛋白功能motif位点进行分析;构建GST-GF14b及GST-GF14e表达载体,利用亲和层析技术分别钓取籽粒中与GF14b及GF14e互作的靶蛋白,并借助LC-MS/MS对靶蛋白进行鉴定。采用GST pull-down方法验证靶蛋白与GF14b及GF14e间的蛋白互作关系。利用Kinasephos在线程序对靶蛋白的Ser和Thr磷酸化位点进行预测;采用MapMan 3.6.0软件对靶蛋白的功能及参与的代谢过程进行分析。在籽粒灌浆期（花后15 d）,分别喷施25×10^-6mol·L^-1 ABA,10×10^-6mol·L^-1 IAA,100×10^-6mol·L^-1 GA,50×10^-6mol·L^-1 ZR和 2×10^-4mol·L^-1 BR,研究外源激素处理对籽粒灌浆过程中GF14b,GF14e及其互作靶基因表达的影响。【结果】14-3-3家族基因中,除GF14h外,其余7个家族成员在水稻籽粒中均有表达,其中GF14b及GF14e在籽粒灌浆过程中的表达水平较高且变化幅度较大。通过蛋白序列分析发现,GF14b与GF14e间具有3个相同,2个差异的motif功能位点。通过亲和层析试验,在籽粒中共鉴定到59个与GF14b和72个与GF14e互作的靶蛋白,其中有43个靶蛋白与2个成员均有互作,分别有16个和29个靶蛋白与GF14b和GF14e特异结合。随机选取2个靶蛋白进行体外蛋白互作验证,结果表明靶蛋白SUS3与GF14b和GF14e均存在互作关系,而靶蛋白PSA仅与GF14e有相互作用关系,验证了亲和层析结果的准确性。蛋白功能的分析表明,GF14b和GF14e通过与靶蛋白的结合,共同参与了籽粒灌浆过程中蔗糖转化、淀粉合成、糖酵解、TCA循环等碳代谢途径。同时,GF14b及GF14e还具有特异的调控功能,其中GF14b与核酸代谢及物质转运密切相关,而GF14e与C1代谢中的关键蛋白存在互作。此外,大部分靶蛋白均鉴定到具有潜在的Ser和Thr磷酸化位点。外源激素处理下,籽粒中GF14b和GF14e上调表达,而与淀粉合成代谢相关的靶基因（SUS2、 AGPS、AGPL、PPDK2、SBE）大部分呈下调表达的趋势。【结论】14-3-3基因家族成员GF14b和GF14e在水稻籽粒灌浆过程中的表达变化幅度较大,且会响应激素浓度的改变,并通过蛋白互作的形式负调控淀粉合成代谢相关基因的表达,从而对水稻籽粒淀粉的合成起到重要的调控作用。     

不同提取方法对红松籽油提取效果及功能性质的影响

  目的  立足于溶剂法,通过对比超声波、微波、光波单独处理较短时间的红松籽油的得率,以及处理后单独浸提红松籽油得率的增加情况,明确在红松籽油提取过程中处于主导作用的方法,同时确认4种提取方法对红松籽油的理化指标、脂肪酸和抗氧化能力的影响。  方法  按照GB/T 5009.229—2016《食品中酸价的测定》、GB/T 5532—2008《动植物油脂 碘值的测定》和GB/T 5009.227—2016《食品中过氧化值的测定》分别测定4种方法提取的红松籽油的酸值、碘值和过氧化物值,采用气相色谱–质谱联用法测定红松籽油中脂肪酸的种类和质量分数,采用分光光度法测定红松籽油对DPPH·和ABTS+·的清除能力。  结果  正己烷作为最佳提取溶剂,当提取温度25 ℃,液料比18 mL/g,浸提时间5 h红松籽油得率为65.52%。超声波法（300 W,10 min）、微波法（380 W,100 s）、光波法（400 W,11 min）单独处理时的红松籽油得率分别为67.63%、62.26%、58.25%。上述3种方法处理后再单独使用正己烷浸提,使总提取时间达到5 h后的红松籽油得率分别增加了2.18%、4.50%、6.10%。4种方法提取的红松籽油符合GB/T 2716—2018《食品安全国家标准 植物油》中酸值（≤ 4 mg/g）、过氧化值（≤ 0.25 g/100 g）的限量标准。溶剂法制备出的红松籽油的酸值和过氧化值均最低（P < 0.05）。脂肪酸质量分数由高到低分别是亚油酸（44.54% ~ 46.32%）、油酸（28.29 % ~ 28.83%）和皮诺敛酸（13.15% ~ 14.51%）。溶剂法、超声波法、微波法、光波法所提取的红松籽油清除DPPH·和ABTS+·的IC₅₀值分别是9.41、8.80、9.43、9.61 g/L和5.10、5.51、6.10、5.43 g/L。  结论  对超声波法、微波法和光波法单独作用及浸提后得率进行比较,发现超声波法、微波法和光波法在提取过程中起主导作用。与溶剂法、微波法和光波法相比,超声波法提取的红松籽油得率高,不饱和脂肪酸质量分数高,抗氧化能力强,能够达到较好的提取效果,此方法应用于红松籽制油工业中具有一定优势。      

基于EEM-PARAFAC分析冻融作用对高寒泥炭湿地土壤溶解性有机质的影响

  目的  全球气候变暖加速了土壤冻融格局的改变,而冻融作用又对土壤溶解性有机质（DOM）产生深刻的影响。  方法  以高寒泥炭湿地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融的方式开展了两种冻融条件下（日冻融:?3 ℃/5 ℃,12 h/12 h,30次;深度冻融:?24 ℃/5 ℃,20 d/10 d,1次）的试验研究,基于紫外?可见吸收光谱（UV-vis）和三维荧光光谱结合平行因子（EEM-PARAFAC）分析探究土壤DOM数量和质量的变化。  结果  （1）经过30 d培养后,两种冻融处理均显著提高了高寒泥炭湿地土壤溶解性有机碳（DOC）的含量,日冻融和深度冻融条件下土壤样品的DOC含量分别为183.26和187.06 mg/kg,相比于对照组分别增加了18.80%和21.26%（P < 0.05）。（2）不同冻融条件下的土壤DOM的紫外?可见吸收曲线线型差异较小,无明显特征吸收峰,且显示出吸光度随波长呈指数衰减的趋势,但经冻融处理的样品出现了明显的红移现象。（3）两种冻融处理均使得土壤DOM的腐殖化指数（HIX）值（从4.42增加至11.73和17.10）、254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸收值（SUVA₂₅₄）（从1.35 mg/（L·cm）增加至1.37和1.40 mg/（L·cm））以及A₂₅₃/A₂₀₃值（0.38增加至0.40和0.43）增大,波长275 ~ 295 nm处光谱斜率系数减小（从13.34 μm?1减小至13.23和12.91 μm?1）。（4）EEM-PARAFAC鉴别出的荧光组分有类富里酸物质、类腐殖酸物质、溶解性微生物代谢产物和类蛋白物质,冻融改变了土壤DOM的组成以及各组分的贡献率。对照组土壤DOM组分C1、C2和C3的贡献率分别为37%、32%和31%;日冻融条件下,组分C1、C2和C3的贡献率分别为41%、34%和 25%;深度冻融条件下,组分C1、C2和C3的贡献率分别为44%、35%和 21%。  结论  冻融改变了土壤DOM的数量和质量,表现为DOC含量的增加和腐殖化程度的提高。      

广西大青山杉木人工林断面积生长的长期密度与立地效应

以广西大青山36年生杉木密度试验林为研究对象,分析A(1667株·hm-2)、B(3333株·hm-2)、C(5000株·hm-2)、D(6667株·hm-2)、E(10000株·hm-2)5种初植密度和10、14、16、18等4个立地指数级杉木人工林断面积生长的动态变化,探索南亚热带不同密度、立地条件下杉木林断面积生长的长期规律.结果表明:林分断面积随林龄增长而增加,且11～16年生期间增长快速,除A密度林分,其余密度林分断面积达到峰值后均呈下降趋势.立地指数级相同时,密度越大,林分断面积及其连年生长量、年平均生长量达到峰值越早且峰值越大.不同密度的林分断面积随林龄增长,差距逐步缩小并趋于一致.林分断面积的生长受密度、立地的叠加影响,且较低密度林分受立地的影响更大.幼龄林阶段,林分断面积及其连年生长量、年平均生长量,与林龄、密度、立地指数呈正相关;成熟期,中等密度C的林分断面积最大.     

不同分层土壤对锌的吸附解吸特性

为探究重金属锌在不同分层土壤中的吸附解吸特性,了解锌在分层土壤中的迁移规律,试验通过批量平衡试验,分析了锌在4个分层土壤(耕作层、犁底层、心土层、母质层)中的吸附解吸行为。结果表明:各分层土壤对锌的吸附动力学过程包括快速吸附、慢速吸附、吸附平衡3个阶段,准二级动力学方程对吸附过程的拟合效果优于准一级动力学方程,Langmuir方程能更好的拟合4种分层黑土对锌的等温吸附过程,4种土壤分层对锌的吸附能力由大到小的顺序为耕作层、犁底层、心土层、母质层,是因为随着土壤深度的增加,土壤有机质质量分数逐渐减小,4种分层土壤对锌的吸附能力逐渐降低。吸附热力学试验表明,随着温度的升高,各分层土壤对锌的吸附量均逐渐增大,ΔG<0(ΔG为吉布斯自由能的变化),ΔH>0(ΔH是标准焓变),ΔS>0(ΔS是标准熵变)说明了4个分层土壤对锌的吸附过程为自发、吸热、无序的过程。Zn的解吸量与吸附量呈正比,最大解吸量随着剖面深度的增加而减小,且均存在滞后效应。N、P质量浓度的增加,可以提高土壤固定Zn的能力,减小Zn对土壤农作物、地下水的重金属危害。     

油松球果小卷蛾化蛹行为

为了有效防治油松球果小卷蛾(Gravitarmata margarotana)对红松(Pinus koraiensis)的危害,在实验室内对其化蛹行为进行了研究。结果表明:油松球果小卷蛾幼虫无自发的聚集化蛹行为;在土壤及松针中幼虫均能结丝茧并在其中化蛹,但在光滑的容器里不能启动结茧行为,从而化蛹失败。光照对幼虫在土中化蛹场所的选择有影响,在暗区化蛹的数量明显高于光照区;土壤结构对幼虫化蛹场所的选择无影响,在壤土和沙土中化蛹的数量无明显差别。