双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F1的DNA甲基化位点分析

全基因组倍增或多倍化, 伴随着基因丢失和二倍化进程, 被认为是植物进化的重要推动力量。DNA甲基化与miRNA的表观遗传调控机制在植物生长发育及进化过程中起着重要的作用。本文采用MSAP (甲基化敏感扩增多态性)技术分析同一双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F₁的基因组DNA 5'-CCGG位点胞嘧啶的甲基化及遗传特点。对部分甲基化位点进行切胶、回收、测序及功能注释, 并结合miRNA靶基因预测探讨特定甲基化位点的遗传特点及其与miRNA的相关性。16对选择性扩增引物在双亲及杂交F₁中共检测了462个DNA甲基化位点, 杂交F₁甲基化水平平均为43.20%, 与双亲相差不大(单倍体为46.75%, 二倍体为41.99%)。以TargetFinder软件分析发现其中的7个甲基化位点基因序列上存在1~4个miRNA的结合位点, 这些基因的功能注释包括逆转录转座子蛋白、ras相关蛋白、H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等。同时, 探讨了逆转录转座子在植物进化中的作用。研究结果为进一步阐明水稻基因组倍增过程中DNA甲基化与miRNA的关系提供了参考。     

变化环境下土壤生物多样性潜在威胁与影响因素

作为地球上生物最为丰富的生境,土壤生态系统具有高度的生物多样性,并与地上生态系统有着密切联系。随着经济快速发展,人为干扰日益严重,土壤生物多样性遭受严重威胁,在物种大量灭绝及对土壤生物多样性总体认识相对局限的双重背景下,有效保护土壤生物多样性迫在眉睫。首先,提出了土壤生物多样性的威胁框架,并详述了土地利用变化、农业管理措施、土壤退化、转基因作物、外来植物入侵五大威胁因素在生态系统,物种,基因三个尺度下的不同作用过程。其次,阐明了各威胁因素对土壤生物多样性的具体影响及其驱动机制。最后指出,尽管人们对于上述威胁因素的研究已经有了部分成果,但对于研究各威胁因素在不同尺度下的影响,明确因素间相互作用方式及贡献程度,进行土壤生物多样性威胁的空间精细化制图等方面还面临着巨大挑战。分析土壤生物多样性潜在威胁能够为实现对其综合定量评估、保护土壤生物多样性以及城市规划等提供有力依据。     

TSA诱导橡胶树次生乳管分化过程qRT-PCR内参基因的筛选

橡胶树乳管分化过程中差异表达基因的鉴定对于进一步认识乳管分化的分子机理具有重要的作用。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）是进行基因表达分析的常用技术手段,合适内参基因的选择是准确进行基因表达定量的前提。以组蛋白去乙酰化抑制剂曲古抑菌素A（trichostatin A, TSA）诱导橡胶树次生乳管分化的实验系统,采用qRT-PCR技术分析TSA处理橡胶树萌条及对照内层树皮中22个候选内参基因的表达情况。结果显示：TSA诱导橡胶树萌条次生乳管分化的过程中,稳定性最高的3个基因分别为UBC3、UBC4和eIF1Aa,而稳定性最差的3个基因分别为ROC3、PTP、CYP2。以UBC3、Actin和ROC3基因为内参,分析组蛋白去乙酰化酶基因HDA1和HDA2在TSA处理下树皮中表达量相对于对照的变化,结果初步证实TSA诱导橡胶树萌条次生乳管分化的过程中,UBC3是最佳的内参基因,ROC3不适合作为内参基因。     

城市扩张过程对土壤重金属积累影响的定量分离

定量提取人为活动对土壤重金属积累的影响是进行土壤污染模拟的基础。本文研究了1949年来宜兴城区的扩张过程及在其影响下土壤中Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的积累过程。利用变量分离法提取了重金属含量中的人为影响分量和自然背景分量,并估算了城市扩张影响下的积累通量。研究结果发现随着宜兴城区扩张快速,土壤中的重金属元素含量随着城市建设年限的增长而升高。变量分离法较成功的解释了重金属元素积累的影响因素,Cd、Cu、Pb和Zn的人为影响分量的均值分别占各实测含量均值的16.6%、18.4%、33.22%和2.7%。空间分布上4种重金属元素的趋势分量沿城市扩张方向均表现出明显的递减趋势,而自然背景分量无明显的空间变化趋势,主要受土壤理化性质的影响。最后,进一步推算了土壤重金属元素输入通量空间变化方程,这可为进一步模拟城市化背景下重金属积累提供有效的参数。     

橡胶草悬浮细胞遗传转化体系的建立

橡胶草(Taraxacum koksaghyz Rodin),也称为俄罗斯蒲公英,是菊科菊苣族蒲公英属多年生宿根型草本植物,目前被认为是一种潜在的产胶替代植物和研究橡胶生物合成的理想模式植物。为了建立橡胶草悬浮细胞的遗传转化体系,笔者测定了悬浮细胞对农杆菌抑菌剂替卡西林(Ticarcillin)以及对潮霉素(Hygromycin B)的敏感性;采用携带p CAMBIA1302的根癌农杆菌GV3101侵染悬浮细胞,用绿色荧光蛋白(GFP)和潮霉素来检测转化的成功率。结果表明:0~300 mg·L-1的Ticarcillin对悬浮细胞的生长和增殖没有影响,用于进行抗性愈伤筛选的潮霉素适宜质量浓度为10 mg·L-1。抗性愈伤的绿色荧光镜检(GFP检测)以及潮霉素和GFP基因的PCR检测均表明,将OD600值为0.6的携带p CAMBIA1302农杆菌按照细胞菌液与悬浮细胞的比例为1∶1.2混合侵染30 min后移至共培养基培养10 d,再移至选择培养基进行筛选培养可高效获得转基因阳性的愈伤组织。本研究为进一步优化橡胶草悬浮细胞遗传转化体系奠定了基础。     

基于加权马尔可夫模型的土地利用预测——以徐州市为例

以正在进行功能转型的徐州市区为研究对象,通过遥感影像解译将该区域内土地分为水体、林地、建设用地、农田、未利用地5种用地类型,并计算了2001年、2005年和2008年的转移矩阵概率,利用加权马尔可夫方法预测徐州市未来9年内的土地利用变化。研究结果表明:徐州市在2009—2017年内,建设用地将增加7.363km2,水体和林地略有上升,耕地面积持续减少9.61km2;采用加权马尔可夫链进行修正,能提高预测结果的准确性。     

江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合研究

耕地后备资源的开发利用是补充耕地、确保耕地总量动态平衡与国家粮食安全的重要措施。本文在农用地分等成果基础上,采用GIS支持的空间图形分析和两维图论聚类等方法,对江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合进行了研究,揭示该省耕地后备资源的质量潜力区域分异明显,其中农地整理类潜力苏北＞苏中＞苏南,而其他三类（农村建设用地整理、土地复垦、未利用地开发）则苏南＞苏中＞苏北;以县级行政区为单元,根据地域潜力相似性等建立了全省耕地后备资源的开发组合序列,为该省耕地后备资源的合理开发利用尤其是优先开发区域的确定提供了科学依据。     

橡胶树HbGAIP-B基因的克隆与表达分析

DELLA是赤霉素信号传导途径中一类重要的阻遏蛋白。本研究通过RT-PCR技术,从橡胶树优良品种‘热研7-33-97’胶乳中克隆了1个DELLA蛋白编码基因(GenBank登录号为KT696440)。该基因全长cDNA序列2135bp,阅读框1905bp,编码634个氨基酸,其编码蛋白含有DELLA和GRAS结构域,分子量为69.89ku,理论等电点为5.50。HbGAIP-B氨基酸序列与麻疯树JcGAIP-B、蓖麻RcGAIP-B、拟南芥AtRGA、AtGAI、AtRGL1、AtRGL2和AtRGL3的相似性分别为82.43%、78.18%、65.05%、61.73%、52.28%、53.51%和49.92%。进化树分析表明,HbGAIP-B与JcGAIP-B亲缘关系最近。定量PCR分析表明,HbGAIP-B的表达受割胶处理诱导下调。赤霉素和乙烯利处理4h显著上调HbGAIP-B的表达,茉莉酸甲酯处理4h小幅下调HbGAIP-B表达。     

露天鸡粪好氧堆肥氮素的径流及淋洗损失

在露天自然条件下对鸡粪进行好氧堆肥,系统研究了堆肥过程中氮素的径流和淋洗损失。结果表明,堆肥期间通过径流损失的氮素只占初始堆肥氮素的3‰~6‰,其中无机氮与有机氮约各占50%,径流中总氮浓度在不同时间和降雨量条件下差异较大,浓度平均在20 mg/L左右;氮素表现出很强的空间移动性,堆肥期间氮素至少能够迁移至150 cm土层,对当地地下水安全构成了严重威胁;堆肥过程中可能有35%~65%的氮素会通过氨挥发损失;用秸秆覆盖堆体能显著降低堆肥氮素的径流损失,而添加沸石减少堆肥氮素损失的效果不显著。     

长三角经济发达区金坛市土地生态状况评价

针对土地生态系统的结构、功能、效应和问题,从土地管理与调控的角度,构建土地生态基础性、结构性、胁迫性、效益性指标。通过信息挖掘、熵值赋权和空间叠加计算,以行政村为评价单元,对金坛市土地生态状况进行综合评价。研究区土地生态状况总体趋势：以林地为主的西部丘陵山地好于以农业种植为主的中东部平原地区;农村地区好于城市发展区,呈现出以主城区为中心向四周辐射递增的格局。土地生态综合分值最高的是西部的山蓬村（其分值为0.646）;最低的是电胜村（其分值为0.176）。进一步对各指标进行聚类,将研究区划分为5类生态区;并以各指标为自变量、生态分值为应变量进行逐步回归分析,分析出各类生态区主要存在的生态问题。最后,结合研究区地形和生态规划,提出西部丘陵山地生态控制区、中东部平原城乡生态协调区和中心城区平原生态优化区三大生态管护区,该研究为政府决策提供支持和依据。