紫花苜蓿细胞质雄性不育系相关microRNA的鉴定

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是一种多年生豆科苜蓿属牧草,利用紫花苜蓿细胞质雄性不育系育种有着重要意义,相关microRNA的鉴定工作是研究其分子机制的重要内容。本试验以培育的紫花苜蓿细胞质雄性不育系MSGN1A及其同型保持系MSGN1B的花蕾为试验材料,采用small RNA测序技术对MSGN1A及MSGN1B在花药发育阶段的鉴定差异表达microRNA以及差异表达microRNA靶基因功能进行注释。结果表明：共计检测到1 478个miRNA,其中known miRNA 1 351个,novel miRNA 127个;筛选出差异表达miRNA 130个,包括90个上调表达的miRNA和40个下调表达的miRNA;差异表达micro RNA靶基因主要涉及的通路有：“代谢过程”、“细胞过程”、“信号生物过程”、“植物激素信号传导”、“氧化磷酸化”和“淀粉蔗糖代谢”等。差异表达microRNA靶基因的功能主要是调控花药的发育,其次是调控花期以及信号传导,而差异表达microRNA靶向的转录因子中多为控制花期、花药发育和信号传导等过程的因子,对不育系的败育起到一定的影响。     

γ-聚谷氨酸对土壤结构、养分平衡及菠菜产量的影响

通过盆栽试验研究了土壤增施γ-PGA(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)对土壤团聚结构、土壤养分平衡、菠菜产量与经济效益的影响。结果表明:随γ-PGA施量增加,水稳性团聚体(WR0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著增大,而团聚体破坏率(PAD)与分形维数(D)均减小,说明γ-PGA对改善土壤团聚结构具有显著的效果;随γ-PGA施量的增加,菠菜对氮、磷、钾的吸收量减少,土壤养分残留量与盈余量增加,养分表观损失量减小;5组处理中,0.1%施量的土壤养分平衡状况最优,0.4%施量对作物养分吸收与土壤养分的平衡产生负效应;菠菜产量及经济效益均随γ-PGA施量增加而显著减小,0.4%施量时较未施γ-PGA减产42.98%;菠菜经济效益拟合结果表明γ-PGA在0～0.1%施量范围内菠菜获利高于不施加γ-PGA处理。综上,0.1%施量对改善土壤结构与养分状况、促进作物增产及作物养分吸收效果较优,这对进一步将γ-PGA应用于实际生产中提供了理论参考。     

培养温度、水分活度对稻谷和大米黄曲霉生长及产毒的影响

为了解析不同培养温度和水分活度对稻谷和大米黄曲霉生长和产毒的影响,揭示温度和水分活度(a_w)调控稻米上黄曲霉生长和产毒的分子机制,以湖南黄华占稻谷和黑龙江稻花香大米为原料,分析稻谷和大米的真菌菌相,并采用高效液相色谱法测定稻谷和大米AFB₁含量,利用荧光定量PCR分析稻谷和大米水分活度及温度对黄曲霉毒素生物合成关键基因表达的影响。结果表明,当a_w降低至0.75以下,稻谷和大米上不适合黄曲霉生长繁殖和产毒。在33℃、a_w为0.96条件下大米黄曲霉产毒最多,33℃、a_w为0.90条件下大米黄曲霉的生长最好;稻谷则是在温度37℃,a_w为0.94和0.92条件下分别为最适产毒和生长,可见黄曲霉在稻谷和大米上生长和产毒的最适条件并不统一。荧光定量PCR结果显示,低温25℃可以促进黄曲霉产毒基因表达,但毒素在转录合成过程中受到了阻抑,高温37℃则抑制部分结构基因的表达,但菌的生长受到极显著影响而导致毒素量极低。因此,稻谷和大米储藏期及加工时,保持较低的a_w是有效预防黄曲霉侵染及AFB₁污染的关键。本研究结果为制定储藏及加工期稻谷和大米黄曲霉毒素污染的防控措施提供了一定的理论依据和数据支撑。     

基于SEBAL模型的农牧交错区蒸散演变及生态需水规律

[目的]对典型农牧交错区的蒸散格局、演变特征及其生态系统需水规律进行研究,为区域生态治理和水资源管理提供科学依据。[方法]以宁夏回族自治区盐池县为例,选择2000—2017年的4期Landsat遥感数据和气象资料等辅助数据,利用SEBAL模型反演该县不同时期秋季初的日蒸散,结合同期土地利用类型数据进行分析研究。[结果]①秋季初的日蒸散量由2000年的0.89 mm/d增加到了2017年的1.71 mm/d,增幅为92.1%,增强趋势显著。②日蒸散具有较强的空间异质性,总体呈南高北低的格局,尤以东南部的黄土丘陵区蒸散最高;近17 a蒸散的年增幅也表现出南高北低的特征,但不同时段的年增幅空间格局存在较大差异。③不同地类的蒸散存在差异,耕地、林地和草地的平均蒸散量分别为1.42,1.33,1.27 mm/d,但蒸散量年增幅最大的是草地。④近17 a盐池县生态需水总量和各地类的生态需水量都在增加,各地类生态需水量由高到低依次是草地、耕地和林地,但单位生态需水量最高的是耕地,最小的是草地;近17 a耕地和林地的生态需水量占总生态需水量的比例在下降,而草地生态需水量的比例则呈上升趋势。[结论]在盐池县大力实行生态治理工程的背景下,区域蒸散显著增强,植被生态系统的需水量明显增加,不同地类的蒸散和需水结构也发生变化。     

薄壳山核桃雄花花芽分化的解剖学研究

为掌握薄壳山核桃(Carya illinoinensis)雄花花芽分化规律,采用石蜡切片方法从显微水平上对浙江建德薄壳山核桃花芽发育过程各阶段特征进行观察,结果表明:3月中下旬分化初期,雄花芽与叶芽无区别;3月下旬鳞片分化期,花序基部逐渐形成突起,进入鳞片化阶段;4月上旬苞片分化期,雄花序自上而下形成弯月形苞片原基,花序顶部呈馒头状;4月中旬进入雄花原基分化期,由苞片基部逐渐形成突起状雄花原基;4月下旬雄蕊原基出现,形成雄蕊原基,产生花药;4月下旬至5月上旬花药分化形成期,花药内形成花粉囊,花粉散出,花序凋谢.     

The effect of four calcium‐based amendments on soil aggregate stability of two sandy topsoils

The structural stability of soil is a physical characteristic that affects soil degradation processes. Calcium‐based amendments, such as calcium carbonate, calcium sulfate, and calcium oxide/hydroxide, have been shown to improve the stability of soil aggregates. This study seeks to determine which calcium‐based soil amendments, and at what concentration, are the most efficient in improving aggregate stability of sandy topsoils derived from granitic and metamorphic parent materials, and to analyze the mechanisms involved. In the pot experiment, soils amended with CaCO₃, CaCl₂, and CaSO₄ did not present significant differences in aggregate stability compared to the control or among each other. In contrast, Ca(OH)₂ soil amendment brought the greatest stability to the soil aggregates. A dose of 1% Ca(OH)₂ significantly increased the stability of soil aggregates. This effect is due to the reaction of Ca(OH)₂ with atmospheric CO₂ which leads to the formation of CaCO₃, a delayed reaction not showed by the other soil amendments tested. Likewise, the greater solubility of Ca(OH)₂ compared to CaCO₃ exerts a greater aggregation effect on soil. Thus, the mechanism of action of Ca(OH)₂ is related to cementation, rather than flocculation. Future studies should be carried out to demonstrate the effectiveness of Ca(OH)₂ under field conditions.     

城镇森林视觉景观异质性对美学质量的影响

北京市海淀区东升镇各大高校内以建筑为背景的城市森林景观十分丰富。结合样地实测和景观照片的分析,运用美景度（SBE）评价、主成分分析和聚类分析等方法,探讨了视觉景观异质性与美学质量之间的联系。结果表明:以建筑为背景的城镇森林视觉景观异质性与美景值呈显著负相关,基于视觉景观异质性和美景度将视觉景观分为3类:①高异质、低质量景观（类型Ⅰ）:视觉景观异质性最高,斑块密度（PD）,景观多样性指数（SHDI）,景观均匀度指数（SIEI）,分离度指数（SPLIT）,景观形态指数（SHAPE）,分形维数（FRAC）均最高,最大斑块指数（LPI）和连通度指数（CONTAG）最低,视觉景观连通性差、结构不稳定,构景因子的植被比例（VE）和植被建筑比例（R）最低,建筑比例（BU）最高,形状和边界的复杂主要体现在硬质要素（建筑和道路）上,整体美学质量差,可观赏性不高;②中等异质质量景观（类型Ⅱ）:视觉景观异质性中等,整体稳定性、连通性、建筑和植被比例均中等,SHAPE和FRAC最低,景观美学质量仅次于类型Ⅰ景观;③低异质、高质量景观（类型Ⅲ）:视觉景观异质性最低,PD,SHDI,SIEI,SPLIT及BU最低;LPI,CONTAG及VE和R最高且SHAPE,FRAC与景观Ⅰ相似,整体稳定性强,连通性高,植被丰富,植被斑块边界和形状富有一定的变化,公众喜好度最高。由此可见,随着视觉景观异质性增强,城镇森林的美学质量显著下降,而增加视野中的植被可提高美景度,相反,增加建筑比例则会降低美景度。     

香豆素对入侵植物节节麦种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨利用化感物质香豆素对入侵植物节节麦Aegilops tauschii进行生物防控的可行性,采用培养皿生物检测法,研究了50,100,150 mg·L-1等3种质量浓度香豆素溶液对其种子萌发及幼苗生长和生理生化指标的影响。结果表明:随质量浓度的增加,香豆素溶液显著降低了节节麦种子发芽率、发芽指数,以及幼苗苗高和根长的生长。从抑制率（R_I）可知,香豆素溶液对节节麦种子萌发及幼苗生长存在质量浓度效应的抑制作用。此外,不同质量浓度香豆素溶液处理对根长的R_I值均明显大于苗高,表明香豆素对节节麦幼苗根长生长的抑制作用大于苗高。幼苗生长试验中,仅50 mg·L-1溶液处理中,至第10天时相对电导率及丙二醛质量摩尔浓度较第5天时增加未达到显著水平,这可能是节节麦通过自身调节机制对香豆素造成的损伤进行积极修复的结果。而150 mg·L-1溶液处理中,至第15天时脯氨酸质量分数较第10天时增加不显著,而超氧化物歧化酶活性则呈下降趋势。表明香豆素150 mg·L-1溶液处理第15天已超出节节麦的适应承受范围。以上结果显示:150 mg·L-1香豆素溶液对节节麦种子萌发具有较强的化感抑制作用,并通过影响植株抗氧化酶系统、细胞膜透性及膜脂过氧化作用等途径调节节节麦的生长。     

西藏野生芥菜型油菜生态性状相关分析

本研究在对27份西藏野生芥菜型油菜大田种植、常规考种的基础上,结合气候数据,采用相关分析方法,对野生芥菜型油菜种质生态性状的相关性进行了研究。结果表明：西藏野生芥菜型油菜单株产量和每株角果数主要受植株可遗传的生态性状的影响,与生态环境因子之间的关系不密切,而粒重的高低则主要受生态环境因子,特别是年均降水量的影响,但与植株可遗传的生态性状之间的关系不密切;对野生芥菜型油菜产量性状影响最大的是分枝性状,分枝性状的好坏主要受制于主茎性状,而主茎性状的生长发育较产量性状、分枝性状与气候性状的关系更为密切;单株产量主要是由1级分枝长度、2级分枝数与2级分枝发生高度引起的。典型相关分析和简单相关分析相比,更能在众多的相关变量间抓住主要矛盾,有效揭示两组性状间相关的本质,这对研究油菜的杂交优势利用和遗传育种有一定参考价值,同时也为研究其他农作物两组性状间的关系,揭示其内在本质提供了一条新的、更加有效的研究途径。     

Plant and spider communities benefit differently from the presence of planted hedgerows in highway verges

Road verges should play a crucial role as a refuge for native flora and fauna in human dominated landscapes. However, the influence of construction choices, such as plantation of woody species, on the biodiversity supported by roadsides has received little attention, although the presence of hedgerows in roadsides is likely to enhance their role as a refuge, notably for woodland species. Using standardised methods, we assessed the impact of planted hedgerows on two taxonomic groups (plants and spiders) inhabiting highway verges within an intensive agricultural landscape. We examined community richness, taxonomic and functional composition in sites with and without planted hedgerows. At the site level, the response of plant and spider communities to the presence of planted hedgerows differed markedly: hedgerows were associated with significantly higher plant richness (higher α-diversity), but similar spider richness. Plant communities in sites without hedgerows appeared as a subset of communities in sites with hedgerows, whereas spider communities in non-planted sites were complementary to that of planted sites (increased β-diversity). The presence of planted hedgerows was also associated with increased taxonomic and functional trait diversity at the landscape level (γ-diversity), through an increased β-diversity in both plants and spiders. Our results thus suggest that a mosaic of planted hedgerows and grassland habitats is crucial for the maintenance of biodiversity at a landscape scale. By providing information for road practitioners and policy makers regarding their potential impact on biodiversity, these results have important direct implications for the management of road networks.