功能基因组学研究的有力工具 --比较基因组学

比较基因组学在后基因组时代是一门重要的工具学科。通过不同物种间的基因组序列比较,可以发现生物体中蕴涵的大量生物学信息,其在功能基因组学的研究中将发挥重要作用。文章对比较基因组学的基本理论、应用策略、主要分析步骤及有关分析工具进行了概述。     

水分处理对不同专用型小麦籽粒灌浆特征和产量的影响

采用盆栽方法,研究了不同水分处理(田间最大持水量的40%、60%和80%)对不同专用型小麦籽粒灌浆特征和产量的影响。结果表明,在各处理下不同专用型小麦籽粒灌浆过程呈“S”型变化趋势,并用三次多项式对其进行模拟,其中,不同专用型小麦籽粒灌浆特征参数受水分处理影响不同。当水分处理为田间最大持水量的40%时,提高(早)了豫麦34籽粒各项灌浆参数,提高了豫麦49灌浆速率和粒重,提早了最大灌浆速率出现时间,提高了豫麦50灌浆持续期和粒重;60%处理下增加了豫麦49灌浆持续期,提早了豫麦50最大灌浆速率出现时间;80%时增加了豫麦49有效灌浆持续期,提高了豫麦50的灌浆速率。同时,豫麦34和豫麦50粒重与各灌浆参数均呈正相关,但差异均不显著;豫麦49粒重与灌浆持续期呈显著负相关,与平均灌浆速率呈显著正相关。豫麦34产量在60%处理下最高,且差异达显著水平;豫麦49和豫麦50产量在80%处理下最高,且差异分别达显著和极显著水平。     

塔里木河流域水资源变化的周期性分析及预测

利用塔里木河源流区10个水文站1957-2003年的径流量资料,通过时间序列周期方差分析外推法计算了塔里木河上游三源流出山口径流量的水文周期,根据组间差异与组内差异最大的原则,得出塔里木河三源流的水文周期为17a;利用周期叠加趋势模型对塔里木河三源流出山口总径流量的变化趋势进行了预测,预报模型为：X（τ）=200．98443995＋0．51320681τ＋dt＋τ。从预测模型的预测结果看,从2006年起将出现一个源流来水量大幅减少的时段,如果不采取积极的对策和解决措施,塔里木河干流的生态问题将更加严峻。     

玉龙喀什河平原区地下水矿化度的时空变异研究

对玉龙喀什河平原区面积约942km^2的地下水进行两期取样检测矿化度,各取得了202个地下水矿化度样本,应用地质统计学方法（对取得数据进行了半方差函数分析）计算了均值、方差、标准差、变异系数等统计特征值。在此基础上,将分形理论与地质统计学原理相结合,计算了玉龙喀什河平原区在1999年和2003年的地下水矿化度,分形维数分别为1．67,1．43,变异系数分别为0．46,0．51,可见,2003年地下水矿化度的均匀性要比1999年差。初步研究表明,干旱区表层地下水的矿化度并非属理想分形的介质,它仅在一定的尺度内才具有分形特征。通过对1999年及2003年水样的分析,得出该地区地下水矿化度在空间与时间上皆存在明显的变异性。在空间尺度上,研究区地下水矿化度中部大于东西部;东北部大于西北部。在时间尺度上,随着时间的推移（1999-2003年）研究区中部的地下水矿化度有逐渐升高的趋势。     

小麦温光敏核不育系的育性提纯研究

最大限度控制育性的遗传漂移 ,是小麦温光敏核不育系提纯中要解决的主要问题。本研究通过对小麦温光敏核不育系 C4 9S- 87进行连续三年五代的育性提纯 ,初步建立了一套株系选择与冬、夏播育性连续鉴定相结合的不育系育性提纯方法 ,并获得了保持原不育系生物学特性、株间育性差异更小、完全不育株率和不育度均显著提高的 3个株系。本文还对育性遗传漂移的产生原因及控制对策进行了探讨     

不同老化方法对生物炭表面特征及镉吸附能力的影响

为明确不同自然环境过程（氧化还原、降雨、光照）对生物炭的老化作用及其对重金属吸附能力的影响,该研究以不同温度（200、500 °C）和气氛（O₂、N₂）热解的小麦秸秆生物炭为研究对象,采用化学氧化、干湿交替、紫外光照氧化3种人工老化方法模拟生物炭在自然环境中的老化过程,并分析老化作用对生物炭理化性质及镉（Cd）吸附能力的影响。结果表明：与初始生物炭相比,老化作用使生物炭表面破碎,孔隙结构增多,提高了生物炭比表面积。干湿交替老化使低温生物炭的比表面积增大0.85倍,而经过化学氧化后的低温生物炭、高温生物炭比表面积分别增大8.81、0.37倍。老化过程使生物炭的官能团种类减少,且含氧官能团数量发生不同程度的变化,其中化学氧化使羧基、内酯基等含氧官能团增多,而干湿交替及紫外光照老化主要引起含氧官能团数量的减少。此外,热重分析结果表明化学氧化使低温生物炭热稳定性降低,而所有老化后的高温生物炭热稳定性均增强。化学氧化、紫外光照、干湿交替3种老化处理均可提高两种生物炭的吸附能力,Cd²⁺吸附量分别提高498.95%~799.36%、436.10%~768.43%、35.53%~128.10%。因此,生物炭实际应用时需综合考虑其环境过程、特性变化以及目标污染物种类,以促进生物炭环境应用的长远发展。     

城市不透水表面的梯度格局、演变驱动与景观优化

不透水表面扩张对城市生态系统的过程、功能、服务有显著影响,研究其演变规律对城市发展有重要意义。以南京市为研究区,基于2000—2020年土地利用数据,采用空间梯度分析与景观格局分析相结合的方法,沿城市中心向外设置等距辐射状梯度带,分析不透水表面时空分布和梯度变化特征,同时建立沿江、跨江样带,研究不透水表面扩张规模与方向演变背后的驱动机制,最终为南京市景观格局优化提供政策依据。结果表明：(1)不透水表面景观优势度沿梯度带逐渐降低,城市中心不透水表面高度集聚,外围城区是扩张的重点区域,耕地、林地、水域等景观面积缩减严重,景观格局变化剧烈,城郊区域保持低速稳定扩张。(2)地形地貌与河流水系显著影响不透水表面扩张方向,政策规划也起到一定的作用,经济发展、人口增长、产业结构优化影响不透水表面扩张规模。(3)南京市应从改善城市生活空间、转变城市发展模式、控制城市扩张规模3个方面对城市景观格局进行优化。     

猪传染性胃肠炎病毒NSP8蛋白单克隆抗体的制备及抗原表位的初步鉴定

为鉴定猪传染性胃肠炎病毒(porcine transmissible gastroenteritis virus,TGEV)NSP8蛋白的抗原表位,本研究对GST-NSP8重组蛋白进行了原核表达,并用纯化后的重组蛋白免疫6周龄BALB/c小鼠,取免疫小鼠脾脏,采用常规杂交瘤细胞融合方法,经3次亚克隆后制备了1株稳定分泌抗NSP8蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞株。分泌的单克隆抗体亚类鉴定其重链为IgG1型,轻链为κ链;杂交瘤细胞培养上清的效价为1∶3 200。Western blotting试验结果表明该单克隆抗体能识别原核及真核表达的NSP8重组蛋白。利用截短表达的方法对NSP8蛋白进行抗原表位的鉴定,初步确定了单克隆抗体针对的抗原表位序列为31SPQILKQLTKAFNIAKSDFEREASV55。本研究制备的单克隆抗体及对抗原表位的鉴定,为TGEV NSP8蛋白相关功能的研究奠定了基础。     

玉米茎秆糖含量的遗传模式分析

较高的茎秆糖含量有助于提高青贮玉米的饲料品质和适口性,本研究以YXD053和98A-04两个高茎秆糖含量玉米自交系为母本,Y6-1低茎秆糖含量玉米自交系为父本,通过自交、杂交及回交产生2个组合的6个世代(P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂);运用主基因+多基因混合遗传模型6个世代联合分析方法,探明控制玉米茎秆糖含量的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,玉米茎秆糖含量遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因共同控制。YXD053×Y6-1及98A-04×Y6-1两个组合的主基因遗传率分别为53.50%和52.63%,多基因遗传率分别为7.96%和17.31%,总遗传率分别为61.46%和69.94%,显性度(h/d)均小于1。茎秆糖含量以主基因遗传为主,且主基因又以加性效应为主,但环境因素对茎秆糖含量的遗传有一定的影响。这一研究结果为玉米茎秆糖含量性状的基因定位和育种选择提供了理论依据。     

减压烘干法测定油脂类种子含水量的研究

减压烘干法是利用减压条件下,水的沸点也相应降低的原理来测定种子的含水量的一种方法,因此该方法适合于测定油脂类种子的含水量。本实验研究了烘干温度和烘干时间对减压烘干法测定结果的影响。结果表明:随着烘干时间的延长或烘干温度的升高,减压烘干法所测的含水量也在升高。在压强为0.01 MPa下,12份供试种子中,有11份种子在85℃温度下烘干21 h后所测得的含水量已基本达平衡。在上述条件下,本次所选用的8份油脂类种子所测得的含水量结果均比低恒温烘干法结果偏低。4份非油脂类种子中,只有刺槐种子减压烘干法所测得的含水量与低恒温法结果差异显著,其它3份种子两种测定方法下的含水量结果差异不显著。