杂草稻nrDNA ITS片段的PCR扩增条件优化及测定

对杂草稻的nrDNA ITS片段的PCR扩增条件进行了优化并测定,建立的PCR最优体系为：20μL反应体系含1μL模板DNA,0．125mmoL／L dNTPs,0．5μmol／L正反向引物,1U Taq酶,2．0μL 10×Taq PCR Bufter;退火温度为57℃。这样的条件下充分保证了ITS PCR产物的质量和纯度要求,直接测序结果为600bp左右,与网上结果十分类似,表明结果准确可靠。这些ITS片段的系统学信息将为杂草稻的起源进化提供有力的分子水平证据。     

基于转录组测序筛选乌苏里白鲑肌肉生长关键候选基因研究

为了挖掘调控乌苏里白鲑(Coregonus ussurinsis Berg)肌肉生长的关键候选基因,本研究对不同生长速度乌苏里白鲑的肌肉组织进行转录组测序,以期为乌苏里白鲑群体选育提供基础数据。首先,在同等条件下(从混合池中)随机选择乌苏里白鲑F2个体进行实验分组(快长组和慢长组)。接着分别从快长组[体重为(219.20±38.66) g]和慢长组[体重为(74.30±17.86) g]中随机选取10尾样本,取其背部肌肉进行转录组测序。以FDR (false discovery rate)<0.05且|log2(FC)|>1 (FC, fold change)为条件筛选差异表达基因并对其进行GO (gene ontology)和KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析,并通过qPCR验证转录组数据的准确性。转录组测序结果显示,共筛选出2 211个差异表达基因,与慢长组相比,快长组中583个差异基因表达上调及1 628个基因表达下调。GO功能注释结果显示,差异基因主要参与细胞过程和结合过程,差异基因显著富集到251条KEGG通路(P<0.05),其中,MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、紧密连接(tight junction)、胰岛素信号通路(insulin signaling pathway)、糖酵解/糖异生(glycolysis/gluconeogenesis)和PPAR信号通路(PPAR signaling pathway)参与细胞生长。之后结合功能注释结果和KEGG,鉴定出肌浆/内质网钙ATP酶基因atp2a1和atp2a2、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因g6pc、生长因子结合蛋白1基因igfbp1以及肌球蛋白重链基因myh1、myh4、myh6、myh7、myh9和myh13等可能与肌肉生长密切相关的基因。本研究共筛选出10个可能与乌苏里白鲑肌肉生长相关的关键候选基因,为今后乌苏里白鲑分子标记辅助育种提供了基础数据。     

采煤沉陷区苦草的生物学特性及其竞争机制

采煤活动所致的动态沉陷湿地具有动态性、高潜水位和生态脆弱性等特点,探明此类人工重构湿地的水生植物群落的生物学特性及其竞争机制,有助于为采煤沉陷区湿地水生植物群落修复提供科学依据。本研究以淮南潘集区人工构建的苦草群落(Ass. Vallisneria natans)为例,采用样方调查法,研究苦草的生物学特性及其与其他水生植物的竞争机制。结果表明,1)沉陷区苦草的生物学特性与浅水湖泊较一致。主要表现在苦草的繁殖方式、传粉方式、生活史方面,但研究区苦草以有性繁殖为主。2)沉陷区苦草能与以种子萌发形成的水烛群丛(Ass. Typha angustifolia)共生,但生物量低;在与形成两年以上的水烛群丛竞争中处于劣势,在水烛群丛盖度达到90%时苦草逐渐消失。3)沉陷区苦草在与浮叶植物莕菜群丛(Ass. Nymphoides peltatum)、苹群丛(Ass. Marsilea quadrifolia)竞争中处于弱势,其盖度、株高、生物量等指标都明显下降。4)沉陷区苦草在与沉水植物竹叶眼子菜群丛(Ass. Potamogeton malaianus)竞争中处于劣势,苦草与沉水植物黑藻群丛(Ass. Hydrilla verticillata)、狐尾藻群丛(Ass. Myriophyllum verticillatum)、大茨藻群丛(Ass. Najas marina)、金鱼藻群丛(Ass. Ceratophyllum demersum)占据不同水层空间,种间竞争不强烈,能较好地共存。总之,苦草较之于相似生长型的植物具有较明显的竞争优势,对于具有不同生活型,尤其是挺水植物和浮叶植物,处于竞争劣势。     

鱼类抗病育种研究进展

为探究稀有鮈鲫MHC Ⅱβ基因的分子特征及其表达特点,采用PCR扩增技术获得了稀有鮈鲫MHC Ⅱβ cDNA序列810 bp,包括开放阅读框 (ORF)759 bp,编码252个氨基酸。生物信息分析表明,MHC Ⅱβ氨基酸序列存在4个保守的半胱氨酸残基和GXXGXXXGXXXXXXG结构,与其他亲缘鱼类的一致性为51.78%~80.56%,其编码的蛋白质分子包括1个信号肽、1个MHC Ⅱβ (β-1)结构域、1个IGc1 (β-2)结构域和1个跨膜螺旋区域。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)结果显示,MHC Ⅱβ在脾脏表达量最高,头肾、鳃、皮肤表达量较高。人工感染鲁氏耶尔森菌后,6 h时在头肾表达呈显著上调,肝脏中在12 h开始出现极显著上调,皮肤中在24 h和48 h表达极显著,鳃中在6~24 h表达极显著,脾脏中则是在6 h出现极显著下调,于96 h接近对照组表达水平。初步研究表明,MHC Ⅱβ在鱼类抵御细菌感染的免疫反应中发挥着重要作用,为进一步揭示稀有鮈鲫MHC家族的功能提供了参考依据。

     

杨树杂交群体苗期生长性状的全基因组选择研究

目的 对杨树生长表型性状进行全基因组选择研究并且实现早期选择具有重要的意义。 方法 以母本丹红杨（美洲黑杨）和父本通辽1号杨（小叶杨）及其杂交F1代为材料,在田间进行施肥和不施肥处理,测定了生长表型性状（地径、株高、茎生物量）。利用3个全基因组选择模型gBLUP、sBLUP、cBLUP和364个基因型的表型观测值对502个基因型进行预测育种值。 结果 丹红杨的茎生物量在高氮和低氮条件下分别比通辽1号杨提高了20倍和33倍。gBLUP对生长表型性状预测结果准确性接近于1,sBLUP预测结果的准确性范围是0.5～0.9,cBLUP预测结果的准确性小于0.2。研究结果表明gBLUP模型预测的结果最准确,cBLUP预测的结果最差。利用gBLUP模型计算的茎生物量育种值把杂交群体划分为双高效型、双低效型、低氮高效型、高氮高效型共4个类型。筛选出优良的基因型16-1-16、16-1-194、13-116、13-73、13-481、13-268、13-286、13-566、13-173、13-578、16-1-65、13-242、16-1-189、13-40、13-608、16-1-170、16-1-22、13-237、13-272、13-335。 结论 丹红杨和通辽1号杨的生长表型性状差异显著。全基因组选择研究结果帮助我们完成了杨树育种工作的早期选择,减少了表型测定成本,提高了育种效率。     

基于DH-YoloX的群养马岗鹅关键行为监测

马岗鹅的行为与其生长状况和福利状况密切相关,马岗鹅关键行为监测对评估其生长性能具有重要的现实意义。为了实现对群养栏马岗鹅关键行为高效率精准监测,该研究探索一种基于YoloX的群养马岗鹅关键行为监测算法（Magang geese behavior monitoring of based on Double Head-YoloX,MGBM-DH-YoloX）,该算法通过减少YoloX的头部数量提升检测效率、使用损失函数减少前景背景干扰、使用迁移训练方式提高网络训练效率等技术对马岗鹅采食、饮水、休息和应激等关键行为及其规律进行分析。MGBM-DH-YoloX首先用Mosaic和Mixup对马岗鹅图像进行数据增强,然后使用增强后的数据集训练模型,并且利用模型检测马岗鹅的关键行为,最后累计得出马岗鹅关键行为的发生时长和行为节律;试验训练集为1 400幅、验证集200幅和测试集为400幅,连续活动视频10 d。结果表明,MGBM-DH-YoloX算法的平均精度为98.98%、检测速度达到81帧/s、内存消耗为2 520.04 MB。对马岗鹅的10 d养殖数据分析发现,MGBM-DH-YoloX能有效观察到马岗鹅随着日龄增长采食次数逐渐减少;试验鹅每日采食与饮水行为同时出现的比例为83.74%,呈现整体相伴趋势,但也从90.78%降低到74.57%,说明马岗鹅采食与饮水行为随着日龄增加呈现出逐渐分离趋势;试验鹅随着日龄增长休息时间逐渐加多,呈现出肉鸭对笼养的适应性逐步增强;应激行为随机性很强,突发性明显,发现人员随机走动等不规范饲喂带来的应激行为占据很大比例。该研究显示MGBM-DH-YoloX算法能利用监控视频对马岗鹅的关键行为进行智能提取,可为家禽智能养殖监管提供技术支撑。     

牛粪和玉米秸秆混合好氧堆肥过程分层规律

好氧堆肥过程常存在分层现象,对于发酵产物的均一性和整体质量存在影响。为探究好氧堆肥物料病原菌灭活的分层情况,该研究以不翻抛（T1）为对照组,设置3组好氧堆肥试验（T2高温期翻抛、T3降温期翻抛、T4高温期和降温期翻抛）,对牛粪好氧堆肥过程中常规理化性质和病原菌去除效率等进行分析,并利用克里格法（KRIGING）对堆体不同位置的温度和含水率进行插值分析。结果表明,4个处理发酵温度均达到了《畜禽粪便堆肥技术规范》要求,高温期最长的处理为T3和T4,达到7 d,T4处理的病原菌去除率最高,达到97.15%;从分层规律来看,堆体含水率从高到低为上层、中层、下层;好氧堆肥物料病原菌去除效率顺序从高到低为中层、下层、上层,4个处理病原菌去除率均不低于95.56%。综合考虑,高温期和降温期翻抛（T4处理）更有利于牛粪和秸秆混合堆肥物料整体实现无害化。该研究可为牛粪好氧堆肥过程中病原菌杀灭和翻抛参数的优化提供技术指导。     

六盘山半湿润区华北落叶松林内降雨的空间异质性及合理取样数

目的 林内降雨的空间变异对林地土壤水分、林下植被生长有重要影响,准确刻画其空间变异特征,并确定其收集器的合理布设数量,有助于准确理解森林对水文的影响。 方法 于2021年6—10月,在六盘山半湿润区香水河小流域的华北落叶松（Larix gmelinii var. principis-rupprechtii (Mayr) Pilg.）纯林样地,利用样地内布设的40个林内降雨收集器收集每场降雨事件的林内降雨量,分析展叶和落叶期林内降雨的空间变异特征,并量化雨量收集器的合理布设数量。 结果 （1）整个生长季,林内总降雨量440.0 mm,占同期林外降雨量的77.5%,林内降雨空间变异系数28.23%;展叶和落叶期,林内总降雨量分别为153.8 和290.2 mm,占同期林外降雨量的73.0%和80.2%,林内降雨空间变异系数分别为36.0%和18.5%。总体上,林内降雨空间变异随次降雨量、雨强和降雨历时的增加先快速下降后逐渐趋于稳定。（2）整个生长季及展叶和落叶期林内降雨的块基比分别为0.042、0.012和0.275,变程分别为4.8、4.0和6.5 m。（3）在95%置信区间内,若将误差控制在5%内,至少需在展叶和落叶期分别布设17和14个截面积为235.58 cm2的雨量收集器。 结论 受降雨量和冠层结构差异影响,华北落叶松林内降雨空间变异在展叶和落叶期存在差异,不同时期雨量收集器合理布设数与林内降雨空间变异密切相关,要确保整个生长季林内降雨评估的准确性,应重视不同时期雨量收集合理布设数差异的影响。     

不同覆盖处理对油茶细根生长与死亡的影响

目的 研究不同覆盖处理对油茶细根生长、死亡的影响,为油茶水分管理提供依据。 方法 采用微根管动态监测技术,以"长林4号"油茶林为试材,设置了黑地膜、油茶壳、花生秆+稻草、生态膜以及对照（无覆盖）5种处理,对林地0~40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期1年的观测。 结果 表明：花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著增大了油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积,其中以花生秆+稻草处理最优;但对活细根平均直径的促进作用却以黑地膜最为显著。4种覆盖处理死细根的总根长、总根尖数以及总表面积均大于对照;与对照处理相比,4种覆盖处理都有助于减小死细根的直径,且差异显著。油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积在3月和6-7月出现峰值;而死细根的总根长、总根尖数以及总表面积在春季变化较平缓,而后缓慢上升。油茶细根的净生长速率呈先上升后下降趋势,在5-6月出现峰值。花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著提高了油茶细根的年净（根长）生产力,其中花生秆+稻草处理作用最为明显。 结论 夏季为油茶细根生长和死亡的高峰期,花生秆+稻草处理对促进油茶活细根根量和年净（根长）生产力的作用最显著,黑地膜处理对促进油茶活细根直径的增大效果最明显。     

条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用

为明确条纹蝇虎（Plexippus setipes）对灰茶尺蠖（Ectropis grisescens）的防控效果,在室内条件下,开展了条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食量、捕食功能反应、捕食选择性和种内干扰效应的研究。结果显示,条纹蝇虎偏好捕食灰茶尺蠖低龄幼虫,不同发育阶段捕食能力存在显著差异;其中成蛛捕食能力最强,日均可捕食灰茶尺蠖1龄幼虫17.44头,幼蛛捕食能力相对较弱,日均捕食1龄幼虫2.33头。条纹蝇虎捕食功能反应符合Holling Ⅱ模型,捕食量随灰茶尺蠖幼虫密度的增加而增加,而搜寻效应逐渐降低。捕食选择性试验表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖1龄幼虫和2龄幼虫表现为正喜好性（Ci>0）,对3龄幼虫表现为负喜好性（Ci<0）。条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用同时受自身密度的影响,存在较强的种内干扰反应,该反应符合Hasse Ⅱ模型。研究表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫具有较强的捕食能力和良好的防控潜能,这为利用茶园蜘蛛天敌资源提供理论依据。