苹果树腐烂病菌T-DNA插入突变体的筛选及Vmzfp3基因的功能分析

本研究采用接种离体枝条的方法,对150个苹果树腐烂病菌的T-DNA插入突变体库中的突变体进行了致病性的筛选,经过多次试验得到了3个致病力明显减弱的突变体,编号为X4379,X4368,X4468。基因组重测序结果显示,突变体X4379有2个T-DNA插入位点,分别是锌指蛋白3(Vmzfp3)和跨膜蛋白42(Vmtme42)。以苹果树腐烂病菌的全基因组序列为依托,设计引物,构建敲除载体以及互补表达载体。运用PEG的方法转化苹果树腐烂病菌,分别获得Vmzfp3和Vmtme42的敲除转化子和互补转化子。对Vmzfp3和Vmtme42基因敲除转化子、互补转化子以及野生型苹果树腐烂病菌菌丝形态和致病力进行分析。与野生型菌株03-8相比,Vmzfp3的敲除转化子的菌丝生长速率明显减慢,致病力也明显下降,其互补转化子使得这些功能缺陷均得以恢复。Vmtme42的敲除转化子无明显区别。由此证明基因Vmzfp3对病菌的菌丝生长,病菌的致病力具有调控作用。     

含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1(Triticum aestivum CBS domain containing protein 1)。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期(接种后18~48 h)高于亲和组合,而在侵染后期(接种后96~120 h)低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。     

调亏灌溉下新型土壤改良剂与氮肥配施对冬小麦水氮利用率的影响

【目的】通过对冬小麦施用一种以农作物秸秆为主要原料研制的新型土壤改良剂,探讨调亏灌溉下该改良剂与氮肥配施对冬小麦产量及土壤水氮利用率的影响。【方法】以冬小麦"西农979"为试验材料,采用田间小区试验,对灌水(灌水量分别为0,1.467m3/hm2)、新型土壤改良剂(施入量分别为0,1 500kg/hm2)和氮肥(纯氮施入量分别为0,160,288kg/hm2)3个因素不同水平进行完全随机组合设计,共12个处理,研究亏灌条件下,新型土壤改良剂和氮肥配施后,成熟期冬小麦产量、土壤水分及氮素利用率的变化情况。【结果】新型土壤改良剂和氮肥单施或配施均能改善成熟期冬小麦土壤水分条件,提高土壤含水量、水分利用率及籽粒产量,且灌水条件下效果更为明显。新型土壤改良剂和氮肥配施不仅明显增加了0～200cm土层土壤硝态氮含量,而且有利于提高植株氮素吸收量。无论灌水与否,1 500kg/hm2新型土壤改良剂和288kg/hm2氮肥配施的增产效果最明显,水分利用效率、植株氮素吸收量均较高。【结论】适度亏灌条件下,新型土壤改良剂与氮肥配施可显著提高作物产量及水氮利用率。     

大宝山尾矿库区及其周边地区地下水重金属健康风险评价研究

对大宝山槽对坑尾矿库区及其周边地区地下水18个采样点水体中的重金属(Pb、Cu、Mn、As、Cd)含量进行研究,并采用美国环境保护局(USEPA)推荐的健康风险评价模型,对研究区域的地下水重金属进行健康风险评价.研究结果表明:该区域地下水的重金属致癌风险较高,化学致癌物(As、Cd)的健康风险值超出化学非致癌物质(Cu、Pb、Mn)3～5个数量级,致癌重金属As的风险值数量级在10-5的比例约为16.7％;该区域化学非致癌物健康风险平均值排序是Cu＞Pb＞Mn,其中大部分(比例大于94％)Mn和Pb的非致癌风险值低于最大可接受风险值(5.05×10-5 a-1).该研究区域重金属污染物的优先控制顺序为:Cd＞ As＞Cu＞Pb＞Mn.     

两步法预处理制备生物质燃料乙醇

为了扩展燃料乙醇制备的预处理工艺的发展方向,该文针对燃料乙醇制备的2种新预处理方法——半纤维素分离两步预处理法和木质素分离两步预处理法进行了试验研究。分别以能源植物柳枝稷和农业废弃物玉米秸秆为原料,考查了这2种方法对酶水解过程中糖产量的影响。结果表明,半纤维素分离两步预处理法对柳枝稷的较优处理条件为:第一步预处理用3%质量分数的过氧化氢溶液在50℃处理16h,第二步预处理用去离子水在121℃处理30min,最终酶水解可获得89%的纤维素转化率;木质素分离两步预处理法对玉米秸秆的较优处理条件为:第一步预处理用碱性乙醇溶液(1%质量分数氢氧化钠和70%质量分数乙醇)在80℃处理2h,第二步预处理为去离子水在135℃处理30min,最终酶水解可获得83%的纤维素转化率;扫描电镜观察,柳枝稷和玉米秸秆的纤维束均被破坏,纤维素酶的作用面积得到提高。同时,分离提取了部分半纤维素和木质素,可以回收提纯,应用于高附加值化学产品的制备。这一结果表明,这2种方法为实现燃料乙醇制备工程工业化提供依据。     

秸秆不同还田方式对土壤低吸力段持水能力及蒸发特性的影响

利用张力计测定蒸发过程中低吸力段土壤水分特征曲线,对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合三种措施处理后对土壤饱和含水量、低吸力段土壤持水及供水能力和早期干旱过程中土壤脱水速度的影响。结果显示:粉碎秸秆施入土壤后提高了土壤饱和含水量、持水及供水能力,而长秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的影响较小;粉碎并氨化的秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的提高作用更为显著。粉碎秸秆及长秸秆处理均易造成早期干旱过程中脱水速度过快,氨化后或当秸秆与无机土壤改良剂混合施入土壤时,土壤低吸力段脱水速度明显减慢,利于土壤有效水的保存。该结果为提出新的能最大效率发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田方式提供了一定的理论基础。     

苹果树腐烂病菌转录因子VmSte12的鉴定及功能分析

 Ste12是最早在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中发现的一类转录因子。之后在部分丝状真菌中也发现了该类转录因子的存在,并证明其能够参与调控生殖生长以及病原真菌的致病力。然而,苹果树腐烂病菌(Valsa mali)中是否存在该类转录因子以及其功能尚不明确。本研究基于生物信息学鉴定苹果树腐烂病菌中Ste12的同源基因,采用烟草瞬时表达系统进行蛋白亚细胞定位分析,利用酵母单杂技术进行转录激活功能分析,进而利用PEG介导的原生质体转化技术构建基因缺失突变体,并对其进行表型观察与分析。结果表明,苹果树腐烂病菌存在Ste12的同源基因,我们将其命名为VmSte12。该基因编码701个氨基酸,包含Ste同源结构域和C₂H₂锌指结构域。VmSte12定位于细胞核,并具有体外转录激活功能。与野生型相比,VmSte12敲除突变体生长速率平均下降10.1%,分生孢子器数量平均下降94.6%,致病力平均下降27.4%。可见,VmSte12具有Ste12类转录因子特征,并且极有可能在腐烂病菌的生长、繁殖、致病等方面发挥重要作用。     

作物非充分灌溉决策指标研究进展

为了有效地进行非充分灌溉,通过不同方面研究土壤和作物水分亏缺的诊断方法,从而制定科学有效的灌水指标。对目前非充分灌溉的土壤、灌溉、作物等指标的研究现状及存在的问题进行了的阐述,讨论了非充分灌溉决策指标今后研究发展的方向。从目前国内外研究情况来看,应用叶水势、茎直径变化、冠层温度等作物指标来精确诊断作物的水分状况,已逐渐成为非充分灌溉研究领域关注的热点,但其基础理论、监测方法及不同作物的应用效果仍需进一步研究完善。因此,单纯从一种灌溉决策指标出发确定灌溉量是不全面的,如何建立非充分灌溉条件下不同地区、作物的灌溉指标体系将是今后中国重要的研究内容。     

有机硅集水措施对作物生长影响试验研究

采用有机硅喷涂、拍光压实及自然坡面3种集流措施收集雨水,研究在不同集流措施下种植带内水分动态变化,以及对作物生长发育的影响。结果表明,有机硅喷涂措施在作物生长季节能大大提高种植带内的土壤含水量和集水量。     

基于文献计量的农业节水领域研究现状及热点分析

农业节水是农业可持续发展的研究热点.为了能够在总体上把握国际有关农业节水技术领域的研究现状、热点和发展趋势,以Web of Science核心合集数据库为数据源,对1992-2019年发表的农业节水技术相关的文献进行计量分析,结果表明:①农业节水技术研究发展迅速,国际尤其是中国在该领域发文量均呈现快速增加趋势.②农业节...