三类病毒感染下的手足口病模型的动力学分析

建立了CA16病毒、 EV71病毒及其他病毒株感染下周期性发病的手足口病模型.得到了模型的基本再生数并用它证明了模型无病平衡点的全局渐近稳定性.另外,分析了单一病毒株周期解的稳定性.最后,发现基本再生数最大的病毒株会持续生存下来,其他两种病毒株会被竞争排斥掉.     

热碱致魔芋胶与黄原胶共混凝胶的显微结构与流变规律

【目的】探究魔芋胶与黄原胶混合溶胶体系在碱性条件下的凝胶形成机理与凝胶特性,为魔芋胶与黄原胶相关凝胶食品的开发提供理论依据。【方法】在总多糖浓度约为2.0%的条件下,配制不同黄原胶与魔芋胶比例的混合溶胶体系,添加2.0%的Na₂CO₃,并于90℃条件下恒温处理各溶胶体系2 h,冷却至室温后制得不同黄原胶与魔芋胶配比的复合凝胶。通过测定复合凝胶添加碳酸钠前后的凝胶破裂强度,揭示热碱处理对混合凝胶破裂强度的影响。分别测定去离子水浸泡、2.0%柠檬酸溶液浸泡以及冻融处理后凝胶破裂强度的变化情况,并结合扫描电镜观测凝胶的微观形貌,探究复合凝胶的凝胶特性。此外,通过流变学手段进一步研究黄原胶与魔芋胶复合凝胶网络的形成机制。【结果】在室温（20℃）条件下,非热碱处理的魔芋胶与黄原胶最佳协同比为5﹕5,热碱处理后的魔芋胶与黄原胶最佳协同比增加至7﹕3,原因可能是魔芋胶碱化后分子链上脱去部分乙酰基,形成分子间三维网络结构,但在随后的冷却过程中,与黄原胶协同结合位点减少,因此在达到最大协同比时,需要更多数目的魔芋胶分子参与。此外,经去离子水和2.0%柠檬酸溶液浸泡后,所有凝胶体系的破裂强度都有所降低,其中经过2.0%柠檬酸溶液浸泡后的凝胶破裂强度下降更为明显。冻融处理后,复合凝胶均出现明显的析水现象,魔芋胶比例越高,析水现象越明显。进一步探究魔芋胶与黄原胶共混体系在2.0% Na₂CO₃浓度、90℃条件下的凝胶化过程,发现随黄原胶添加量增加,凝胶化速率呈减小趋势。此外,凝胶弹性模量在90—60℃呈降低趋势,60℃以下逐渐上升。【结论】在90℃条件下碱处理魔芋胶与黄原胶共混体系时,诱导体系形成热不可逆凝胶。当降低该体系的温度时,黄原胶分子在60℃时开始与魔芋胶网络结合,增加了凝胶的弹性模量。当魔芋胶与黄原胶比例为7﹕3时,室温下混合凝胶的破裂强度最大。经去离子水和2.0%柠檬酸溶液浸泡后,凝胶强度均有所降低。魔芋胶与黄原胶形成的复合凝胶在一定条件下可以改善单纯碱法诱导的魔芋胶凝胶析水多、强度差等缺点。     

生物炭连续施用对农田土壤氮转化微生物及N2O排放的影响

【目的】研究连续添加生物炭6年后对农田土壤氮转化相关微生物功能基因的影响,揭示生物炭影响作物产量和N₂O排放的微生物学机制,并为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】通过在潮土农田设置0（BC0,对照)、2.25（BCL,低量）、6.75（BCM,中量）和11.25 t·hm^-2（BCH,高量）4个秸秆生物炭量处理的田间定位试验,采用田间观测、化学分析、荧光定量PCR（qPCR）技术,系统研究施用生物炭对氧化亚氮（N₂O）排放、氨单加氧酶（amoA）、亚硝酸还原酶（nirK、nirS）、氧化亚氮还原酶（nosZ）基因丰度及夏玉米产量的影响。【结果】与对照BC0处理相比,施用生物炭可显著提高夏玉米籽粒产量,且BCM处理籽粒产量达到最大值10 811 kg·hm^-2,显著降低夏玉米生育期N₂O累积排放量,并以BCM处理减少N₂O排放效果最优。研究还发现,在夏玉米多个生育时期,与对照比较,生物炭施用可以显著提高耕层土壤无机氮储量和土壤含水量。此外,随着生物炭施用量增加,土壤氨氧化古菌（AOA）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期均表现为先上升后下降趋势,且两个时期均以BCM处理最高,而氨氧化细菌（AOB）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期分别为BCH处理和BCM处理最高。与对照相比,中、高量生物炭施用（BCM、BCH处理）可显著提高夏玉米大喇叭口期和成熟期土壤反硝化作用功能相关基因（nirK、nirS、nosZ）拷贝数。相关性分析表明,夏玉米成熟期土壤N₂O排放通量与土壤硝态氮、土壤含水量、AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ呈显著负相关关系。【结论】施用生物炭通过增加土壤微生物氮转化功能基因丰度进而降低土壤N₂O排放,通过增加土壤耕层无机氮储量和土壤水分含量进而提高作物产量,并以中等用量（6.75 t·hm^-2）施用效果最优。     

花椒采摘机器人视觉识别与定位求解

针对花椒市场需求量大、采摘困难的现状。笔者设计了自动识别花椒系统,通过对比4种识别算法的性能,采用识别效果最好的K-means聚类算法对花椒果实目标进行提取,针对花椒串生长具有离散性特点提出用平面内质点系模型求出花椒串质心。提出了Otsu算法与K-means算法结合图像相减的方法识别出花椒的结果母枝,然后根据小孔成像的基本原理和凸包理论得出单目视觉的花椒深度信息。最后以到花椒质心最短距离为限定条件确定母枝上采摘点所在的直线段,经过坐标转换求出直线段上采摘点的三维世界坐标。     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】 刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节（即每年8月初）,采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割（G1）、两年一割（G2）、漏割带10 m（G3）、漏割带5 m（G4）和对照（CK）处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】 研究发现羊草（Leymus chinensis）在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、长柱沙参（Adenophora stenanthina）、柴胡（Bupleurum scorzonerifolium）和草地早熟禾（Poa ratensis）等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大（下降了1.8%）,其次是CK（下降1.6%）,G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】 长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰（两年一割和漏割带10 m）有利于草原的可持续发展。     

主要农作物 lncRNA 鉴定与分析研究进展

随着基因组和生物信息学技术的进步,特别是高通量测序技术的发展,人们发现了许多没有蛋白质编码潜力的转录单位。其中,长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一种长度大于200 nt的非编码RNA,有着独特的二级结构且不编码蛋白质,lncRNAs可以在核内发挥作用,也可以在细胞质中发挥作用。大量的证据表明,lncRNAs几乎是每个细胞过程的调节器,其重要性引起了越来越多的人关注。lncRNAs主要与mRNA、DNA、蛋白质和miRNA相互作用,从而以多种方式在表观遗传、转录、转录后、翻译和翻译后水平调控基因表达。lncRNAs介导的调控在动物中已经被大量研究,而植物中的lncRNAs研究才刚刚起步,近期许多新的研究结果表明,lncRNAs在植物逆境胁迫、生长发育及系统进化的过程中起了非常重要的作用。概述了lncRNAs的来源、分类及lncRNAs在植物发育中的调控机制,列举了可用于植物lncRNAs分析的主要数据库资源,并就近年来玉米、水稻、小麦等主要农作物lncRNAs研究情况进行了梳理和总结,为今后深入挖掘植物lncRNAs的作用机制及其在农作物中的应用提供一定的参考。     

菜心游离小孢子培养高频胚诱导培养基优化

【目的】对菜心小孢子培养的诱导培养基进行优化,以提高胚胎诱导率,创制优良DH系应用于育种实践。【方法】设置不同蔗糖浓度和激素(6-BA和NAA)浓度组合的NLN诱导培养基,以10份不同基因型的菜心为试材,进行小孢子培养及出胚率分析,筛选最佳诱导培养基。【结果】7份材料诱导出胚状体,不同基因型间的胚胎诱导率差异显著,说明基因型是影响小孢子形成的主要因素;在无激素处理中,100 g/L蔗糖浓度NLN(NLN-10)小孢子胚诱导率最高,出胚材料诱导率在3.45～30.46胚/皿;NLN含量减半的1/2 NLN-10培养基处理出胚率约为NLN-10处理的2/3;130 g/L蔗糖浓度NLN处理出胚率显著降低,最高仅为14胚/皿,蔗糖浓度为160 g/L的NLN(NLN-16)处理未出现胚状体;在NLN-10中分别添加0.1 mg/L 6-BA和NAA,促进出胚效果最佳,出胚率最高的 Rt19006达46.93胚/皿,是不添加激素处理的1.5倍;当NLN-10 中6-BA和NAA浓度均达到0.2 mg/L时,胚胎生长发育受到抑制。【结论】筛选出可有效促进菜心小孢子出胚的诱导培养基配方,即100 g/L蔗糖浓度的NLN+6-BA 0.10 mg/L +NAA 0.10 mg/L。     

苏云金芽胞杆菌JQD117菌株对韭蛆体内几种酶活性的影响

为明确苏云金芽胞杆菌JQD117对韭蛆幼虫蛋白酶和解毒酶活性的影响,测定比较了感染Bt后幼虫体内胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶和羧酸酯酶的活性。首先采用室内生物活性测定方法明确了菌株JQD117对韭蛆3龄幼虫72 h的LC₅₀为2.8070×10⁷cfu/mL,然后采用10×LC₅₀、1×LC₅₀和0.1×LC₅₀三个浓度饲喂感染韭蛆幼虫,定期取样测定韭蛆体内5种酶活性,结果表明以较高浓度（1×LC₅₀和10×LC₅₀）感染韭蛆幼虫后体内蛋白酶和解毒酶活性变化较大,而以低浓度（0.1×LC₅₀）感染韭蛆幼虫后体内蛋白酶活性变化较小。其中,以1×LC₅₀和10×LC₅₀浓度感染韭蛆幼虫后,胰蛋白酶和乙酰胆碱酯酶活性在24~36 h和6~60 h与对照相比均显著升高;类胰凝乳蛋白酶和羧酸酯酶活性在6~60 h与对照相比均受到显著抑制。以0.1×LC₅₀浓度感染韭蛆幼虫后,胰蛋白酶活性只在36 h时与对照相比显著升高;乙酰胆碱酯酶活性在12~48 h时与对照相比显著升高;羧酸酯酶活性只在6 h与对照相比受到显著抑制;类胰凝乳蛋白酶活性与对照相比均无显著变化。谷胱甘肽-S-转移酶活性在三种感染浓度下与对照相比均无显著变化。可见,感染JQD117对韭蛆体内蛋白酶和解毒酶活性均产生了不同程度的影响,且随感染浓度的升高而增强,扰乱了韭蛆正常的生理代谢和对外源毒素的分解,本文为Bt防治韭蛆应用和开发提供了理论指导。     

生物炭对Bt Cry1Ac蛋白抗紫外能力影响

为了研究生物炭对紫外线的防护作用,以豆壳烧制的生物炭作为载体,研究生物炭对Bt Cry1Ac蛋白的吸附行为以及生物炭对Cry1Ac蛋白的紫外保护作用。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线粉末衍射以及傅立叶红外光谱等手段对生物炭的形貌和结构进行表征。结果表明,生物炭是典型的多孔结构材料,表面具有丰富的官能团。Cry1Ac蛋白与生物炭吸附平衡时间为50 min,最合适的吸附浓度比（生物炭：蛋白）为1：100,二者吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型。在UVB紫外照射4 h后,生物炭与Cry1Ac蛋白复合物对棉铃虫的生物活性是单纯蛋白的4.93倍,显示生物炭具有较好的紫外抵抗效果。研究结果初步表明,制备得到的生物炭能够显著提高Cry1Ac蛋白的抗紫外能力,为后续研发耐受紫外线的农药剂型提供新材料。