植物根系对土壤团聚体形成作用机制研究回顾

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤水力侵蚀的微观描述即为土壤团聚体的破裂过程。研究表明:植物根系可以改变土壤的力学以及水文特征,促进土壤团聚体的形成和稳定。因此,对近20年国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从根系对土壤团聚体的物理、生物、电化学作用3个研究视角,分析了植物根系对土壤团聚体形成的作用机制,提出了现有研究中存在的问题及研究趋势,这对深入认识植物根系对土壤团聚体的影响及其作用机制、发展根-土相互作用的土壤侵蚀过程模型具有重要的意义。     

退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域（陕北黄土高原部分）为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程（RUSLE）,结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:（1）洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;（2）洛河流域2000—2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;（3）降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。     

基于物联网技术的辽宁种质库信息平台设计与实现

针对目前国内种质资源信息化平台集成度差的弱点,根据物联网的技术规范,结合种质库的工作需要,设计了高度集成的辽宁种质库物联网信息平台。     

抑菌处理对发芽糙米污染微生物和主要营养成分的影响

以次氯酸钠和尼森(Nison)杀菌剂及其复配液为处理液,对淮稻6号水稻糙米发芽过程的污染菌及主要营养成分进行了测试。结果表明,质量分数1.5%的Nison和质量分数1%的次氯酸钠均可抑制糙米发芽过程中细菌的生长,而两者混和液的抑菌效果最好,对产品的营养物质转化特别是糖的转化有很好的促进作用。     

植酸酶基因定性PCR检测方法及阳性质粒分子的构建

植酸酶基因在农业生产中具有很高的应用价值,正被广泛用于农作物的基因工程研究。为了满足转植酸酶基因作物安全监管的需要,通过优化PCR检测条件,建立了植酸酶基因特异性定性PCR检测方法。该方法具有良好的扩增特异性和检测灵敏度,可以满足我国植酸酶转基因作物监管需要。此外,我们将6大作物(小麦、水稻、棉花、大豆、玉米和油菜)的内标准基因和植酸酶基因克隆到同一载体上,构建成了阳性质粒分子pBS Endogenous-phytase。该质粒分子适用于这6大作物中植酸酶基因的筛查检测。本研究为转植酸酶基因作物的安全监管提供了阳性材料和检测方法。     

压电驱动微悬臂梁与基底粗糙面间多次接触分析

基于压电原理,在考虑黏着、微凸体间相互作用、基底弹塑性变形及微悬臂梁弹性恢复等基础上,运用ABAQUS动态模拟分析了压电薄膜驱动下微悬臂梁末端与基底粗糙面间的接触。结果表明:每次压电驱动接触过程中均存在数次明显的接触-分离情形,梁与基底在无电压作用后2~4μs内仍出现黏合,分离期间粗糙表面发生小部分的弹塑性变形,其中最大残余应力值处于接触区域边缘;随着压电驱动次数的增加,基底发生塑性变形区域不断向两边扩展,表面间黏合作用增强,影响系统接触的可靠性。     

车辆半主动悬架粒子群模糊混合控制策略

在Matlab中建立4自由度1/2半主动悬架车辆模型后,构建模糊混合控制器,利用粒子群优化算法对模糊混合控制器的隶属度函数和模糊控制规则同时进行优化,开发了粒子群模糊混合控制策略。为了有效验证所提出的控制策略,在搭建的车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真试验平台上进行了粒子群模糊混合控制策略的半实物仿真试验。硬件在环仿真试验结果表明,粒子群模糊混合控制策略明显优于传统模糊控制策略,能有效地提高半主动悬架系统的综合性能,并且在不同路面输入激励下均能取得较好的控制效果。     

污泥农用对痕量元素在小麦-玉米轮作体系中的积累及转运的影响

利用田间试验初步研究了污泥农用对小麦、玉米大田作物及土壤环境影响以及污泥中痕量元素在土壤与植物可食部分之间转移规律。结果表明,施用污泥后,尤其是36t·hm^-2施用量时,土壤中Zn、Cu、Cd、Pb、As和№的含量均显著增加,但是施用污泥4．5至36t·hm^-2后,除小麦籽粒中Zn、Cu含量和玉米籽粒中Zn、Cr含量显著增加外,其他痕量元素在小麦和玉米籽粒中的含量没有显著增加。作物籽粒中Zn含量与土壤中污泥施加量之间存在着显著的线性回归关系,土壤中增施1t·hm^-2之污泥,小麦和玉米籽粒中Zn的含量分别增加0．570和0．118mg·kg^-1。小麦和玉米籽粒除M和Pb的富集系数相近外,对其他痕量元素而言,小麦籽粒的富集系数显著高于玉米籽粒。从痕量元素的累积速率和现行土壤环境质量标准考虑,北京污泥中Hg是优先考虑控制的元素,但是污泥中№对食品安全的影响还需要进行长期的大田实验研究。     

纳米氧化锌对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的影响

为研究金属型纳米颗粒对蔬菜种子发芽性能和幼苗生长的影响,于2017年7月采用种子发芽试验,探究了不同浓度（0、50、100、200、500、700、1 000 mg·L^-1）下纳米氧化锌颗粒（ZnO NPs）和硫酸锌（ZnSO₄）处理对樱桃萝卜（Raphanus sativus L.）和小白菜（Brassica chinensis L.）种子发芽性能及幼苗生长的影响。结果表明：不同浓度ZnO NPs或ZnSO₄处理下两种蔬菜作物的发芽率与对照处理相比均无显著差异（P>0.05）,而两种蔬菜的生物量则均受到抑制。ZnO NPs及ZnSO₄处理对两种蔬菜根长的抑制作用强于芽长。ZnO NPs对两种蔬菜种子根长的抑制率比ZnSO₄更大,且抑制率均随着处理浓度的升高而增加,在1 000 mg·L^-1时最高,达到98%。而ZnSO₄对两种蔬菜芽长的抑制作用强于ZnO NPs。研究表明,尽管ZnO NPs和ZnSO₄对两种蔬菜发芽率无显著影响,但二者均在一定程度上抑制了两种蔬菜根长和芽长。     

CRISPR/Cas9介导的绵羊示踪脐带间充质干细胞系的建立

【目的】利用CRISPR/Cas9技术建立绵羊示踪脐带间充质干细胞系,为间充质干细胞的临床治疗与分化机制研究奠定基础。【方法】根据绵羊ROSA26的基因组序列,利用在线工具ZiFiT Targeter Version 4.2设计合成3对引物,利用点突变法,以px330质粒为模板分别进行PCR,DpnⅠ去除质粒DNA后,PCR产物自身环化,酶切测序鉴定,构建以绵羊Rosa26为靶标基因的sgRNA/Cas9载体,构建的质粒含Cas9和向导RNA(single-guide RNA,sgRNA) 表达盒,由U6启动子驱动表达。将上述载体分别利用脂质体转染绵羊脐带间充质干细胞(sUMSCs),提取其基因组PCR后进行T7E1酶切,琼脂糖电泳分析条带灰度以检测载体编辑活性。根据sgRNA序列在绵羊ROSA26靶位点的上下游设计并合成左、右同源臂扩增引物,提取绵羊全基因组为模板分别进行PCR扩增得到左右同源臂,回收纯化后分别与pMD19-Simple连接,酶切测序鉴定获得左、右同源臂重组质粒。根据PCR引入的酶切位点,将左同源臂质粒和Donor表达载体DC-DON-SH02 ROSA26进行酶切连接,鉴定获得左臂重组打靶载体,使用相同方法将右同源臂质粒连接到左臂打靶载体上,鉴定获得Donor打靶载体,载体携带嘌呤霉素抗性基因和绿色荧光蛋白（GFP）报告基因。在生长良好的sUMSCs中加入不同浓度的嘌呤霉素,观察细胞存活时间,确定最佳抗性筛选浓度和时间。利用脂质体共转sgRNA/Cas9载体和Donor载体到绵羊间充质干细胞,在其ROSA26位点切割DNA双链,在DNA断裂处通过同源重组方式引入报告基因,转染48 h后进行嘌呤霉素抗性筛选,筛选结束后更换正常培养基继续培养,观察绿色荧光的表达并提取阳性细胞基因组,针对ROSA26位点设计上下游两对引物对其进行PCR检测其整合情况。【结果】（1）针对绵羊Rosa26位点设计3对PCR引物,利用点突变法将sgRNA 克隆至px330的BbsⅠ酶切位点上,成功构建sgRNA/Cas9载体px330-sgRNA1/2/3,将其分别转染sUMSCs,T7E1酶切结果表明px330-sgRNA2/3出现脱靶现象,未在靶位点发生编辑,px330-sgRNA1的编辑效率最高,约为20%;（2）基于sgRNA1,PCR法获得打靶载体的左、右同源臂,经一系列分子生物学方法先后连接到载体DC-DON-SH02 ROSA26上,经酶切和PCR鉴定,成功获得绵羊ROSA26位点的重组载体sROSA26-HA;（3）筛选得到sUMSCs最佳抗性浓度时间,利用Lipofectamine2000共转染sgRNA/Cas9载体和Donor重组载体到sUMSCs,1.5 μg·mL^-1嘌呤霉素筛选15d至对照组细胞全部死亡,获得的阳性克隆并扩大培养。显微镜下可观察到明显的绿色荧光,且与对照组相比,阳性细胞克隆的基因组PCR均检测到特异条带,表明sUMSCs的ROSA26位点发生同源重组,GFP基因被成功敲入到基因组中并能正常表达,该细胞可以用于动物疾病模型中追踪sUMSCs的去向和分化方向的研究。【结论】成功利用CRISPR/Cas9系统在sUMSCs内实现外源GFP基因的定点敲入,获得绵羊示踪脐带间充质干细胞系,为间充质干细胞进一步的临床转化奠定了基础。