基于粮食安全贡献度的中国粮食主产区粮食供求格局演变

基于粮食安全贡献度的FSP模型分析框架,从省际粮食供需平衡的角度测算中国粮食主产区对国家粮食安全的贡献,并探究了粮食主产区粮食供求格局的演变特征。结果表明:除2000—2003年粮食产量骤降造成粮食供给缺口外,1991—1999年、2004—2018年中国粮食主产区粮食盈余(调出量)呈“稳中有降—绝对增长”的U型变化趋势,历年粮食安全贡献度均高于85%,粮食主产区的粮食地位相对稳固。粮食主产区的粮食供求格局经历了省际间的分化和重组。一方面,粮食供给向中北部地区集聚,而南部地区粮食产需紧平衡,粮食供需错配严重;另一方面,粮食供需空间分异明显,2000年后黑龙江、河南、吉林3省的粮食安全贡献度合计达50%左右,而湖南、江西、江苏、河北、湖北、四川、辽宁7省的历年粮食安全贡献度均低于5%,粮食调出总量合计仅占粮食主产区粮食调出总量的10%~20%。     

水稻灌浆期穗颈瘟发生对产量及茎节代谢产物的影响

【目的】检测自然条件下稻瘟病感病品种茎节的代谢产物,从代谢物角度解析水稻品种感病和产量降低的原因,为粳稻品种感病机理研究和生态防控提供理论依据。【方法】以稻瘟病感病品种辽星1号和粳型恢复系C418为材料,灌浆期调查穗颈瘟发病率,同时采用气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向代谢组学方法检测感病茎节和正常茎节的代谢产物,利用主成分分析（PCA）感病茎节与正常茎节之间代谢物组成,利用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）的变量权重值（VIP>1.0）进行两者之间差异代谢产物种类的筛选,比较两者糖类物质和氨基酸类物质的差异,从代谢物角度解析水稻品种产量降低的原因。成熟期进行结实率、千粒重、粒长、糙米率等产量和品质性状测定。【结果】辽星1号和C418穗颈瘟发病率分别为57.23%和82.94%。穗颈瘟显著降低一次枝梗整精米率、二次枝梗的结实率、千粒重、长宽比和整精米率,其他性状无显著差异。辽星1号和C418的茎节GC-MS检测均定性到358种代谢产物,感病茎节上调了73.46%和67.88%的代谢产物。PCA和PLS-DA分析可以将感病茎节和正常茎节的代谢产物清楚分开,辽星1号和C418的感病茎节和正常茎节之间具有明显不同的代谢产物表型,与正常茎节相比,辽星1号感病茎节诱导61种代谢产物相对含量显著变化,C418感病茎节诱导47种代谢产物相对含量显著变化,两个品种共有显著变化的代谢产物30种。其中,次生代谢产物香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺的相对含量显著下调,辽星1号分别下调了87.03%、96.29%、77.95%、74.56%、86.48%和82.68%,C418分别下调了99.92%、99.68%、97.26%、86.67%、94.96%和76.74%。正常茎节中辽星1号这6种次生代谢产物的相对含量分别是C418的2.64、2.39、2.39、2.27、3.09和2.56倍;感病茎节上调了63.33%的糖类物质和68.42%的氨基酸类物质,糖类物质上调了1.02—17.92倍,氨基酸类物质上调了1.05—13.12倍,其中C418糖类物质上调的幅度更大。【结论】穗颈瘟发生显著改变了感病品种辽星1号和C418的茎节代谢产物组成,感病品种可能通过香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺相对含量的变化调控茎节对稻瘟病的防御反应。感病茎节通过积累大量的糖类物质和氨基酸类物质,降低其向籽粒转运,抑制了产量形成。     

两个褐飞虱海藻糖转运蛋白基因的结构及调控海藻糖代谢功能

【目的】海藻糖是昆虫中的主要血糖物质,在昆虫的发育及生理活动中发挥重要功能。其中,海藻糖转运蛋白（Tret）在将海藻糖从其生成组织（例如脂肪体）运输到其消耗组织的过程中起着重要作用。本研究通过分析褐飞虱（Nilaparvata lugens）两条Tret1的序列结构,进一步抑制NlTret1的表达,探讨这两个NlTret1在褐飞虱体内的生物学功能。【方法】以褐飞虱两条Tret1序列为研究对象,利用生物信息学技术分析其蛋白结构以及与其他昆虫之间的同源性。采用RNAi（RNA interference）技术将合成的外源dsRNA（double-stranded RNA）注射到实验室饲养褐飞虱种群体内,抑制其体内NlTret1的表达,分别在注射48 h后取材,抽取总RNA并用反转录试剂盒合成第一链cDNA,采用qRT-PCR（quantitative real-time PCR）技术检测dsNlTret1的干扰效果以及RNAi后褐飞虱体内海藻糖代谢通路中相关基因的表达,最后测定葡萄糖、海藻糖和糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】生物信息学分析表明,NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的开放阅读框长度分别为1 920和1 578 bp,分别编码639和525个氨基酸,预测蛋白分子量分别为69.29和58.71 kD,等电点分别为8.32和8.36;NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的二级结构主要包含螺旋和卷曲;保守结构域分析显示它们均属于MFS家族。进化分析结果显示,不同昆虫的Tret1蛋白具有较高的同源性,且褐飞虱与其他半翅目昆虫具有较近的亲缘关系;与注射dsGFP组相比,注射靶标基因的dsRNA后均能够显著沉默本基因的表达;褐飞虱体内糖原、葡萄糖在注射dsNlTret1-like X1和dsNlTret1-2 X1后,其含量均无显著变化,然而不同于注射dsNlTret1-2 X1组,在注射dsNlTret1-like X1后褐飞虱体内海藻糖含量极显著升高;干扰NlTret1-like X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2、TRE1-1、TRE1-2和TRE2的表达均极显著下调;而干扰NlTret1-2 X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2和TRE1-1的表达虽也极显著下降,但TRE1-2和TRE2极显著上调;在注射dsNlTret1-like X1后,试虫可溶性海藻糖酶和膜结合型海藻糖酶的活性均极显著降低,而在注射dsNlTret1-2 X1后无显著变化。【结论】褐飞虱的两个Tret1在不同组织间发挥着不同的功能,其中NlTret1-like X1在特异性转运海藻糖参与能量供应中起到更为显著的作用。研究结果有助于探索Tret1在昆虫或无脊椎动物中调控海藻糖代谢平衡的调节机制,可为将来通过调控血糖平衡来控制褐飞虱等害虫提供理论依据。     

木薯不同品种朱砂叶螨抗性与其叶片内含物的关系

为揭示木薯抗朱砂叶螨机理,以2个木薯品种‘新选048’和‘桂热4号’为材料,在朱砂叶螨发生危害时期,观察不同木薯品种受害程度并对其抗螨性进行鉴定,测定叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素的含量,分析各生理指标与朱砂叶螨危害程度的关系。结果表明,‘新选048’对朱砂叶螨的抗性优于‘桂热4号’。不同木薯品种,叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素含量不同;‘新选048’叶片单宁及叶绿素含量均高于‘桂热4号’,而可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量则反之;螨害指数与单宁含量、叶绿素含量呈极显著负相关,与可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量呈极显著正相关。木薯抗螨性与叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、单宁、叶绿素含量密切相关,这些指标可作为木薯对朱砂叶螨抗性评价的主要指标。     

不同自然通风方式对日光温室性能的影响

为探究不同自然通风方式下日光温室室内环境因子的变化规律,提高日光温室自然通风效率,设计2种不同自然通风方式:后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式。将分别采用后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式通风方式的温室,依次记为G1、G2,并以传统顶通风式日光温室(G3)为对照,对上述3座采用不同自然通风方式的温室内部环境和作物生长状况进行了研究。结果表明:晴天白天,G1、G2的室内光照强度分别比G3提高了26.34%和10.16%,G1、G2、G3平均气温分别为33.7、33.8、34.8℃,平均相对湿度分别为47.15%、47.21%、44.03%,风速折减率分别为0.80、0.74、0.90;晴天13:00,G1、G2的植物冠层气温分布呈现南高北低,而G3的呈南低北高分布。G1、G2内的番茄产量分别比G3提高了19.54%、6.90%。综上,后坡整体开窗式表现最优。     

1978—2018年中国农村环境管理政策演进特征——基于206份政策文本的量化分析

基于手工搜集的1978—2018年中国政府颁布的206份农村环境管理政策文本,从政策发布年度、政策发布主体、政策发布形式、政策作用对象、政策工具及政策效力6个维度构建分析框架,运用政策文献计量和内容分析方法分析了中国农村环境管理政策的演进特征。结果表明:1978年改革开放以来,中国农村环境管理政策在数量上呈整体持续上升态势;农村环境管理政策经历了探索起步(1978—1989年)、初步形成(1990—2004年)、快速发展(2005—2013年)和全面推进(2014年以后)4个阶段的演进;政策发布主体的行政级别较高且呈现多元化特征,政策联合决策程度高,但政策之间统筹性和协调性较低;政策绝大多数以通知、意见等形式发出,缺乏权威性和规范性;政策的着力点主要在原生态保护层面,对农村人居环境整治的重视程度不够;命令控制型政策是政府最为偏好的农村环境管理政策工具,经济激励型、信息公开型和自愿参与型政策工具使用不足;政策整体效力的提升主要由政策发布数量驱动,政策反馈不足、政策措施较少和政策目标量化程度低是导致政策平均效力较低的主要原因。