羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性

为筛选多态性丰富的羊草叶绿体非编码区片段,本研究以9个不同地理位置的羊草居群为材料,通过对12个叶绿体非编码区DNA片段测序及其序列间变异分析试图从中找出有遗传差异的叶绿体DNA(cpDNA)片段,并利用有多态性的cpDNA片段进行遗传多样性分析。结果表明,序列ndhF-rpl32、trnL-trnF、trnC-ycf6、aptI-aptH具有比较丰富的变异,可作为下一步研究野生羊草群体遗传学和谱系地理学较为理想的分子标记。在37个羊草个体4条非编码区片段的合并序列中,共检测到15种单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.928,核苷酸多态性(Pi)为0.00101;遗传分化指数(Fst)为0.58884,基因流(Nm)为0.17,基因流较小;中性检验Tajima’s D(-1.08542)和Fu’s Fs(-5.301)均为负值,且差异不显著(P>0.10),推测羊草遵循中性进化理论,可能经历过种群扩张;AMOVA结果显示,65%的分子变异出现在居群间,35%出现在居群内;Mantel检验得到,遗传距离与地理距离具有显著相关性(r=0.449,P<0.05);居群分化值Nst 0.386(0.1865)大于Gst 0.234(0.1506),差异显著(P<0.05),表明羊草居群存在分子谱系地理结构。通过系统发育树分析得到,羊草15个单倍型分为两大分支,H2和H10聚为一支,它们与别的居群个体亲缘关系较远,其余单倍型聚为另一支;单倍型网络图显示,H2和H12、H10和H12亲缘关系较远,与系统发育树分析结果基本一致。本研究为羊草的种质资源保护、谱系地理学研究等工作奠定了基础。     

栉孔扇贝消化盲囊亚细胞组分分离与鉴定技术

采用匀浆、差速离心、镜检和标志酶测定等方法,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)消化盲囊亚细胞组分分离与鉴定技术。结果显示,经Hoechst33258染色,在匀浆2min对照组中,观察到大量栉孔扇贝消化盲囊完整细胞,呈圆形或椭圆形,细胞膜完整,荧光强度较高;在匀浆3、4、5 min实验组中,完整细胞数目逐渐减少,且出现许多形态较小、荧光强度弱、轮廓模糊的细胞碎片。通过血球计数板法得到的细胞破碎结果与上述染色结果一致,随着匀浆时间(2~5 min)的增加,细胞破碎率升高,当匀浆时间达到5 min时,细胞破碎率升至94.24%。利用Hoechst 33258染色栉孔扇贝消化盲囊亚细胞分离组分(S2、C2、C4、S5和C5),镜检发现,C2组分荧光强度最强,荧光颗粒数目多,而其他组分荧光强度弱,且基本观察不到荧光颗粒。由此推测,细胞核主要存在于C2组分中;同时,细胞膜(5’-核苷酸酶)、线粒体(琥珀酸脱氢酶)、细胞质(乳酸脱氢酶)和微粒体(葡萄糖-6-磷酸酶)标志酶活力在其他亚细胞组分中有少量检出,但它们在S2、C4、S5和C5组分中的的标志酶活性比例较高(分别为63.90%、64.89%、77.82%和67.55%)。由此推测,S2、C2、C4、S5和C5分离组分分别为细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体和微粒体。本研究成功构建了栉孔扇贝消化盲囊亚细胞组分分离与鉴定技术方法,为贝类生理机制研究提供技术支持。     

生物海绵铁复合填料曝气生物滤器处理养殖海水脱氮条件优化研究

为了提高海水循环养殖系统(RAS)中曝气生物滤器(BAF)系统脱氮效率,减少亚硝态氮(NO^2--N)积累和曝气量,将铁基复合生物填料引入BAF系统,以间歇式曝气营造BAF系统好氧、缺氧和厌氧的循环环境,采用扫描电子显微镜考察了填料表面形态,研究了不同复合填料配比及曝气运行方式下的氮污染物的处理效果,并利用单因素实验对生物滤器的各重要运行参数进行优化。结果显示,添加铁基填料可以提高约10%的脱氮效率,降低25%的NO^2--N积累并节省50%的曝气量;海水BAF系统在如下运行参数条件下有更优的去除性能,间歇曝气时长为12 h,聚碳酸亚丙酯(PPC)凝胶亲水填料与海绵铁复合配比为3∶1,温度为30℃,水力负荷率(HLR)为1.2 m^3/(m^2·d),进水氨氮(NH4^+-N)负荷为1 mg/L。研究表明,在RAS中引入铁基填料并以间歇曝气方式运行,能提高BAF系统处理氮污染物效率,明显降低NO^2--N积累和运行耗电量,为BAF在RAS中的生产应用提供理论依据。     

内蒙古平原灌区“春麦冬播”种植效应及品种适应性

针对内蒙古春播小麦生育期短、干热风、高温逼熟等因素制约产量提高,且收获后光温资源极大浪费的现状,以及试种冬小麦发现的冬季冻害、春季干旱或"倒春寒"影响返青率及前茬限制等问题,本研究以"春麦冬播"种植模式为切入点,采用不同春化类型小麦品种,通过连续2年的田间试验,系统研究了不同小麦品种越冬出苗、叶片生理、根系性状及产量形成的差异,以期筛选适宜冬播的小麦品种。结果表明:供试的全部春性小麦品种及部分冬性品种可以以种子形式完成春化作用,第2年正常抽穗成熟。冬播条件下春季田间出苗率较春播小麦有所降低,但根系发达,对低温及干旱的适应性强。通过系统聚类筛选出适宜内蒙古平原灌区冬播的3个小麦品种,包括春性品种永良4号、冬性品种宁冬11号和半冬性品种河农7106,其共同特征为越冬出苗率高、抗逆性强、根系发达、产量表现较高,其中永良4号产量可达到与春播相同的水平。     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

中国李种质资源研究进展

从李种质资源收集、不同栽培种起源关系、中国李不同栽培品种群间的演化关系以及资源鉴定评价等方面对近几十年来国内的研究工作进行了回顾,并针对李种质资源研究存在的问题提出了建议,以期为中国李种质资源评价、创新与利用提供科学依据。     

LED补光组合对大棚越橘生长发育的影响

以2年生南高丛越橘‘Emerald’为材料,以大棚内自然光作为对照,研究LED光源的红蓝光(3︰1和6︰1)、紫外光(UVA)对植株长势、叶片光合作用、碳氮代谢、开花基因表达及开花率、果实品质的影响。结果表明:红蓝光组合处理下‘Emerald’的植株营养生长较旺盛,株高、1年生枝条长度和粗度显著高于对照。此外,红蓝光(6︰1)处理下叶片的叶绿素相对含量、比叶重和净光合速率均显著提高。红蓝光组合也可诱导植株开花,开花基因FT表达量和开花率明显高于对照。紫外光下叶片的氮含量、开花率及FT基因表达量显著高于对照。不同光质组合补光对‘Emerald’的果实品质有显著影响,红蓝光(3︰1)处理下果实的质量、横纵径、可溶性固形物、可溶性糖、花青素含量和糖酸比均高于对照。总之,不同光质补光会促进越橘‘Emerald’的生长发育,红蓝光6︰1组合对促进营养生长作用相对较大,红蓝光3︰1组合对提高果实品质效果较好。紫外光虽能改变植株形态和促进开花,但果实品质提高效果较红蓝光处理稍弱。     

辣椒新品种‘陇椒11号’

‘陇椒11号’辣椒是以自交系‘1261’为母本,自交系‘1245’为父本配制的一代杂种。果实羊角形,果面皱,果长29 cm,果肩宽3.5 cm,果肉厚0.25 cm,单果质量60 g,味辣,商品性好。熟性早,平均产量75 t·hm-2。抗病毒病,耐疫病和白粉病。适宜于北方地区及气候类型相似地区保护地和露地栽培。     

3种水质调控方式下刺参池塘初级生产力的周年变化

通过对自然纳潮、微孔曝气、养水机池塘不同水层初级生产力及其相关参数的研究,分析养水机对初级生产力的影响。结果表明,3种水质调控方式池塘,初级生产力年均值、P/R值均以养水机池塘最高,微孔曝气池塘次之,自然纳潮池塘最低。养水机池塘、微孔曝气池塘、自然纳潮池塘的初级生产力年均值分别为(6.22±0.54)、(5.37±0.60)、(4.69±0.53) gO₂/(m²·d)。3种水质调控方式下,养水机池塘30～50 cm水层和50～100cm水层初级生产力差异不显著,而微孔曝气池塘和自然纳潮池塘这两水层之间初级生产力差异显著,且养水机池塘50～100 cm的水层初级生产力显著高于微孔曝气和自然纳潮池塘。研究表明,养水机能显著提高刺参池塘50 cm以下水层的初级生产力,缩小上层和下层初级生产力之间的差距,从而提高池塘水体总初级生产力,为刺参饵料和池塘物质快速循环提供基本保障。     

鱼类生殖细胞移植的研究进展及应用前景

生殖细胞移植是指将供体的生殖细胞移植到同种或异种受体体内,供体生殖细胞嵌合到受体性腺,经过增殖、分化并最终发育为功能性配子的过程。作为辅助生殖技术,它不仅为珍稀濒危动物的繁育和保护提供了新途径,同时也为生殖干细胞的功能研究提供了有效手段。鱼类生殖细胞移植研究首先在模式鱼类斑马鱼中开展,经过十多年的发展,取得了一系列突破性的进展:主要包括先后建立了以胚胎、仔鱼和成鱼为受体的生殖细胞移植体系,精原和卵原干细胞的发现拓宽了供体生殖细胞的选择,受体的选择与制备方法的完善。该技术在缩短鱼类性成熟周期、性控育种、珍稀濒危鱼类保护等方面具有巨大的应用前景,已成功在多种淡水和海水鱼类中开展了研究和应用。本文结合作者的研究实践和经验,系统地梳理和总结了鱼类生殖细胞移植的研究进展,指出了该技术实践应用的关键问题,并探讨了其应用前景。