豆-禾混播草地中紫花苜蓿比例对其固氮效率的影响及潜在生理机制

【目的】 通过研究豆草比例对紫花苜蓿-羊草混播草地豆科植物生物固氮的影响及其生理生态机制,深化对混播群落结构和生物固氮功能关系的理解,辅助豆-禾混播草地的科学建植和管理,提高混播草地生物固氮和土壤肥力,提升草地资源生产和生态保障能力。【方法】 2017年5月,利用紫花苜蓿和羊草为试验材料,采取随机区组设计,于中国科学院长岭草地农牧生态研究站内建植不同豆草比例（紫花苜蓿占比为25%、50%、75%、100%）的紫花苜蓿-羊草混播草地,4次重复。建植一年后,通过样方取样法调查混播草地群落结构变化,测定紫花苜蓿叶片、枝条和根系生长发育、光合和水分等生理代谢特征,在测定根系结瘤特征基础上,采取¹⁵N同位素自然丰度法评估紫花苜蓿固氮效率,结合土壤水分动态监测,分析豆草比例对紫花苜蓿生物固氮的影响及其生理生态机制。【结果】 （1）混播草地建植一年后,对应25%、50%、75% 和100%设计的豆草混播比例,混播草地实际紫花苜蓿占比分别为11%、27%、53%和100%。（2）对比25%、75%和100%的初始豆草种植比例,50%的初始豆草比例下,生长季平均土壤水分含量分别增加了21.4%、36.4%和51.7%。（3）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿植株有更大的枝条和根系生物量、叶片数量、叶片面积、叶片厚度和叶片生物量,上述指标最小值出现在100%的豆草播种比例。（4）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿具有最大的光合速率,枝条和根系中淀粉含量最高,但枝条和根系中可溶性糖含量最低。（5）50%的初始豆草混播比例下,紫花苜蓿根瘤发育更完善,其生物固氮率较25%、75%和100%的豆草混播比例分别提高了13.5%、44.6%和79.2%。回归分析表明,随豆草比例变化,紫花苜蓿生物固氮效率与土壤含水量呈正相关。【结论】 紫花苜蓿-羊草混播草地中,紫花苜蓿生物固氮能力与豆草比例间存在非直线型变化关系。当初始豆草种植比例为50%时,紫花苜蓿生物固氮率最大。豆草比例驱动土壤水分变化,进而通过调控叶片发育和光合等途径改变了紫花苜蓿植株和根瘤发育,是其影响生物固氮的潜在机制。     

天然富含可可碱茶树的研究进展

天然富含可可碱茶树是一类以可可碱为代表性生物碱的稀有茶树种质资源,具有独特的保健功效与挖掘利用价值。从生化成分组成特征、生物代谢途径和可可碱在茶树体内富含的分子机理,对可可茶、红芽茶、秃房茶和厚轴茶4份新近发现的天然富含可可碱茶树进行比较研究与综述。结果发现,可可碱占茶叶干重的质量分数高达2%～6%,咖啡碱则低于0.5%;优势儿茶素单体为没食子酸儿茶素没食子酸酯,而表没食子酸儿茶素没食子酸酯含量较低;咖啡碱合成酶活性位点精氨酸突变为组氨酸使N-甲基转移酶的底物特异性发生变化,从而导致咖啡碱合成酶终止合成咖啡碱并使得可可碱在茶树体内富集。天然富含可可碱茶树资源丰富了茶种的多样性,但开发利用度尚有限,结合当前茶树育种技术的发展状态,对天然富含可可碱茶树种质的繁育与资源挖掘利用进行了展望。     

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。     

通草提取物对奶牛乳腺上皮细胞乳糖合成及相关基因表达的影响

为探讨通草对奶牛乳腺上皮细胞乳糖合成及相关基因表达的影响,采用不同剂量通草提取物处理奶牛乳腺上皮细胞,利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测乳腺上皮细胞增殖能力,乳糖/半乳糖检测试剂盒(Lactose/D-Galactose (Rapid) Assay Kit)检测乳腺上皮细胞培养液中乳糖含量,实时荧光定量PCR技术检测乳腺上皮细胞乳糖合成相关基因葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)、葡萄糖转运蛋白8(GLUT8)、葡萄糖转运蛋白12(GLUT12)、己糖激酶Ⅰ(HKⅠ)、己糖激酶Ⅱ(HKⅡ)、β-1,4-半乳糖基转移酶-1(β-4GALT1)和α-乳清白蛋白(α-LA)基因mRNA表达水平。结果表明,200、400、600μg(生药)·mL-1通草提取物提高奶牛乳腺上皮细胞增殖能力(P<0.05),促进奶牛乳腺上皮细胞合成分泌乳糖(P<0.05),并显著上调细胞GLUT1、GLUT8、HKⅡ、β-4GALT1及α-LA mRNA表达水平(P<0.05),但对GLUT4、GLUT12和HKⅠmRNA表达水平无显著影响(P>0.05)。研究表明,适当浓度通草提取物可提高奶牛乳腺上皮细胞增殖能力,并通过上调乳腺上皮细胞GLUT1、GLUT8、HKⅡ、β-4GALT1和α-LA的mRNA表达,促进乳腺上皮细胞合成乳糖。     

赤松梢斑螟在藏东南高山松上的生物学特性

【目的】研究赤松梢斑螟(Dioryctria sylvestrella(Ratzeburg))在藏东南高山松上的生物学特性,为监测和防治该害虫提供理论依据。【方法】在藏东南选择4块有代表性的高山松林进行野外观察,每7 d从观察林地采集5个有虫球果于室内解剖,测量其中的赤松梢斑螟幼虫形态指标;然后将赤松梢斑螟幼虫饲养在室外水培枝高山松球果中,观察其取食、结茧、羽化、交配、产卵、孵化、越冬等生物学特性。【结果】赤松梢斑螟成虫雌雄同型,体长13～17 mm,翅展23～28 mm;老熟幼虫体长约12 mm,头宽约2.5 mm,头部黑褐色、有光泽;初龄幼虫乳白色,后渐变为淡红色,腹足趾钩单序环式,臀足趾钩双序缺环式;卵呈卵圆形,黄白色;蛹体长约13 mm,宽约3.5 mm,尾部有6根臀棘。赤松梢斑螟在藏东南高山松上1年发生1代,以幼虫危害高山松当年生球果并以幼虫越冬,幼虫期约300 d、5龄,蛹期约40 d,成虫期约8 d,卵期约10 d。赤松梢斑螟成虫多数白天上午羽化,次日傍晚交尾,交尾时间长达6～9 h,幼虫一果一虫,无转移危害现象;被害球果畸形,结实不良。【结论】赤松梢斑螟危害高山松球果,成虫和卵阶段在球果外,幼虫和蛹阶段在球果内,有较强隐蔽性。每年6-7月是防治赤松梢斑螟的关键期。     

硬质海岸防护设施的生态效应与对策

虽然滨海地区占地球陆地面积不足4%,但沿海生境是全球最有价值的自然资源之一。世界上超过三分之一的人口生活在距海岸线100 km的范围内。气候变化和人类活动使得全球海岸侵蚀和风暴潮威胁加重。海岸防护可以有效抵御海岸侵蚀、风暴风险和海平面上升。本文概述了全球主要沿海国家和地区（欧盟、美国、中国）海岸硬化情况以及海岸硬化带来的生态效应。欧洲海岸线硬化比例为10%（2006年）,美国海岸的硬化比例为14%（2015年）,而中国海岸线的硬化比例近60%（2014年）。海岸硬化会引起滨海湿地重要物理、化学和生物过程的改变,生境丧失和破碎化,以及生物连通性的改变。增加硬化设施的结构复杂性或由混合型海岸代替传统硬化海岸可以减轻海岸硬化对滨海湿地生态系统的威胁,但对硬质海岸和混合型海岸的生态服务功能以及抵御风暴能力的评估还比较缺乏,有待进一步研究。     

木醋液在农业病虫草防控中的应用研究进展

为了开发木醋液作为优质生物农药的应用价值,本文归纳了不同原材料制作的木醋液在细菌真菌病害、病毒病、根结线虫病、害虫和杂草防除中的应用研究案例。总结了木醋液分别在病虫草防治中的作用：在适当浓度下,对真菌、细菌和根结线虫皆能有效抑制;作为助剂也能用于防治植物病毒病;对害虫具有驱避作用,浓度高时,直接的毒杀效果也很明显;对于作物田的部分杂草种类,木醋液具有被开发为生物除草剂的潜能。同时简单介绍了木醋液对有害生物的作用机理,指出了木醋液作为生物农药具有原材料来源广泛、广谱有效、环境友好、不易导致抗性发展等特点,其作为生物农药具有极大的应用价值。最后指出,在今后应用研发中应分馏纯化、组合复配木醋液产品,实现机制研究和产品标准化的综合目标。     

食用菌生物保鲜技术研究进展

食用菌兼具营养及药用价值,被公认为"现代保健食品",已成为继植物性、动物性食品之外的第三类食品--菌物性食品。食用菌含水量高、组织脆嫩,在采收和贮运过程中容易受到损伤,引起褐变、变质或腐烂等,严重影响其食用性和商品价值,因此食用菌保鲜技术受到广泛关注。本文探讨了影响食用菌采后保鲜效果的因素,对近年来国内外食用菌生物保鲜技术的研究进展进行了综述,提出了食用菌生物保鲜技术的未来发展方向。     

茉莉酸合成抑制剂对棉花脱分化及茎尖培养的影响

以棉花幼苗下胚轴和茎尖作为试验材料,通过添加不同浓度的外源茉莉酸合成抑制剂,观察棉花下胚轴生根及愈伤组织的形成率以及对茎尖分化的影响,探究茉莉酸合成抑制剂对棉花脱分化及茎尖培养的影响。结果表明,茉莉酸合成抑制剂可以显著地促进愈伤组织的生成,加快生根,但是会在一定程度上抑制愈伤组织POD及SOD的活性。当茉莉酸合成抑制剂浓度为0.075 mg·L~(-1)时,对生根及愈伤组织形成方面作用效果最显著。而在茎尖培养过程中,2.0 mg·L~(-1)的茉莉酸合成抑制剂在棉花茎尖培养初期对分生组织分化起显著促进作用,棉花生长量最大,植株SOD酶和POD酶活性最大。     

Argonaute蛋白在植物逆境胁迫响应中的功能

Argonaute(AGO)蛋白是生物体中普遍存在的一类相对分子质量较大(约105)、成员数量众多的蛋白,该家族在不同物种中高度保守,由可变N端、PAZ、MID和PIWI等结构域组成.AGOs通过与不同的sRNA形成复合体参与植物生长发育、形态建成、细胞增殖凋亡、病毒防御、逆境响应等多种生物过程.综述了植物AGO家族的...