基于物元分析的区域土地生态安全评价方法研究

现有土地生态安全评估涉及大量的行政区社会经济数据,评价方法常常忽略单个指标对综合值的影响程度,本文构建了基于地质-水文-生物（GHB）的生态安全评价体系,提出基于物元分析的区域土地生态安全评价方法,以大安市为例进行土地生态安全水平定量评价。评价得出大安市87.45%的土地生态安全水平处在安全级,但整体生态安全水平仍有较大提升空间;单个指标分析表明,大安市土地生态建设重在推进重要水源管理、提高植被覆盖度、减少矿产开采量和减少地下水开采量等工作。研究结果表明,物元分析能够揭示单个评价指标的分异信息,对大安市生态安全的改善有一定指导意义。     

二次聚类与神经网络结合的日光温室温度二步预测方法

精确预测日光温室温度是实现对温室精准调控的前提。由于温室是复杂非线性系统,受室内外众多环境因素影响,且部分因素难以准确测量和建模,因此,难以通过机理分析建立室外因素精确影响室内温度的物理模型。而现有时间序列分析、人工神经网络等仅基于数据的方法预测准确度也较低。本文提出连续时间段聚类与BP神经网络相结合的二步日光温室温度预测方法。首先,进行二次聚类,对室外温度情况相似的日进行聚类,并将全年划分为若干个类似时间段,根据连续时间段内相似日的数量进行聚类,将全年内的连续时间段归入若干类别。其次,对不同类别的时间段,分别采用BP神经网络建立室外温度、相对湿度、太阳辐射、风速和温室室内温度间的关联模型,通过数据训练,能够较为准确的根据室外环境数据预测室内温度。通过涿州实验农场2年数据试验验证,通过二次聚类,全年连续时间段可划分为3类,通过分别建立BP神经网络并分别训练,结果表明本方法预测误差仅为6.23%,与现有未分类的BP神经网络预测算法对比,本文方法有效地提高了准确度,平均误差降低5.4个百分点。     

苹果‘长富2号’开花调控转录因子基因MdIDD7的克隆及表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,采用RT-PCR的方法,从其芽中克隆得到INDETERMINATE DOMAIN(IDD)转录因子基因MdIDD7,其开放阅读框长度为1 626 bp,编码541个氨基酸。序列比对和结构域分析表明,该转录因子含有1个核定位信号和4个高度保守的锌指蛋白结构域。系统进化树分析表明,MdIDD7与白梨(Pyrus×bretschneideri,XP_009364602.1)、桃(Prunus persica,XP_007225628.1)和梅(Prunus mume,XP_008220893.1)聚在一起。实时荧光定量PCR表明,MdIDD7在‘长富2号’不同组织(茎、叶、花、果和芽)中均有表达,其中芽的表达量最高。花后40~60 d,MdIDD7在易成花品种‘烟富6号’芽中表达量显著高于难成花品种‘长富2号’。"小年"树顶芽组织中MdIDD7的表达量显著高于"大年"树。在花芽诱导前期,外源GA处理诱导MdIDD7下调表达,而蔗糖处理诱导其上调表达,说明MdIDD7响应激素和糖信号,促进苹果成花。     

菜薹蛋白精氨酸甲基转移酶基因BrcuPRMT5的克隆及表达分析

以‘油青49’和‘油青甜菜薹80’菜薹茎尖为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得组蛋白甲基转移酶基因Brcu PRMT5的全长cDNA和gDNA序列。BrcuPRMT5 cDNA序列全长为2 117 bp,其中完整开放阅读框为1 929 bp,编码642个氨基酸,相对分子量为71.55 kD,理论等电点(p I)为5.87;多序列比对结果表明,Brcu PRMT5编码的氨基酸序列含有高等植物PRMT5基因1个高度保守的结构域;系统发育分析结果显示与大白菜、油菜及甘蓝的亲缘关系最近;亚细胞定位软件分析得知,Brcu PRMT5蛋白无跨膜区域,可能定位于线粒体中;对应的gDNA全长为4 151 bp,含有23个外显子和22个内含子,最长的外显子长度为140 bp,内含子的长度范围为50~150 bp。利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术分析基因的表达,BrcuPRMT5在菜薹不同组织中均有表达,其中在花中表达量最高,叶次之,根中最低;BrcuPRMT5从苗期至完全抽薹开花期的表达量呈现上升趋势。BrcuPRMT5在菜薹花发育过程中可能起一定的调控作用。     

柑橘黄化脉明病毒的TGB基因生物信息学分析及亚细胞定位

柑橘黄化脉明病毒(Citrus yellow vein clearing virus,CYVCV)是一种正义单链RNA病毒。其基因组含有6个开放阅读框(ORF),其中ORF2、ORF3和ORF4组成了三基因连锁结构(triple gene block,TGB)。以感染CYVCV的尤力克柠檬[Citrus limon(L.)Burm.f.]植株的总RNA为模板,扩增和克隆了CYVCV的TGB基因,并开展了其编码蛋白的理化性质和分子特性等生物信息学分析;进而通过In-Fusion~?技术构建了TGB各基因的亚细胞定位载体,经农杆菌介导转化洋葱表皮细胞并在荧光显微镜下进行亚细胞定位观察。生物信息学分析结果表明,CYVCV-TGB具有与Potexvirus属病毒TGB相似的理化性质和分子特性,可能参与病毒在寄主中的运动且需要外壳蛋白的参与。亚细胞定位结果显示,TGBp1定位于细胞壁(膜)上,TGBp2和TGBp3主要定位于细胞壁(膜),少量呈星点状定位于细胞内。研究结果为揭示CYVCV在寄主中的运动机理奠定了基础。     

辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1~3,等电点4.97~9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。     

绿豆品种资源萌发期耐碱性鉴定

采用人工气候箱内培养皿培养,以混合碱Na HCO3∶Na2CO3(摩尔比)为9∶1模拟典型东北地区碱胁迫环境,在萌发期以50 mmol L–1溶液处理34份绿豆品种资源,蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。培养第3天测定发芽势,第7天测定发芽率、下胚轴长、胚根长、下胚轴干重、胚根干重等指标,通过隶属函数法和聚类分析对参试材料耐碱性综合评价,并进行因子分析。利用隶属函数法对参试材料耐碱性排序表明,不同绿豆品种资源间表现出较大差异,聚类分析把参试材料按耐碱性强弱分为4大类,白绿11等9份材料为耐碱类型,公绿1号等19份材料为耐碱中间类型,吉绿3号等5份材料为碱敏感类型,潍绿7号为碱极敏感类型。因子分析结果表明,萌发指数、下胚轴干重、胚根长分别在萌发因子、生物量累积因子和伸长因子中的负荷量最大,可作为绿豆萌发期耐碱性鉴定的适宜指标。     

低纬高原山区暖冬年与冷冬年油菜品种稳定性和适应性对比分析

为有效评价并推荐丰产性、稳产性和适应性好的山地油菜品种在低纬高原山区推广应用,采用灰色关联度、AMMI模型和模糊聚类等分析方法,对玉溪市典型的暖冬年(2012年)与冷冬年(2015年)4个不同海拔试点的7个参试油菜品种进行稳定性和适应性对比分析。结果表明:(1)暖冬年和冷冬年主要气象因子与油菜产量的关联度有明显差异;(2)AMMI模型中暖冬年的基因、基因与环境互作两者方差分量均显著高于冷冬年,而环境方差分量则明显低于冷冬年;(3)基因型与环境间的互作对暖冬年与冷冬年的主要农艺性状影响存在较大差异。低纬高原山区应主推‘云花油早熟1号’、‘花油6号’、‘玉红油1号’和‘花油5号’等优质油菜品种。     

水、旱条件下小麦苗期部分农艺性状的遗传分析

为研究水分胁迫对小麦幼苗部分农艺性状的影响,分析这些性状与干旱胁迫的关系。以‘青麦6号’和‘烟农24’杂交形成的F2:3群体为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型对其进行遗传分析。水、旱2种条件下,根长和根鲜重均为1对加性-显性效应主基因模型;茎鲜重、茎干重、根干重、根茎鲜重比和根茎干重比的最适遗传模型不同。干旱胁迫条件下,茎鲜重主基因遗传率为37%,茎干重、根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比主基因遗传率分别是51%、81%、74%、56%、50%、68%。茎鲜重、茎干重、根干重等性状,尽管检测到主基因,但在水旱条件下遗传模型不同,可进一步研究其遗传规律。     

绿豆种质资源农艺性状的因子分析及综合评价

为合理利用绿豆种质资源,本研究以55份绿豆种质资源为材料,通过对其10个农艺性状进行因子分析及聚类分析。结果表明:10个农艺性状的变异系数为8.57%~47.19%,其中单株粒重变异系数最大,生育期变异系数最小。将10个农艺性状简化为结荚数因子、高度因子、粒数因子、粒重因子和生育期因子5个独立的主因子,该5个主因子可以反映原始信息的86.340%。经综合得分排序,评选出10份性状优良的绿豆种质资源。聚类分析将55份种质资源的10个数量性状分为3大类,类群I、类群II、类群III分别包括22份、7份、26份材料。结合综合评价和聚类分析认为,在黑龙江绿豆生产中,‘安绿8号’、‘佳木斯黄绿豆’、‘冀绿1号’可作为品种选育的改良亲本,也可大面积种植利用。