Pb在类芦组织和亚细胞中的分布规律和毒害效应

通过研究类芦体内Pb在组织和亚细胞水平的毒害效应和分布规律,分析类芦对Pb的耐性机制,为了解类芦对重金属的富集能力、耐性机制及逆境生理提供理论依据。采用营养液培养的方法,以Pb为目标污染物,胁迫后测定类芦体内(分为根和叶)Pb在各亚细胞组分的含量,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱透射电子显微镜(TEM-EDS)观察Pb在组织和亚细胞的分布以及对其损伤情况。结果显示:从组织水平来看,Pb胁迫下组织结构由排列整齐变为不规则,局部出现较大破损而形成一些碎片,并出现晶体堵塞导管的现象;从亚细胞水平来看,类芦根叶细胞均损伤,出现细胞壁模糊、线粒体减少、叶绿体肿胀等现象,在根部Pb主要分布于细胞壁(12.28 mg·kg~(-1))和以液泡为主的可溶组分(38.82 mg·kg~(-1)),而叶片中以可溶组分占比例最大(32.56%),且EDS元素分析也显示细胞内含有大量Pb。这些结果表明,类芦对Pb有一定的吸收富集能力,并可通过改变Pb在其组织和亚细胞水平的分布来降低毒害作用,因此类芦对重金属Pb有较强的耐性。     

激光共聚焦显微镜技术进展

激光共聚焦显微镜技术发展迅速,新技术主要集中于从提高分辨率、降低光毒性、提高扫描速度、活体观察等方面提升激光共聚焦显微镜的功能,各种新技术带来更多的生物学应用潜力,因此有必要梳理分析各项新技术的原理。归纳分析了光门控、白激光、GaAsP光谱检测器、超高分辨率、活细胞工作站、光片成像系统、多光子、相干反斯托克斯拉曼散射、激光捕获显微切割等技术的原理和应用潜力。并指出了现有技术在扫描速度、兼容性、样品适用性等方面的不足,展望了下一步的研究方向。该论文供研究人员在熟悉和了解新技术的基础上更加清晰的获知“基于什么样的技术能够达到什么样的生物学功能”,进而获得更多的实验思路。     

用于生物降解膜的聚己内酯与聚乳酸共混物制备及性能分析

聚乳酸农用薄膜在自然条件下能够降解为CO2和H2O,可以有效地避免传统农用薄膜废弃后造成的土壤和环境污染。将聚己内酯与聚乳酸共混可以改善聚乳酸脆性强和韧性差的特点。该文将不同质量比例的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和聚乳酸(polylactic acid,PLA)熔融共混后通过注射成型工艺制备了农业薄膜用PCL/PLA共混物,研究了PCL与PLA配比对共混物力学性能、热稳定性、结晶熔融行为以及表面润湿性的影响。结果表明:随着PCL含量增加,共混物的拉伸强度逐渐下降,而拉伸断裂伸长率和冲击强度则先增大后减小。PCL质量分数为50%时,共混物拉伸断裂伸长率和冲击强度分别达到最大值11.2%和6.4 KJ/m2;扫描电镜分析显示,PCL与PLA相容差,聚酯连续相种类及优势共同主导力学性能走向;热重分析表明,PCL的引入有效减缓了共混物热解速率,PLA质量分数增加共混物燃烧成炭率增大;差示扫描量热法分析表明,相对于PCL和PLA,PCL/PLA共混物玻璃化转化温度、熔融温度和结晶温度均产生了变化,但二者配料比对3种温度影响不明显;接触角分析表明,PCL/PLA共混物接触角相比于PCL和PLA均有所增大,水润湿性能不同程度的降低。综合考虑,PCL与PLA最佳质量比为50∶50。研究可为农业薄膜用聚己内酯与聚乳酸共混物的制备提供依据。     

一株耐镉假单胞杆菌的分离鉴定及其对镉的吸附研究

从污染水域筛选获得了1株可在含有100 mg/L Cd2+的培养基上生长的耐镉菌株Cd-t1。通过形态观察、16S r DNA扩增及系统发育分析,将其初步鉴定为嗜碱性假单胞菌(Pseudomonas alcaliphila)。不同Cd2+浓度处理下菌株的生长曲线显示,各浓度Cd2+处理延缓了该菌株的生长时期。进一步利用扫描电镜、能谱分析与质粒消除试验发现,该菌株的Cd2+耐受性与其形态适应性变化和C、N、O、P、Na、K、Ca等元素含量的改变相关,并决定于质粒上的镉耐受基因。     

基于地基激光雷达的叶倾角分布升尺度方法研究

地基激光雷达因其具有穿透力强,能够提取植被冠层三维结构信息的优势,是提取植被叶倾角分布(Leaf angle distribution,LAD)的理想数据源,因此将地基激光雷达数据与遥感影像结合获取大尺度叶倾角分布结果颇具潜力。以河北省保定市北部4个县为研究区,利用10个玉米样地的地基激光雷达数据提取叶倾角分布结果,使用主成分正变换提取玉米实测叶倾角分布数据中信息量最大的前3个主成分,再利用神经网络模型对所提取的主成分与Landsat8反射率数据结合建立关系模型,然后将训练好的模型应用于整个研究区进行升尺度转换,最后通过主成分逆变换,得到升尺度后平均叶倾角(Mean tilt angle,MTA)结果。对升尺度后LAD与实测LAD及升尺度后MTA与实测MTA进行交叉验证,结果表明,升尺度MTA与实测MTA的验证精度(R2)为0.786 2,均方根误差(RMSE)为3.04°。该结果表明,使用提取主成分方法建立光谱数据与叶倾角分布的关系模型从而达到升尺度转换的目的具有可行性,模拟精度较高,且误差较小。     

基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量

采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据,坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木,利用垂直分布特性识别树干,得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割,将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体,利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据,新采集的一帧数据写入缓冲区末尾,同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出,实现树冠体积的在线测量。实验结果证明,树冠连续/不连续场景下,方法均能准确检测分割树冠、识别树干,实现树冠体积的在线测量。     

Can plot edge bias be reduced by means of airborne laser scanning?

This paper presents new methods for plot edge bias (PEB) correction of individual tree competition indices (CIs) using airborne laser scanning (ALS) as auxiliary information in multivariate ratio and multivariate regression models. I applied the methods to 557 plots from the Norwegian National Forest Inventory located in Hedmark County in South East Norway and compared them to the benchmarks methods linear expansion and simulated annealing by studying the individual tree growth predictions before and after PEB correction. Generally, the simulated annealing method seemed to improve growth prediction most and overall the existing methods performed better than those based on ALS. All PEB-correction methods tested gave minor changes in growth predictions and the absolute change in percent in adj. R² and Akaike's Information Criterion (AIC) was numerically small, with an average percentage change for the tested CIs between 1.8 for adj. R² and 0.6 for AIC of the observed values in the original data. The small differences in the results between the original data and the PEB-corrected data show that on average PEB remains a minor problem for individual tree growth prediction. Whether the results are valid for forests with significantly different spatial composition than that of this database remains to be confirmed.     

玉米南方锈病菌的超微结构研究

认识玉米南方锈菌的超微结构特征和侵染过程的细胞学特征,可为南方锈菌致病机理和玉米抗锈机制研究提供重要依据。本研究采集玉米品种‘郑丹958’和‘先玉335’自然发病的南方锈病病叶,4%戊二醛固定液抽气固定,采用扫描电镜和透射电镜技术进行观察。结果表明,玉米南方锈病菌的胞间菌丝呈丝状,胞间菌丝和胞内菌丝细胞核在不同感病玉米品种之间具有单核或者双核的差异;胞间菌丝与寄主细胞接触诱导吸器母细胞的分化,吸器母细胞穿透寄主细胞壁在细胞内形成吸器;寄主细胞质膜在吸器的侵入部位内陷,随着吸器的发育,在吸器颈部周围形成胼胝质并将吸器颈部完全包围起来;夏孢子表面具密致、交错排列的刺突,刺突基部外围存在圆形凹陷的脊。本研究揭示了玉米南方锈菌基本超微结构特征和侵染机构(吸器)细胞学特征,并对其在不同品种细胞内的核相进行了分析,为玉米南方锈菌组织病理学研究奠定重要基础。     

轮纹异痂蝗触角感器的扫描电镜观察

利用扫描电镜观察了轮纹异痂蝗[Bryodemella tuberculatum dilutum(Stoll)]成虫触角感器的类型和分布。结果表明:轮纹异痂蝗触角为丝状,由柄节、梗节和鞭节组成,雄性个体鞭节包括24个亚节,雌性个体鞭节包括23个亚节。雌雄个体均具有12种感受器,即毛形感受器、刺形感受器(Ⅰ型和Ⅱ型)、锥形感受器(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅴ型)、腔锥形感受器、腔形感受器及Bhm氏鬃毛。根据各类感器的形态、分布和显微结构探讨了其可能承担的功能。     

白头翁叶斑病菌黑色素的理化性质及其生物合成途径初步研究

对白头翁叶斑病菌胞壁结合黑色素和胞外黑色素进行了理化性质和红外光谱扫描测定, 结果表明两者具有相似的理化性质, 均易溶于KOH、H2O2和NaClO, 不溶于水、乙醇和丙酮。红外光谱分析表明, 白头翁叶斑病菌YS-24菌株的胞壁结合黑色素与胞外黑色素为同一种类型的黑色素。DHN黑色素的特异性抑制剂—三环唑, 对白头翁叶斑病菌黑色素的产生有明显的抑制作用; 以白头翁叶斑病菌基因组DNA为模板, 通过PCR扩增, 得到了聚酮体合成酶基因的同源片段 AaPKS , 初步推断白头翁叶斑病菌黑色素合成属于DHN途径。