近50 a中国≥10 ℃有效积温时空演变

根据全国583个气象站点近50 a（1961-2010年）日均气温资料,以ArcGIS为技术平台,采用反距离插值和Mann Kendall趋势性检验等方法,研究了我国≥10 ℃有效积温等值线中心和典型有效积温带面积的变化规律,以及≥10 ℃有效积温、起始时间和持续时间的时空分布特征。结果表明：我国≥10 ℃有效积温的时空分布在1985年前后差异性显著。≥10 ℃有效积温整体上呈上升趋势,其变化率在0~10 ℃•d•a^-1,≥10 ℃典型有效积温带整体北移显著。≥10 ℃有效积温为0~3 400 ℃•d的区域面积显著减小,而 ≥10 ℃有效积温为3 400~8 000 ℃•d的区域面积明显增加,增速达2.0×10⁴ km²•a^-1。1985年后我国≥10 ℃有效积温起始时间提前和持续时间增加的区域面积显著增加;有效积温的起始时间整体有所提前,提前幅度集中在0~4 d•(10a)^-1;有效积温持续时间均有所增加,增加梯度集中在0~6 d•(10a)^-1。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

花期低温对水稻叶鞘生理及结实率的影响

盆栽条件下,以耐冷性不同的2个水稻（Oryza sativa L.）品种龙稻5（耐冷型）和龙粳11（冷敏型）为材料,于开花期在人工气候室进行低温（15℃,分别持续1,2,3,4,5 d）处理,研究开花期低温对不同耐冷性水稻结实率及叶鞘膜透性、抗氧化酶等生理指标的影响。结果表明：低温处理2 d时,龙稻5和龙粳11的花粉活力分别下降了8.21%和16.10%,差异达极显著水平;低温处理3 d后,龙稻5的结实率下降到99.90%,与CK相比差异达到显著水平;低温处理1 d后,龙粳11的结实率下降到60.04%,与对照相比差异达到极显著水平。低温处理提高了水稻叶鞘相对电导率和脯氨酸、可溶性蛋白含量,处理5 d时各指标达最大值,与CK相比,龙稻15和龙粳11分别提高了38.01%和20.77%、25.06%和84.85%、25.82%和23.63%。同时低温处理也提高了叶鞘超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,处理3 d时酶活性达最大值,龙稻15和龙粳11分别较CK提高了10.57%和14.90%、86.26%和68.71%、17.73%和28.25%。综上所述,开花期低温引起水稻叶鞘膜脂过氧化程度升高,但也诱导水稻叶鞘抗氧化系统开启、保护酶活性上升以抵御低温伤害;开花期低温导致水稻花粉活力降低并引起结实率降低,耐冷品种较冷敏品种抵御能力强。     

高温胁迫下绿豆象内参基因筛选及其Hsp70基因的表达特性

为明确Hsp70蛋白在绿豆象Callosobruchus chinensis高温耐受性中的作用,该研究筛选并克隆β-actin、α-tubulin、β-tubulin、EF1-α、GAPDH、Hsc70、AK和RPL40八个候选内参基因,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)技术测定其在绿豆象雌雄成虫体内的表达量,通过geNorm、BestKeeperr和NormFinde软件对这8个候选内参基因的表达稳定性进行评价,选择最适宜的内参基因对不同高温胁迫下绿豆象体内Hsp70基因的表达特性进行测定。结果表明,8个候选基因引物均有良好的特异性和引物扩增效率,引物扩增效率介于91.6%～108.1%之间。高温胁迫下,β-tubulin基因较其他7个候选基因有较小的平均变异度、稳定值和标准差,为最适宜的内参基因。39、42和45℃高温处理1 h后绿豆象雌雄成虫体内Hsp70表达水平较对照显著上调,当处理时间延长至3 h后,Hsp70基因的相对表达量较对照也有不同程度上调,但差异不显著,表明绿豆象Hsp70基因可以响应高温胁迫,Hsp70蛋白在绿...     

中国北方冬季极端温度的变化及其与AO相关分析

依据1951-2005年中国北方地区297站冬季(12月～次年2月)的逐日最高温度和最低温度,分析计算出1951-2004年该区域内4种冬季极端温度指数(暖日、冷日、暖夜和冷夜)及其分布,并研究了其与同期北极涛动(AO)的关系。结果表明:在中国北方东部地区,冬季暖日天数的分布从南向北增加;在北方西部地区青藏高原和新疆北部较小,南疆较高。冬季冷日天数的分布总体上在北方东部从南向北递减;在西北地区比较复杂,在青藏高原较高,在南疆比较小。冬季暖夜天数的分布复杂,形成几个高值中心,分别在华北地区的河北、西北地区的新疆中部以及东北中部,其它地区较小,如青藏高原和北疆。冬季冷夜天数的分布,高值分布在辽宁北部、内蒙古的中东部、新疆北部和青海东南部;低值分布在华北地区的河北和西北地区的新疆南部。在气候变暖背景下中国北方地区冬季暖日天数和暖夜天数显著增加,而冬季冷日天数和冷夜天数显著减少。冬季暖日天数和暖夜天数在天数高值区发生的概率增加了,而冬季冷日天数和冷夜天数在天数高值区发生的概率减少了。在中国北方大部分地区,当冬季AO指数偏强时,冬季暖日天数和暖夜天数偏多,冬季冷日天数和冷夜天数偏少;反之,冬季AO指数偏弱时,冬季暖日天数和暖夜天数偏少,冬季冷日天数和冷夜天数偏多。其中显著相关的地区表明了冬季AO对这些地区的极端温度指标有显著的影响,反映出在显著相关的地区两者联系更为紧密。     

阶段性极端高温对七星瓢虫生长发育和繁殖的影响

为明确极端高温天气对七星瓢虫Coccinella septempunctata生长发育和繁殖的影响,通过模拟田间高温发生情况,设置6h极端高温(36℃和39℃)与不同持续时间(1d和3d)对七星瓢虫卵和成虫进行胁迫,以25℃恒温饲养处理为对照,观察统计其发育历期、存活率、繁殖力及子代孵化率。结果表明,在相同高温胁迫模式下,七星瓢虫成虫的耐热性要明显高于卵,如在39℃处理1d后,卵和成虫的存活率分别为52.09%和93.94%;处理温度越高,高温持续时间越长,七星瓢虫卵的存活率越低,36℃处理1、3d和39℃处理1、3d后卵的存活率依次为71.31%、62.87%、52.09%和24.98%。七星瓢虫卵经39℃处理3d后,其孵化1龄幼虫的发育历期为2.77d,显著长于对照组(2.11d),其余龄期幼虫的发育历期、整个幼虫期和蛹期与对照组均无显著差异,说明七星瓢虫发育前期经历极端高温可能会导致其发育后期生长加速,出现生长补偿现象。卵期受极端高温的影响要显著大于成虫期,卵和成虫在39℃处理1d后的单雌产卵量分别为42.67粒和139.79粒;所有高温处理组的子代卵孵化率均显著低于对照组(85.42%),介于0~64.13%之间。另外,各高温处理组的种群趋势指数在5.26~56.02之间,均低于对照组(78.76)。表明夏季极端高温天气频发可能导致七星瓢虫种群数量减少,不建议此时期在田间释放七星瓢虫卵进行害虫防控。     

西花蓟马对高低温胁迫响应的转录组分析

为揭示西花蓟马Frankliniella occidentalis对温度的适应机制,采用高通量测序技术对低温（-13℃）、常温（26℃）和高温（40℃）胁迫1 h后西花蓟马进行转录组测序分析,筛选差异表达的unigenes,并对其进行功能注释与相关代谢通路富集分析,同时随机选择8个西花蓟马耐热性相关unigenes进行实时荧光定量（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）测定,以验证转录组测序数据的正确性。结果显示,转录组测序、组装后共获得79 516个unigenes,在NR和KEGG数据库中分别注释到28 675个和47 285个unigenes。40℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes数量最多,为333个;-13℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes最少,只有134个;40℃与-13℃温度胁迫后差异表达的unigenes为230个。差异表达的unigenes主要参与内质网蛋白合成和代谢通路等途径,其中有许多热激蛋白基因和细胞色素P450基因受到高低温胁迫后上调表达,表明这些unigenes可能参与西花蓟马应对极端温度的耐受性作用。随机筛选的8个差异表达unigenes的qRT-PCR结果与转录组测序结果一致,表明转录组数据可靠。     

乌鲁木齐大气降水稳定同位素与水汽来源关系研究

利用GNIP（Global of Isotope in Precipitation）乌鲁木齐站点1986-2003年大气降水稳定同位素资料和美国国家环境保护委员会/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）再分析资料,通过研究乌鲁木齐地区17年（1986-2003）大气降水的氢、氧稳定同位素组成,提出了局地大气降水线方程为...     

昆虫共生体对不利温度的响应

昆虫及其体内所包含的共生菌组成了昆虫共生体。温度是影响昆虫及其体内共生菌最为明显的一个环境因子,不仅可以直接影响昆虫,还通过其体内的共生菌间接影响寄主昆虫。昆虫共生菌种类多样,功能不一,其对不利温度的响应具有复杂性。有些共生菌能够协助寄主昆虫抵抗不利温度,增强寄主对环境的适应性;但也有共生菌在不利温度胁迫下含量会降低甚至消失,进而导致寄主昆虫对不利温度的抵抗力下降。本文综述了蚜虫、粉虱等昆虫体内各种共生菌对不利温度的不同响应,重点探讨了共生菌在高温下对寄主昆虫的保护作用与机理,以及某些共生菌对高温敏感并削弱寄主昆虫适应性的内在原因。昆虫与其体内共生菌共同应对环境的变化,今后应当将其作为一个多生物组成的整体进行研究。     

茄子耐热性遗传表现

 采用4 份耐热性不同的茄子亲本半轮配法配制4 ×4 双列杂交, 对P₁ 、P₂ 、F₁ 、F₂ 、BC₁ 等5 个世代四叶期幼苗在温室内进行高温(平均昼/ 夜温度38. 8/ 24. 2 ℃) 处理, 同期田间栽培(平均昼/ 夜温度34. 4/ 22. 6 ℃) 。采用Hayman’s 法分析苗期耐热指数和成株期坐果率的调查数据, 表明, 茄子耐热性为不完全显性遗传, 受两对以上基因控制, 符合加性—显性模型, 其中加性效应占更主要成分。据此提出了耐热性选择方法。