转录组测序技术在玉米中的应用研究进展

随着功能基因组时代的到来,转录组测序技术快速发展且应用相对广泛。玉米基因组测序的完成,有力地推动着玉米转录组结构的注释和功能的深入解析。简述玉米基因组研究概况以及GS FLX、Solexa GA IIx、SOLiD等测序技术的发展,回顾转录组测序技术在玉米新基因挖掘、分子标记开发、代谢网络、分子进化、miRNAs等相关研究领域上的应用,为玉米复杂农艺性状的分子机制、不同发育阶段基因表达调控网络乃至分子设计育种等工作的深入研究提供参考。     

砚瓦川流域水沙演变特征及其驱动因素分析

为了探究降水变化和水土保持措施对黄土高原地区产流产沙的影响,选择我国水土流失最为严重的区域——甘肃省庆阳市的砚瓦川流域为研究区,对该流域1981—2012年的年降水量、年径流量和年输沙量进行趋势分析及突变检验,分析黄土高原沟壑区水土流失治理背景下流域水沙的演变规律,定量评价降水和水土保持措施对流域水沙变化的贡献程度。结果表明:在1981—2012年期间年降水量和年径流量均没有发生显著变化,而年输沙量呈现显著减少趋势,年径流量和年输沙量的突变时间分别在1996和1997年,具有很好的同步性。与基准期(1981—1996年)相比,变化期(1997—2012年)的年径流量和年输沙量分别减少了17.0%和76.0%,分析径流和输沙历时曲线发现流域丰水期和平水期的径流量逐时段减少,而枯水期径流量却持续增加,输沙量在整个时段则大幅度减少。该流域降水和水土保持措施对年径流减少的贡献率分别为-37.9%和137.9%,而对年输沙量减少的贡献率为-35.0%和135.0%,因此,水土保持措施的实施是该流域年径流量和年输沙量减少的主要原因。其中,植被措施(林地和草地)对径流影响显著,占径流减少总量的61.04%;工程措施(梯田和坝地)对产沙影响显著,占产沙减少总量的102.84%。研究结果表明,黄土高原地区水土流失治理已在区域尺度上表现出一定程度上削洪补枯和减少侵蚀产沙的水文效应特征。同时在水土保持措施建设过程中,合理配置植被措施和工程措施比例,充分发挥各项水土保持措施的优势,是开展适应性流域管理的关键。     

2000-2014年艾比湖流域地表Ea与Ep时空分布特征及成因

为了探明干旱区流域地表蒸散量时空分布及其变化特征,从而为流域水资源规划、旱涝检测和生态需水量研究提供科学依据,本文基于MOD16蒸散产品和气象站观测数据,运用线性倾向率和相对变化率等方法,分析了艾比湖流域2000-2014年地表实际蒸散(Ea)与潜在蒸散(Ep)的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示二者之间的关系.结果表明:1)近15年内艾比湖流域地表Ea、Ep年际波动不大,多年平均Ea与Ep分别为315.76和1555.27mm,年平均Ea与Ep的较大差距说明流域整体上缺水、干旱.年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,夏季两者差距最大,此时流域最干旱、缺水;2)流域Ea与Ep的空间分布状况正好相反.西北山区、精河—博乐绿洲区、北天山的西段支脉,玛依力山脉等区域水分比较充足.流域东部大范围地区、精河—博乐绿洲周围等区域干旱缺水.3)影响因素分析显示气温是影响流域Ea、Ep时空分布变化的主要因素;4)2000-2014年间Ea总体上处于减少趋势,Ep处于增加趋势,说明流域近15年内干旱加重.     

基于内容分析法的土地整理项目后期管护政策的演进分析

[目的]分析2000—2016年土地整理项目后期管护的政策文件,揭示管护政策的演进趋势及其内在规律,为进一步制定合理的土地整理后期管护政策提供理论参考。[方法]采用内容分析法开展研究。[结果](1)管护政策文件数量迅速增加,2009—2016年增加幅度最大,期间达到年均6部,涉及20个省、市、自治区;(2)管护政策文件形式多为通知、意见、管理办法等,效力层级较低;(3)国家层面的管护政策文件集中在2000—2008年,文件关键词以管护主体和管护措施为主,地方层面的管护政策文件集中在中东部地区,文件关键词以管护主体和管护资金为主;(4)专门性管护政策文件数量远少于综合性管护政策文件。[结论]现有管护政策体系不够完备,缺乏可操作性和地区差异的细则条款。应科学开展政策评估,促进相关层面政策文件出台和协调发展,进一步完善政策的制度结构。     

淫羊藿属植物杂交F1代植株形态和种间系统演化研究

淫羊藿属植物多数种类在形态分类性状上存在连续过渡的形态变异现象,导致种间的鉴别困难.本研究对粗毛淫羊藿、巫山淫羊藿、天平淫羊藿,3个物种合计29个居群之间的种间杂交F1代植株及其亲本形态学进行了比较研究.结果表明:AC×MY、AC×WU、WU×MY 3种组合杂交F1代的叶片形状表现为双亲过渡形态,控制淫羊藿花瓣距短于内萼片的基因可能是部分显性,E.acuminatum的花瓣和内萼片颜色属于显性遗传.所得结果为淫羊藿属植物分类学、种间系统关系及其起源与进化研究提供了新的资料和线索.     

东北地区水稻产量和品质演进特征研究

以东北地区近40年生产上应用的18个代表性品种为材料,依据育成年代分为2000年以来、上世纪90年代、80年代和70年代(本文所指70、80、90年代均为20世纪),研究产量及其构成因素、穗部性状和品质的变化特性.结果表明,随着品种改良,产量均呈增加趋势,平均每个年代增长0.841 t/hm2,平均增长率为11.6％,主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增加.随年代演进,结实率逐步提高,近3个年代千粒重差异不显著,但极显著低于70年代.由70年代至90年代,出糙率、精米率和整精米率分别提高1.5％、7.1％、25.9％,而近年来育成的品种出糙率显著下降,精米率和整精米率无显著变化.粒长和长宽比随年代演进呈增加趋势,白度、垩白度、蛋白质含量下降,直链淀粉含量略有增加,食味品质明显改善.     

Recent advances in molecular genetics of forest trees

The use of molecular markers has greatly enhanced our understanding of the genome structure of forest trees. Conifers, in particular, have a relatively large genome, containing a very high proportion of repeated DNA, consisting of tandemly repetitive and dispersed repetitive DNA sequences. The nature of highly conserved tandemly repetitive rRNA genes has been investigated in a number of tree species, and their sites mapped on specific chromosomes by fluorescent in situ hybridization (FISH). Different families of retrotransposons (IFG, and TPE1) have been isolated and characterized from the dispersed repetitive DNA of pines. Genome maps have been constructed in a number of forest tree genera: Pinus, Picea, Pseudotsuga, Cryptomeria, Taxus, Populus, and Eucalyptus. EST databases have been established from cDNA clones of pines and poplars. The structure and maternal or paternal modes of inheritance of organelle genomes have been investigated in forest trees. Comparative mapping in conifers has shown that gene families are conserved across genera. Due to lack of polyploidy in conifers, the evolution of this group of trees may have occurred primarily by duplication and dispersal of genes, probably by retrotranspositions, to form complex gene families. The evolution of angiosperm tree species has presumably involved both gene duplication as well as genome duplication (polyploidy). Application of genetic engineering has shown that genes from phylogenetically unrelated organisms can be introduced and expressed in trees, thus offering prospects of genetic improvement of forest trees. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

一种基于微分进化的采摘机器人运动反解方法

针对传统的采摘机器人运动反解求法的求解过程过于繁琐及自适应性等不足,提出了一种基于微分进化的采摘机器人运动反解求取方法。该方法首先利用采摘机器人运动正解方程构造出求解采摘机器人运动反解的目标函数,然后运用微分进化算法的泛化性和自适应性对该目标函数进行优化处理,从而求解出采摘机器人运动反解。同时,为了分析该方法的性能,还分别对传统的采摘机器人运动反解和基于微分进化的采摘机器人运动反解进行了对比试验,从而验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

长期施肥下灰漠土有机碳组分含量及其演变特征

采用湿筛和重液悬浮的物理分组方法分析了18年不同施肥模式下灰漠土有机碳组分含量差异及其演变特征。结果表明:与不施肥相比,长期有机无机肥配施(NPKM和1.5 NPKM)增加各有机碳组分的效果最显著,且粗和细自由颗粒有机碳、物理保护有机碳、矿物结合有机碳增加速率最高,平均分别达到0.12、0.06、0.08及0.17g/(kg.a);秸秆还田使粗和细自由颗粒有机碳分别以0.05和0.03 g/(kg.a)的速率增加,而撂荒和施化肥维持着各有机碳组分的含量。不同有机碳组分间存在显著的相关性,其中以粗自由颗粒有机碳含量增幅最高,不同施肥模式下平均增幅是其它有机碳组分的2.18~.0倍;以矿物结合有机碳所占比例最高,达到56.9%7~7.8%,说明粗自由颗粒有机碳对施肥较敏感,而矿物结合有机碳是灰漠土固存有机碳的主要形式。综上分析,长期有机无机肥配施是提高灰漠土有机碳组分含量和培肥土壤的有效模式。     

METTL21C蛋白的序列特征、三维结构及分子进化

METTL21C蛋白作为甲基转移酶参与多种细胞进程的翻译后修饰,在生命活动中发挥重要的调控作用。从蛋白质信息数据库UniprotKB中选取36个不同代表物种的METTL21C蛋白作为研究对象,理化参数分析显示一级序列中氨基酸残基个数差异较大,平均为254个氨基酸残基,大多为偏酸亲水性蛋白。系统进化树显示36种METTL21C蛋白共分为哺乳类、爬行类、鸟类和鱼类4支,与物种的亲缘进化关系基本吻合。多序列比对和motif分析结果表明不同物种METTL21C蛋白的序列相似度较高,10个motif序列几乎覆盖了全长多肽链,大都含有motif 1～motif 5,但N端序列差异较大,在哺乳动物中包含特有的motif 7、motif 8和motif 10,而在多种鸟类中有大段序列缺失。结构对比分析发现不同物种METTL21C蛋白的空间构象绝大部分区域近乎完全重叠,仅少部分自由度较高的局部肽段有一定程度的差异,表明不同物种METTL21C在进化过程中一级序列有一定的差异,但是空间结构极为相似。以人METTL21C为蛋白质互作网络中心,直接相关蛋白质共11种,间接相关蛋白质共9种,说明METTL21C直接或间接参与多种细胞进程,调控机体的生命活动,为进一步深入研究METTL21C的生物学功能及其分子机制提供了理论基础。