桃芽休眠诱导过程中IAA、ABA含量及PpPINs基因表达的变化

为认识桃芽休眠诱导过程中生理与相关基因表达的变化,分别用HPLC检测‘中农红久保’、‘中农3号’、03-30-035 3个桃品种(系)休眠诱导时期叶片和叶芽IAA和ABA含量,用RT-q PCR检测叶片和叶芽生长素极性运输载体基因Pp PIN1、Pp PIN3、Pp PIN5和Pp PIN8共4个基因的相对表达量。结果表明,在桃芽休眠诱导过程中,叶片IAA含量未见显著变化,ABA含量自10月6日开始升高,至10月16日含量达到高峰;叶芽中10月上中旬IAA含量骤增,而ABA含量逐渐降低。本研究中桃基因组的4个Pp PINs基因家族成员中,叶片中活跃表达为Pp PIN5,其次为Pp PIN3,在10月上中旬Pp PIN5出现强烈表达;而在10月26日,叶芽中活跃表达的Pp PIN1和Pp PIN3表达量骤降。桃休眠诱导过程中叶片和叶芽内内源激素和Pp PINs基因表达量变化明显不同。     

Reference Efficiency of Planetary Gear Train

Reference efficiency of a pair of gear drive without planetary motion is the base to calculate efficiency of the whole planetary gear train. The authors find reference efficiency for speed increase is higher than that of the same drive used for speed reduction. This is different from the earlier viewpoint. New equations are derived for correctly calculating the reference efficiency of spur gear and helical gear with internal conjugate and external conjugate either in the state of speed increase or speed reduction respectively. The equations are also used to calculate efficiency of 2K-H planetary gear train.     

基于气温预报和神经网络的参考作物腾发量预报

采用反向传播人工神经网络(BP-ANN)逼近气象因子-参考作物腾发量ET0函数关系,以天气预报中的最高和最低气温为输入进行短期ET0预报。收集了南京站实测的2010年7月1日至2013年7月7日逐日气象数据和2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报数据,以最高、最低气温及相应的日序数为3个输入因子,ET0为输出建立一个包含一个隐含层的3层BP网络,以2010年7月1日至2012年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络,以2012年7月1日至2013年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络验证。将2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报中的最高、最低气温输入训练及验证后的网络,得到2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的ET0预报值,并与FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较以验证预报精度。结果表明,预见期1~7d内,预报的ET0和计算的ET0变化趋势基本一致,预报精度随着预见期的增加而降低;平均准确率(±1.5mm/d以内)达88.08%,相关系数为0.77,均方根误差为1.28mm/d,显示出了较高的预报精度。在局部时间段内出现的ET0,PM和预报ET0的较大差别的原因是该时段内的ET0更多地受到除了日最高和最低气温之外的其他因素的影响。提出的方法 ET0预报,随着气象预报准确度的提高,可实现较为精确的ET0预报。     

日光温室作物蒸发蒸腾量的计算方法研究及其评价

对FAO推荐计算参考作物蒸发蒸腾量的Penman-Monteith(缩写为P-M)公式,在日光温室微气候的条件应用作了详细的分析。将P-M公式分为2个部分,即辐射项(ETrad)和空气动力学项(ETaero),推导出了计算温室内参考作物蒸发蒸腾量的P-M修正公式,解决了P-M公式假定温室内风速为“0”所引起的一系列问题。并根据2004年和2005年温室内实测气象数据和水面蒸发对其进行了验证,通过相关分析得出用修正后的P-M公式计算作物蒸发蒸腾量比FAO推荐的P-M公式计算值误差小、精度高。建议在日光温室里使用修正后的P-M公式计算参考作物的蒸发蒸腾量。     

花魔芋响应软腐病菌侵染初期的转录组分析

为探讨花魔芋抵御软腐病害的分子机制,分别以染病初期和健康的花魔芋球茎为材料进行转录组测序。结果表明,健康和染病初期花魔芋两组出现3222个差异表达基因,其中2660个基因上调表达,562个基因下调表达,差异表达基因主要涉及细胞组分、生物学过程及分子功能等生理生化过程。表达量上调和下调最大的前10个基因包含编码MiAMP1抗菌蛋白、热激蛋白、胰蛋白酶与蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂等与抗病相关的基因。GO功能分类和KEGG通路分析表明,类黄酮和苯丙烷类物质在花魔芋抵御软腐病菌侵染初期发挥重要作用。值得关注的是,硒化合物代谢、维生素B6代谢、类黄酮生物合成、N-聚糖生物合成及链霉素生物合成通路等抗病相关的差异表达基因在花魔芋染病初期全部或大部分受诱导表达。利用高通量测序获得大量花魔芋转录组信息,有助于挖掘与花魔芋抗软腐病相关的关键基因,也为魔芋抗病分子育种提供理论参考。     

不同处理对蛭石栽培的微型薯疮痂病防控效果及其微生态效应分析

通过田间小区试验评价了6个不同处理对蛭石栽培的微型马铃薯疮痂病的防效,并采用16S核糖体基因高通量测序技术研究了蛭石中细菌群落结构的变化.试验结果显示,棉隆+青霉菌34107处理对疮痂病防效最好(93.43％),显著高于对照药剂中生菌素处理(65.10％);而且商品薯的数量和经济效益也最高,分别达到348.3万个/hm...     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

Considering sink strength to model crop production under elevated atmospheric CO2

Climatic changes and elevated atmospheric CO₂ concentrations will affect crop growth and production in the near future. Rising CO₂ concentration is a novel environmental aspect that should be considered when projections for future agricultural productivity are made. In addition to a reducing effect on stomatal conductance and crop transpiration, elevated CO₂ concentration can stimulate crop production. The magnitude of this stimulatory effect (‘CO₂ fertilization’) is subject of discussion. In this study, different calculation procedures of the generic crop model AquaCrop based on a foregoing theoretical framework and a meta-analysis of field responses, respectively, were evaluated against experimental data of free air CO₂ enrichment (FACE) environments. A flexible response of the water productivity parameter of the model to CO₂ concentration was introduced as the best option to consider crop sink strength and responsiveness to CO₂. By varying the response factor, differences in crop sink capacity and trends in breeding and management, which alter crop responsiveness, can be addressed. Projections of maize (Zea mays L.) and potato (Solanum tuberosum L.) production reflecting the differences in responsiveness were simulated for future time horizons when elevated CO₂ concentrations and climatic changes are expected. Variation in future yield potential associated with sink strength could be as high as 27% of the total production. Thus, taking into account crop sink strength and variation in responsiveness is equally relevant to considering climatic changes and elevated CO₂ concentration when assessing future crop production. Indicative values representing the crop responsiveness to elevated CO₂ concentration were proposed for all crops currently available in the database of AquaCrop as a first step in reducing part of the uncertainty involved in modeling future agricultural production.     

镉胁迫对拟南芥幼苗形态生理和错配修复相关基因表达的影响研究

以拟南芥为供试材料,从形态指标、生理指标、分子指标3个层次研究了镉（Cd）的毒理效应,筛选Cd敏感生物标记物。分子指标的研究以18S rRNA为看家基因, 错配修复基因MutS 2 homolog（atMSH2）, atMSH3,atMSH7,细胞增殖核抗原1 和2（atPCNA1和atPCNA2）为检测目的基因,采用半定量反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术研究Cd胁迫对上述错配修复相关基因表达的影响。结果表明,不同浓度（0、0.125、0.25、1.0、3.0 mg·L^-1）Cd 处理7 d后,根长随Cd胁迫强度的增加而降低; 0.125 mg·L^-1 Cd处理下,地上部可溶性蛋白含量显著增加,而在0.25、1.0和3.0 mg·L^-1 Cd时降低,但仍高于对照;幼苗叶片数、地上部鲜重、叶绿素含量变化与对照相比差异均不显著。地上部atMSH2,atPCNA1,atPCNA2基因表达量的变化与Cd胁迫浓度呈明显的倒U字型关系,分别在0.125,0.25和0.125 mg·L^-1 Cd时达到最大值。以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述3个错配修复相关基因表达量的改变趋势相符,且均对Cd污染胁迫较敏感,可以作为检测Cd污染及其相关生物学效应的潜在生物标记物。     

Calibration of Hargreaves–Samani equation for estimating reference evapotranspiration in semiarid and arid regions

The Penman–Monteith (FAO-56 PM) equation is suggested as the standard method for estimating evapotranspiration (ET₀) by the International Irrigation and Drainage Committee and Food and Agriculture Organization (FAO). On the other hand, the Hargreaves–Samani (HS) equation is an alternative method compared with the FAO-56 PM equation. In the present study, the original coefficient C of the HS equation is calibrated based on the FAO-56 PM equation for estimating the reference ET₀ from 15 meteorological stations in central Iran (about 170,000 km²) under semiarid and arid conditions. After calibration, the new values for C are ranged from 0.0018 to 0.0037. The mean bias error (MBE), the root mean square error (RMSE), and the ratio of average estimations of ET₀ (R) values for all stations are ranged from 0.12 to 5.38, ?5.35 to 1.15 mm d^?1 and 0.64 to 1.28 for the HS equation and from 0.12 to 2.48, ?2.2 to 0.60 mm d^?1, and 1.00 to 1.05 for the calibrated Hargreaves–Samani equation (CHS), respectively. Results indicate that the average RMSE and MBE values are decreased by 40% and 66%, respectively. Relationships for calibrating the C coefficient on the basis of annual average of daily temperature range (ΔT) and wind speed (V) are proposed, calibrated, and validated. Hence, the CHS equation can be used for ET₀ estimates with acceptable accuracy instead of the FAO-56 PM method.