基于PCA-SVR的冬小麦土壤水分预测

土壤含水量状况是影响农作物生长的重要因素,对农作物生长关键期土壤水分的精准预测是田间管理的重要内容。研究选取宝鸡市2014年至2016年冬小麦种植区3—5月的气象、地形和土壤属性3个方面共15个预测因子,建立基于主成分分析(principal component analysis,PCA)的支持向量回归机(support vector regression,SVR)模型预测0~20 cm和20~40 cm土层的土壤水分,并同时采用随机森林(random forest,RF)回归模型对同质数据进行预测分析,以对比分析PCA-SVR模型的预测效果。结果表明:PCA-SVR模型对宝鸡市冬小麦土壤水分的预测在0~20 cm和20~40 cm土层的平均预测精度分别为92.899%和92.656%,RMSE分别为7.521和8.011;随机森林回归预测模型在0~20 cm和20~40 cm土层的平均预测精度为87.632%和87.842%,RMSE分别为10.759和11.042。因此,PCA-SVR模型对宝鸡市冬小麦土壤水分具有更好的预测能力,且模型在0~20 cm土层的预测效果略优于20~40 cm土层。     

1951—2015年北京极端降水变化研究

摘要：为了掌握北京极端降水事件的气候变化规律,基于1951—2015年北京日降水数据,利用主成分分析、相关分析、突变检测以及R/S分析等方法,对北京地区极端降水变化趋势进行研究。结果表明：1951—2015年北京持续湿期、暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量呈显著下降趋势。北京暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量具有相似的年代际变化,均在1950s偏强,在1960s—1990s呈波动减少趋势, 2000s均显著减少减弱。突变检测结果表明,北京1日最大降水量和降水强度分别于1968和1988年发生由强到弱的突变。除持续干期指数之外的其他极端降水指数之间存在显著的正相关,极端降水量指数、各等级降水日数、持续降水时间是导致北京极端降水变化的主导因子。R/S分析表明北京极端降水指数未来具有减小减弱的趋势。北京极端降水未来呈减少趋势将增大干旱灾害的风险,严重影响水资源供给,因此应加强调节控制,以保障北京社会经济尤其是农业的可持续发展。     

移栽密度对知母生长性状及药用活性成分含量的影响

为了指导知母合理移栽,采用不同移栽密度(行距为30 cm和宽窄行40/20 cm;株距为10 cm、20 cm、30 cm)进行知母栽培,旨在探索适合西陵知母移栽的密度,为知母的规范化栽培提供依据。结果表明,在行距为宽窄行40/20 cm,株距为30 cm时,知母分蘖最少,株高值最小,单株鲜重、根茎鲜重、根茎最大直径和根茎长度均达到最大值,根茎药用活性成分芒果苷和知母皂苷BⅡ的含量也符合2015版药典标准。综合不同移栽密度对知母生长性状和根茎中药用活性成分含量的影响说明,西陵知母最佳种植行距40/20 cm,株距30cm,移栽密度为10.5万株/hm~2。     

越冬期间桂花光系统Ⅱ行为特征分析

为探究桂花在越冬期间遭受寒害时的光合机理,运用叶绿素荧光动力学手段,监测桂花叶片在北京地区越冬过程中光系统Ⅱ(PSⅡ)行为特征的变化。结果表明:随着越冬过程的推进,初始荧光(F_0)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效量子产额(yield)和PSⅡ电子传递速率(ETR)均随温度下降出现同步降低,并表明越冬过程中桂花叶片的捕光天线系统遭受破坏,从而抑制了光合作用的原初反应,桂花叶片通过减小天线系统捕获的光能来降低对PSⅡ反应中心的激发压。另外,桂花叶片的光化学猝灭系数(q P)始终较高,说明PSⅡ反应中心能够在越冬期间保持较高的开放程度,进而减少激发能在PSⅡ供体侧积累对PSⅡ反应中心的伤害;而非光化学猝灭系数(NPQ)伴随温度下降而明显降低,由此可以推断,桂花主要通过天线系统以外的热耗散途径来抵御冬季低温胁迫。     

Haplotype diversity in MC1R locus between the Min and white-haired pig breeds

In this article, we investigated the genetic variations in the coding region of porcine melanocortin receptor 1 (MC1R) gene in three pig breeds (Min, Yorkshire and Landrace) with black and white coat colors. Six polymorphic sites were found to be significantly associated with coat color. Two blocks were identified in the linkage disequilibrium map, the haplotypes in the first block are nt67/68indelCC and nt67/68indel--, and the haplotypes in the second block are ACCGA and GTTAG. The median-joining network diagram of MC1R haplotypes showed most Min pigs and other Asia domestic breeds own similar haplotypes to ACCGA, while the haplotypes of Europe pig breeds are similar to GTTAG. The phylogenetic analysis of the MC1R CDS further showed Min pigs are close to Laiwu pigs (Shandong, China), which indicated that the black coat color trait of Min pig might be originated and evolved from the black pig breed in Shandong Peninsula of China.     

新型高产β-胡萝卜素巴斯德毕赤酵母表达宿主菌的构建

分泌型巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）作为高效表达宿主菌已被广泛应用,通过高密度培养工艺用于多种酶制剂(如植酸酶、甘露聚糖酶等)的规模生产。然而,在生产过程中产生的大量菌体利用率低,多数被废弃掩埋,或只能作为廉价的菌体蛋白,造成大量的资源浪费。为提高酵母发酵副产物的利用率,向毕赤酵母宿主菌GS115中导入来源于红发夫酵母（Xanthophyllomyces dendrorhous）β-胡萝卜素合成途径中的关键基因(idi、crtE、crtYB和crtI),获得了胞内高产β-胡萝卜素的工程菌株P. pastoris GS115-CARO,实现工业生产中的菌体蛋白的高附加值利用。同时以来源于嗜热篮状菌（Talaromyces leycettanus JCM12802）的甘露聚糖酶基因Man5T作为参照,验证了宿主菌P. pastoris GS115和P. pastoris GS115-CARO在表达外源蛋白的差异。结果表明：Man5T基因的导入并没有影响,两株宿主菌的甘露聚糖酶表达量（分别为280 U/mL和286 U/mL,P>005）,但宿主菌P. pastoris GS115-CARO胞内β-胡萝卜素产量高达到31.27 mg/g(菌体干重dry cell weight,dcw)。构建的工程菌株不仅可以实现外源酶制剂的高效表达,有效地提升酵母菌体资源的利用价值,同时也在一定程度上了解决了发酵菌体对环境的污染问题。     

中国水仙R2R3-MYB基因NtMYB5的克隆和功能研究

为研究中国水仙（Narcissus tazetta var. chinensis）中类黄酮代谢途径的调控网络,从其转录组中筛选出1条R2R3-MYB基因并从花瓣cDNA中克隆其编码区全长序列,命名为NtMYB5。NtMYB5开放阅读框为681 bp,编码226个氨基酸。蛋白多重序列比对分析发现NtMYB5含有R2和R3结构域以及1个pdLNLD/ELxiG/S氨基酸基序;系统进化树分析表明,NtMYB5与花青素合成抑制因子亲缘关系最近;通过对NtMYB5在中国水仙中的表达检测发现,其表达量在花器官中较高,且随花开放逐渐上升;在烟草瞬时表达中,NtMYB5显著抑制花青素合成促进因子StMYB的效果;转NtMYB5烟草花瓣颜色变浅,qPCR检测表明NtMYB5抑制类黄酮代谢途径大部分结构基因表达。NtMYB5为中国水仙中花青素合成抑制因子。     

水中镉和芘在核桃壳生物炭上的吸附行为及其交互作用

以核桃壳在600℃热解所得生物炭(WSBC)为吸附剂,通过扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对WSBC进行表征,用批平衡吸附实验研究了WSBC对水体中两种典型污染物Cd(Ⅱ)和芘的吸附特性,考察了吸附时间、Cd(Ⅱ)和芘初始浓度、pH值、WSBC粒径等对吸附的影响,以及Cd(Ⅱ)和芘在WSBC上吸附的交互作用。结果表明:WSBC表面粗糙,孔隙结构明显,富含羟基、羧基、羰基等含氧官能团,具有高度芳香和杂环结构;在25℃时,WSBC对Cd(Ⅱ)和芘的吸附分别在20 h和16h时达到平衡,饱和吸附量分别为23.79、0.17 mg·g-1;pH=5时,WSBC对Cd(Ⅱ)的吸附量最大,而pH在3~11范围内,WSBC对芘的吸附量随着pH的减小而增加。通过对吸附实验数据进行动力学、等温吸附特性分析,发现WSBC对Cd(Ⅱ)和芘的吸附动力学规律均符合准二级动力学方程,等温吸附可以用Langmuir方程很好地描述;Cd(Ⅱ)和芘在WSBC上吸附时存在明显的竞争吸附。     

镰刀菌毒素污染饲粮导致的断奶仔猪肝脏损伤与自然修复研究

本试验旨在研究阶段性饲喂镰刀菌毒素污染饲粮对仔猪血清和肝脏生化指标、抗氧化指标以及肝脏炎性细胞因子白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)mRNA相对表达量的影响。选用体重为(8.45±0.94)kg的35日龄"杜×长×大"雌性仔猪30头,随机分为3组,每组10个重复,每个重复1头猪。对照组持续饲喂基础饲粮,镰刀菌毒素组持续饲喂镰刀菌毒素污染饲粮(玉米赤霉烯酮0.90 mg/kg,呕吐毒素1.43 mg/kg,烟曲霉毒素5.85 mg/kg),自然恢复组在饲喂镰刀菌毒素污染饲粮35 d后,改饲喂基础饲粮。预试期7 d,正试期56 d。结果表明:1)与对照组相比,镰刀菌毒素组仔猪肝脏相对重量显著升高(P0.05),血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和碱性磷酸酶(ALP)活性显著升高(P0.05),血清总蛋白(TP)和球蛋白(GLB)含量显著降低(P0.05),血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、血清和肝脏总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性显著下降(P0.05),血清和肝脏丙二醛(MDA)含量显著升高(P0.05);肝脏炎性细胞因子IL-1β和IL-6 mRNA相对表达量显著升高(P0.05)。2)经21 d自然恢复后,与镰刀菌毒素组相比,自然恢复组仔猪肝脏相对重量有所降低(P0.05),血清AST、ALT和ALP活性显著降低(P0.05),血清TP和GLB含量显著升高(P0.05),血清T-SOD活性显著升高(P0.05),血清和肝脏GSH-Px、肝脏T-SOD活性有所升高(P0.05),血清和肝脏M DA含量显著降低(P0.05),肝脏炎性细胞因子IL-1β和IL-6 mRNA相对表达量显著降低(P0.05)。由此可见,本试验条件下,长期饲喂镰刀菌毒素能够造成仔猪肝脏损伤,影响肝脏的抗氧化、蛋白质合成和免疫功能,而经过21 d恢复期,仔猪肝脏抗氧化和免疫功能得到了一定程度的改善。     

转化生长因子β1/Smads信号传导通路在哺乳动物卵巢发育中的调控作用及其作用机制

不同信号转导通路间的彼此协调保证了机体的正常运行。在众多的信号通路中,转化生长因子(TGF)β1/Smads信号传导通路越来越受到学者们的关注,已经成为分子生物学和细胞生物学研究的一大热点。已有研究证实,TGF-β1/Smads信号传导通路是调控卵泡发育的重要途径。本文就TGF-β1/Smads信号传导通路与哺乳动物卵巢卵泡的发育进行综述,分别从TGF-β受体、Smads蛋白、骨形态发生蛋白(BMP)、血小板反应蛋白1(THB-S1)、S期激酶相关蛋白1(SKP1)和其他调节机制阐述TGF-β1/Smads信号传导通路在哺乳动物卵巢发育中的调控作用及其机制,旨在引起人们对TGF-β1/Smads调控卵巢发育的关注,并为卵巢发育过程中某些疾病的治疗提供一些参考。