An empirical approach to target DNA quantification in environmental samples using real-time polymerase chain reactions

Recent advances in molecular techniques have allowed for the routine examination of nucleic acids in environmental samples. Although current methodologies are very sensitive, accurate target DNA quantification from environmental samples remains challenging. To facilitate high-throughput DNA quantification from environmental samples, we developed a novel DNA quantification method based on a non-linear curve-fitting approach to extract additional information from quantitative PCR amplification curves and used the fitted parameters to develop multiple regression standard equations for target DNA quantification. A 3-parameter sigmoidal function performed superior to a 4-parameter Weibull function for generating the multiple regression standard equations. In a verification experiment, target DNA was quantified in a series of ‘unknown’ samples in three soils using this approach and the results were compared to target DNA values determined using corrected and uncorrected Ct-based (threshold cycle) methods. For each method, the deviations from the expected target DNA content were determined. Results clearly showed that over all DNA concentrations, target DNA content determined by the non-linear curve-fitting method was more accurate and more precise than values predicted by all other methods. Analysis of variance conducted on the predicted DNA contents also revealed fewer statistical artifacts with the non-linear curve fitting method compared to the conventional Ct-based methods. The novel approach described here is accurate, inexpensive, and very amenable for automation and high-throughput applications.     

我国两种典型土壤汞的安全阈值研究——以根茎类蔬菜为例

选择我国广泛种植的12个根茎类蔬菜品种(萝卜、胡萝卜和马铃薯各4个品种)和2种典型土壤(江西的红壤和天津的潮土),通过温室盆栽试验,设置汞(Hg)添加浓度为现行《土壤环境质量标准GB 15618-1995》二级标准的1倍和2倍,研究不同根菜品种对Hg的敏感性差别,并利用物种敏感性分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导两种土壤的Hg安全阈值。结果表明:根菜产量指标对土壤Hg污染的敏感性存在品种间差异,红壤上的三红八寸参胡萝卜在2倍Hg添加处理下可食部位Hg含量超过食品安全国家标准(0.01 mg/kg),潮土中所有品种均未超标。与土壤类型相比,品种对萝卜、胡萝卜和马铃薯中Hg含量影响均最大。利用BurrⅢ型分布拟合12个根菜品种富集Hg的SSD曲线,通过食品安全国家标准反推,计算出红壤和潮土上保护95%的品种不超标的HC5值即安全阈值分别为0.53 mg/kg和1.2 mg/kg。本研究可为我国土壤重金属环境质量标准的修订提供重要参考。     

湿沙的风蚀起动风速实验研究

在土壤风蚀研究中 ,Bagnold建立的干沙子的起动风速与沙粒粒径关系的表达式已被广泛接受。然而 ,沙子含水率是影响沙粒起动风速的重要因子 ,因为沙子在湿润状态下 ,水分子与沙粒颗粒之间的拉张力增加了颗粒间的内聚力。通过风洞模拟实验研究了各种粒径的沙子在湿润状态下的起动风速。实验结果表明 ,湿沙的起动摩阻速度与干沙的起动摩阻速度之比——相对起动摩阻速度能更好地反映沙子含水率对起动风速的影响。建立了湿沙子的起动风速与沙粒粒径和沙子含水率的关系式     

基于遥感图象的土地利用分类方法研究

随着遥感技术和各种地学分析模型的发展和深入,利用遥感技术实现城市用地的快速分类将具有重要的实践意义。从遥感图像的应用出发,深入研究了基于遥感影像下的城镇用地的分类方法,并对提出的分类方法进行了若干讨论。     

河南棉红铃虫再猖獗的生态学特点及经济阈值研究

８０年代以来，河南省棉区棉红铃虫再度猖獗，其发生特点为：由豫南向豫北逐渐发展。发生期较５０年代有所延长；年度内田间生存率逐代提高，棉花受害逐代加重，不同种植和生长类型的棉田受害有显著差别；主害代为第三代，其年度间发生轻重主要受第三、四代棉铃虫防治频度和８、９月份降雨的影响。棉红铃虫对棉花的危害损失率Ｙ与单铃子棉含虫量（包括羽化孔）Ｘ呈幂函数关系，第二代为：Ｙ＝２．７４２Ｘ１．４１，第三代为：Ｙ＝５．４７５Ｘ０．９３６，据此模型估算的防治指标试用于生产，取得了成效。     

倍增外噪声下系统的阈值移动

文章用通常的统计力学方式计算了非平衡系统某类阈值在倍增噪声下的移动。     

洪水场次的界定

人们在进行洪水频率计算时,人为地割裂了洪水过程。一般地,都是以每年的最大洪峰流量对应的洪水作为该年的洪水过程,因此会出现洪水过程遗漏现象。洪水频率结果为防洪工程的建立提供依据,而洪水场次的界定是洪水频率计算的基础。文中研究采用两种方式界定洪水场次,利用Gumbel-Logistic模型分别计算界定的洪水场次的频率结果,并与传统方式下获取的洪水场次的频率结果进行比较。结果表明:3种情形下的洪水频率结果存在较大的差异。其中,以P-III型分布得出6年重现期的洪峰流量为洪水场次选取的门限值获得的洪水场次,即利用本研究中的界定方式二,得到的最大洪峰流量对应的频率值偏低,依此设计防洪工程,相比采用另外两种洪水场次选取方式进行防洪工程的设计偏于安全。     

基于粗糙集的迭代阈值选择的玉米苗期背景分割算法研究

将粗糙集与阈值迭代算法相结合,提出了基于粗糙集的迭代阈值选择背景分割算法并将其运用在玉米苗期图像上。利用粗糙集的模糊性刻画目标与背景的边界,用阈值迭代法选取阈值进而实现背景分割。仿真试验结果表明:传统的阈值迭代算法的分割耗时为0.469 s,并且分割后图像存在大量的信息丢失;基于粗糙集的迭代阈值选择背景分割算法的分割耗时为0.374 s,分割图像清晰,能够快速、有效、准确的实现背景分割,并满足农业智能生产中实时性、高效性的要求。     

甘蔗红尾白螟蛹发育起点温度和有效积温

在恒温条件下,观察了21～33℃范围内甘蔗红尾白螟蛹的发育历期,并测定了其发育起点温度和有效积温。结果表明,红尾白螟蛹发育历期与温度呈负相关,蛹的发育起点温度为(14.129±0.529)℃,有效积温为(191.003±7.461)℃,发育历期预测式为N=(191.003±7.461)/T-(14.129±0.529),可用于成虫发生期和防治适期的预测。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅵ. 棉花

996年起,转基因棉花在国际上大面积种植,目前已有40个转化事件批准商业化种植,带来了巨大的社会、经济和环境效益。在我国,转基因棉花是第一个广泛种植的转基因作物。与此同时,中国、美国和澳大利亚等国家对转基因棉花的基因飘流进行了研究。根据10多年来积累的数据,0.1%下的阈值距离为70 m。