甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。     

太原市五种园林地被植物抗旱性评价及抗旱指标筛选

以5种地被植物为试材,采用盆栽控水模拟干旱胁迫(连续干旱0、5、10、15、20 d),分别测定5种地被植物的叶片相对含水量(RWC)、电导率(REC)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质含量(SPC),并利用隶属函数分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析、逐步回归分析对其抗旱性进行综合评价及抗旱指标筛选,以期为太原市园林地被植物的合理养护和筛选应用提供参考依据.结果表明:干旱条件下,不同生理指标所反映供试植物的抗旱性不同,且部分指标之间呈显著相关.主成分分析将12个单项指标归纳成3个综合因子,分别为伤害程度因子、叶绿素因子、水分状况和光化学效率因子,代表了抗旱性97.422％的数据信息,"金冠"玉簪和德国鸢尾分别在3个主因子上抗旱性最强.通过聚类分析,将5种地被植物分为3类,其中"金冠"玉簪、德国鸢尾和八宝景天归为抗旱型类群.逐步回归分析表明,RWC、离体叶片失水速率(RWL)、SPC和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)可作为评价参试地被植物抗旱性的重要指标.     

基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。     

天津春稻和麦茬稻品质特性比较

以天津市培育的优质小站稻品种津川1号和隆优619为供试材料,分析了春稻和麦茬稻品质特性的差异。结果表明,津川1号作麦茬稻的整精米率明显低于作春稻,而垩白粒率显著高于春稻;津川1号麦茬稻的蛋白质含量明显偏高,食味值显著低于春稻;隆优619作春稻和麦茬稻无论在外观、加工、食味还是营养品质方面均无显著差异,是较理想的麦茬连作品种。     

岩溶流域典型农业区水体氢氧同位素的空间异质性及形成机制

分别于平水期和枯水期采集了花溪河流域典型农业区地表水和地下水样品。利用氢氧同位素示踪技术,结合土地利用类型对研究区不同水体的补给来源、季节变化及主要影响过程进行了分析,并对不同水体氢氧同位素值进行了空间插值分析,同时对其形成机制进行了分析,阐明了不同土地利用类型影响下的主要水文过程。结果表明:(1)研究区不同水体的主要补给来源为当地大气降水,月亮湖水库受蒸发作用影响明显,地表水和地下水的δD和δ~(18)O整体上呈现平水期高于枯水期的特征。(2)地下水的δD和δ~(18)O在枯水期与平水期均呈现明显的空间分异性特征,西部水田/水库集中区富集,东部旱地集中区贫化,土地利用对研究区环境水文过程影响明显。该研究结果有助于了解不同土地利用方式下地表水对地下水的影响,为流域管理提供科学依据。     

软枣猕猴桃叶片愈伤组织诱导技术的研究

[目的]由于软枣猕猴桃在初代培养中外植体诱导率极低且快繁效果差,因此进行其组织培养技术体系的研究,以期解决其人工种植的难题.[方法]本研究以软枣猕猴桃展叶为外植体,通过采用不同消毒试剂及消毒处理时间,筛选出最佳的灭菌程序;将不同培养基与不同浓度的KT、2,4-D组合,筛选出最佳的初代培养基配方.[结果]选用展叶为外植体,75％CH3CH2OH处理30 s后以10％NaClO处理20 min,0.1％HgCl2处理15 min后无菌水冲洗3～4次,接至pH=5.8的MS+1 mg·L-1 KT+0.5 mg·L-12,4-D+3％白糖+0.55％琼脂培养基上,置于光照2500 lx、8 h·d-1,26℃下培养8 d后有少部分愈伤组织出现,60 d后平均单芽愈伤组织达0.8 g以上,平均单个愈伤组织长度0.7～1.4 cm,属中块愈伤组织.[结论]以本实验得出的愈伤组织培养方法进行培养,可有效提高诱导率,达到快繁的目的.     

厚叶南五味子仿生态栽培关键技术研究

选取厚叶南五味子应用试验方法,进一步筛选优良扦插技术、壮苗培育技术方案和立体种植关键技术措施,结果表明:厚叶南五味子扦插技术在70％透光率的塑料大棚内扦插50 d,可获得优良的扦插苗,取得最佳的生长效果;壮苗培育技术最优基质配比为碎石:腐烂树皮:碎木屑(1:2:1)+1.5 kg/m3缓释肥+4.0 kg/m3腐熟饼肥;立体附植应以240 d的壮苗在3月份进行.     

Screening and Verification of Low Nitrogen Tolerant and Nitrogen Sensitive Cotton Germplasm

[Objective] The aim of this study is to evaluate nitrogen efficient cotton germplasms and improve nitrogen use efficiency. [Method] Eighty cotton germplasms were selected and evaluated in the hydroponic experiment under low (0.25 mmol·L^－1) and high (5 mmol·L^－1) nitrogen concentration. Different traits for screening were identified and nitrogen use efficiency types were classified. Field experiments were also performed for comparison and confirmation of the identified germplasms. [Result] The results showed that there were significant differences in the total plant dry matter, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency in cotton germplasms at the two nitrogen levels. Based on coefficient of variation, principal component analysis and correlation, six traits including total plant dry matter, shoot dry matter, root dry matter, total nitrogen accumulation, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency were used as screening indicators. According to the Heatmap clustering analysis and the nitrogen efficiency comprehensive index, two germplasms (Lu05R59 and CCRI 69) were identified as low nitrogen tolerant and nitrogen efficient, and two germplasms (Coker 201 and Xinluzhong 30) as low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient. The results of field experiment were consistent with the results of the hydroponic culture at the seedling stage. [Conclusion] It was finally determined that Lu05R59 and CCRI 69 were the low nitrogen tolerant and nitrogen efficient germplasms, and Coker 201 and Xinluzhong 30 were low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient germplasms. The results of these studies provide the possibility for screening and rapid identification of nitrogen use efficiency in cotton at the seedling stage, and provide the ideal materials and theoretical basis for further study of cotton nitrogen efficient.     

Differential regulation on C5 expression in goose versus mammals by glucose/palmitate provides a potential protection for goose fatty liver

Goose fatty liver is a specific type of nonalcoholic fatty liver that is protected from harmful effects associated with severe steatosis. Our previous findings suggest that suppression of the complement C5 may be relevant, but the mechanism is unclear. Therefore, in this study, we first verified the expression pattern of complement genes (including C5) during goose fatty liver formation and then determined the liver fat content and fatty acid composition by high-performance liquid chromatography (HPLC), followed by selecting the differential metabolites to treat HepG2, goose and mouse primary hepatocytes, aiming to explore the mechanism of C5 and inflammation suppression in goose fatty liver. The data confirmed the suppression of complement genes (including C5) in goose fatty livers. Moreover, fat content was significantly higher in fatty liver versus normal ones, with oleic acid and palmitic acid dominantly accounting for the difference. In line with this, high concentration of palmitate led to down regulation of C5 expression in goose primary hepatocytes whereas upregulation in mouse primary hepatocytes and HepG2 cells. In conclusion, regulation on C5 expression by fatty liver related factors including high level of palmitic acid may contribute to the protection of goose liver from severe hepatic steatosis.     

16份四川小麦生产品种在甘肃陇南抗条锈性表现

小麦条锈病我国小麦生产上的最主要的病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效环保的措施。2014—2017年,先后对16份四川省小麦生产品种在甘肃陇南不同生态区的甘谷试验站和汪川良种场两地进行自然诱发鉴定,评价其抗病性。结果发现,所有供试品种均表现感病,川农10号等5份材料具有慢条锈性。