Impact of climate change on maize yield in China from 1979 to 2016

Climate change severely impacts agricultural production, which jeopardizes food security. China is the second largest maize producer in the world and also the largest consumer of maize. Analyzing the impact of climate change on maize yields can provide effective guidance to national and international economics and politics. Panel models are unable to determine the group-wise heteroscedasticity, cross-sectional correlation and autocorrelation of datasets, therefore we adopted the feasible generalized least square(FGLS) model to evaluate the impact of climate change on maize yields in China from 1979–2016 and got the following results:(1) During the 1979–2016 period, increases in temperature negatively impacted the maize yield of China. For every 1°C increase in temperature, the maize yield was reduced by 5.19 kg 667 m–2(1.7%). Precipitation increased only marginally during this time, and therefore its impact on the maize yield was negligible. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by an insignificant amount of 0.043 kg 667 m–2(0.014%).(2) The impacts of climate change on maize yield differ spatially, with more significant impacts experienced in southern China. In this region, a 1°C increase in temperature resulted in a 7.49 kg 667 m–2 decrease in the maize yield, while the impact of temperature on the maize yield in northern China was insignificant. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by 0.013 kg 667 m–2 in southern China and 0.066 kg 667 m–2 in northern China.(3) The resilience of the maize crop to climate change is strong. The marginal effect of temperature in both southern and northern China during the 1990–2016 period was smaller than that for the 1979–2016 period.     

基于格网的GCM数据修订分析未来海南岛农业水热资源的变化特征

以海南岛为研究区域，选用5个大气环流模式（GCMs）1970−1999年的逐日输出数据和同期地面气象观测数据，使用空间插值降尺度到0.5°×0.5°格网。以格网单元为基础，应用系统误差修订（修正值法或比值法）和多模式集合平均方法（贝叶斯模型平均法BMA或等权重平均法EW），训练与验证GCMs输出值并进行综合修订。在此基础上，分析RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来海南岛近期（2020−2059年）和远期（2060−2099年）农业水热资源，包括年平均气温、1月平均气温、≥10℃积温、≥20℃积温、年降水量、1月降水量和≥20℃界限温度生长期间降水量的变化特征。结果表明：GCMs输出值的系统误差和BMA权重系数在格网间存在较大的空间差异，且GCMs输出值低估逐日最高气温约3.55℃，高估逐日最低气温约1.19℃，逐日降水量仅为观测值的54.35%。基于格网的综合修订，可有效降低GCMs输出值在空间上的不确定性，BMA与EW的修订结果相似，均优于单一GCM模式。通过格网BMA综合修订后，最高气温、最低气温和降水量在验证期的相关系数r分别约提升0.10、0.07和0.06；均方根误差RMSE分别约降低2.38℃、1.01℃和1.01mm；较单一GCM相对观测值的偏差平均约减少3.25℃、1.13℃和25.67mm。未来海南岛农业热量资源在空间上主要表现为从中部向外围逐渐升高，高温主要分布在南部至西部沿海地区，年平均气温的增幅全岛较为接近，1月平均气温、≥10℃积温和≥20℃积温的增幅分别表现为由东向西、由北向南和由中部向外围递减。在时间上，RCP8.5情景下所有农业热量资源均为极显著增加且增温最快，RCP4.5情景为先增加后平缓，RCP2.6情景较为平缓，远期无显著增温。未来海南岛降水资源在空间上转为由东向西逐步递减的格局，南部和北部沿海地区降水变率增加，西部和中部降水变率减少，在时间上无显著变化趋势。随着未来海南岛气候变暖和降水格局的改变，农作物适宜种植面积扩大，会对农业生产带来巨大挑战，应提前布局，做好趋利避害。     

乡土物种补播对青藏高原高寒草甸群落稳定性的影响

为了探究高寒草甸天然草地补播乡土物种对草地群落稳定性的影响，本试验以垂穗披碱草（Elymus nutans）、异针茅（Stipa aliena）、中华羊茅（Festuca sinensis）、溚草（Koeleria cristata）、星星草（Puccinellia tenuiflora）、扁蓿豆（Melissitus rutenica）、冷地早熟禾（Poa crymophila）为试验材料，设置5种混播组合，于2017年在青海省贵南县天然草地上进行补播。试验采用方差比率法（Variance ratio，VR）、M.Godron贡献定率法（Contribution law）以及生物量稳定性分析方法，结果表明：5种组合补播后使得群落联结性降低、生物量稳定性增大，群落整体稳定性增强，正向着稳定方向发展；5种组合中，组合D （扁蓿豆+星星草+垂穗披碱草+异针茅+溚草）的生物量稳定性最大，是对草地恢复最有效的物种组合。本试验筛选出了对草地生态修复最有效的物种组合，为草地保护及利用提供了科学依据。     

轮叶狐尾藻对水体重金属铅污染的耐性研究

以狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)为试验材料,采用液体培养法,研究了不同浓度Pb尾矿液单一胁迫下对其幼苗生长及生理指标的影响,以期为今后在探讨狐尾藻对Pb耐性机理方面提供参考依据和实践指导。结果表明:随着Pb尾矿渗出液单位浓度的升高,狐尾藻幼苗的株高和根长以及干质量整体呈不断下降趋势,其中,在100%Pb尾矿液处理下地下部的干质量较对照下降显著(P0.05)。此时,地上部干质量较对照也呈下降趋势,但整体幅度不大,说明狐尾藻幼苗的生长整体受到明显抑制;随着Pb尾矿渗出液单位浓度的升高,幼苗中光合色素含量逐渐下降且整体均低于对照。在纯Pb尾矿液处理条件下,Chla、Chlb和Car的含量比对照下降了14.6%、29.6%和23.2%;所有处理中幼苗地下及地上部相对电导率与Pb尾矿液浓度成正比且均高于对照。各个处理的地上及地下部Pro含量随着Pb尾矿液浓度增高整体呈上升趋势。其地上和地下部的AsA含量和GSH含量变化呈低浓度上升,高浓度下降的趋势。在25%Pb胁迫处理下,幼苗中AsA含量在地上和地下部均达到最高,与对照相比差异明显(P0.05),较对照增加了93.5%和89.8%。而地上和地下部GSH含量较对照增加了35.7%、4.36%。数据表明,狐尾藻对Pb胁迫下的环境有一定的抗性,可被用于Pb污染环境的生态修复。     

果蔬型甜玉米新品种京科甜191的选育

京科甜191是以超甜玉米自交系T68为母本,自交系T6302为父本,通过杂交选育而成的果蔬型甜玉米品种。果穗筒型,穗长19.0 cm,穗粗5.3 cm,穗行数16~18行,行粒数36~38粒,粒行整齐。籽粒亮黄色,外观漂亮。平均每667 m2鲜果穗产量900 kg左右,出籽率约67.4%。鲜籽粒含粗蛋白2.98%,粗脂肪1.37%,总糖6.7%,口感甜脆清爽,皮薄无渣。播种至采收平均85.4 d(天),适宜京津冀及类似生态区种植。     

寨卡病毒SYBR GreenⅠreal-time PCR方法的建立及应用

为建立一种针对寨卡病毒的快速诊断方法,本研究根据寨卡病毒的3’端保守基因序列,设计合成1对引物,建立了检测寨卡病毒的荧光定量PCR方法。结果显示:所建立的检测方法的Ct值与标准品在1.41×10^1~1.41×10^10^ copies/μL具有良好的线性关系,相关性为1,斜率为-3.502;灵敏性结果显示,该方法的检测限度为1.41×10^1 copies/μL,是普通PCR的10000倍;特异性结果显示,对CHIKV、DENV和JEV无特异性扩增,特异性强;重复性试验结果显示,组内和组间变异系数均小于1%,重复性好。本研究建立的SYBR Green I real-time PCR检测方法,可用于寨卡病毒感染的快速诊断。     

特早熟高糖猕猴桃新品种‘金美’

‘金美’是从云南野外美味猕猴桃资源中选育出的绿肉高糖新品种。果实为卵形，果面黄褐色硬毛，果形整齐；平均单果质量60 ~ 80 g。果肉绿色或黄绿色，质嫩多汁，风味浓甜。软熟果实含可溶性固形物24.1%，可溶性总糖16.2%，总酸1.25%，维生素C 1 180 mg • kg-1，钾 342 mg • kg-1，钙84.2 mg • kg-1。在武汉地区8月果实成熟，此时果实采后7 d开始软熟，1 ~ 2 ℃低温和95%相对湿度下可存放100 ~ 120 d。盛果期产量22 t • hm-2。     

正交设计优化青蒿SRAP-PCR反应体系及引物筛选

为了建立青蒿的SRAP最佳扩增体系,并筛选出SRAP多态性引物,本研究以青蒿叶片DNA为模板,采用正交试验设计,以Mg^2+、dNTP Mix、Taq DNA聚合酶、引物和DNA模板5种因素5个水平,对青蒿SRAP反应体系进行研究。结果表明,青蒿SRAP-PCR最佳反应体系为:引物0.6μmol/L、Mg^2+2.0 mmol/L、模板DNA 5.1 ng、Taq DNA聚合酶2.0 U、dNTPs 0.25 mmol/L,总体积为25μL。各因素对扩增反应均有不同影响,其中引物浓度的影响最大,dNTPs的影响最小。运用该体系对不同种质资源的青蒿进行验证,证明该体系稳定可靠,并在30个引物组合中筛选出了25对扩增条带清晰,多态性丰富的引物组合。这一结论为今后利用SRAP标记技术进行青蒿分子遗传学研究提供了科学依据。     

外源NO及反向调控PEG胁迫下苜蓿萌发种子抗氧化酶及其同工酶动态的研究

以紫花苜蓿为材料,用一氧化氮供体硝普钠(SNP)及一氧化氮清除剂c-PTIO对苜蓿种子进行浸种处理,采用分光光度法和同工酶电泳技术来研究外源NO及反向调控对PEG胁迫下紫花苜蓿抗氧化酶活性及其同工酶的影响,并探讨NO调控苜蓿种子耐旱性的生理机制。结果表明:PEG胁迫下外施0.1 mmol·L^-1 SNP,第6天时较PEG处理POD活性降低了32.72%;第4天时SOD、CAT活性较PEG处理升高了10.48%、23.60%,有效缓解了PEG对紫花苜蓿萌发中种子的氧化损伤,提高其抗氧化能力。PEG胁迫下添加 c-PTIO抑制了苜蓿萌发期的抗氧化系统活性。从同工酶的谱带数量和强弱来看,POD同工酶各区带活力均随PEG胁迫时间的延长而增加,在第2天酶带只有1条,而第4天酶带呈现9条;SOD和CAT同工酶表达量变化不显著,但酶带强弱有一定变化,S3酶带随处理时间的延长表达量逐渐减弱;CAT同工酶谱带则一直保持2条带,无明显强弱变化。因此,外源NO在PEG胁迫下紫花苜蓿萌发中抗氧化酶快速响应并在维护氧自由基代谢平衡中起重要保护作用。     

异硫氰酸丙烯酯毒杀松材线虫作用机制初步研究

对异硫氰酸丙烯酯毒杀松材线虫作用机制进行了初步研究。测定了其对线虫虫体形态、运动行为、体内总糖和蛋白质含量的影响,以及处理前后线虫体内过氧化氢酶(CAT)、乙酰胆碱酯酶(AChE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性变化。结果表明:经异硫氰酸丙烯酯处理后的松材线虫虫体形态严重扭曲,运动形态出现由正常的S形变化为多节弯曲和螺旋状卷曲等异常状况,线虫行动随时间的推移变得迟缓,最终呈C形、新月形或直接死亡。随着异硫氰酸丙烯酯处理质量浓度的增大,线虫体内总糖和蛋白质含量显著上升,糖和蛋白质的代谢发生紊乱;线虫体内CAT、AChE和GST活性显著降低,且均低于对照组,表明线虫体内氧化和抗氧化作用失衡;细胞受到极大的影响,神经系统遭到破坏,解毒能力明显降低。研究结果可为研究利用异硫氰酸丙烯酯作为植物源杀线虫剂提供依据。