拟南芥幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异

运用MSAP技术分析了拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异情况。结果表明, 在扩增的662条带中, 对照和2个处理及其第2代间完全一致的带型有598条; 发生变化的带型有64条, 其中能遗传给第2代的有48条, 占变异条带的75%。与对照相比, 经超低温保存的样品新产生的甲基化位点有14个, 而去甲基化的位点有22个。经过处理但未冷冻的与冷冻处理组之间带型一致的有624条, 差异条带有38条, 占5.7%, 而对照与未冷冻处理组的差异率是7.45%, 对照与冷冻处理组之间的差异率是6.63%。可见, 拟南芥在超低温保存中, 无论是经液氮冷冻还是未经冷冻处理, 对材料的甲基化状态均有影响, 而这种甲基化变化大部分是可以遗传的。     

开花期土壤短期干旱和复水对大豆光合作用和产量的影响

以大豆(Glycine max)为材料, 研究开花期土壤水分变动对叶片光合生理以及产量形成的影响, 以期为大豆的节水栽培和水分高效利用提供理论依据。研究发现, 大豆叶片气孔导度(Gs)对土壤水分的匮缺更加敏感。干旱胁迫降低了叶片的净光合速率(Pn), 但复水后, 叶片水势和净光合速率等在实验过程中都可以得到迅速恢复, 并且蒸腾速率(Tr)、气孔导度和胞间CO₂浓度(Ci)在复水后的第3 天与对照相比显著提高, 表现出一定的超补偿效应。研究发现, 在开花期即使短期的土壤干旱, 也会对大豆后期的生物量及其分配产生较大的影响, 开花期干旱和复水, 显著降低了大豆叶片和茎的生物量, 使根茎比提高16.7% (P<0.05), 收获指数增加26.3%(P<0.05)。     

菲污染土壤的微生物修复机制

菲(Phenanthrene)是存在于煤焦油中,含三个苯环的稠环芳烃。除了具有"三致"作用外,菲稳定的化学结构和高辛醇-水分配系数等特性,使其具备较强的抗降解能力,易在环境中富集,破坏土壤微生态结构,降低农作物品质,威胁人类健康。而且随着化石燃料的长期大量使用,受菲污染的土地面积也急速增加,给人类的健康及生产活动带来极大的威胁。因此,有效清除土壤中菲及其他多环芳烃污染物,净化环境,具有重要的现实意义。微生物降解作为治理菲污染的方法之一,具有高效、低成本、环境友好的特点,受到研究者的高度重视。本文从菲降解菌的种类、降解机理、分子机制、影响修复等因素及微生物与植物联合修复五个方面进行综述,为进一步利用环境微生物,开发高效菲降解菌,治理菲污染提供参考。     

基于GWR模型的伊河流域土壤有机碳空间分布特征及影响因素分析

土壤有机碳作为陆地碳库主体,其分布特征及与驱动因素的空间关系对土壤碳周转过程有重大影响。通过野外调查、采样和室内分析,基于地理加权回归（GWR）模型结合9个环境和土壤变量,建模分析伊河流域土壤有机碳空间分布状况,以及影响其分布的主要因素。研究发现,流域表层土壤有机碳在3.37-38.34 g/kg之间,上、中、下游有机碳分布存在空间差异,其中上游差异最大,下游差异最小。相关分析表明,有机碳与土壤理化性质相关性显著,与年平均气温以外的环境因子相关性不显著。GWR模型较好地预测了伊河流域土壤有机碳空间分布,局部决定系数在0.49-0.64之间,自下游到上游,决定系数逐步升高,对上游的预测精度最高。分析发现,在海拔较高的中上游区域,土壤有机碳含量主要受立地环境、成土母质和地表覆盖的影响;在中上游低山丘陵区,人类活动和环境因素共同影响了土壤有机碳含量;在中下游平原区农业活动和化肥投入是造成土壤有机碳含量较高的主要因素。研究揭示了各因素对有机碳影响的空间分异特征,可为伊河流域土壤生态系统的合理发展和管理提供依据。     

伊洛河流域外来草本植物分布格局

外来生物入侵及其防治已经成为生态学关注的重点和热点问题.目前的研究主要集中在外来入侵种上,然而入侵种仅占外来种中很少一部分,因此,研究外来种现有分布格局对研究生物入侵及其防治有重要意义.以伊洛河流域草本植物群落中的外来种为对象,沿河从河源地到入黄河口选取典型样地,在调查流域内草本植物群落中物种组成的基础上选取外来种,并对外来种种类组成及其分布格局进行研究.结果表明:流域内有外来草本植物27种,分属于15科,种类较多的科为菊科、苋科和豆科;引入方式以有意引种为主.流域横向不同生境间,河滩地在水流的养分富集、季节性洪水物理干扰及人为活动扰动作用下,呈现出受外来种分布较多,而受人类活动扰动最强且营养丰富的农田分布较小的分布格局;纵向环境梯度下,上游河源山地属于自然植被区,人为干扰较轻,且受外来种影响较小;中游丘陵区从自然生态系统向农业生态系统的过渡区域,人类活动的扰动有所加强;下游平原农业区,人类活动强烈,区域内以人工生态系统为主,群落物种组成简单但受外来种影响最大,受自然环境和人类活动的双重影响.不同物种在不同生境间差异明显,其中,小蓬草、钻叶紫菀和反枝苋广泛分布于3种生境中.总体上,伊洛河外来草本植物分布格局在自然因素的基础上强烈受人为因素的影响,呈现出从上游到下游逐渐增多的趋势.     

拟南芥AtrbohD和AtrbohF缺失对叶蛋白质组的影响

拟南芥NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF在脱落酸（abscisic acid,ABA）抑制主根伸长、ABA诱导气孔关闭以及植物应答干旱、盐及病菌侵染等逆境胁迫反应中发挥重要作用,但这2个蛋白亚基缺失对拟南芥（Arabidopsis thaliana）蛋白质组的影响还未见报道。我们以营养土中生长16 d的野生型及AtrbohD和AtrbohF双基因突变体atrbohD1/F1叶片为材料进行蛋白组学分析,在双向电泳图谱上可分辨出约1 000个蛋白点,且蛋白表达谱存在差异。选取42个显著差异蛋白点进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定,成功鉴定出20个差异蛋白,这些蛋白主要与氧化还原、能量代谢、蛋白代谢、转录和信号传导等相关,还有一些蛋白功能未知。     

植物miRNA介导磷信号转导的研究进展

MicroRNA（miRNA）是一类新型的调控靶基因表达的小分子RNA,参与调节植物的生长发育和抗逆反应等多种生理过程。近年来,随着miR399调节植物磷平衡分子机制的发现,人们开始广泛关注miRNA在低磷信号转导和磷平衡中的作用。本文基于近几年的研究进展,综述miR399、miR827等磷响应miRNA在低磷信号转导以及调节磷平衡过程中的作用和分子生理机制。     

蜡样芽孢杆菌B3-7在大田小麦根部的定殖动态及其对小麦纹枯病的防治效果

为了阐明蜡样芽孢杆菌B3-7在大田条件下的生态适应性以及对于小麦纹枯病的生防效果,通过利用绿色荧光蛋白编码基因gfp标记生防菌株B3-7,室内比较了GFP标记菌株和原始出发菌株在菌落形态、生长特性,生物薄膜产生以及在小麦根部定殖等方面的特性,结果发现GFP标记菌株和出发菌株在上述特性方面无明显差别。在此基础上,大田条件下测定了GFP标记菌株在小麦根部的定殖动态和对于小麦纹枯病的生防效果。结果发现,GFP标记菌株在小麦根部能够长期定殖,其存在量在小麦分蘖期最大,每克根重达到105CFU,拔节期后,该细菌数量一直维持在104CFU之上。同时发现,生防菌株能够有效降低小麦纹枯病的严重度和提高罹病小麦的产量。小麦分蘖期、孕穗期和灌浆期生防菌对于小麦纹枯病的防治效果分别达到60%、34%,34%,小麦成熟后产量提高13%—15%。结果表明,B3-7在大田条件下具有较好的生态适应性和防治小麦纹枯病的能力。     

不同干扰背景下景观指数与物种多样性的多尺度效应——以巩义市为例

以黄河中下游山地丘陵区的巩义市为研究区,采用典型样地法对灌草丛、人工林和农田边缘3种不同干扰背景下的自然、半自然生境内的植物进行调查。基于景观生态学原理,在地理信息系统技术支持下,借助于Fragstatta3.3软件,以调查样地为中心,计算了150、250、500、750、1000、1250、1500m不同半径缓冲区内表征景观形状(Edge and patch shape)、边缘对照(Edge contrast)、相似度和邻近度(Proximity and similarity)、景观多样性(Diversity)、基质(Texture)、斑块大小和密度(Patch size and patch density)共6类52个指数,运用冗余分析(RDA)筛选出不同尺度下对该区农业景观中植物多样性有显著影响的景观指数。结果表明:不同尺度,景观指数对物种多样性的影响变化显著。灌草丛生境,在500—750m范围内,SHAPE_AM指数和PARA_AM指数能够很好的解释物种多样性,解释量为33.6%;人工林生境,SHAPE_AM指数、AREA_CV指数、SIMI指数和PAFRAC指数在1000—1250m范围内对物种多样性的解释量达到48.1%;农田边缘生境,GYRATE_CV指数、ENN_CV指数、PARA_MN指数和FRAC_AM指数在750—1250m范围内对物种多样性影响显著,解释量为32%。其中,辛普森多样性指数(SIDI)与灌草丛物种多样性在750—1250m范围内作用显著,ENN_CV指数仅对农田边缘物种多样性影响较大。景观指数对物种多样性的影响具有尺度依赖性,未来应全面综合探讨这些指数的尺度效应及在景观生态学中的应用。     

拟南芥ABA敏感突变体asm1的分离与鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1对ABA同样表现出敏感特性。在生长发育方面,asm1突变体抽苔时间提前,植株矮化,并且荚果长度明显小于野生型。利用远红外成像系统分析发现,在干旱胁迫下asm1突变体叶面温度高于野生型;失水率分析显示突变体失水率降低以及水分散失减少。遗传学分析表明,asm1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离;通过图位克隆成功获得候选基因ASM1。RT-PCR结果显示,在突变体中ASM1的表达受到抑制,并且能够调控多种ABA信号通路和胁迫应答基因的表达水平。研究结果表明,ASM1可能参与调控ABA信号转导并应答干旱胁迫。