西番莲PeERG基因克隆及其表达模式分析

ERA(Eecherichia coli Ras-like protein)蛋白是与已知异三聚体G蛋白和小分子G蛋白不同的一种新的GTP结合蛋白。为了在木本植物中开展其同源基因ERG(ERA-like GTPase)克隆和功能验证的相关研究,该文首次在西番莲新品种‘平塘1号’中采用cDNA末端快速克隆(RACE)技术克隆鉴定1个ERG基因。结果表明:西番莲PeERG基因cDNA全长为1 518 bp,包括1 260 bp的开放阅读框、38 bp的5'-端非翻译区和220 bp的3'-端非翻译区,该基因编码蛋白由420个氨基酸残基组成,其二级结构含有丰富的α-螺旋和延伸链。PeERG蛋白不含跨膜区域,也不存在信号肽酶切位点,既在其N端有典型的GTPase保守结构域(GTPase domain)又在其C端有独特的RNA结合结构域(KH domain)。系统进化树分析表明,西番莲PeERG蛋白和水稻OsERG1、拟南芥AtERG1、大肠杆菌ERA位于同一进化分枝。实时定量PCR检测揭示PeERG基因在西番莲根、茎、叶、花、果中均有表达,叶中表达最高;同时该基因响应低温胁迫信号,其表达呈动态变化模式。该研究首次鉴定和描述了木本植物西番莲的ERG基因,为深入挖掘西番莲特异基因资源提供参考,也有助于进一步探究ERG基因在植物中的生物学功能及其作用机制。     

末次盛冰期以来气候变化对中国山荆子分布格局的影响

山荆子(Malus baccata (L.) Borkh.)具有较高的观赏、经济价值,是苹果属(Malus)植物的重要种质资源。本文利用ENMeval数据包调整Max Ent模型的调控倍频和特征组合参数,根据602条现代分布记录和筛选的8个生物气候变量,模拟预测山荆子在末次盛冰期、中全新世、现代、2070年(RCP 8.5) 4个时期的潜在分布区。采用贡献率、置换重要值比较和刀切法进行检验,综合分析各环境变量对山荆子潜在地理分布的影响。结果显示,当RM值为2、FC为LQHPT时,Max Ent模型的复杂度和过拟合程度较低,该参数下AUC值的均值为0.9272±0.0019,表明模型预测极准确;山荆子现代高度适生区为山西的太行山、管涔山和吕梁山,吉林、辽宁东北部,陕甘宁交界处,河北北部,鲁中南地区;末次盛冰期山荆子适生区整体上显著向东南偏移,北方的高度适生区消失;中全新世适生区轮廓与现代基本一致,但略微有向高海拔地区收缩的趋势; 2070年山荆子在国内的适生区将向高海拔地区急剧收缩,中度、高度适生区面积急剧减少;山荆子现代潜在地理分布受温度和降水因子的共同影响,但后者的影响更大。本研究预测气候变化对山荆子分布范围的影响,将对其种质资源保护和管理提供重要的参考价值。     

杨树人工林生态系统降水再分配及主要离子特征

大气降水是森林生态系统养分输入的主要途径之一,对养分的生物地球化学循环有着重要的意义。对13年生杨树人工林林外雨、树干流、林内雨和地表径流等水文过程中的养分特征进行了调查分析,旨在了解该生态系统的养分输入与输出规律,为杨树人工林可持续经营提供依据。结果表明,从2013年11月至2014年10月,杨树人工林生态系统林外雨量为1154.1 mm,树干流量仅占大气降水量的2.3%,15.4%的大气降水被杨树人工林的冠层截留;林内雨、树干流与大气降水量(林外雨)的动态变化规律相似。各类降水年加权平均pH值表现为林内雨林外雨树干流;各类降水的离子浓度动态变化规律基本一致,即在降水量较小的11月至次年1月份,各阴阳离子的浓度普遍较高,在降水量较大的2—9月份,阴阳离子浓度普遍较低。SO_4~(2-)-S和Ca~(2+)分别是各类降水中的主要阴离子和阳离子;整体上,树干流的离子浓度林内雨大气降水;林内雨是养分输入的主要形式,通过林内雨输入林地较多的养分离子是Ca~(2+)和K~+,分别为70.83 kg hm~(-2)a~(-1)和63.31 kg hm~(-2)a~(-1);地表径流和土壤渗漏是养分输出的主要形式,输出林地较多的离子是Cl~-和Ca~(2+),分别为196.47 kg hm~(-2)a~(-1)和123.09 kg hm~(-2)a~(-1),其次为SO_4~(2-)-S、Mg~(2+)、Na~+、K~+;NH_4~+-N和NO_3~--N的输出量不足输出离子总量的1%。所以,从水文过程看,杨树人工林生态系统无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和K~+表现为净积累,净积累量分别为10.9 kg hm~(-2)a~(-1)和56.4 kg hm~(-2)a~(-1),其他离子表现为净损失,其中Cl~-的净损失量达179.8 kg hm~(-2)a~(-1)左右,其他离子损失量50 kg hm~(-2)a~(-1)。     

贵州赤水常绿阔叶林不同层次树木空间分布格局和竞争的关系

在贵州赤水桫椤国家级自然保护区的亚热带常绿阔叶林中设置0.96 hm~2的固定样地进行调查,将2299株乔木按树高分级(林木下层、中层、上层),进行空间定位并记录胸径和冠幅等个体指标。采用基于个体间距离的对数相关函数(Paircorrelation functions,PCF)和基于个体胸径、冠幅的标记点格局分析(Marked correlation functions,MCF)空间统计方法检测不同高度层内和层间的空间分布格局和潜在的竞争,结果表明:(1)样地内上层树种呈现随机分布,中下层树种在0—6 m的小尺度内呈聚集分布,在层间关系上表现为0—1 m尺度下显著的正相关关系。(2)在群落内上层个体中没有检测到显著的层内竞争,也未发现其与中、下层树种存在层间竞争关系。(3)群落中、下层树种的层内和层间竞争对两者间空间分布格局和个体大小均产生了一定影响,其相邻个体的胸径和冠幅呈现显著负相关关系。这说明在贵州赤水地区常绿阔叶林中群落中不同层次个体处于不同演替阶段,群落内层内和层间竞争对个体较大的林木上层物种的影响已经非常微弱,而主要发生在中、下层树种内,导致了个体较小的中下层更新树种在层间和层内都出现了小尺度下聚集分布格局,这解释了研究地内不同高度级别树种间竞争关系与共存策略,也验证了标记点格局分析方法在检测植物群落竞争中的敏感性。     

松树抗松材线虫病机制研究进展

松材线虫病(pine wilt disease,PWD)是一种重大的森林病害,对我国乃至世界生态环境和森林资源造成了严重破坏和威胁。由于该病发生发展的复杂性,病原的致病机理一直不清楚。面对松材线虫的侵染,寄主松树势必要启动防御机制予以抵抗。现对寄主松树受松材线虫侵染后组织病理学、生理生化及分子病理学的变化进行综述,并对今后从寄主角度研究松材线虫病提出思考和展望,这将有助于进一步了解松树与松材线虫的互作过程,并揭示寄主从防御到最后死亡的内在原因,从而找到防治松材线虫病的有效策略。     

长期施肥对砂姜黑土丛枝菌根真菌群落的影响

在农业生态系统中,丛枝菌根真菌(AM真菌)与很多作物的根系都存在互惠互利的共生关系,与作物的生长和健康密切相关,同时,这类特殊的真菌群落也会受到施肥等农业措施的影响.本研究依托长期定位试验4个试验处理(不施肥、单施化肥、化肥配施秸秆、化肥配施粪肥),研究砂姜黑土AM真菌群落对不同施肥措施的响应及其影响因素,探索不同处理AM真菌指示种的存在.结果表明: 砂姜黑土中的主要AM真菌类群为原囊霉科、多孢囊霉科、巨孢囊霉科、近明球囊霉科、球囊霉科和类球囊霉科;其中类球囊霉属在化肥和有机物料配施中具有显著指示作用.与对照相比,长期单施化肥显著改变AM真菌群落结构并降低其多样性,配施秸秆处理进一步降低AM真菌群落多样性,而配施粪肥明显缓解因施用化肥而造成的多样性减少现象.检验发现,导致AM真菌群落变化最主要的影响因素是土壤pH和可溶性碳.总之,长期不同有机物料和化肥配施对砂姜黑土AM真菌群落结构和多样性会产生不同影响,其中化肥配施粪肥更有利于土壤AM真菌群落多样性的维持.     

食品中转基因成分核酸检测技术研究进展

转基因技术带来食品产量、经济效益的大幅提升,但其安全性也一直备受争议。面对转基因食品的潜在风险,全面且严格的监管势在必行,而科学的评估和精准的检测是严格监管的技术基础。近年来,国内外涌现出许多转基因成分检测技术,其中,基于核酸的检测技术因其特异性好、灵敏度高而获得了广泛的认可及应用。本文中,笔者综述了包括常规PCR、数字PCR、等温扩增、侧翼序列扩增及核酸检测试纸等使用频率较高的转基因检测技术,并对这些技术做出了原理阐释、应用介绍和方法评价,以期为转基因食品分析检测技术的发展提供更多思路。     

松材线虫病致病机理研究进展

松材线虫病是由松材线虫、寄主植物、媒介昆虫、伴生真菌和细菌、人类经济和物流活动及环境因素等多种因素交织作用形成的复杂病害系统。该病1982年发现以来至今一直是我国最为严重的森林灾害,其致病机理至今仍然没有定论,因此也制约着有效防控技术的产出。本文主要从松材线虫病的病原、致病机理、致病基因、松材线虫致病的生态学过程等方面综述了松材线虫病致病机理的研究进展,为松材线虫病的进一步研究和有效防控技术的产出提供参考。     

掌叶木种皮障碍及种子各部位内源抑制活性的研究

掌叶木(Handeliodendron bodinieri)是残遗于中国的稀有单种属植物,因人为破坏、生境特殊及自身特性的影响,资源稀少,被列为国家一级重点保护野生珍稀濒危植物。该研究以掌叶木种子为材料,研究了4种不同发芽条件下(带种皮、浓硫酸处理种皮、完全去除种皮、仅露出胚根)种子萌发性、种皮透水性、掌叶木果皮、假种皮、种皮和种仁四个部位不同浓度甲醇浸提物(0、3.125、6.25、12.5、25 mg/m L)对白菜种子萌发及幼苗生长的影响以及掌叶木各部位浸提物对种子萌发的影响。结果表明:(1)掌叶木种皮具有一定的透水性,为掌叶木种子的萌发提供必要的透水透气条件,不影响种子萌发前的水分吸收,但掌叶木种皮的机械阻碍、易霉变对种子的萌发影响较大。(2)掌叶木的果皮、假种皮、种皮和种仁甲醇浸提物对白菜种子的萌发和生长都有影响,尤其对白菜幼根的生长有较强的抑制作用,抑制强度依次是种仁果皮假种皮种皮,且随着浓度的升高,抑制作用增强。该研究结果揭示了掌叶木种子难发芽、发芽率低的原因,为掌叶木的人工扩繁和保护与利用奠定了基础。