白背飞虱体内金属元素的含量动态及模拟分析

摘要: 为明确金属元素在白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)体内的分布及其含量动态, 将白背飞虱长翅成虫在实验室中用超纯水分别饲养0, 24, 48, 96 h后测量其体重变化; 并用电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)检测各个处理虫体内12种金属元素(Cu, Zn, Cd, Mn, Ca, Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb)的含量。以白背飞虱整个体重(W)、 有机体组织重量(O)、 体内可排泄内容物重量(E)及可排泄内容物排出体外的速率(r)为参数, 构建其体重变化的修正指数模型W_t=O+E(1-r)^t。基于白背飞虱体内金属元素总含量(WC_t)为有机体组织内含量(OC)和可排泄内容物中含量(EC)按两者百分率(OP_t和EP_t)加权之和, 即WC_t=OC·OP_t+EC·EP_t, 分别估计白背飞虱体内组织和可排泄内容物中金属元素含量。模拟分析结果表明： Cu, Zn, Cd, Mn和Ca这5种元素在白背飞虱组织内的含量显著高于其可排泄内容物中的含量(P<0.05), 表明这些金属元素可被昆虫有机体组织吸收、 积累, 并稳定地存在于昆虫的有机体组织之中。Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb这7种元素在白背飞虱有机体组织内的含量与其可排泄内容物中的含量接近, 其在有机体组织中和可排泄内容物中的分布差异不显著(P>0.05), 以相对平衡状态存在于白背飞虱有机体组织和可排泄内容物中。该分析方法可能为其他小型和微型昆虫体内金属元素的分布、 积累、 排泄的研究提供借鉴。     

家蚕BmN细胞中8种启动子的活性比较及利用hr5-IE1启动子实现EGFP的稳定表达

为筛选出一个较强的启动子用于提高转座子piggyBac在家蚕Bombyx mori细胞中的转化效率,采用双荧光素酶报告基因检测（dual-luciferase reporter assay）技术比较了热激蛋白启动子（hsp70和hsp82）、家蚕肌动蛋白启动子（A3）、多聚泛素（polyubiquitin）启动子（PUB）、α微管蛋白启动子（α-tub）、丝素轻链启动子（Fib-L）、人工合成启动子3×P3及苜蓿丫纹夜蛾多角体病毒（AcNPV）增强子-启动子组合（hr5-IE1）8种启动子在家蚕细胞株BmN内的活性。结果显示hr5-IE1活性最强,A3次之,其余启动子活性均较弱。构建含有hr5-IE1启动子和piggyBac的转座酶编码区的质粒作为辅助质粒,与EGFP载体质粒一起转染家蚕细胞后,实现了EGFP基因整合到细胞基因组中。因此,今后可考虑将hr5-IE1用于家蚕细胞遗传转化的研究中,以提高细胞转化的效率。     

多巴胺信号表征奖赏预测误差的理论起源和进展

学会寻求自然奖赏对人和高等动物的生存和繁衍极为重要。脑内多巴胺能神经元活动在处理奖赏信息时发生具有表征意义的增强,产生多巴胺信号。人们相继提出快感、激励显著性、奖赏预测误差等一系列假说,日益精确地揭示了多巴胺信号所表征的意义内涵。这一进展历程对神经科学、心理学和人工智能研究具有深刻启迪,其成果更具有基础性的科学价值。本文简要回顾这些假说的发展历程,介绍奖赏预测误差假说如何继承多学科成果并相对准确地揭示多巴胺信号的重要功能,分析部分最新成果对奖赏预测误差假说的充实和扩展,并初步展望该领域进一步发展的可能方向。     

长期施肥对双季稻田甲烷排放和关键功能微生物的影响

研究不同施肥措施对双季稻田甲烷(CH_4)排放特征的影响及其微生物学机理,对合理利用及评价不同施肥模式对水稻生长的影响具有重要意义。以长期施肥定位试验田为平台,采用静态箱-气相色谱法对施用化肥(MF:mineral fertilizer alone)、秸秆还田配施化肥(RF:rice residues plus mineral fertilizer)、30%有机肥配施70%化肥(LOM:30%organic matter plus 70%mineral fertilizer)、60%有机肥配施40%化肥(HOM:60%organic matter plus 40%mineral fertilizer)和无肥(CK:without fertilizer)条件下双季稻田CH_4排放及其微生物学机理进行了分析。结果表明,早稻和晚稻生长期,不同施肥处理稻田CH_4排放通量均显著高于CK,表现为HOMLOMRFMFCK。各处理间CH_4总排放量差异达显著水平,其大小顺序与排放通量趋势一致,以HOM处理为最高,比CK处理增加105.56%,其次是LOM和RF处理,分别比CK处理增加72.97%和54.17%。关键功能土壤微生物测定结果表明,早稻和晚稻各个主要生育时期,各处理稻田土壤产甲烷古菌的数量变化范围为(3.18—81.07)×10~3cfu/g,土壤甲烷氧化细菌的数量变化范围为(24.82—379.72)×10~3cfu/g。稻田土壤产甲烷古菌和甲烷氧化细菌数量大小顺序为HOMLOMRFMFCK,各施肥处理均显著高于CK;HOM、LOM、RF处理显著高于MF、CK处理。双季稻田CH_4排放与稻田土壤产甲烷古菌、甲烷氧化细菌数量变化关系密切。采用有机无机肥配施促进了双季稻田生态系统CH_4的排放和关键功能微生物的数量。     

不同冬季覆盖作物对双季稻田土壤有机碳的影响

以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),分析了黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、马铃薯-双季稻(Po)和油菜-双季稻(Ra)5种不同种植模式下冬季覆盖作物秸秆还田后对0～5、5～10、10～20 cm土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和有机碳储量的影响.结果表明:与CK处理相比,黑麦草、紫云英、马铃薯和油菜秸秆还田处理均提高了稻田0～5、5～10、10～20 cm土壤总有机碳和活性有机碳含量,其中Po处理最高.冬季覆盖作物秸秆还田均提高了稻田不同层次土壤的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和土壤碳库管理指数,其大小顺序均表现为Po>Mv>Ry>Ra>CK.不同冬季覆盖作物秸秆还田处理与CK处理相比均有利于提高稻田不同层次土壤有机碳储量,其中以紫云英秸秆还田的效果最好,黑麦草和马铃薯次之;各处理稻田土壤有机碳储量均随土壤深度的增加而递增.     

玉米-大豆间作和施氮对红壤地中小型土壤动物群落特征的影响

通过2年田间定位试验(2013—2014),利用干漏斗法收集土壤中小型动物,探讨不同种植模式(玉米单作、玉米大豆间作、大豆单作)和施氮(0、150 kg·hm^-2)对红壤土壤动物数量和群落结构的影响.结果表明: 两年取样共捕获土壤中小型动物8349只,分属3门10纲29目,优势类群为蜱螨目和弹尾目.2013年间作和施氮均提高了玉米拔节期土壤动物的平均密度.2014年土壤动物类群数较2013年有明显的增加,施氮条件下的土壤动物平均密度较不施氮有所增加.两年多因素方差分析结果表明,种植模式和生育期对土壤动物平均密度、类群数和多样性指数都无显著影响.但在2014年,施氮显著影响了土壤动物类群数、Simpson指数和密度-类群指数;种植模式与玉米生育期的交互作用显著影响了土壤动物平均密度和类群数,同时对密度-类群和丰富度指数也有显著影响;施氮和生育期的交互作用显著影响了Simpson指数、密度-类群指数和Shannon指数.从两年的土壤动物群落去趋势分析结果来看,红壤地土壤动物群落在种植模式和施氮水平之间均没有明显的差异,群落组成的变化与玉米生育期相关.合理施氮条件下的玉米-大豆间作模式有利于提高红壤地土壤中小型动物平均密度和类群数,保持较好的多样性.     

检疫性疫霉DNA条形码标准分子构建

质粒标准分子是指含有外源基因和内源标准基因特异性片段的重组质粒分子.DNA条形码技术是通过对标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术.构建基于DNA条形码的质粒标准分子是DNA条形码技术应用于检测实践的要求.本研究将这两种检测鉴定技术相结合应用于检疫性疫霉的检测,构建了11种检疫性疫霉的DNA条形码标准分子,进行了测序验证,均匀性,稳定性和特异性验证.结果表明,构建的质粒标准分子准确度,均匀性,稳定性和特异性均良好,对实际口岸检验检疫工作具有实践应用价值.     

广东省橘园黄龙病发生与危害的影响因素研究

【目的】柑橘黄龙病是世界柑橘生产上的毁灭性病害。探明广东省橘园黄龙病发生与危害的影响因素,可为该病的科学防控提供依据。【方法】在广东省惠州、肇庆、云浮、江门、阳江、清远、韶关等柑橘产区,调查了不同柑橘品种、不同气候和地理条件、不同种植模式和不同管理水平果园的黄龙病发病率,并以常规PCR和实时荧光定量PCR对样品进行了分子检测。【结果】不同柑橘栽培品种发病率:红江橙为78.05%,马水橘为76.04%,砂糖橘为73.20%,贡柑为69.30%,年橘为63.00%,沙田柚为58.68%,柠檬为56.96%;砧木品种发病率:酸橘为15.30%,枳壳为6.57%,柠檬为4.43%;低纬、高温、多台风地区果园的黄龙病发病率较高;山地果园的黄龙病发病率低于平地果园;连片种植果园的黄龙病发病率高于零散种植果园;管理不善的果园中黄龙病发病率高于管理较好的果园。【结论】除了自然因素(低纬、高温、多台风、平原地形)外,聚集种植和管理不善等因素也有利于黄龙病的发生与流行。因此,有针对性地安排果园布局和加强果园管理可以减轻黄龙病的危害。     

华北低丘山地不同退耕年限刺槐人工林土壤质量评价

以华北低丘山地退耕还林区的耕地、农田撂荒地、退耕10年刺槐林和退耕43年刺槐林为研究对象,采用土壤质量综合指数探讨退耕措施对土壤质量的影响.结果表明: 随着退耕年限的增加,退耕刺槐人工林土壤养分的表层富集作用显著,且0～5 cm土层土壤改良效果增强;与耕地相比,退耕刺槐人工林的土壤物理性状得到改善,养分含量增加,土壤微生物生物量显著提高.不同土地利用类型的土壤质量综合指数为退耕43年刺槐林(0.542)>退耕10年刺槐林(0.536)>撂荒地(0.499)>耕地(0.498),说明退耕地人工造林改善了华北低丘山地退耕地区的土壤质量.
     

牛肝菌属卷边组Boletus sect. Appendiculati物种的分子识别

依据牛肝菌属卷边组Boletus sect. Appendiculati内7个物种的核糖体基因rDNA内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列比对,设计5对ITS特异引物,分别用于卷边牛肝菌Boletus appendiculatus与亚卷边牛肝菌B. subappendiculatus、卷边牛肝菌与拟桃红牛肝菌B. pseudoregius、华靛牛肝菌B. roseoflavus与卷边牛肝菌B.?appendiculatus、华靛牛肝菌与华美牛肝菌B. speciosus、拟桃红牛肝菌与华美牛肝菌的相互识别。ITS区段的PCR扩增结果表明,5对ITS特异引物皆成功扩增出可用于辨别这些近缘物种的目的条带。但未能设计出ITS特异引物,以识别华靛牛肝菌与桃红牛肝菌B. regius两个近缘物种。