木兰围场典型落叶松-杨桦混交林生物量及固碳能力

以木兰林管局北沟林场内典型落叶松-杨桦混交林、落叶松人工林、白桦天然次生林、山杨天然次生林为研究对象,利用分层切割法和分层挖掘法对华北落叶松、白桦、山杨的生物量进行测定,并通过解析木进行了生长量的测定,从而建立生物量、生长量模型对林分的碳储量和固碳能力进行了估算。其研究结果表明:落叶松-杨桦混交林较落叶松人工林、白桦天然次生林、山杨天然次生林具有一定幅度的增产效益。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨表现均优于各自的人工林或天然林,平均胸径分别高出6.7%、12.8%、4.1%,平均树高分别高出12.1%、1.4%、11.1%。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨的固碳量增幅分别为29.74%、28.36%、34.52%;落叶松人工林固碳量增幅27.09%;白桦天然次生林固碳量增幅26.34%;山杨天然次生林固碳量增幅26.24%。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨固碳量的增幅分别高于所对应树种的2.65%、2.02%、8.28%。     

咖啡化学成分及其生物活性研究进展

咖啡为茜草科(Rubiaceae)咖啡属(Coffea)植物,位居世界三大饮品之首,具有降低血糖、保护肝脏和神经保护等作用。咖啡化学成分类别较多,包括生物碱、酚酸类、黄酮类、萜类等。咖啡中的化学成分是发挥其生物学功能和形成特色风味的基础,对其化学成分来源和生物活性进行综述,为进一步发展咖啡产业提供依据和理论支撑。     

水稻叶片水势的QTL定位与候选基因分析

为探究叶片水势(LWP)相关基因在水稻(Oryza sativa)抗旱中的作用及其遗传机制, 以热研2号(Nekken2)和华占(HZ)为亲本以及构建的120个重组自交系(RILs)群体为实验材料, 对水稻分蘖期叶片水势进行检测, 并利用前期基于高通量测序构建的分子遗传连锁图谱进行数量性状基因座(QTL)分析。结果表明, 共检测到5个与水稻分蘖期叶片水势相关的QTLs, 分别位于第2、3、4、11和12号染色体上, LOD值均达2.5以上, 其中位于4号染色体物理距离24 066 261- 30 847 136 bp内QTL的LOD值高达5.15。对这些QTL区间内与水势相关的候选基因进行定量分析, 发现LOC_Os02g56630、LOC_Os02g57720、LOC_Os02g57580、LOC_Os04g43730、LOC_Os04g46490、LOC_Os04g44570和LOC_Os04g44060这7个基因在双亲间表达量差异显著。位于4号染色体QTL区间内LOC_Os04g46490基因的表达在两亲本间存在显著差异。对基因LOC_Os04g46490进行测序分析, 发现该基因在两亲本间共存在6处差异, 从而导致氨基酸序列的改变。通过QTL挖掘及相关基因表达分析, 发现这些基因与水稻叶片水势调控相关, 可能间接影响水稻的抗旱性。检测到的QTL位点对水势相关基因精细定位和克隆具有重要参考价值, 有助于进一步理解水稻叶片水势的遗传基础, 并为培育耐旱水稻新品种提供有利的基因资源。     

High resolution X-ray molecular structure of the nitrile hydratase from Rhodococcus erythropolis AJ270 reveals posttranslational oxidation of two cysteines into sulfinic acids and a novel biocatalytic nitrile hydration mechanism

The crystal structure of Fe-type nitrile hydratase from Rhodococcus erythropolis AJ270 was determined at 1.3A resolution. The two cysteine residues (alphaCys(112) and alphaCys(114)) equatorially coordinated to the ferric ion were post-translationally modified to cysteine sulfinic acids. A glutamine residue (alphaGln(90)) in the active center gave double conformations. Based on the interactions among the enzyme, substrate and water molecules, a new mechanism of biocatalysis of nitrile hydratase was proposed, in which the water molecule activated by the glutamine residue performed as the nucleophile to attack on the nitrile which was simultaneously interacted by another water molecule coordinated to the ferric ion.     

菠萝蜜白化突变体叶片表皮形态研究

为探究木本植物白化突变体叶片表皮形态的变化,在扫描电镜下观测了菠萝蜜（Artocarpus heterophyllus）白化突变体（AAS）和正常（CK）幼苗叶片的表皮细胞和气孔器,对MAP65家族蛋白构建了进化树,并分析了MAP65基因的表达模式。结果表明,AAS表皮细胞和气孔器的大小、形态均发生较大变化。与CK相比,AAS表皮细胞的周长、面积较小,密度较大,凸出数量和长度均减少,气孔器较小且大小不一。下表皮小细胞和异常气孔器的数量在AAS中大幅增加。MAP65家族成员大部分基因在AAS中下调表达。因此,推测菠萝蜜白化突变体的发生可能与MAP65基因表达有关。     

甘蔗ScMOC1基因启动子的克隆与瞬时表达分析

MOC1属于植物特有的GRAS家族蛋白基因,是调控植物腋芽形成发育的关键基因。启动子对基因转录效率起直接调控作用,其功能分析可以精确定位基因的表达部位、发育阶段和调控机制,克隆甘蔗腋芽形成发育关键基因ScMOC1的启动子序列,研究其功能对该基因表达调控机制具有重要意义。本研究以我国主栽甘蔗品种新台糖22号(ROC22)的基因组DNA为模板,通过基因组步移和巢式PCR技术克隆到ScMOC1起始密码子ATG上游1874 bp的启动子序列。PlantCARE在线分析预测表明,该序列包含多个真核生物启动子必需的核心元件TATA-box、CAAT-box以及与光响应、激素响应和分生组织表达等相关的顺式作用元件,推测ScMOC1启动子可通过激素诱导调控ScMOC1表达,且该启动子可能通过分生组织表达顺式调控元件CAT-box参与ScMOC1对甘蔗分蘖的调控。将获得的启动子序列替换pBI121质粒中的CaMV35S启动子驱动下游GUS基因表达进行活性分析,结果表明:本研究克隆的启动子片段能驱动GUS基因在甘蔗嫩叶中瞬时表达。5′缺失分析表明该启动子的基础启动子序列在起始密码子ATG上游350～500 bp之间。该结果为后续ScMOC1的调控机制研究奠定了良好的基础。     

牦牛SRY和TRO基因部分序列克隆与测序分析

对牦牛SRY和TRO的部分基因克隆和序列分析,以期为进一步开展该基因与其性别相关分析,进行性染色体的基因定位、以及分子标记辅助选择等研究提供了理论依据。用特定引物对牦牛和西门塔尔牛的SRY、TRO基因部分序列进行扩增并进行TA克隆和测序。通过测序结果与普通牛的比对分析表明,这两个基因区域在牛种中有极高的保守性。牦牛与普通牛SRY和TRO基因这两个区域的核酸同源性分别达到了99．08％和99．39％。根据对这两个基因序列的研究为精子或者胚胎的性别鉴定提供有力的理论基础。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对叶绿素含量及其荧光特性的影响

以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。     

氮肥添加对高寒藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸和土壤微生物群落的影响

以藏嵩草沼泽化草甸为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,研究连续6年N素添加对地上植被群落数量特征、土壤微生物群落结构的影响。结果表明:①藏嵩草沼泽化草甸群落生物量、枯枝落叶对施肥处理无明显响应,且莎草科植物对土壤氮素的吸收和利用率较低。②施肥增加了0-10 cm土壤微生物类群PLFAs丰富度尤其细菌和革兰氏阳性菌PLFAs,降低了10-20 cm PLFAs丰富度;③磷脂脂肪酸饱和脂肪酸/单烯不饱和脂肪酸、细菌PLFAs/真菌PLFAs的比值随土壤层次增加而增加;④0-10 cm土层革兰氏阳性菌、真菌PLFAs含量与pH、土壤速效磷、速效氮、土壤有机质显著正相关(P0.05或P0.01);10-20 cm土层,细菌、革兰氏阳性菌、真菌和总PLFAs含量与土壤有机质含量显著正相关(P0.05或P0.01)。表明藏嵩草沼泽化草甸微生物PLFAs含量和丰富度对施肥的响应存在明显的土层梯度效应,土壤微生物PLFAs含量和丰富度主要受表层土壤初始养分含量的影响。     

基于Landsat-TM数据的农牧交错带景观结构研究——以内蒙古自治区兴和县为例

根据1989年2000年的两期Lansat-TM数据,应用景观类型斑块等级结构和景观空间格局指数等景观生态学指标,对地处典型农牧交错带地区的兴和县景观结构进行研究,结果表明,该地区农田和草地是平原和丘陵区的主体景观类型;不同景观类型斑块大小等级结构变化各异,耕地和草地斑块明显增大,乔木林地和水体斑块趋于减小;景观破碎化明显增强。