TaTPP-7A positively feedback regulates grain filling and wheat grain yield through T6P-SnRK1 signalling pathway and sugar–ABA interaction

Grain size and filling are two key determinants of grain thousand-kernel weight (TKW) and crop yield, therefore they have undergone strong selection since cereal was domesticated. Genetic dissection of the two traits will improve yield potential in crops. A quantitative trait locus significantly associated with wheat grain TKW was detected on chromosome 7AS flanked by a simple sequence repeat marker of Wmc17 in Chinese wheat 262 mini-core collection by genome-wide association study. Combined with the bulked segregant RNA-sequencing (BSR-seq) analysis of an F₂ genetic segregation population with extremely different TKW traits, a candidate trehalose-6-phosphate phosphatase gene located at 135.0 Mb (CS V1.0), designated as TaTPP-7A, was identified. This gene was specifically expressed in developing grains and strongly influenced grain filling and size. Overexpression (OE) of TaTPP-7A in wheat enhanced grain TKW and wheat yield greatly. Detailed analysis revealed that OE of TaTPP-7A significantly increased the expression levels of starch synthesis- and senescence-related genes involved in abscisic acid (ABA) and ethylene pathways. Moreover, most of the sucrose metabolism and starch regulation-related genes were potentially regulated by SnRK1. In addition, TaTPP-7A is a crucial domestication- and breeding-targeted gene and it feedback regulates sucrose lysis, flux, and utilization in the grain endosperm mainly through the T6P-SnRK1 pathway and sugar–ABA interaction. Thus, we confirmed the T6P signalling pathway as the central regulatory system for sucrose allocation and source–sink interactions in wheat grains and propose that the trehalose pathway components have great potential to increase yields in cereal crops.     

1981—2018年新疆草地归一化植被指数时空特征及其对气候变化的响应

在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981—2018年新疆草地归一化植被指数(NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明：(1)1981—2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259—0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化...     

植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需评估——以天津市为例

生态水文调节服务是生态系统服务的重要组成,能够有效调节地表径流,缓解暴雨洪涝灾害。但由于城市建设扩张、生态环境退化、极端降雨频发等因素,导致生态水文调节服务出现供需失衡。平原城市中地形水动力较弱及城市发展需求高的特征更是加剧了这种现象。基于生态系统供需视角,以生态水文调节率表征城市生态水文调节服务的生态供给,以暴雨洪涝风险表征城市生态水文调节服务的社会需求,构建应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需研究框架。以典型平原城市天津市为例,应用SWAT模型、随机森林模型和ArcGIS定量测度城市生态水文调节服务供需水平,划分四种供需空间匹配类型,识别供需失衡关键区域,并进行五级规划干预等级分区。结果表明：(1)供给能力呈现“东南沿海高,西北近山低”的空间分布;需求水平表现出“多中心聚集,圈层向外递减”的分布规律。(2)供需空间分布呈现正相关关系,低供-低需在四种供需匹配类型中占据主导,同时空间聚集性最明显。(3)规划干预分区存在明显的空间差异,优先干预区占比5.41%,整体与建成区分布一致,大部分集中在市内六区,其次分布在滨海新区核心区,是未来规划治理的重点。研究结果为城市规划管理从...     

长江中下游江豚种群现状评价

作者根据近年在长江中下游对江豚进行考察的资料和收集到的标本,系统分析评价了长江中下游江豚的种群现状,主要结果如下:1.长江江豚上至宜昌(距河口1669公里),下至长江口,以及洞庭湖、鄱阳湖均有分布。分布型式是沿长江纵向呈集群性分布,横向呈趋岸性分布;2.长江中下游江豚种群数量估计为2700头。其数量冬季最高,夏季最低。夏季的SPUE值仅为冬季的48.7％—58.6％;3.长江中下游江豚群体以1—5头最为常见,占88％;4.理论推算长江中下游每年新产生个体为539头,年出生率为20％;5.通过分析比较长江中下游和中国沿海以及日本Inland Sea江豚种群数量变动趋势,推测长江中下游江豚很可能进行“江—海”、“海—江”长距离大规模的迁移,这种迁移与生殖有关。     

来源于嗜热氢化杆菌的新型对苯二甲酸双(羟乙)酯水解酶的表达纯化与酶学性质

石化来源的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)被广泛用于矿泉水瓶、食品包装和纺织品等领域,因其在自然界中不易分解,大量使用后的PET废弃物造成了严重的环境污染与资源浪费。使用生物酶法对PET废弃物进行解聚,并对解聚产物进行升级循环利用是进行塑料污染治理的重要方向之一,其中关键的是PET水解酶的解聚效率。对苯二甲酸双(羟乙基)酯(bis(hydroxyethyl)terephthalate,BHET)是PET生物酶解的中间产物,其累积是限制PET水解酶催化效率的一个重要因素,BHET水解酶和PET水解酶的联用能提升PET的整体水解效率。来源于嗜热氢化杆菌(Hydrogenobacter thermophilus)的双烯内酯酶(HtBHETase)对BHET有显著水解效果,将该酶在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行重组表达并纯化后,对其酶学性质进行了研究。结果显示,HtBHETase对短碳链的酯类如对硝基苯酚乙酸酯催化活性较高,HtBHETase以BHET为底物时的最适反应pH值和最适反应温度分别为5.0和55℃;该酶有较好的热稳定性,经80℃的条件处理1 h仍能保持80%以上活性,显示出了良好的热稳定性,HtBHETase有在PET塑料生物解聚中使用的潜力,本研究为推动生物酶法降解PET提供了新的参考。     

外显子与内含子序列分维的双碱基研究

引入碱基间的关联,研究了外显子和内含子序列以双碱基为单位的分维,我们发现在这种情况下,外显子和内显子序列在短程和中程存在自相似性并分别定义了这两个区域的分维。结果表明,短程的分维值Ｄｇ一般比中程的Ｄｍ大,外显子的两个分维值比内含子大。我们改变双联体的位相而分维却不变,这反映出在双联体基础上,外显子的不规则性大于内含子,短程的不规则性大于中程,外显子和内含子序列对以２为周期的结构没有位相的特异性。     

云南省耿马佛洞地遗址发掘简报

佛洞地遗址位于云南省临沧市耿马傣族佤族自治县勐简乡勐简村大军赛村民小组燕子洞,坐落于一处东南开口的二叠纪灰岩穿洞,南临南汀河。2016～2017年,临沧市文物管理所在公路考古调勘期间发现该遗址;为进一步认识滇西地区旧石器时代晚期文化,2017～2018年对该遗址开展考古发掘工作。发掘区域位于洞内第四台面到第五台面间,共发掘20 m²,出土了包括石制品、动植物化石等在内的大量遗物。初步地层年代学分析显示,遗址时代为距今18400～14000年,共包含3期连续文化,文化遗物以石制品为主,总数达到9735件。佛洞地遗址作为一处热带-亚热带生境下的史前遗址,为我们构建旧石器时代晚期滇西地区文化序列、探讨特定自然生态背景下史前人类的文化适应提供了重要参考。     

基于N蛋白单克隆抗体的小反刍兽疫病毒抗体检测胶体金试纸条的研制

本研究旨在建立一种简便、快捷、可直观检测小反刍兽疫病毒(peste des petits ruminants virus,PPRV)抗体的检测方法。将pET-32a-N重组质粒转化至大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta(DE3)感受态细胞中进行诱导表达,以纯化的PPRVN蛋白免疫8周龄BALB/c小鼠,取其脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞进行融合,间接酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assays, ELISA)筛选及亚克隆,获得了抗PPRV N蛋白的单克隆抗体。将PPRV N蛋白分别作为金标抗原及检测线(T线)包被抗原、单克隆抗体作为质控线(C线)包被抗体,组装成检测PPRVN蛋白抗体的胶体金免疫层析试纸条。结果显示：成功获得1株能稳定分泌抗N蛋白抗体的杂交瘤细胞株,命名为1F1;间接ELISA检测1F1腹水效价为1:128000;亚类鉴定结果为IgG1,轻链为kappa链。Westernblotting结果显示,1F1能与PPRV N蛋白特异性结合;间接免疫荧光(indirect immunofluorescent ass...