土壤健康的生物学表征与调控

如何有效判定土壤健康状态是实现农业绿色发展的基本问题。在现有的土壤健康评价体系中,很少考虑土壤生物在维持土壤健康方面的作用。基于此,本文论述了土壤健康的内涵,从土壤生物健康的角度,总结了土壤健康的生物学表征指标,阐述了土壤微生物、土壤酶活性、土壤微食物网及蚯蚓对土壤健康的指示作用。基于上述生物指标,从作物和土壤管理等方面探讨了不同农田管理措施对土壤健康状况的调控途径,并对土壤生物健康的未来发展趋势进行了展望。本文旨在增强科学家和决策者对维护土壤生物健康的认识,充分发挥土壤生物在生态系统服务中的重要作用。     

中国牧区草地移动性利用的丧失和重建

草地利用移动性的丧失导致生态系统退化,是草地放牧生态学领域兴起的主导性学说。在我国,草地利用移动性的丧失不仅是政策变化导致的,更是众多自然和社会因素叠加演进的结果。草地利用移动性的重建对于中国草地恢复和可持续性管理具有重要意义,但是很难通过恢复传统或季节性轮牧的途径实现。我们可以依托智能围栏、牲畜智能可穿戴设备以及草地生产力无人机快测等新型放牧管理技术,在我国不同气候区域、不同类型草地,因地制宜地发展新型草地移动性管理模式,进而重建“草地利用的移动性”。新型轮牧模式还应与草畜平衡、牲畜补饲以及土壤养分补充等重要生态草牧业措施结合,确保我国草地资源的高效可持续利用。     

闽东南地区马尾松古树对气候变化和虫灾的生态弹性

马尾松是我国南方地区广泛分布的先锋造林树种。在全球变暖、气候干旱化和虫灾频发的趋势下,研究马尾松对环境干扰的生态弹性对森林管理有重要意义。本文对福建省仙游县百松村的马尾松古树进行树木年轮样品采集,建立区域首个马尾松树轮宽度标准年表(1865—2014年)。结果表明: 当年7—9月低相对湿度和5—9月极端高温是树木生长的主要限制因素。根据树轮极端窄年确定1869、1889、1986、1991和1993是极端事件年。时序叠加分析发现,极端事件发生前两年的持续低值加剧了极端事件的影响。干旱年份更容易引发虫灾。1889年是受虫灾影响最严重的年份,1986和1991年受到虫灾和干旱气候的双重影响,其余极端年主要受干旱气候的影响。树木对虫灾的抵抗力弱于对干旱事件的抵抗力;除1991年外,树木对虫灾的相对弹性力高于对干旱事件的相对弹性力。1889年的相对弹性力最高,1991年受到连续极端事件的影响,相对弹性力最低。2000年以来研究区干旱化趋势加强,马尾松古树遭受干旱和虫灾的干扰加强,部分树木死亡。     

葡萄VvIQD10果形相关基因定位及其互作研究

以葡萄6个不同果形品种盛花期花序为材料,通过荧光定量PCR方法分析比较葡萄IQ67结构域(IQ67 domain, IQD)基因家族成员VvIQD10的表达;从椭圆形葡萄品种‘天山’中克隆出VvIQD10基因编码区序列,对其进行生物信息学分析,采用亚细胞定位瞬时表达载体转化烟草的方法研究VvIQD10蛋白在细胞中的分布情况,并通过酵母双杂交实验和双分子荧光互补试验进行蛋白互作研究。结果表明:(1)VvIQD10基因在长果形葡萄品种中的表达量高于近圆形葡萄品种。(2)VvIQD10基因开放阅读框长度为1 401 bp,编码466个氨基酸。(3)VvIQD10蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区,但含保守的IQ67结构域,主要结构为α螺旋和随机卷曲,与猕猴桃IQD家族成员(PSS09955.1)亲缘关系最为接近。(4)VvIQD10蛋白主要定位于微管和质膜,并且直接与细胞骨架组织相关蛋白——钙调素类蛋白(VvCML)相互作用。研究认为,VvIQD10基因可能参与葡萄果形调控,葡萄VvCML蛋白从胞质到微管的募集依赖于VvIQD10,推测VvIQD10蛋白可能通过和钙调素类蛋白相结合来调控细胞骨架运动,进而参与葡萄果实形状的变化。     

游离DNA研究进展及标准化的必要性

游离DNA (cell free DNA,cfDNA)作为一种新型分子标志物在疾病预测、肿瘤防治等方面的作用日益突出.但在实现其广泛的临床应用前仍存在诸多障碍,主要是cfDNA相关的标准较少,导致目前的研究报道缺乏可比性,检测结果缺乏稳定的可重复性,从而降低了临床应用的可靠性.本综述集中阐述了近年来cfDNA的相关研究进展,包括cfDNA的样本来源、样本保存、样本提取、定性定量检测和应用,并分析比较了cfDNA研究的各个环节采用的方法及其优缺点,对其中存在的问题进行了剖析和总结,指明了cfDNA相关标准制定的迫切性.     

利用APSIM模型分析不同播期和耕作方式对旱地小麦籽粒干物质积累的影响

黄土丘陵区旱地小麦籽粒干物质积累的准确模拟可为调控小麦生产提供重要的技术支持。本研究利用甘肃省定西市安定区1971—2017年的气象资料和甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2017年的大田试验数据,基于APSIM模型对旱地小麦籽粒干物质积累与分配进行模拟,并在模型验证的基础上,定量分析了播期和耕作方式对小麦籽粒干物质积累的影响。结果表明: 3个播期(早播、正常播、晚播)和4种耕作方式(传统耕作、传统耕作+覆盖、免耕、免耕+覆盖)下,籽粒干物质模拟值与实测值间的均方根误差(RMSE)为57.5～143.1 kg·hm^-2,归一化均方根误差(NRMSE)为1.4%～9.9%,模型模拟精度较高。不同播期下,耕作方式对籽粒干物质积累的促进效果排序均表现为: 免耕+覆盖>传统耕作+覆盖>免耕>传统耕作,免耕+覆盖最有利于小麦籽粒干物质积累,而免耕与传统耕作差异不显著。不同耕作方式下,小麦干物质积累过程均表现为早播好于正常播和晚播,晚播对干物质积累的影响较大,积累过程最不理想。     

短时极端高温对松毛虫赤眼蜂成虫致死作用及子代适合度的影响

极端高温天气事件在高产作物种植区频繁发生,潜在影响了寄生蜂对害虫的防控能力.为明确短时极端高温对松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi Matsumura成虫致死作用及子代发育适合度的影响,本研究模拟夏季田间最高气温,以42℃高温处理松毛虫赤眼蜂成蜂0.5h和1 h,统计并观测了各处理条件下母代蜂致死率、繁殖力、子代蜂寿命、羽化率、性比和畸形率.结果显示:短时高温对松毛虫赤眼蜂有致死作用,表现为雌、雄蜂直接死亡及子代羽化率降低.42℃处理1 h,雌、雄蜂死亡率分别为40.28％和58.25％.短时极端高温导致松毛虫赤眼蜂子代适合度降低,表现为雌蜂寿命缩短、繁殖力下降,子代蜂畸形率增加及子代蜂雄性比上升.结果表明,短时极端高温对松毛虫赤眼蜂适合度产生负面影响,降低种群数量.本研究为夏季田间释放松毛虫赤眼蜂提供重要理论依据.     

甘肃武威地区酿酒葡萄园叶蝉种群动态及其与气象因子的关系研究

为明确甘肃武威地区酿酒葡萄园叶蝉种群发生动态及其与气象因子之间的关系.连续2年应用黄板诱集法对酿酒葡萄园叶蝉种群动态进行定时定点监测;采用相关分析、回归分析、通径分析、主成分分析、灰色关联度等方法分析其与气象因子的关系.结果表明,酿酒葡萄园叶蝉一年有4个发生高峰,分别为5月底6月初、7月中旬、8月上中旬和9月中旬,5月底6月初种群数量达最高,为集中为害关键期.相关性分析结果表明,叶蝉种群动态与平均最低温度、平均最高相对湿度呈显著负相关(P=0.0129;P=0.0465),与平均相对湿度、平均最低相对湿度呈极显著负相关(P=0.0031;P=0.0041).回归分析表明,平均最低温度、平均相对湿度、平均最高相对湿度和平均最高相对湿度综合影响叶蝉种群变化,其中平均相对湿度和平均最低相对湿度是主要因素,对叶蝉种群动态的反向直接作用最大,平均最低温度和平均最高相对湿度对叶蝉种群动态的影响主要通过平均相对湿度和平均最低相对湿度间接发生.主成分分析表明,平均相对湿度和平均最低相对湿度是主要成分,累积方差贡献率达85％.灰色关联度分析结果表明,平均相对湿度和平均最低相对湿度与叶蝉种群数量变化的关联度最大,是影响种群动态的关键影响因子.平均相对湿度和平均最低相对湿度是影响酿酒葡萄园叶蝉种群数量变化的主要气象因子.     

体外转录的自我复制型mRNA疫苗研究进展*

自我复制型mRNA是一种灵活的疫苗平台,该平台的开发基于甲病毒表达载体,其中复制必需基因得以完整保留,而结构蛋白基因则被来自病原的抗原基因替换。由于避免了病原培养、毒力返强和现存免疫的干扰,使其成为疫苗快速设计的理想平台。大量研究数据显示,此类疫苗可应用在人、小鼠、兔、猪、禽甚至鱼类体内诱导体液免疫和细胞免疫。过去,自我复制mRNA疫苗的研究采用重组单载体的模式,基因组骨架来源于辛德毕斯病毒、塞姆利基森林病毒和委内瑞拉马脑炎病毒。现在,反式复制型RNA和核酸修饰的反式复制型RNA作为下一代技术平台被寄予厚望。对基于甲病毒表达载体的mRNA疫苗技术的研究进展进行概述,重点介绍针对以流感病毒、新型冠状病毒和寨卡病毒等为代表的自我复制型mRNA疫苗研究现状,并探讨了该技术平台的未来发展方向。     

聚多巴胺的表面修饰功能在组织工程的应用进展*

聚多巴胺作为贻贝的仿生材料,可由多巴胺在碱性环境中自发形成。由于其较好的黏附特性以及组织相容性,在生命科学等领域有着广泛的应用。将聚多巴胺对材料进行表面修饰,既可以保护材料免受强氧化剂、酸碱等外界的侵蚀,也可以通过表面改性赋予材料新的功能,使其在各领域发挥更好的作用。对聚多巴胺的制备原理、生物性能,以及近年来在组织工程领域(骨组织、软骨组织、硬脑膜组织、血管组织、耳组织)的运用进行综述,以期为后续聚多巴胺作为组织工程黏附材料的研究提供参考。