沙木蓼和沙枣对地下水位变化的生理生态响应Ⅱ.叶片光合作用及其对温度和光的反应

 在甘肃民勤沙生植物园内,研究了两种优势旱生植物沙木蓼(Atraphaxis frutescens)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)的光合生理等特性对不同地下水深度(1.4～3.4 m)的响应。结果表明：1)地下水深度的变化导致了这两种旱生植物净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度（Gs）、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值、光量子效率、CO2羧化效率等的显著变化;2)两种植物均能较好地适应地下水深度为3.4 m的水分胁迫;3)两种植物对地下水深度变化的适应方式略有不同,沙木蓼主要通过一定程度地净光合速率的降低、并保持一定的水分利用率来适应干旱,而沙枣则通过净光合速率的较大幅度降低以增加其水分利用率来适应干旱;4)地下水深度的变化并未导致两种植物光合作用适宜温度的明显变化,但却引起了在适宜温度下净光合速率的显著下降。沙枣是非豆科固氮植物,两者的差异是否与固氮作用相关还有待进一步研究。     

生物单分子研究的进展

大多数分子生物学实验都代表一种集体平均的测量,所记录的都是复杂系统中大量分子的行为,随着技术的发展,目前已能够对单分子观察、探测、操纵并研究其动态与构象变化。从单分子研究可得到新的信息,这些信息隐藏在集体测量之中,或已被平均掉。这一领域代表着本世纪结构生物学的一个新方向。     

DNA单分子近场光学成像与荧光探测

介绍了扫描近场光学(SNOM-Scanning Near-Field Optical Microscope)／原子力显微镜（AFM－Atomic Force Microscope)系统（SNO／AM）的工作原理。在AFM模式和SNOM模式下对DNA分子进行成像和荧光探测,得到了清晰的DNA单分子的形貌像和荧光像。由形貌圆像得到的DNA分子尺寸横向为20nm,高度为2nm,其中包含了探针形貌的影响。实验中采Tapping模式的AFM成像,样品经多次搜索扫描无明显损坏。AFM模式的分辨率优于1nm。SNOM模式下DNA分子形貌像和荧光像清晰,由近场荧光分布可以确定分子取向和浓度。用YOYO－1染料对λDNA分子进行染色和荧光探测。通过对DNA分子多个截面进行测量,分析染料 与DNA结合状态。     

施肥深度对旱地小麦花后根系衰老的影响

研究了施肥深度对旱地小麦花后根系衰老的影响,结果层次（20－40cm)施肥,其根中保护酶系SOD,CAT活性可保持较高水平,根系活力和根可溶性蛋白质含量降低慢,抑制膜脂过氧化产物MDA的产生,利于延迟根系衰老,施肥过浅（0－20cm)和施肥过深（60－80cm）,根系衰老快,产量较低,从整体看,处理产生,利于延迟根系衰耆 ,施肥过浅（0－20cm施肥）及处理4（60－80cm施肥）差异显著,与处理3（40－60cm施肥）差异较少,可以认为,延迟旱地小麦根系衰老的施肥深度应在20－40cm左右,据此制定管理方案,以获得旱地小麦的高产高效。     

基于深度神经网络算法的水体透明度反演方法

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日—2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征。研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素。     

藏北高寒草甸根系生物量与碳氮分布格局及关联特征

根系生物量的分布格局及其与土壤环境因子的关系对草地保护与退化草地恢复研究有重要意义。以藏北当雄县的高寒草甸为研究对象,在三个海拔上（4300、4500、4700 m）对2011年0-50 cm的群落根系生物量、根碳氮含量、土壤碳含量（SOC、DOC、MBC）、氮含量（DTN、MBN、TN）、碳氮比（MBC/MBN、SOC/TN）、pH、电导率进行了测定,以期探讨藏北高寒草甸根系生物量与碳氮的分布格局及其关联特征。结果表明：（1）土壤中所测量的各种形式的碳氮含量均随着土壤深度的增大呈下降趋势,0-50 cm的DOC和SOC都随海拔的升高呈上升趋势。（2）随土壤深度的增加,根系生物量呈指数下降。随海拔的增加,根系生物量越集中分布于上层土壤,下层土壤根系生物量分布越少且变化趋于平缓。（3）根系生物量与所测的碳氮指标、电导率呈正相关关系,与pH呈负相关关系。根系氮库是影响根系生物量分布格局的主要因素,而pH值、电导率及土壤碳氮指标是影响根系生物量分布格局的重要因素。     

染色体易位重组位点的自动识别方法研究

染色体易位重组位点的识别对很多染色体遗传性疾病的诊断有着重要的意义。本文基于实际诊断中采集到的24类染色体数据和9号正常与异常染色体数据,构建了一套自动识别染色体易位重组位点的模型和方法。首先,对染色体图像进行预处理,得到了方向梯度直方图特征(HOG)和局部二值模式特征(LBP),构建了基于纹理特征的染色体24分类多通道网络模型,分类准确率达到了95.99%;再与ResNet18模型(分类准确率95.86%)进行模型融合,最终分类准确率达到97.08%。其次,将染色体密度谱作为正常和异常染色体的分类特征,采用投票的方法集成支持向量机、随机森林和XGBoost模型,构建了正常和异常染色体的集成分类器,正常和异常9号染色体的分类准确率达到了100%。最后,对于易位的异常染色体,我们提出了基于动态时间规划(DTW)的易位重组位点自动识别算法,在异常染色体的密度谱曲线上找到了重组位点,并映射至染色体G显带模式图,得到标准诊断结果,通过与临床专家的诊断结果进行比较说明了自动识别结果的有效性。本文设计的一套自动识别染色体易位重组位点的模型方法对临床辅助诊断有很大的帮助,有望完善成为一套软件系统应用于临床诊断,提升相关疾病的诊断效率和准确率。     

基于动态当量的彝汉交错深度贫困区生态系统服务价值时空演变研究

生态系统服务价值是生态保护、主体功能区划定、三生空间确定和生态补偿标准制定的重要依据和基础。以彝汉交错深度贫困区的峨边彝族自治县、马边彝族自治县和金口河区为研究区域,基于2000-2015年土地利用数据,运用生态服务价值动态当量法,揭示不同地区的生态系统服务价值的时空演变特征。结果表明：（1）2000-2015年研究区内土地利用变化较为强烈,汉居区、彝汉混居区、彝居区的土地利用强度均呈现增强的趋势,但变化幅度较小;（2）研究区生态系统服务价值整体呈现出下降的趋势,仅在2010年略有回升,且不同生态系统和生态服务功能的价值存在差异;（3）从空间分布上来看,生态服务价值总量呈现出中部和西部高、东部低的特征,且各区域变化方向存在差异,上升区域主要集中在东部的彝汉混居区和汉居区,下降区域主要集中在中西部的彝居区和彝汉混居区。基于动态当量进行生态服务系统价值时空演变研究,立足于变化过程,着眼于现状,可为区域的生态补偿机制的建立与生态保护规划提供科学辅助决策。     

新疆准噶尔盆地不同径级梭梭和白梭梭的水分来源

在干旱区,水是植物生长发育的主要限制性因子。运用稳定氧同位素技术探究了准东地区生长在相邻地段不同径级的梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(Haloxylon persicum)的水分来源。通过测定不同径级梭梭和白梭梭的小枝木质部水、不同土层的土壤水以及地下水的δ~(18)O同位素值,运用MixSIAR模型、平均吸水深度模型和直观图法分析不同径级梭梭和白梭梭对各潜在水源的利用比例和主要吸水层位。结果表明:生长在丘间低地的四个径级梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,梭梭水分利用方式更加灵活,趋向于利用稍浅层的土壤水。生长在沙丘顶部的四个径级白梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,白梭梭更趋向于利用深层土壤水。梭梭和白梭梭通过不同的水分利用策略合理的利用干旱区有限的水源。     

基于叶片水势的内蒙古典型草原植物水分适应特征研究

水分是限制草原生态系统植物生存、繁殖和扩散最重要的生态因子,植物通过多样的水分适应策略适应干旱环境。为了解典型草原植物水势特征及其影响因素,在2017年和2018年的生长季对内蒙古典型草原71种植物的叶片黎明水势、午后水势、叶片和根系功能性状进行了测定与分析。结果表明:测定的71种植物叶片的黎明水势分布于-2.67—-0.63 MPa,午后水势分布于-4.67—-1.01 MPa;一年生植物的叶片具有最高的黎明水势、午后水势和最小的水势日差值(叶片的黎明水势与午后水势的差值),多年生禾草的叶片具有最低的黎明水势、午后水势和最大的水势日差值;71种植物对水分的适应策略可分为高水势保持型、低水势忍耐型和变水势波动型;叶片午后水势与叶片干物质含量和根系深度呈极显著的负相关关系(P0.01),但与比叶面积呈极显著的正相关关系(P0.01)。本研究有助于从植物生理学的角度上准确认识典型草原植物的水分适应性及水分生态特征。