水稻白叶枯病菌系和品种抗性鉴定的病情指标评价

从全国各病区筛选的19个代表菌株,在三套（中国、日本和IRRI）16个鉴别品种上进行测试,获得4个病情指标,即病班长度、病级、日增速率和日增百分率,采用不同的病情指标作方差分析,所得结果不完全一致;对4个病情指标进行相关及回归分析,结果表明,病情指标之间是存在显著的线性相关,且日增百分率为日增速率与病叶长度之商,这种相关性在主成分分析中也得到了证实,通过聚类分析发现,病斑长度不能与其它3个指标归为一类,最后对水稻白叶枯病菌系及品种抗性鉴定中采用的4种病情指标的优劣进行了讨论．     

基于SWCI-NDVI特征空间的县域耕地地力遥感反演

利用遥感反演县域耕地地力状况,快速、准确、高效地实现耕地定级,是区域耕地资源利用与管理的客观需求。本研究以东平县为研究区,利用Landsat-TM卫星影像和耕地地力评价资料,构建以地表含水量指数(SWCI)、归一化植被指数(NDVI)为特征参量的水分植被地力指数(MVFI),进而优选得到最佳反演模型,并在县域空间上进行推广应用和精度验证。结果表明: MVFI与耕地地力综合指数(IFI)的相关系数为-0.753,能综合反映小麦长势、土壤墒情和地力水平,具有明确的生物物理意义;最佳反演模型为二次模型,反演精度较高;模型适用于县域耕地地力的反演,反演结果与地力评价结果的空间分布规律和均匀程度相似,高、中、低等级耕地的面积差均低于2.9%。本研究提出的基于特征空间理论的耕地地力遥感反演方法,可有效提高县域耕地地力的评价效率和预测精度。     

中国东部海岛黑松群落功能多样性的纬度变异及其影响因素

黑松(Pinus thunbergii)群落在中国东海和黄海海域的海岛广泛分布, 研究其功能多样性的纬度变化特征及其影响因素, 有助于揭示是否在高度隔离的片断化景观中, 同一植物群落类型的生物多样性也具有显著的纬度地带性特征。该研究调查和测定了中国东部海域跨越13个纬度的27个海岛60个黑松群落的物种组成和植物功能性状, 分析了生物因素(黑松优势度和物种多样性)与非生物因素(年平均气温、总太阳辐射和干旱指数)与黑松群落功能多样性的关系, 并利用广义线性回归和方差分解揭示了各影响因素对黑松群落功能多样性的相对影响。主要结果: 随纬度升高, 群落的黑松优势度和物种丰富度, 以及枝干性状和枝叶性状总体的功能丰富度、功能分散度、Rao二次熵均显著降低, 但叶片功能多样性无显著变化趋势。黑松优势度、物种多样性和气候综合解释了枝叶性状总体功能丰富度、分散度和Rao二次熵变异的63%、47%和39%, 枝干性状功能丰富度、分散度和Rao二次熵变异的56%、67%和53%, 对叶片性状功能多样性的综合解释度较低(21%-30%)。物种丰富度和辛普森多样性显著增加叶功能多样性, 香农-维纳多样性显著降低叶功能丰富度。干旱度显著增加枝叶性状总体和枝干功能多样性, 年平均气温显著降低枝干功能分散度和Rao二次熵。该结果表明, 中国东部海岛黑松群落的功能多样性具有明显的纬度格局, 气候因素和物种丰富度是决定黑松群落功能多样性纬度变异的重要因素。     

基于细菌共现网络的土壤粘细菌分离

粘细菌是一类分布广泛的捕食性细菌,能够产生种类多样、结构新颖、作用机制独特的天然活性物质。但是粘细菌分离纯化困难且耗时,导致其资源匮乏,这已成为粘细菌开发利用的重要瓶颈之一。基于辅助菌的分离方法是当前获得粘细菌资源的重要方法,然而辅助菌多为大肠杆菌（Escherichia coli）等革兰氏阴性菌。为了获得新的辅助菌和粘细菌资源,本研究基于土壤细菌16S rRNA基因高通量测序数据构建细菌共现网络（bacterial co-occurrence network）,发现粘细菌-细菌子网络中有27%的连接节点为放线菌。因此,本研究选择革兰氏阳性菌球形节杆菌（Arthrobacter globiformis） GDMCC 1.1730作为辅助菌,并在捕食培养基上验证其捕食活性。结果表明该辅助菌能够被所有参与测试的粘细菌（12个物种）所捕食。以GDMCC 1.1730作为辅助菌进行粘细菌的分离,共诱导出11种粘细菌子实体,且包括一种仅由GDMCC 1.1730诱导而大肠杆菌未能诱导出的子实体。本研究基于细菌共现网络和捕食活性验证,提供了一株革兰氏阳性菌作为新的粘细菌辅助菌,该辅助菌能够诱导出土壤中的多种粘细菌子实体,为根据细菌共现网络获取未/难培养微生物资源提供了新的证据。     

芥蓝miR156a家族进化特性及表达分析

miRNA广泛参与植物的发育过程。芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异。为了解miR156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式。该研究对芥蓝miR156a成员及其前体pre miR156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采用qRT PCR方法分析芥蓝不同组织部位中pre miR156a的表达水平、以及叶形相似的芥蓝品种‘翠宝’和‘改良香菇’中不同类型叶片的pre miR156a成员及其靶基因的表达水平。结果表明：(1)多序列比对和进化树分析发现芥蓝miR156a家族成员和pre miR156a 3p_1在进化过程中高度保守;二级结构预测发现pre miR156a每个成员均能形成茎环结构并包含2～3个miR156a成员序列;靶基因预测显示miR156a 5p和miR156a主要靶向SPL,而miR156a 3p_1则靶向CTPS等不同的基因。(2)‘翠宝’和‘改良香菇’芥蓝的叶形最为相似,qRT PCR分析显示,pre miR156a在‘翠宝’营养生长期的叶片中高度表达。(3)pre miR156a成员在‘翠宝’和‘改良香菇’不同类型叶片中差异表达,pre miR156a主要在成熟叶和菇叶中表达,而pre miR156a 3p_1和pre miR156a 5p在第一片真叶中表达量更高。(4)靶基因分析的结果在不同品种中呈现不同趋势,‘翠宝’成熟叶中SPL10/15高表达,SPL2表达量降低;‘改良香菇’中SPL10在成熟叶和菇叶中表达降低,SPL15在菇叶中高表达,SPL2在不同类型叶片中表达无差异。研究认为,miR156a成员及其靶基因SPL2/10/15可能参与调控芥蓝叶片发育,不同品种中作用的靶基因可能存在差异,从而导致了各品种芥蓝叶片发育的差异。     

基于高光谱的苹果花磷素含量监测模型

在室内条件下,利用ASD FieldSpec 3地物光谱仪,测定了盛花期苹果花的高光谱反射率,在分析苹果花原始光谱反射率及其一阶导数特征的基础上,分析了高光谱反射率与磷素含量间的相关关系,确定其敏感波段,构建了特征光谱参数,并建立了苹果花磷素含量的监测模型.结果表明：苹果花磷素含量与350～370 nm、670～1385 nm、1620～1760 nm波段的原始光谱反射率以及波段500～520 nm光谱反射率的一阶导数呈极显著正相关,与波段670～730 nm一阶导数呈极显著负相关;光谱参数DVI(936,676)、DVI(977,676)、NDVI(936,676)、NDVI(977,676)与苹果花磷素含量的相关性较好,其相关系数均达到0.77以上,由此建立了以4种光谱参数为自变量的磷素含量监测模型,其中,以NDVI(936,676)为自变量构建的监测模型具有最大的决定系数（R²=0.9385）、最小的均方根误差（RMSE=0.6883）和最小的相对误差（RE=7.6%）,预测精度达到92.4%,为最佳监测模型.     

重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展

重金属污染土壤原位化学固定修复是通过添加不同外源物质固定土壤中重金属元素,达到降低重金属迁移性和生物有效性的一种重要方法.由于操作方便和效果快速,使其在污染土壤治理过程中有着不可代替的作用,尤其对于耕作土壤中的面源污染.许多具有俘获土壤中重金属离子能力的自然物质和工业副产品如磷矿石、泥炭土、石灰和有机肥等都可用在实地的固定修复中.采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估这些固定物质在土壤中对重金属离子的固定效率;另一方面可以评估重金属的溶出、释放和生物毒性等生态风险.本文对原位修复过程中采用的不同固定物质的来源和分类进行了概述,对化学固定过程的机理进行了探讨,同时阐述了重金属污染土壤化学固定修复应用过程中的实验室评价和实地应用评价方法,分析了化学固定修复的局限性并提出了今后的发展方向.     

人乳头瘤病毒16型E7变异株免疫原性研究

采用分子克隆技术,构建E7变异株重组质粒[pcDNA3.1-(by)E7]和E7标准株重组质粒[pcDNA3.1-(ys)-E7],并将两种质粒分别皮下免疫Balb/c小鼠,免疫后于不同时间提取小鼠血清和制备脾淋巴细胞悬液,分别用ELISA法和MTT比色法检测特异性抗体和特异性淋巴细胞增殖反应.基因免疫后,ELISA法显示,HPV16 E7变异株和标准株均能诱导特异性抗E7抗体;MTT比色法显示,E7标准株免疫组脾淋巴细胞在体外受到变异株E7蛋白的再次刺激后出现特异性淋巴细胞增殖反应,变异株E7免疫组脾淋巴细胞经过同样处理后,出现非特异性淋巴细胞增殖反应.结果表明HPV16E7变异株能诱导特异性体液免疫应答而不能诱导特异性细胞免疫应答,HPV16 E7变异株无论在结构还是免疫原性上均与标准株有差异.由此推测,HPV16E7变异可能导致其逃逸机体自然感染或疫苗诱导的免疫应答.用基因免疫方法研究E7变异株免疫原性也为其它不能或难以进行体外培养的病毒变异研究提供借鉴.     

PUMA-BH3结构域短肽的原核表达、纯化及促凋亡活性鉴定

Bcl-2家族蛋白质在线粒体途径凋亡的调控机制中起着重要的作用,p53正向细胞凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apoptosis protein,PUMA)是该家族的一种只含有BH3同源区域的促凋亡蛋白。为得到PUMA的BH3结构域短肽并检测其生物学活性,将人工合成的编码PUMA-BH3肽的DNA片段克隆到质粒pTYB2上,构建出表达PUMA-BH3-内含肽-几丁质结合域融合蛋白的原核表达载体pTYB2-PUMA-BH3,转化大肠杆菌BL-21(DE3)中IPTG诱导表达。表达的融合蛋白经几丁质亲和层析、二硫苏糖醇（DTT）的柱内还原,直接获得可溶性PUMA-BH3肽。通过研究重组PUMA-BH3肽在体外条件下对线粒体活力、线粒体肿胀度以及细胞色素c释放的影响来鉴定其生物学活性。结果表明,获得的可溶性PUMA-BH3肽能作用于离体线粒体,引起线粒体活力降低,线粒体肿胀并能诱导细胞色素c释放。环孢菌素A对此有一定的抑制作用,提示PUMA-BH3肽对线粒体的上述作用是通过促进通透性转运孔( PTP)开放实现的。经原核表达及纯化,获得了具有促凋亡活性的PUMA-BH3肽,为进一步研制控制凋亡过程的药物奠定了基础。     

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下，评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能，以长三角生态绿色一体化发展示范区为例，从陆域、水域两个层面进行量化计算，构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系，将高供给区域识别为生态源地，并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点，构建区域生态安全格局。研究结果表明：1）分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km²、272.50km²，为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据；2）水-陆耦合度评价得到源地41个，总面积206.79km²，占研究区总面积8.57%，呈现"西北多东南少"的格局；3）提取89条生态廊道和91个生态节点，生态廊道总长度586.35km，呈均匀网状分布，节点包括44个夹点及47个障碍点，主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价，分级提出国土空间生态保护与修复建议，为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。