主体功能区视角下的碳排放核算——以广东省为例

区域碳排放核算是当前全球气候变化与碳排放研究的核心内容之一。中国于2010年出台《全国主体功能区规划》,主体功能区是以区域开发程度、资源环境基础和未来开发潜力为依据,县域为基本单位的区域规划方案,这为区域碳排放核算和配额分配提供了全新的视角。鉴于县域的能源数据不够完善,基于经济、人口、省级能耗量等数据构建了适用于主体功能区划分的碳排放核算方法,并确保各主体功能区的碳排放总量和分部门碳排放量都与该省的总碳排放量和分部门的一一对应相等。以中国广东省为案例,对其四类主体功能区在2005—2015年间的碳排放情况进行核算分析。研究发现:四类主体功能区的碳排放总量与经济总量呈现高度正相关性;四类地区中碳排放量从大到小依次为优化、重点、农产品、生态开发区。碳排放强度最大的为生态开发区,其次是重点开发区,农产品开发区和优化开发区。重点开发区和优化开发区的碳排放占全省比值达86%,都应作为未来节能减排措施的最主要的作用对象,需加快产业结构升级,扩大新能源技术的应用。农产品开发区和生态开发区应加快发展循环农业,有机低碳农业生态环境友好型产业。     

展毛翠雀花期繁殖特征和生物量分配对放牧的响应

生物量分配影响植物生长和繁殖,是植物生活史研究的重要内容。为了了解植物生活史性状对放牧的响应,该研究以青藏高原高寒草甸毒杂草展毛翠雀为对象,分析了放牧干扰对展毛翠雀的花期繁殖分配和性分配的影响。结果表明:放牧显著降低了展毛翠雀的总生物量、个体大小和繁殖投入; 放牧未改变展毛翠雀的营养部分与繁殖部分的等速生长关系,但显著增加了繁殖部分的生物量分配和总花数; 展毛翠雀的个体大小与总花数呈显著的正相关关系,但与性分配呈显著的负相关关系; 展毛翠雀的总花数与单花大小、单花的花瓣比例均表现出负相关关系,表明总花数与单花大小之间、总花数与单花的花瓣比例之间均存在权衡。因此,在放牧条件下,展毛翠雀的繁殖分配和性分配均表现出显著的可塑性。     

运输过程中水质和鱼类生理指标的变化及运输控制策略

鱼类运输应激是世界范围内面临的重要问题, 标准化运输操作规程的制定有利于水产养殖业的健康发展。血浆皮质醇是经典的应激评价指标, 在运输过程中持续上升, 适用于鱼类短途和长途运输, 而血糖则更适用于鱼类短途运输。乳酸、CO₂、渗透压等生理指标也应更多的被应用于运输应激评价。水质恶化(尤其是pH降低和氨累积)和应激反应是鱼类运输中急需解决的关键问题, 而现有的解决措施并不完善。水质和生理指标是相互影响的, 相关研究中应联合分析两者对运输的影响。文章综合分析了运输对鱼类造成的应激反应、水质恶化以及常用的抗应激运输措施, 进而对后续研究进行展望, 旨在为相关的研究提供基础资料。     

主成分分析不同浓度CaCl_2对NaCl胁迫下‘达米娜’葡萄的缓解效应

为探讨钙对葡萄盐害的缓解效应,研究了200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下,不同浓度CaCl_2对‘达米娜’葡萄沙培一年生自根苗的影响。结果显示:NaCl胁迫下,‘达米娜’葡萄根系、叶片相对电导率、叶片超氧阴离子自由基(O_2ˉ·)产生速率和过氧化氢(H_2O_2)含量显著升高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低,新梢长度和总生物量显著降低。5和10 mmol·L~(-1) CaCl_2显著降低了NaCl胁迫下根系、叶片相对电导率、叶片O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量。CaCl_2显著缓解了NaCl胁迫下SOD和CAT活性的下降,15 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了POD活性的下降,而10、15和20 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了APX活性的下降。高浓度(25 mmol·L~(-1))CaCl_2处理的叶片相对电导率、O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量显著高于NaCl胁迫的,而POD、APX活性、新梢长和植株总生物量与NaCl胁迫的差异不显著。主成分分析表明10 mmol·L~(-1)是CaCl_2缓解200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫对‘达米娜’葡萄的最适浓度,可能与叶片中较高的抗氧化酶活性和较少的活性氧积累有关。     

基于CNN与LSTM模型的蛋白质二级结构预测

蛋白质结构的预测在理解蛋白质结构组成和蛋白质的生物学功能有重要意义,而蛋白质二级结构预测是蛋白质结构预测的重要环节。当PSSM位置特异性进化矩阵被广泛应用于将蛋白质初级结构序列编码作为输入样本后,每个残基可以被表示成二维空间的数据平面,由此文中尝试利用卷积神经网络对其进行训练。文中还设计了另一种卷积神经网络,利用长短记忆网络感知了CNN最后卷积特征面的横向特征和纵向特征后连同卷积神经网络的全连接共同完成分类,最后用ensemble方法对两类卷积神经网络模型进行了整合,最终ensemble方法中包含两类卷积神经网络的六个模型,在CB513蛋白质数据集测得的Q3结果为77.2。     

干扰RNA的非靶免疫副作用及其siRNA序列设计与化学修饰

siRNA介导的RNA干扰技术已经成为基因功能研究和开展疾病治疗的有用工具.近年发现,siRNA在哺乳动物体内可激活天然免疫系统,诱导干扰素等炎症因子的分泌,并且可非特异性抑制某些非靶基因的表达,有可能极大限制RNA干扰技术的应用.进行高效特异性siRNA的设计和修饰,以保持或者增强siRNA的特异性靶基因沉默作用,又消除siRNA对机体的非靶免疫副作用,成为使siRNA安全有效应用于临床治疗的关键.     

甘南尕海湿地退化过程中植被生物量变化及其季节动态

为探讨尕海湿地退化过程中植被生物量变化规律,以尕海泥炭沼泽和沼泽化草甸为例,采用定位样地调查方法,研究了不同退化程度湿地植被生物量的时空分布格局。结果表明,1)随着湿地退化演替,两类湿地植被地上生物量逐渐减小,泥炭沼泽未退化(PⅠ)、退化阶段(PⅡ)地上生物量依次为334.19,290.72 g/m~2,沼泽化草甸未退化(SⅠ)、轻度退化(SⅡ)、中度退化(SⅢ)地上生物量依次为378.40,308.07,261.21 g/m~2;地上生物量季节动态规律均为单峰型,8月中下旬达到峰值;同一湿地类型各退化阶段地上生物量绝对增长率(AGR)和相对增长率(RGR)在同一年份变化趋势基本相同,但不同年份间存在差异,而同一湿地类型不同阶段AGR和RGR的大小存在差异。2)地下生物量也随退化程度加剧显著减小(P0.05),PⅠ,PⅡ地上生物量依次为23081.46,12607.72 g/m~2,SⅠ,SⅡ,SⅢ地下生物量依次为4583.16,3008.63,1290.73 g/m~2;地下生物量季节变化均表现出愈接近生长季始末值愈大;地下生物量由土壤表层向深层显著下降(P0.05),总体呈"T"形分布,0—10cm土层,泥炭沼泽、沼泽化草甸地下生物量都最大,分别占各自总地下生物量50%和70%以上。3)尕海2类高寒湿地5—9月平均根冠比均表现未退化高于退化,根冠比季节动态为越接近生长季始末值越大,生长旺盛季值越小。     

鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值预测与驱动力

鄱阳湖生态经济区是我国第一个上升到国家战略的生态经济区。利用鄱阳湖生态经济区2004、2008、2012、2016年的MODIS数据,获得4个对应期的土地利用/覆盖数据,参照修订的单位面积生态系统服务价值当量表与灰色GM(1,1)模型,预测了2016-2024年(间隔2 a)的生态系统服务价值数据,并对引起生态服系统务价值变化的驱动力进行了分析。结果表明,鄱阳湖生态经济区在2004-2016年间,草地、建设用地和未利用地面积增加,耕地、林地、水域面积减少,但2016-2024年的预测值变化率仅为-0.17%,表明该研究区生态系统服务价值即将进入一个相对稳定的状态;驱动力分析表明,人为综合干扰在空间分布上以中等影响强度干扰为主,城镇化率是区域总生态系统服务价值降低的首要驱动力,其次分别为非农业人口、人口密度、第一产业GDP、第二产业GDP、固定资产投资额、总GDP及第三产业GDP。建议加强土地利用规划与调控,控制城镇化建设用地扩展,调整产业结构、降低污染,促进鄱阳湖生态经济区总生态系统服务价值的提升。     

超嗜热酯酶EST2在不同宿主中的异源高效表达研究

来源于超嗜热古菌Alicyclobacillus acidocaldarius的酯酶EST2是目前报道的活性最高的超嗜热酯酶,具有极大的工业应用价值。为促进EST2的生产应用,将其分别在大肠杆菌及毕赤酵母中进行异源表达,并就不同宿主对表达情况和重组酶酶学性质的影响进行了分析。在大肠杆菌和毕赤酵母中重组表达的EST2酶学性质基本一致:最适温度分别为75℃和77.5℃,最适pH均为8.0,比活力分别为4656.6 U/mg和4078.3 U/mg,70℃水浴保温4.5 h,残余活力均在70%以上。在摇瓶发酵的基础上,于5 L发酵罐中进行了重组大肠杆菌及毕赤酵母的高密度发酵。毕赤酵母高密度发酵120 h菌体干重达68 g/L,最大表达酶活力为959.6 U/ml。大肠杆菌高密度发酵25 h菌体干重达60.8 g/L,最大酶活力14825.6 U/ml,表达量是毕赤酵母的15.4倍,单位时间产量是酵母的74.2倍。结果表明大肠杆菌发酵周期短、表达量高,更适合进行嗜热酯酶EST2的高效生产,这为促进嗜热酯酶在工业生物技术产业的应用奠定了基础。     

稻株上拮抗细菌的定殖及其对土著细菌的影响

在温室条件下,通过分批播种、接种纹枯病菌Rhizoctonia solani,以及在水稻分孽盛期喷雾拮抗细菌Pseudomonas fluorescens Pf7-14 (天然的抗萘啶酮酸菌株) 和B5423-R(Bacillus subtilis B5423的利福平抗性突变体)的菌悬浮液,并通过定期取样,平板系列稀释法回收,测定了菌株Pf7-14、B5423-R和土著细菌群体在水稻健株和纹枯病株上的种群数量,所获结果如下:①当相同的浓度(约2.0×108cfu/ml)的菌悬浮液喷雾到叶片时,菌株Pf7-14定殖的时间比菌株B5423-R长,且在相同的时间内,菌株Pf7-14的平均群体数量高于菌株B5423-R;②在健康的水稻茎部,菌株Pf7-14的两个高、低不同浓度处理的平均群体数量均表现出随时间降低的趋势;相比,较低浓度(4.0×107cfu/ml)的B5423-R在茎部的平均群体数量随着时间的下降,而较高浓度(2.0×108cfu/ml)的B5423-R的平均群体数量在水稻乳熟至黄熟期保持稳定或略有增长;③当病斑面积占取样茎面积的比率为20%～35%时,在应用1和14d后菌株Pf7-14在健茎的平均群体数量分别是病茎的6倍多和2倍多,差异均达到显著性的水平(P=0.05),而菌株B5423-R 在应用1d后病茎的数量比在健茎显著性地低大约1倍,但在7～14d后,病茎的数量比在健茎显著性地高5～6倍,群体在病茎表现出相对的增长;④土著细菌群体在病斑茎部是健茎的6～7倍.这些结果表明两类拮抗细菌有着明显不同的定殖习性,在病斑上B5423比Pf7-14具有更强的竞争能力,是一类更好的生防制剂;同时表明引入的拮抗细菌同土著细菌群体在营养和空间上竞争激烈,且土著细菌群体更具有竞争优势.