植物根际促生菌Bacillus mycoides Gnyt1铁载体分泌相关功能基因的挖掘

【目的】为挖掘优良促生菌(PGPR)菌株,分析和定位功能基因,发现其科学价值和工业化开发,为农业生产服务。【方法】以Bacillus mycoides Gnyt1菌株为材料,采用二代和三代测序技术相结合的研究体系,对菌株进行全基因组测序研究,分析菌株核基因组可能存在的功能基因和菌株分泌铁载体相关的基因。【结果】本研究基因组序列拼接后总长度为5597907 bp,GC百分含量为35.57%,该菌株中与铁载体分泌相关的基因共9条,其中2条基因主要存在于Porphyrin metabolism途径,与细胞内铁的运输代谢有关。【结论】通过全基因组测序,最终确定了与铁载体分泌相关的功能基因为GYT1和GYT2,为下一步基因功能验证奠定了基础。     

基于夜间灯光数据的甘青宁城市扩展及其建成区植被变化特征

开展针对黄河上游甘青宁地区城市建成区空间发展模式及其植被变化特征的研究,可为构建科学合理的城市发展体系、维护区域生态安全屏障提供重要的参考依据。以DMSP/OLS和统计数据为基础,运用统计数据比较法提取了甘青宁地区21座地级市(州)的城市建成区边界,并从城市空间扩展特征、扩展速度、动态度、紧凑度和重心迁移5个方面对城市扩展特征进行分析;在此基础上,引入SPOT/VEGETATION NDVI数据,以年均NDVI作为表征城市建成区植被状况的指标,从NDVI总和、均值、比值及其变化量、年际变化率及其变化百分率和稳定性5个方面对研究区2002—2013年城市建成区的植被变化进行研究。结果表明：1)采用统计数据比较法提取获得的研究区城市建成区精度较高,误差率在6.7%以内;2)城市用地围绕河西走廊及黄河上游地区形成不连续的“几”字型空间形态,并具有点状、线状和面状3种不同的分布模式;3)城市扩展年均速及动态度大体呈上升趋势,且2010—2013年的城市扩展速度(4.53 km~2/a)是2006—2010年的2倍;4)除酒泉、海西、白银、天水、石嘴山和兰州外,其他城市建成区紧凑度指数均较高;5...     

矩镰荚苜蓿地下茎次生结构异常发育的解剖学研究

矩镰荚苜蓿是中国特有植物,分布于青藏高原东缘,具有发达的地下扩展茎。为探明矩镰荚苜蓿地下茎异常发育与高原气候适应的关系,该研究采用常规石蜡切片法对地下茎初生结构与次生结构进行解剖观察。结果表明：(1)与初生结构相比,矩镰荚苜蓿地下茎次生结构发育不均衡,仅有少量维管束正常发育,木质部发达。(2)地下茎次生生长会产生内、外两种周皮,外周皮由靠近韧皮部的内皮层细胞形成,内周皮由靠近木质部的髓细胞形成,内、外周皮形成后取代了表皮和初生结构中的主要薄壁组织,形成了较复杂的新防护系统。(3)外周皮向内隘缩或内周皮向外延伸都会引起地下茎的分裂,但暂未观察到两种分裂方式同时发生。研究认为,矩镰荚苜蓿地下茎形成内、外周皮与异常分裂,可以增强对干旱和寒冷胁迫的抵御能力,是矩镰荚苜蓿对青藏高原寒旱环境的适应策略。     

气候变化下矩镰荚苜蓿的地理分布格局及潜在适生区预测

该研究基于标本和文献信息,选取19个环境因子和1个海拔因子,利用ArcGIS软件和MaxEnt模型对矩镰荚苜蓿(Medicago archiducis nicolai)在5个气候情景(末次间冰期、末次盛冰期、全新世纪中期、当前和未来气候)下的地理分布进行空间重建,模拟预测了气候变化背景下的分布格局和潜在适生区变迁。预测结果显示：(1)当前气候下,矩镰荚苜蓿集中分布在青藏高原东缘与黄土高原的交汇地带,具体包括青海东部 南部、甘肃中部 西南部、四川西北部、宁夏南部、西藏东部和陕西西部边缘。(2)高海拔、寒冷和干燥是矩镰荚苜蓿适生区的主要环境特征。(3)不同气候下潜在适生区的总面积变化相对稳定,但高度适生区对气候变化较敏感,从末次间冰期到末次盛冰期,高度适生区从青海东部的河湟谷地向甘肃中部的洮河谷地东移,全新世纪中期又西移至河湟谷地,但始终没有迁离出陇中盆地。(4)未来气候(2070s)背景下,矩镰荚苜蓿的高度和中度适生区面积较当前气候有小幅增加,但潜在适生区面积和分布格局仍保持稳定。研究表明,在青藏高原东缘地带,由昆仑山、祁连山和秦岭三大山脉造就的高原盆谷,为矩镰荚苜蓿提供了安全的就地避难所,形成了其独特而稳定的狭域分布格局,未来气候变化(2070s)对该植物不会造成很大威胁。     

牛角花齿蓟马成虫触角感器的扫描电镜观察

本研究旨在明确我国北方苜蓿重要害虫——牛角花齿蓟马Odontothrips loti触角感器类型、形态特征及分布特点。利用扫描电镜观察牛角花齿蓟马雌、雄成虫触角的超微结构,比较雌、雄虫之间的差异。结果表明：牛角花齿蓟马雌虫触角长度（314.42±7.21 μm）明显较雄虫（260.58±5.69 μm）长,除柄节和第I鞭节外,其他各节雌虫均较雄虫粗大。牛角花齿蓟马成虫触角感器类型共有7种,即Bhm氏鬃毛（BB）、刺形感器（SChI, SChII）、锥形感器（SBI, SBII, SBIII）、钟形感器（SCa）、腔锥形感器（SCo）、腔形感器（SCav）和毛形感器（ST）,雌虫触角上述7种类型感器均有分布,而雄虫触角上未发现腔形感器。牛角花齿蓟马成虫触角感器在类型、形态特征及分布方面表现雌、雄个体差异。本研究为深入探究牛角花齿蓟马触角感器的嗅觉通讯机制提供形态学基础。     

Cd胁迫对紫花苜蓿种子发芽及幼苗生理生化特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.‘Gannong 3’)品种为试验材料,研究不同浓度Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果显示:(1)Cd胁迫显著抑制紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,种子发芽势、发芽率及幼苗的胚芽长、胚根长和干重均随着Cd处理浓度提高显著降低,且对发芽势的抑制作用大于发芽率,对胚根生长的抑制作用大于胚芽。(2)Cd胁迫第4d时,萌发种子中蛋白水解酶的活性受到显著抑制,可溶性蛋白和可溶性糖含量显著降低。(3)Cd胁迫第10d时,随着Cd胁迫浓度的增加,苜蓿幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)活性均先升高后降低,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降,超氧阴离子自由基产生速率、H2O2含量和丙二醛(MDA)含量均显著增加。研究表明,低浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统清除活性氧的能力上升,高浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统活性下降,膜脂过氧化程度加剧,活性氧的过量积累是Cd伤害苜蓿幼苗和其生物量下降的主要原因。     

藏羊瘤胃内容物浸泡对11种高寒草甸植物种子萌发的影响

为明确藏系绵羊对青藏高原高寒草甸植物种子萌发特性的影响,利用藏羊瘤胃内容物对11种青藏高原东北缘常见植物种子浸泡处理12、24、36、48、60和72 h后进行萌发试验.结果表明:供试11种高寒草甸植物种子的萌发因藏羊瘤胃内容物处理时间、种皮(果皮)完整性以及植物不同而异.划破种皮的黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、去除果皮的无脉苔草(Carex enervis)、完整或去除果皮的草玉梅(Anemone rivularis)种子经藏羊瘤胃内容物分别处理12、12、12 ～ 36 h的发芽率显著高于对照(P＜0.05).藏羊瘤胃内容物处理均显著抑制了破皮和完整的垂穗披碱草(Elymus nutans)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)、醉马草(Achnatherum inebrians)、冷地早熟禾(Poa crymophila)、阴山扁蓿豆(Medicago ruthenia var.inschanica)种子的发芽率.短时间处理对矮生嵩草(Kobresia humilis)、酸模(Rumex acetosa)、西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum)种子发芽率无影响而长时间则表现出抑制作用.破皮(划破种皮或去除果皮)种子的萌发响应比完整种子敏感,而完整种子变化趋势则相对平缓.短时间处理提高了去除果皮的草玉梅(12 ～24 h)、无脉苔草(12 h)和划破种皮黄花棘豆(12 h)种子的发芽指数(P＜0.05);随着处理时间的延长,发芽指数呈逐渐减小趋势.藏羊瘤胃内容物浸泡处理对高寒草甸种子萌发有促进、抑制和无影响3种作用,继而潜在影响高寒草甸幼苗的形态建成、种间竞争和群落结构.     

ACC脱氨酶的应用研究进展与评述

ACC脱氨酶是一种有效降低逆境乙烯含量的外源促生物质,该酶在干旱、盐胁迫及重金属污染等逆境条件下能显著提高农作物的抗逆性和增加产量,深入挖掘ACC脱氨酶的应用价值对农业可持续发展具有重要的意义.该文综述了ACC脱氨酶的作用机制及酶活性的影响因素,并重点论述了ACC脱氨酶在提高作物抗逆性及产量和转基因技术等方面应用研究进展.分析了关于拓展ACC脱氨酶取材和应用范围,量化含ACC脱氨酶的根际微生物定殖能力等问题,并展望了 ACC脱氨酶在植物修复领域的应用以及建立ACC脱氨酶转基因技术体系等方面的研究前景和意义.     

东祁连山退化高寒草地土壤细菌群落与土壤环境因子间的相互关系

为探究东祁连山不同退化高寒草地细菌群落分布特征与土壤环境因子间的相互关系,采用高通量测序技术对轻度、中度和重度退化草地的土壤细菌群落结构变化及其多样性进行分析,运用CANOCO 4.5软件对土壤细菌群落与土壤环境因子间关系进行冗余分析(RDA).结果表明:不同退化高寒草地土壤理化性质间均差异显著,高通量测序共得到257125条有效序列,180826条优质序列,4790个OTUs.细菌群落Chao1指数依次为轻度>中度>重度;Shannon指数依次为轻度>重度>中度.系统发育分析表明,各样地土壤细菌类群分属于33个门,其中放线菌门、变形菌门和厚壁菌门是3种不同退化草地土壤中的优势类群.对不同退化草地土壤细菌各门所占比例分析发现,放线菌门、酸杆菌门和变形菌门随着退化程度加剧先减少后增加,厚壁菌门反之.RDA分析结果显示,细菌优势类群与蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶呈极显著相关,与pH、电导率、速效氮、速效钾呈显著相关.说明东祁连山不同退化高寒草地土壤细菌群落间差异明显,土壤环境因子是影响土壤细菌群落分布的重要因素.     

截形叶螨对哒螨灵、阿维菌素和阿维·哒螨灵的抗性选育和抗性稳定性研究

【目的】明确截形叶螨Tetranychus truncatus Ehara对哒螨灵、阿维菌素和阿维·哒螨灵3种田间常用药剂产生抗性的速率和稳定性,为叶螨的抗性综合治理提供一定的理论依据。【方法】采用室内生测法,对截形叶螨进行药剂的抗性筛选、衰退和再恢复规律研究。【结果】经过连续30代的药剂汰选,截形叶螨对哒螨灵、阿维菌素和阿维·哒螨灵3种药剂产生了不同程度的抗药性,抗性指数分别达到197.50、19.56和12.57;停止喷药后,其抗性都有所下降,其中截形叶螨对哒螨灵的抗性最不稳定,培育至30代后,抗性衰退率达到63.54%,对阿维菌素的抗性较为稳定,抗性衰退率为23.30%;再次恢复用药后,截形叶螨对哒螨灵、阿维菌素和阿维哒螨灵抗性再度回升,以抗哒螨灵品系的抗性恢复最快,药剂汰选30代后,增长率达到了58.47%,阿维·哒螨灵次之(增长率为38.67%),抗阿维菌素的品系抗性恢复最慢,增长率仅为22.86%。【结论】截形叶螨对哒螨灵抗性不稳定,停止用药后,敏感性易恢复,对阿维菌素和阿维·哒螨灵的抗性较稳定,一旦抗性产生不易衰退,故田间应用时应交替轮换用药。