未来气候变化对不同国家茶适宜分布区的影响

茶是对气候变化敏感的重要经济作物, 评价全球气候变化对茶分布和生产的影响对相关国家经济发展和茶农的生计至关重要。本研究基于全球858个茶分布点和6个气候因子数据, 利用物种分布模型预测全球茶的潜在适宜分布区及其在2070年的不同温室气体排放情景(RCP2.6和RCP8.5)下的变化。结果表明: 当前茶在五大洲均有适宜分布区, 主要集中在亚洲、非洲和南美洲, 并且最冷季平均温和最暖季降水量主导了茶的分布。预计2070年, 茶的适宜分布区变化在不同的大洲、国家和气候情景间将存在差异。具体来说, 茶的适宜分布区总面积将会减少, 减少的区域主要位于低纬度地区, 而中高纬度地区的适宜分布区将扩张, 由此可能导致茶的适宜分布区向北移动; 重要的产茶国中, 阿根廷、缅甸、越南等茶适宜分布区面积会减少57.8%-95.8%, 而中国和日本的适宜分布面积则会增加2.7%-31.5%。未来全球新增的适宜分布区中, 约有68%的地区土地覆盖类型为自然植被, 因此可能导致新茶树种植园的开垦和自然植被及生物多样性保护产生冲突。     

植物生理学实验课教学改革初探

植物生理学是生物科学专业主干必修课,实验课教学是植物生理学教学的重要组成部分。随着生物技术与生命科学的飞速发展,有很多前沿领域的研究与成果不断渗透进入这一学科,因此其内容也在不断更新和充实。在这种时代形势下,对该学科的实验课内容、形式及模式进行更新、调整或改革以让学生尽可能多地掌握现代生物学技术,与今后的实际工作中尤其是继续从事科学研究的要求不脱节,是很多高校同仁的共识。我校作为一所综合性大学,我们根据本学校的实际情况,对植物生理实验课教学内容进行了更新与改革,现就大家关注的几个方面的具体做法,与同行们切磋。     

青海一株蚕豆根瘤菌的鉴定及抗旱性评价

【目的】研究青海干旱地区蚕豆根瘤菌的遗传多样性,获得与蚕豆品种共生匹配且具有耐旱性的根瘤菌株,促进蚕豆耐旱根瘤菌在青海干旱地区生产中的应用。【方法】以分离自青海干旱地区一株菌株QHCD22为材料,利用细菌形态学、生理生化指标鉴定、Biolog细菌鉴定系统、16S rRNA基因序列分析、全基因组分析等进行菌种鉴定和系统发育分析,进一步通过PEG6000模拟干旱胁迫、盆栽回接干旱胁迫处理及旱作田间接种验证试验对该菌株的耐旱性进行综合评价。【结果】QHCD22菌株属快生型根瘤菌属(Rhizobium),Rhizobium indicum种。随着PEG6000模拟干旱胁迫程度的加剧,在−0.6 mPa这一更低渗透势时菌株存活数量增高,浊度由61.48%上升到69.42%,表现出较强的耐旱性。盆栽试验表明,接种根瘤菌处理(NA)的株高、植株鲜干比、根瘤数、根瘤鲜重、叶绿素含量(SPAD)、叶片相对含水量(RWC)、脯氨酸含量(PRO)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、根系活力(TCC)均高于不接种根瘤菌处理(NN),并且在正常供水条件下,NA处理的各指标也均高于NN处理。旱作田间验证试验表明接种该菌株显著提高固氮酶活性,青海13号蚕豆根瘤固氮酶活性由不接种的42.07 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到221.78 C₂H₄ nmol/(g·h),青蚕14号蚕豆由40.60 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到109.78 C₂H₄ nmol/(g·h),马牙蚕豆由33.41 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到643.15 C₂H₄ nmol/(g·h)。接种根瘤菌对于增加产量具有促进作用,其中青蚕14号的增产效果显著,增产幅度达32.3%。【结论】QHCD22菌株可能为快生型根瘤菌属的一个种Rhizobium indicum,具有一定的耐旱性,研究表明接种根瘤菌可以提高蚕豆的耐旱性,尤其对干旱敏感型蚕豆品种增产效果显著,具有潜在的应用前景。     

糖尿病肾病与非糖尿病肾病维持性血液透析患者血钙、血磷及甲状旁腺激素水平的分析

目的：探讨糖尿病肾病（diabtic nephropgthy,DN）与非糖尿病肾病（non-DN）维持性血液透析患者（maintenance hemodialysis,MHD）血钙、血磷、甲状旁腺激素（intact parathyroid hormone,iPTH）水平的差异;分析其血钙、血磷、iPTH和糖化血红蛋白（glycosylated hemoglobin,HbA1c）水平的相关性。方法：选择沈阳军区总医院血液透析中心收治的148例MHD患者,分为糖尿病组（58例）和非糖尿病组（90例）,比较两组间血钙、血磷、甲状旁腺激素水平的差异,并分析其血钙、血磷、iPTH、HbA1c水平的相关性。结果：糖尿病组iPTH、血磷水平均明显低于非糖尿病组（P〈0.05）,两组血钙水平比较无明显差异。在非DN组中,iPTH与血钙水平呈显著负相关（r=-0.320,P=0.036）,iPTH与血磷水平呈明显正相关（r=0.426,P=0.005）。在DN组中,iPTH与血钙、血磷无显著相关性,而iPTH与HbA1C水平呈显著负相关（r=-0.732,P=0.007）。结论：糖尿病肾病血液透析患者的iPTH水平和血磷水平明显低于非糖尿病肾病血液透析患者,HbA1c可能抑制iPTH的分泌。     

玉米幼胚胚性愈伤组织再生能力相关性状遗传研究

本文对来源于美国、墨西哥和中国的144份不同玉米自交系幼胚胚性愈伤组织的再生能力相关性状进行了研究,发现其再生能力受到环境、基因型及环境与基因型互作三方面的影响。其中各性状之间的相关性表现为：绿点率(green embryonic callus rate, GCR)、分化率(embryonic callus differentiating rate, CDR)及再生绿苗数(the plantlet number of embryonic callus regeneration, CPN)之间呈极显著正相关,且这三者与褐化率(embryonic callus browning rate, CBR)呈极显著负相关; 两次继代的克隆指数(embryonic callus cloning index for the first subculture, CCI1; embryonic callus cloning index for the second subculture, CCI2)呈显著正相关,且CCI2与GCR有一定的正相关关系,与CBR呈负相关关系;生根率(embryonic callus rooting rate, CRR)则与GCR、CDR及CPN呈一定正相关。经过广义遗传力计算发现：胚性愈伤组织的两次继代克隆指数CCI1、CCI2和CRR的遗传力较低,其他性状的遗传力较高。此外,经Ward法双向聚类分析,共发现了11个具有高再生能力的自交系材料,且通过生根培养发现其再生绿苗的生根情况良好,因而可将它们作为玉米转基因受体的骨干自交系。     

青藏高原高寒地区生态草牧业可持续发展:原理、技术与实践

青藏高原在保障国家生态安全、发展高寒生态草牧业和改善当地民生等方面具有重要战略意义。实现高寒地区生态草牧业可持续发展，对推动青藏高原生态保护和区域高质量发展具有重要推动作用。由于高寒草地承载力低、草畜供需时空失衡和畜牧业经营方式粗放等原因，导致草地畜牧业生产效率低，牧民经营效益差，高寒草地退化严重。为了协调推动高原生态保护、国家公园建设和区域民生改善，传统草地畜牧业亟待转型升级。近年来在国家和地方科技项目支持下，针对高寒草地畜牧业系统效率低、资源消耗大和经营效益差的瓶颈，我们在位于青藏高原东缘农牧交错区的青海省贵南县系统开展了生态草牧业关键技术研发、应用和示范，集成了以“高寒草地适度利用—优质高产人工草地建植—优良牧草青贮—系列草产品加工—饲草料精准配置—家畜营养均衡饲养—高原特色畜产品精深加工—一二三产业融合—区域功能耦合”等为一体的高寒地区生态草牧业提质增效技术体系，积极推动了传统草地畜牧业向生态草牧业发展转变，促进了高寒地区生态—生产—生活协调发展。上述工作将为青藏高原生态保护、草牧业可持续发展和高寒地区牧民持续增收提供重要科技支撑，同时对我国西部典型生态脆弱区适应性管理，黄河上游生态保护和高质量发展具有一定的启示作用。     

紫花苜蓿叶输导组织解剖结构和光合特性对外源氮的响应

以紫花苜蓿品种‘甘农3号’和‘陇东苜蓿’为研究材料,采用室外(防雨网室)盆栽营养液砂培法,研究了2种氮素形态(NO3--N,NH4+-N)的5个氮素水平(0、105、210、315、420mg·L-1)处理对叶片输导组织解剖结构及光合特性的影响。结果显示:(1)与无氮处理相比,供氮处理下‘甘农3号’和‘陇东苜蓿’输导组织的解剖结构和光合特性发生明显变化,叶片输导组织维管束、木质部和韧皮部面积显著增大,导管数显著增多,净光合速率、气孔导度、叶面积和叶绿素含量均显著增加,且在210mg·L-1供氮水平下达到最大值。(2)2种氮素形态相比,‘甘农3号’和‘陇东苜蓿’叶片输导组织维管束面积、木质部面积、韧皮部面积、导管数、净光合速率、气孔导度、叶面积、叶绿素含量均表现为NH4+-N处理好于NO3--N处理。(3)2品种相比,叶片输导组织维管束面积、木质部面积、韧皮部面积、导管数、净光合速率、气孔导度、叶面积、叶绿素含量表现为‘甘农3号’大于‘陇东苜蓿’。研究表明,氮素能通过改善紫花苜蓿叶片输导组织的解剖结构和光合特性,促进紫花苜蓿光合作用;各处理中以NH4+-N、210mg·L-1表现最佳,维管束面积最大,木质部、韧皮部面积大且发育好,导管数最多,而且‘甘农3号’表现更优。     

干旱胁迫对五爪金龙种子萌发与幼苗生长的影响

以粤东地区危害严重的入侵杂草五爪金龙为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,测定了干旱胁迫下五爪金龙种子萌发率、萌发指数及其幼苗的叶绿素含量、细胞水势、生物量、抗氧化酶活性等指标,以探讨五爪金龙的抗旱机理.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,(1)五爪金龙种子的初始萌发时间延迟,萌发率、萌发指数显著降低,在重度干旱胁迫(30%)时,种子完全不能萌发且伴随腐烂现象;(2)五爪金龙幼苗叶绿素含量、细胞水势、生物量及苗高显著降低,根茎比显著增大;(3)幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量持续上升,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降,过氧化物酶(POD)活性在轻度胁迫时无明显变化,但中度胁迫时显著上升,重度胁迫时显著下降(P<0.05).研究发现,干旱胁迫对五爪金龙种子萌发和幼苗生长均有显著抑制作用,但同时也能通过自身一系列生物学、生理学指标的改变主动适应干旱逆境.     

类胡萝卜素在耐辐射奇球菌辐射抗性中的作用

为研究耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中类胡萝卜素的生化合成基因及其在该细菌抗辐射机制中的生物学作用,通过有机溶剂提取及LC-MS技术分析了D. radiodurans所产类胡萝卜素物质的主要组分,运用PCR及基因同源重组技术,对该菌中类胡萝卜素生化合成途径的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,crtB)及八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,crtI)基因进行了缺失突变,通过表型观察及HPLC定量分析突变株所产类胡萝卜素的组分变化确证突变株构建成功．野生株及crtB 与crtI基因缺失突变株对电离辐射和H₂O₂的敏感性差异比较分析显示,和野生株相比,两种突变株对不同剂量电离辐射和不同浓度H₂O₂的敏感性更强．crtB及crtI基因功能研究表明,这两个关键性合成基因的缺失,导致突变株不能催化合成类胡萝卜素生化合成途径中的重要中间体——番茄红素及一系列下游产物．通过λ原噬菌体紫外线诱导系统、电子自旋共振 (ESR)及DMPO自旋捕集技术,分别在体内和体外评价了其类胡萝卜素的抗氧化能力．结果表明,两种类胡萝卜素对超氧阴离子(O₂^·)及羟自由基(·OH)均表现出较强的清除作用．上述研究结果为探究D. radiodurans的类胡萝卜素合成基因和生物学功能,及类胡萝卜素在D. radiodurans抗辐射机制中的作用提供了新的直接实验证据．     

血液透析血压及其变异性与患者预后的相关性分析

目的:探讨血液透析前后和血液透析过程中血压及其变异性与患者预后的相关性。方法:选取沈阳军区总医院血液透析中心2010年1月1日至2013年12月31日收治的维持性血液透析患者,收集并对比随访期内生存及死亡患者的自然信息及临床资料,评估血液透析过程中患者血压及其变异程度与患者预后的关系。结果:共有269例患者纳入研究,经过4年随访共死亡83(30.86%)例。死亡组年龄显著大于存活组(64.92±13.24岁比49.89±12.86岁,P=0.000),而透析年限显著短于存活组(2.60±2.56年比7.25±4.14年,P=0.000)。死亡组透析前SBP(P=0.001)、DBP(P=0.000)、MAP(P=0.000)均显著高于存活组。两组间透析后SBP、DBP、MAP比较均无显著差异。死亡组△SBP(P=0.026)、△DBP(P=0.001)、△MAP(P=0.001)幅度显著大于存活组。死亡组透析前SBP变异率显著高于存活组(P=0.001);死亡组透析后SBP变异率(P=0.000)、DBP变异率(P=0.014)、MAP变异率(P=0.005)均高于存活组。死亡组每次透析前各时间点间SBP变异率(0.12±0.04 mm Hg比0.09±0.03 mm Hg,P=0.000)与MAP变异率(0.10±0.03mm Hg比0.09±0.03 mm Hg,P=0.001)显著高于非死亡组。结论:维持性血液透析患者透析前血压、透析前后血压改变幅度、透析前后血压变异率、每次透析各时间点间血压变异率等与全因死亡相关。