基因编辑技术发展现状

鉴于以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术在可操作性、经济性和时效性上取得的革命性突破,以及国内外对此技术的研发和应用现状,中国有可能在基因编辑技术的下游技术研发 (特别是植物基因编辑的应用)、专业公司孵化等方面取得突破。因此分析目前中国基因编辑技术发展的关键需求、潜在应用领域就显得尤为迫切和必要。采用问卷调查和计量方法对基因编辑技术发展的关键技术需求和最潜在应用领域进行研究。首先建立有序多分类Logistic回归模型并进行因变量分析,通过显著性检验在4个方面共24个问卷问题中选择8个存在显著因果关系的自变量,然后基于有序多分类Logistic回归模型,分析8个问题中不同选项对基因编辑技术发展的具体影响作用。调查结果表明多数基因编辑领域的研究人员认为在注重基因编辑基础技术研发的同时应更多地关注如何进行技术产业化,要注重在植物领域发展潜在竞争优势;促进我国基因编辑技术发展不仅需要科研机构参与,更需要包括高校、政府在内的多方力量协同作用;正确引导公众的基因编辑技术舆论认识和建立安全规范体系较为迫切;技术风险规避的重点应放在生物武器和生物恐怖、基因编辑相关传染病、物种基因改变对生态环境的潜在风险等方面。     

表达谱基因芯片的可靠性验证分析

cDNA芯片是一项新兴的能评估检测全范围mRNA表达水平变化的技术。通过同种组织RNA自身比较实验及不同组织RNA的差异分析实验对cDNA芯片实验的重复性进行检验,利用相关系数(correlation coefficient,R)、变异系数(coefficient of variation,CV)和假阳性率(false positiver ate,FPR)分析eDNA芯片数据的可靠程度,对cDNA芯片实验数据作了整体的评估。结果证实,该芯片系统得到的cDNA表达谱数据相关系数一般大于0．9,平均变异系数15％左右,假阳性率控制在3％以内。还提出一致率(consistence rate,CR)的概念,作为衡量cDNA芯片系统重复性的新参数,同时阐述了该参数优于目前常用的相关系数及变异系数的特点。另外,通过比较芯片制备中点样浓度、mRNA和总RNA以及不同批次芯片和不同标记过程对实验的影响,来分析芯片数据的系统误差来源。并提出重复两次实验,可以克服绝大部分实验系统引入的假阳性。     

玉米幼苗对湿害的形态和生理反应

玉米幼苗期受涝后光合能力下降,植株干物质积累速度变慢。根变得短而粗,侧根和根毛少,且向地面生长,孔隙度增大,吸收~(32)P的量减少。光合产物分配给地上部的比例增大,留在根部的减少。但淹水期间产生的节根早发、多生、生长快,所分配的光合产物反比对照增多。     

芸苔素对铅胁迫下远志种子萌发和幼苗生长生理特征的影响

以远志(Polygala tenuifolia Willd.)为研究对象,采用3 mmol·L^-1醋酸铅溶液模拟铅胁迫,探讨两种处理方式(预浸种、拌种)不同浓度(0 ~100 μmol·L^-1)芸苔素(EBL)对远志种子萌发、幼苗生长、生理生化特性及铅含量的影响。结果表明：(1)远志种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗的胚芽长度、鲜重、干重在铅胁迫下显著降低,EBL预浸种和拌种处理可有效缓解远志种子和幼苗遭受铅胁迫的伤害且具有剂量效应。(2)在铅胁迫下,远志幼苗游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量随EBL浓度的增加而先升后降,它们在0.01 μmol·L^-1 EBL拌种处理下分别为 0 μmol·L^-1 EBL处理的1.99、2.31、1.95倍,且拌种处理影响较浸种处理更为显著。(3)在铅胁迫下,远志幼苗超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均随EBL浓度的增加而先上升后下降,且预浸种和拌种处理的酶活性均在0.01 μmol·L^-1 EBL浓度下最强。(4)在铅胁迫下,远志幼苗MDA和 H₂O₂含量均随着EBL浓度增加而先下降后上升,均与空白对照(CK)差异显著,且预浸种和拌种处理的含量均在0.01 μmol·L^-1 EBL浓度下最低。(5)远志种子和幼苗中Pb含量在铅胁迫处理后均大幅显著增加,拌种处理种子中铅含量增幅远大于浸种处理,而幼苗中铅含量增幅在两种处理间无显著差异;铅胁迫种子中铅含量在0.0001 μmol·L^-1 EBL预浸种处理后显著升高,在0.0001~1.0 μmol·L^-1 EBL拌种处理后显著降低,而幼苗中铅含量在各浓度EBL拌种和浸种处理后均显著升高,并均在0.01 μmol·L^-1 EBL处理下最高。研究发现,铅胁迫致使远志幼苗抗氧化酶防御系统受损,严重抑制了远志种子萌发及幼苗生长;适宜浓度(0.01 μmol·L^-1)EBL能通过调节铅胁迫下远志幼苗渗透调节物质含量、保护酶系统活性而有效缓解过氧化伤害,增强植株抵抗铅胁迫伤害的能力,显著促进种子萌发和幼苗生长,从而表现出较好的抗逆性,但却显著促进了幼苗中铅的积累。     

ZSM-5(38)/Al-MCM-41复合分子筛对纤维素催化热解的影响

以纤维素为原料,以自制的不同硅铝比ZSM-5(38)/Al-MCM-41微-介孔复合分子筛为催化剂,在固定床反应器上进行了催化热解实验。采用XRD表征分子筛,采用GC-MS分析生物油成分,考查了催化剂的改变对生物质热解产物及生物油成分的影响。实验结果表明:添加催化剂后,生物油产率降低,且其含水率也有所增加。与未添加催化剂相比,生物油中D L-2,3-丁二醇有明显提高。其中,ZSM-5(38)/Al-MCM-41(20)最有利于苯酚、愈创木酚(2-甲氧基-苯酚)的生成。此外,这几种催化剂均有利于小分子化合物的生成,其中,ZSM-5(38)有利于C4~C5化合物的生成,微-介孔复合分子筛则有利于C6~C8化合物的生成。     

2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化及驱动力

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年"5.12汶川地震"对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力。结果表明：（1）2006-2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69%。（2）2008年"5.12汶川地震"给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km²,占整个岷江上游面积的57%,2008-2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km²,占整个岷江上游面积的71%,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平。（3）岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40%以上;地貌类型、植被类型的解释力在20%-40%之间;坡度、坡向的解释力均小于1%。     

ZSM-5(38)/Al-MCM-41复合分子筛对纤维素催化热解的影响

以纤维素为原料,以自制的不同硅铝比ZSM-5(38)/Al-MCM-41微-介孔复合分子筛为催化剂,在固定床反应器上进行了催化热解实验。采用XRD表征分子筛,采用GC-MS分析生物油成分,考查了催化剂的改变对生物质热解产物及生物油成分的影响。实验结果表明：添加催化剂后,生物油产率降低,且其含水率也有所增加。与未添加催化剂相比,生物油中D L-2,3-丁二醇有明显提高。其中,ZSM-5(38)/Al-MCM-41(20) 最有利于苯酚、愈创木酚 (2-甲氧基-苯酚) 的生成。此外,这几种催化剂均有利于小分子化合物的生成,其中,ZSM-5(38) 有利于C4~C5化合物的生成,微-介孔复合分子筛则有利于C6~C8化合物的生成。     

玉米正常粒和败育粒淀粉磷酸化酶、过氧化物酶活性及同工酶的比较

玉米籽粒中淀粉磷酸化酶活性与淀粉积累的动态变化是一致的。败育粒的淀粉磷酸化酶活性低于正常粒,过氧化物酶活性高于正常粒,随着生长发育的进展差别愈加显著。正常粒生长后期某些过氧化物酶同工酶谱带消失。玉米籽粒败育可能与过氧化物酶活性高从而造成生长素亏缺有关。