中国谷子潜在地理分布的多模型比较

谷子是中国干旱和半干旱区主要的粮食作物之一.它耐旱、耐瘠薄、抗逆性强、适应性广,是未来应对干旱形势的重要战略储备作物.本文基于谷子的157个地理分布点数据,利用中国谷子产量与环境指标的相关性分析,选出10个气候指标、7个土壤指标和3个地形指标,采用MaxEnt、EMFA、RF和GAM共4个物种分布模型,分析中国谷子的潜在适宜性分布.结果表明: 4种模型均可成功模拟谷子的潜在地理分布,其中,MaxEnt模型的模拟效果最好.选用的环境指标中,水热条件对谷子生长最敏感.模型结果结合ArcGIS空间分析模块的结果表明,中国谷子的潜在适宜生长区(最适宜区和适宜区)总面积为55.68×10⁴ km²,远远大于当前谷子的实际种植面积,主要集中在东北地区的东北平原、长白山以南与牡丹江流域,华北地区的淮河以北,华中地区汉江以东与大别山以北,西北地区的黄土高原、鄂尔多斯高原南部、祁连山脉东部、天山山脉东部与阿尔泰山脉,西南地区的重庆以北和贵州西部局地区域.     

基于层次分析法和GIS的秦岭地区魔芋潜在分布研究

魔芋(Amorphophallusrivieri)为我国传统的食用与药用植物,主产于秦岭以南地区。依据陕西秦岭地区28个魔芋分布点信息,利用秦岭地区45个气象台站1961—2010年气候资料、土壤数据(分辨率1 km)和DEM高程数据(分辨率30 m),结合前人研究,通过魔芋产量与环境指标的相关性分析,获取相关性显著的20个评价指标,包括气候指标13个、土壤指标4个和地形指标3个,运用GIS技术和多元回归模型对气候指标进行栅格化处理,基于层次分析法和加权平均法获得评价指标权重,建立陕西秦岭地区魔芋潜在种植分布模型,确定魔芋潜在种植的空间分布。结果显示:陕西秦岭地区魔芋最适宜种植区面积1 214.42 km2,占可种植区面积的10.18%;适宜种植区面积2 015.60 km2,占可种植区面积的16.90%;次适宜种植区面积3 115.03 km2,占可种植区面积的26.12%;不适宜种植区面积5 580.02 km2占可种植区面积的46.80%。适宜魔芋潜在种植区域主要分布在陕西汉中中南部、安康中南部以及商洛东南部。     

应用GIS和最大熵模型分析秦岭冷杉潜在地理分布

秦岭冷杉(Abies chensiensis)为松科常绿针叶乔木,属国家濒危野生物种。本文利用获取的秦岭冷杉地理分布记录和14个气候指标、3个土壤指标和3个地形指标,通过最大熵模型(Max Ent)和Arc GIS空间分析构建秦岭冷杉潜在分布区。结果表明,影响秦岭冷杉潜在生境适宜性的主要环境指标为6个气候指标(年平均气温、年极端最高气温、1月平均气温、≥0℃积温、年干燥度指数和年日照时数)、1个土壤指标(p H)和1个地形指标(海拔)。研究区秦岭冷杉生长的最适宜区面积为19498.87 km2,适宜区面积为32219.61 km2,边缘适宜区面积为51874.76 km2,不适宜区面积为106307.97 km2,秦岭冷杉适宜生长区域狭窄,其中最适宜区和适宜区主要集中在甘肃东南部、陕西中南部、四川东北部,湖北西北部和河南西北部,适宜区内次生植被丰富、地形复杂。研究表明,基于最大熵模型与GIS空间分析构建的秦岭冷杉潜在地理分布,可以对我国秦岭冷杉适宜生长区做出科学的区划,为秦岭冷杉资源的保护和管理提供科学依据。     

短小芽孢杆菌脂肪酶基因的克隆、表达及酶学性质研究

从土壤样品中通过筛菌过程获得一株产脂肪酶的菌株,经16S rRNA鉴定属于短小芽孢杆菌,根据已报道的来源于芽孢杆菌的脂肪酶基因设计引物,克隆获得其全长基因,命名为lipS6,大小为648 bp,编码215个氨基酸,经比对其与已报道的脂肪酶基因B26有96%的同源性。构建重组表达质粒pET32a-lipS6,在大肠杆菌中实现了可溶表达,酶活达到2 000 U/mL。重组脂肪酶LipS6的最适温度为30℃,最适pH为9,低浓度的Ca2+与Mn2+对其有很明显的激活作用,疏水性有机溶剂对其毒害作用小,在正己烷体系中可以催化酯化反应,最适酯化底物酸为十四酸,底物醇为正丁醇。     

水稻花粉扩散的模拟研究

水稻花粉扩散可导致基因飘流问题,尤其是转基因水稻,其外源基因的扩散可能会引发一系列的环境安全问题。为了模拟花粉扩散过程,2007年和2009年分别在南京(32°01′N,118°52′E)和溧水(31°35′N,119°11′E),以两优培九为材料,各组织了一次田间试验。通过空气中的花粉扩散浓度的观测和微气象塔梯度环境要素的采集,采用高斯烟羽模型为基础,利用最小二乘法,模拟了水稻花粉的扩散浓度,并利用独立试验数据验证了模型效果。结果表明:花粉释放集中在始花期后第1天到第5天的09:00-11:00,且花粉释放量与开花量显著相关(r=0.880**)。花粉浓度的模拟值和实测值变化趋势一致,其均方根误差和相对误差分别为0.509粒/(m2.d)和3.47%。该花粉扩散模型可以正确反映花粉扩散浓度的分布特征。但在花粉浓度的预测精度上,尤其是预测花粉远距离传播时,仍需要改进。     

基于模糊数学的秦岭地区山茱萸生境适宜性评价

山茱萸(Cornus officinalis)是我国传统常用药材,本文采用模糊数学分析方法,对采自秦岭地区的山茱萸中马钱苷含量与21个评价因子的隶属函数进行拟合,同时采用最大信息熵模型确定各个评价因子的权重,利用ArcGIS 10空间分析模块模拟研究区域适宜山茱萸生长的潜在分布生境。结果表明,在山茱萸生境的21个评价因子中,主要影响因子为气候,其次是土壤和地形因子;所有评价因子中,土壤质地(TTEX)的权重最大,其次是果实生长期降水量(PG)、年降水量(AP)和降水季节性变化(PS)。研究区内山茱萸高适宜区面积占总面积的19.94%,主要分布在甘肃东南部、陕西南部和河南西部,这些区域温度适中、气候湿润、光照充足,适宜山茱萸生长;适宜区面积占总面积的11.85%,低适宜区面积占总面积的16.31%,不适宜区面积占总面积的51.90%。本研究基于GIS与模糊数学的生境适宜性评价模型,对秦岭地区山茱萸生境适宜性做出了科学划分,同时量化了不同生境区的评价因子对山茱萸的影响,可为山茱萸的管理和保护以及人工种植提供科学依据。     

Proteus sp.脂肪酶基因在大肠杆菌中表达及性质研究

目的:筛选获得高活力的微生物脂肪酶,实现其异源高效表达。方法:通过富集培养、平板筛选、单菌落发酵验证以获得产脂肪酶菌株,克隆脂肪酶基因,构建重组质粒在大肠杆菌中表达,纯化后进行酶学性质研究。结果:获得一株高产脂肪酶的菌株,经16S rDNA鉴定属于Proteus sp。根据已报道的来源于Proteus vulgaris的脂肪酶基因设计引物,克隆其全长基因,大小为864 bp,编码287个氨基酸。构建重组表达质粒pET32a-lipK19,在大肠杆菌中表达酶活达1 500 U/mL。该脂肪酶的最适温度为40℃,最适pH为9,在pH 8~10之间稳定性较好,Ca2+对酶有激活作用,表面活性剂等对酶抑制作用明显,对有机溶剂有一定的耐受性。结论:克隆表达了一Proteus sp脂肪酶,并对其性质进行了研究,为其应用奠定基础。     

兴奋或抑制汗液分泌对小鼠汗腺水通道蛋白5免疫定位的影响

目的 探讨兴奋或抑制汗液分泌过程中水通道蛋白-5（AQP5）在汗腺组织的分布及表达变化。方法应用硅橡胶印模及免疫荧光技术测定小鼠在毛果芸香碱或阿托品处理后不同时间点的泌汗功能状态及AQP5在汗腺组织的分布和表达。结果静息状态下,汗腺分泌细胞及导管细胞中的AQP5几乎只分布于管腔侧胞膜;在毛果芸香碱刺激后小鼠汗液分泌的高峰期（15min）、衰退期（1h）及刺激后静息期（6h）,AQP5在汗腺组织的亚细胞分布及表达量均未有明显变化;阿托品处理后10或20min,小鼠汗腺的分泌反应完全被抑制,但AQP5在汗腺组织的表达分布未受明显影响。结论在光镜水平,兴奋或抑制汗液分泌并不改变AQP5在活体小鼠汗腺的分布及表达。