赤拟谷盗TRE基因家族特性及RNAi抑制表达效果分析

分析赤拟谷盗海藻糖酶基因(Trehalase,简称TRE)家族的特性及RNAi介导的TRE基因沉默后的相互作用效果。采用生物信息学和相关软件分析5个海藻糖酶基因序列特征以及二级结构等分子特性并推测其生理功能,用MEGA 6.0软件构建TRE与其它昆虫TRE的系统进化树;采用注射RNAi技术,分别干扰赤拟谷盗海藻糖酶基因mRNA的表达;采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测单个海藻糖酶基因表达抑制后对其它TRE基因mRNA表达的影响。赤拟谷盗4个可溶性海藻糖酶TRE1蛋白相似性高,具有类似的二级结构,即含有相似比例的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲,膜结合型海藻糖酶TRE2与TRE1在蛋白质的二级结构上差异较大;系统进化树分析表明赤拟谷盗的可溶性海藻糖酶与其它昆虫的TRE1聚集在一起,膜结合型海藻糖酶与其它昆虫的TRE2聚集在一起;RNAi实验结果表明单独干扰某个TRE1基因的mRNA表达后,其它3个TRE1基因的表达有的上升,有的下降,而TRE2基因表达都为显著下降;单独干扰TRE2基因表达,则其它4个TRE1基因的表达一致显著下降。赤拟谷盗可溶性TRE1和膜结合型TRE2的二级结构差异较大,单个TRE基因表达被抑制后,其他TRE基因存在连锁抑制或者互补功能。     

3％大蒜精油水乳剂的研制

本研究旨在研发出一种以大蒜精油作为主要活性成分的水乳剂剂型,能够降低大蒜精油在自然条件下的挥发速度,使其具有长效的杀虫活性。通过采用不同高分子乳化剂、阴离子表面活性剂及辅剂的复配筛选,通过对乳液的流动性、分散性、储藏稳定性等指标的对比分析,确定了3%大蒜精油水乳剂的最佳配方为:大蒜精油3%,蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40为2%,乳化剂A为3%,十六醇含量1%,甲基纤维素钠盐0.2%,纯水补足100%。该大蒜精油水乳剂各组分均对人体及环境安全,其外观、乳化稳定性、热贮稳定性、冷贮稳定性等各项指标均符合水乳剂的各项标准。     

异色瓢虫酪氨酸羟化酶基因不同发育历期表达及RNAi抑制黑化效果分析

酪氨酸代谢在昆虫黑色素形成中具有重要的调控作用。本研究为探讨酪氨酸代谢调控异色瓢虫黑色素代谢平衡及其发育的影响,先检测异色瓢虫不同发育阶段酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)基因表达情况,采用RNAi技术对4龄幼虫注射dsTH RNA抑制酪氨酸羟化酶mRNA表达,探索其在蛹期和成虫羽化阶段黑色素形成中的潜在功能。研究结果表明,TH基因在4龄幼虫体内的表达量最高,而在预蛹阶段和羽化后第2天开始表达量显著性下降。其次,dsTH RNA注射后能够显著降低TH本基因的表达,且异色瓢虫4龄幼虫发育缩短,与注射dsGFP RNA组相比较,提前化蛹。最后,dsTH RNA注射后异色瓢虫蛹的重量略有增加,且发育出现异常,即蛹的颜色变化不加深,与对照组相比较,无黑色斑点出现。这些结果表明成虫是在蛹期开始形成黑色素的,及酪氨酸羟化酶能够通过调控酪氨酸代谢途径而影响异色瓢虫化蛹阶段的发育和表皮颜色的变化。相关研究结果有助于丰富酪氨酸代谢调控异色瓢虫表型的内容,为将来保护异色瓢虫,并将其用于害虫生物防治提供理论基础。     

秧鸡科部分鸟类线粒体基因组的比较及系统发育关系分析

秧鸡科鸟类的系统发育关系尚不明确,本研究通过对秧鸡科11属共17种鸟类的线粒体基因组中各基因进行变异位点和简约信息位点分析。选取变异位点和简约信息位点含量均较高的CR、ND2、ND4、ND5及线粒体基因组分别作为分子标记,采用NJ法、ML法和贝叶斯法分别构建系统发育树。通过对各系统树进行比较分析,结果表明:红胸田鸡、小田鸡、紫水鸡、南秧鸡、黑水鸡、白骨顶鸡、新西兰秧鸡、粟腹秧鸡、红眼斑秧鸡、冲绳秧鸡和奥岛秧鸡的系统发育关系明确;考虑将董鸡属划入苦恶鸟属、粟腹秧鸡划入到纹秧鸡属;支持侏秧鸡科独立成科;完整的线粒体基因组是解决秧鸡科鸟类系统发育关系的最优分子标记。研究结果将为后续增加种属,进一步解决秧鸡科鸟类的系统发育关系提供指导。     

阿哈水库沉积物-水界面重金属扩散通量

为了解阿哈水库水体中重金属的污染现状,选取了4个典型点位进行夏、冬两季采样分析,研究了上覆水体及沉积物孔隙水中Co、Ni、Cu、Zn、As、Cr及Pb 7种重金属的时空分布规律及其界面扩散通量。结果表明:阿哈水库上覆水体中溶解性重金属的均值含量符合我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),未受到重金属污染。夏季分层期,底层水缺氧导致水体As、Co、Cr含量增高,而冬季混合期重金属的垂向变化较小。沉积物孔隙水中重金属浓度均值高于上覆水,且Co与Ni、As呈显著正相关,其在水库中的迁移转化过程受铁锰循环的共同影响; Cu、Zn与Pb存在正相关关系,具有相似的污染来源。分析沉积物-水界面重金属扩散通量显示,Zn保持负扩散,表明沉积物对Zn具有很好的净化吸附效果;而Co、Ni、As、Pb保持正扩散,特别是夏季As的扩散通量达2.07μg·cm~(-2)·a~(-1),对上覆水体可能产生较大的释放风险。研究证实,近十年来阿哈水库水体重金属的污染控制取得了显著的效果。     

喀斯特石漠化地区不同退化程度花椒光合日动态及其与环境因子的关系

花椒是中国喀斯特石漠化地区重要的生态经济树种。为分析花椒在石漠化脆弱生境中光合生产能力,以轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)花椒为对象,研究花椒日光合特征变化及其与环境因子的关系,并采用通径分析法分析各环境因子对花椒净光合速率的直接或间接作用。结果表明:不同退化花椒的净光合速率日均值分别为3.53(LD)、2.85(MD)、2.32(SD)μmol·m~(-2)·s~(-1); LD、MD、SD日光合同化量分别为141.21、113.44和94.97 mmol·m~(-2),SD光合同化能力显著低于LD、MD; LD表现出较高水分利用效率和叶片羧化效率,其值均高于MD、SD;各退化花椒气孔限制值日均值没有明显变化; LD净光合速率主要受空气CO2浓度和光合有效辐射的影响,同时空气温度与空气相对湿度之间的相互作用共同制约着净光合速率大小;光合有效辐射、空气相对湿度分别是MD、SD净光合速率的主导因子,而空气温度为其主要限制因子。因此,不同退化花椒光合作用对生理状况和自然环境条件的变化敏感性较强,光合生产力总体偏低。     

贵州百花水库微囊藻毒素的时空分布特征

为了解水库中微囊藻毒素(microcystin,MC)浓度的时空分布特征,于2017年6月—2018年5月对贵州高原水库的百花水库进行每月一次的样品采集,分析水中MC的两种异构体,包括MC-RR和MC-LR,以及藻类总丰度、蓝藻丰度、叶绿素a(Chla)、营养盐、水温和透明度等水环境因子的变化特征。结果表明:百花水库MC-RR浓度为0.048～0.681μg·L~(-1),MC-LR浓度为0.046～0.964μg·L~(-1);在温度较高时出现MC-RR,温度偏低时出现MC-LR;花桥采样点检测出MC的次数最多并且浓度最高,达0.964μg·L~(-1),没有超过限量值1.0μg·L~(-1),大坝采样点检测出MC的次数最少; MC-RR与水温、铵态氮(NH_4~+-N)浓度呈正相关,MC-LR与NH_4~+-N浓度、亚硝态氮(NO_2~--N)浓度、pH呈正相关; MC-RR与湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)和卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis)丰度呈显著正相关,与色球藻(Chroococcus sp.)丰度呈正相关,MC-LR与浮游植物丰度的相关性不明显。     

基于地形梯度的岩溶槽谷区土地利用空间格局分析

揭示当前多因素驱动机制下岩溶槽谷区典型地貌单元在地形梯度上土地利用分布的一般规律与差异性特征具有重要意义。以2017年landsat TM高清影像和30 m×30 m DEM（Digital Elevation Model）为数据源,并结合实地调查,通过地形位分布指数、土地利用多样性指数、土地利用程度指数及土地利用相对合理性指数指标计算,探讨岩溶槽谷区地形梯度的土地利用类型空间分布共同特征与差异。结果表明：（1）岩溶槽谷区土地利用类型呈现山坡（高地形位）-槽坝（低地形位）两种分布格局特色存在,且土地利用类型在地形梯度上主要以低、中、高3种地形位组合模式;（2）土地利用类型在地形梯度上呈现梯度效应,表现出各自分布特征与差异;（3）岩溶槽谷区土地利用多样性、土地利用程度和土地利用合理性在地形梯度上分布格局既存在一些共同性特征,又存在各自差异性;（4）地形梯度土地利用特征差异性是受自然因素、社会经济因素、政策因素共同作用的结果。     

基于土地利用变化的贵州坝子土地利用功能演变研究

贵州省为典型喀斯特山区,强烈的人类活动主要分布在坝地地区,研究坝子土地利用功能演变对土地可持续利用具有重要价值。基于土地利用变化,根据三生功能理论构建土地利用功能分类体系,以贵州省1990年、2000年、2010年和2016年四期遥感影像为数据源,借助ArcGIS10.2软件平台构建土地利用功能转移矩阵和坝子功能冷热点分布图。研究表明:(1)贵州省坝子土地利用功能已由以传统农业生产功能为主转为以传统农业生产功能-农村居住生活功能为主,坝子土地利用由单一功能向多功能转变;(2)1990—2016年,坝子的功能类型增加10种类型,其中8类是复合类型,坝子功能向多样性转变;(3)单一功能与复合功能坝子比例变化曲线呈"X"型,到2016年,复合功能坝子比例大于单一功能坝子;(4)1990—2000年,坝子土地利用功能变化缓慢,2000年以后坝子土地利用功能变化强烈;(5)传统农业生产功能转移最为强烈,主要转移为城镇居住生活功能、农村居住生活功能、工业生产功能及与之相关的复合功能和自然生态功能;(6)各种功能类型坝子冷热点的空间分布变化复杂,从总体上看各功能的空间分布由集聚变为分散。     

贵州喀斯特区C4植物物种组成与水分生态型划分

该研究通过查阅文献、核对贵州大学林学院标本库及现场群落调查与标本采集,并运用碳同位素比值法研究典型C_4植物水分利用特性,探索C_4植物在喀斯特植被恢复中的地位,进而揭示贵州喀斯特地区C_4植物资源的基本特征。结果表明:贵州喀斯特区共有C_4植物141种,隶属于74属15科,分别占全国科属种的62.50%、46.25%、24.48%,以禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae)为主;区内C_4植物种均为一年生或多年生草本,多年生植物种略多于一年生植物种;水分生态型整体偏旱生,旱生和中生植物分别占总数的24.82%和31.21%;喀斯特区C_4植物具有高水分利用效率,但不同水分生态型间差异不显著;贵州喀斯特区C_4植物资源具有资源丰富、利用途径广泛、能长期利用、竞争力强、能大面积分布、偏旱生且水分利用幅度广的基本特征,适合喀斯特区生境,自然状态下多为恢复早期物种,有利于喀斯特区生态恢复。在贵州喀斯特恶劣生态环境下C_4植物有较好的生态适应性,并表现出较高的药用、食用、饲用、景观应用等价值,对其开发利用对贵州经济、社会发展及生态恢复有重要意义。