基于空间面板STIRPAT模型的水足迹影响因素分析——以山东省为例

随着中国水资源供需矛盾加剧，虚拟水成为地区水资源管理中不可或缺的一环，为提高地区水资源综合利用效率和探索水资源区域一体化管理提供了新思路。采用"自下而上"法核算了山东省17个城市农业、工业、生活、生态与灰水足迹，在分析2009-2018年水足迹时空分布规律基础上，综合运用探索性空间数据分析方法、面板数据STIRPAT模型和空间杜宾模型，揭示了水足迹的空间自相关特征，量化分析了人口数量、富裕程度、技术进步、城镇化和产业升级等影响因素对水足迹的本地影响效应与空间溢出效应。结果显示：①2009-2018年山东省水足迹总量均呈现波动上升的变化趋势；空间布局上呈现东部沿海和西部平原水足迹高，中部山地水足迹低的特点。②山东省水足迹具有正向的空间自相关性，相比地理位置相邻，水足迹的空间相关性受人口数量因素影响更大，表现出明显的"高高"聚集和"低低"聚集特征，但是受到经济因素的主要影响，区域间水足迹空间相关性随时间发展逐渐下降。③人口数量是山东省水足迹增长的重要来源，经济增长是推动各地区间水资源竞争关系的最重要因素。城镇化能够缓解本地水资源压力，技术进步和产业升级不仅能缓解本地水资源压力，而且通过空间溢出效应有效缓解临近地区水资源压力，是实施水资源区域一体化管理策略的重要着眼点。     

抗草甘膦转基因大豆AG5601对根际微生物群落功能多样性的影响

明确抗草甘膦转基因大豆AG5601对根际土壤微生物群落功能多样性的影响,为转基因大豆的安全性评价提供基础数据。采用BIOLOG的方法,对抗草甘膦转基因大豆AG5601、亲本大豆SNK500和普通栽培大豆中黄13成熟期和残茬期的根际土壤微生物的碳源利用特征进行比较分析。AG5601成熟期的根际土壤微生物群落碳源利用能力显著高于SNK500,但与中黄13无显著差异;在残茬期,AG5601、SNK500和中黄13的根际土壤微生物群落碳源利用能力均无显著差异。功能多样性分析发现,成熟期的AG5601与中黄13在根际土壤微生物McIntosh指数和Simpson指数均显著高于SNK500,而残茬期,3种大豆的根际土壤微生物多样性差异不显著。主成分分析表明,AG5601与SNK500成熟期和残茬期的根际土壤微生物碳源利用在两主成分轴上的差异较小,碳源利用模式基本相同。本研究表明,抗草甘膦转基因大豆AG5601对根际微生物群落功能多样性无长期、显著性影响。     

十字花科多肽激素类基因RALF的同源基因克隆及进化分析

多肽激素类基因是对植物生长发育起重要作用的一类基因,RALF是其中的重要一员,而十字花科在中国蔬菜作物中是重要的一大类群。为了摸清十字花科多种蔬菜作物的RALF同源基因信息,该文根据前期研究从油菜中扩增到的多肽激素类基因RALFbn的序列设计引物,从提取的十字花科芸薹属、萝卜属、蔊菜属、山芥属的7份重要蔬菜作物的基因组DNA中分别克隆到了RALF的同源序列。结果表明:7种蔬菜作物的RALF同源基因编码区均在300 bp左右,且无内含子,编码的蛋白质由79个氨基酸组成,说明RALF在十字花科4个属内的保守性较强;对RALF同源基因在十字花科4个属中的表达分析表明,该类基因在根、茎、叶、花序轴等营养器官中不表达或弱表达,但主要在生殖器官中表达,其中在总花蕾和开放花中的表达量普遍高于嫩角果中的表达量,表明该类基因在十字花科中的生理活跃期是花发育时期。同时,构建了十字花科4个属中RALF同源基因的系统树,芸薹属的油菜、甘蓝和芥蓝形成一个分支,而茎瘤芥和分蘖芥形成另外一个分支,且与萝卜属、山芥属、蔊菜属的材料聚在一支,该基因的进化途径在一定程度上也反映出这几种作物的遗传背景关系。该研究结果丰富了RALF家族信息,增添了十字花科植物的分子进化数据。     

马铃薯腐烂茎线虫L 型半胱氨酸蛋白酶新基因(Dd-cpl-1) 的克隆与序列分析

L型半胱氨酸蛋白酶基因 (Cathepsin L-like cysteine proteinase gene) 为与植物寄生线虫寄生能力相关的多功能基因。运用RT-PCR和RACE的方法从马铃薯腐烂茎线虫Ditylenchus destructor中克隆出1个L型半胱氨酸蛋白酶新基因Dd-cpl-1 (GenBank登录号为GQ180107)。该基因Dd-cpl-1 cDNA全长序列含有1个1 131 bp的开放性阅读框 (ORF),编码376个氨基酸残基,其5′末端及3′末端分别含有29 bp和159 bp的非编码区 (UTR)。Dd-cpl-1内含子外显子结构分析结果表明,其基因组序列包含7个内含子,且各内含子两端剪接位点序列遵守GT/AG规则。Dd-cpl-1基因推定的蛋白Dd-CPL-1与松材线虫L型半胱氨酸蛋白酶高度同源,一致性达到77％。以不同物种中L 型半胱氨酸蛋白酶氨基酸序列进行比对分析,推测推定的蛋白 Dd-CPL-1含有L型半胱氨酸蛋白酶基因家族高度保守的催化三联体 (Cys183,His322 和Asn343) 以及ERFNIN基系和GNFD基系。半胱氨酸蛋白酶系统发育分析表明,Dd-cpl-1 属于由L型半胱氨酸蛋白酶组成的进化分支。Dd-cpl-1的这些序列特征进一步表明其为L型半胱氨酸蛋白酶基因。这是首次在马铃薯腐烂茎线虫中克隆到的L型半胱氨酸蛋白酶,为今后在蛋白水平对其进行进一步的功能分析提供基础。     

南方根结线虫效应因子功能的研究进展

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是适生区分布广、为害普遍的一类植物内寄生线虫。线虫不同寄生阶段分泌的效应因子,在"植物-线虫"互作中,除了引起线虫的无毒特征外,也通过干扰植物正常的防御反应和细胞功能,进而参与线虫的早期侵染、迁移以及后期稳定寄生等过程。现从植物细胞壁的修饰、线虫无毒蛋白、植物免疫反应的抑制、生长素和细胞分裂素信号的调控,以及植物细胞结构和基础代谢的影响等方面,介绍南方根结线虫效应因子功能的研究现状。与此同时,对南方根结线虫效应因子功能研究中所存在的问题进行讨论,并展望未来的研究方向。     

多变鱼腥藻锰和放氧的研究

用EPR法测定藻中游离Mn~(2+)量.当降低培养液中锰浓度或用6μM EDTA处理,使藻中游离Mn~(2+)量下降时,放氧活性不变.0.8MTros(pH8.5)使60%的结合锰释放出时,放氧活性完全被抑制.1mM NH_2OH·HCI已抑制放氧.≥20mM NH_2OH·HCI引起结合锰的释放.经Tris和NH_2OH·HCl处理后,藻的荧光发射光谱上F_(686)下降,F_(695)和 F_(730)上升.本文对鱼腥藻的锰库和放氧进行了初步讨论.     

人金属硫蛋白在乳酸菌中的融合表达及其预防食源性镉污染的应用

目的:镉(Cd)是一种重要的环境污染物,其具有半衰期长、不能生物降解等特性使之易于在人体重要脏器中蓄积并对人身体健康造成不可逆的损伤。为此,减少镉的摄入,尤其是经胃肠道,是预防人体慢性镉中毒的有效方法。方法:构建以α-半乳糖苷酶作为筛选标记、表达金属硫蛋白融合蛋白(GST-SUMO-MT)的重组乳酸乳球菌MG1363/p M-GSMT。原子吸收光谱法分析重组乳酸菌对Cd~(2+)和Zn~+的结合能力。以灌胃方式,对雄性Sprague-Dawley大鼠每天口服不同剂量的重组乳酸菌(2×10~9~2×10~(11)CFU/d)及CdCl_2溶液[5mg/(kg·d)],连续处理56天。收集实验动物肝、肾、脑及睾丸,利用原子吸收光谱法检测这些脏器中镉离子的含量。生化分析检测血清中尿素及丙氨酸转氨酶的含量。石蜡切片及苏木精-伊红染色分析各组织的病理变化。结果:获得不含抗生素抗性的重组乳酸菌MG1363/p M-GSMT,其吸附Cd~(2+)、Zn~(2+)能力比对照组分别提高3.52倍和1.60倍。动物实验结果显示,镉能在肝、肾、脑及睾丸中蓄积,并对这些器官造成明显的病理损伤。原子吸收光谱分析、血清生化指标及病理切片结果都显示,重组乳酸菌能有效降低胃肠道中镉的摄入,进而减少Cd~(2+)在各脏器中的蓄积及对器官功能的损伤。结论:为预防人体食源性慢性镉中毒提供了一种有效的生物材料和使用方法。     

中国水仙的核型分析和小孢子发生中的细胞学研究

中国水仙(Narcissustazettavar.chinensis)只开花不结实,以鳞茎营养繁殖。对中国水仙的染色体倍性有不同的报道。对中国水仙的核型分析,支持它是三倍体的观点,但其核型也显示出了异源三倍体的倾向。在小孢子母细胞减数分裂过程中,染色体的异常行为多表现为:中期出现单个染色体游离在纺锤体外面、在后期出现的染色体桥和落后染色体、在末期出现的单个染色体游离在细胞核外形成微核的现象。这些异常现象引起小孢子的败育,也支持中国水仙为三倍体植物的观点。     

基于GC-MS分析不同基原车前草挥发油成分的异同CSCD

比较不同基原车前草挥发油成分的异同。采用水蒸气蒸馏法提取14批次车前草挥发油,气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分离鉴定各色谱峰的化学成分;将样品挥发油指纹图谱导入指纹图谱相似度评价系统,以平车前草P1为参照图谱,进行多点校正,得相似度;采用聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)对14批次样品挥发油检测结果进行分析。结果显示,从14批样品挥发油中共鉴定出62种化学成分,9种共有成分,均以棕榈酸、亚油酸、α-亚麻酸为主要成分;14批次样品指纹图谱高度相似,相似度在0.967~0.999;HCA和PCA均不能将两种不同基原的车前草按照品种分为两类。上述结果表明车前草与平车前草挥发油成分相似度较高,其作为同一药材入药具有一定的科学依据。     

土壤理化性质驱动烤烟根际细菌群落的组配及其共现性网络互作

【目的】解析土壤微生物在植物根际的组配机制对于认识和维护农田生态系统的稳定性至关重要。【方法】通过Illumina高通量测序和生物信息学分析方法明确了我国主要种植烟草生态区烤烟根际土壤细菌群落与土壤理化性质的互作关系。【结果】烤烟根际细菌类群主要为放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)。细菌群落组成按生态区聚类,且样本空间距离和细菌群落相似度显著负相关。共现性网络分析表明,烤烟根际细菌群落间协同作用大于拮抗作用,武陵秦巴生态区、黄淮平原生态区、南岭丘陵生态区和沂蒙丘陵生态区细菌群落高度模块化,小单胞菌属(Micromonospora)为南岭丘陵生态区和黄淮生态区细菌共现性网络的网络中心,Bryobacter和气单胞菌属(Arenimonas)为南岭丘陵生态区细菌网络的模块核心,其菌群特性而非相对丰度决定了其在稳定细菌网络中的重要作用。冗余分析结果证实pH、有效铁、交换性镁和有效锰能显著影响烤烟根际细菌群落结构。【结论】烤烟根际细...