“绿色革命”新进展:赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量,但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现,赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用,为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa)NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因,其表达受氮诱导。通过招募PRC2,NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰,从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标,受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制,并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。     

灰色GM（1,1）模型的性质及其应用

灰色ＧＭ（１，１）模对生态预测有重要应用，本文讨论了它的一个改进模ＧＭ（１，１），并深化了文（１）提出的两个问题，给出了较简明的证法，还确定了文（１）所希望的一个“合适的”常数。     

数学建模的教学实践与思考

从中学生物学教学角度简述了数学模型与模型方法的含义，通过实例介绍了数学模型构建的基本步骤，以及模型结论的课堂拓展、运用。     

重庆市生态风险预警等级划分及演化趋势模拟

生态风险预警等级评估和演化趋势模拟，可为生态风险管理提供可靠的辅助决策。以重庆市为研究对象，基于驱动力-压力-状态-影响-响应模型，构建重庆市生态风险预警指标体系，采用正态云模型和集对分析法，定量分析重庆市生态风险时空分异特征和演化趋势。研究结果表明：（1）2013-2019年，重庆市生态风险值呈"上升-下降"的波动趋势，综合生态风险隶属于重警等级，生态风险综合值从0.295下降到0.278，生态环境逐年好转；（2）重庆市生态风险有下降、不变、先上升后降低、先降低后上升以及一直升高5种演化趋势，分别占比39%、16%、5%、21%、24%；（3）重庆市生态风险转移分为两个方向，2013-2016年生态风险空间分异性增大，中警、轻警和无警风险等级不断向东北、东南和西部四周分散转移；2016-2019年生态风险分布格局变化较小，重警风险区在东部聚集；（4）演化趋势模拟结果表明，未来重庆市生态风险降低的区县有13个，占比34%，生态环境有向好发展的趋势；生态风险上升的区县有25个，占比66%，生态环境会有所恶化，但是恶化程度较低。将生态风险等级划分与预警演化趋势相结合，能为城市生态风险管理提供科学依据。     

Fractal root system of Melica przewalskyi along different aspect in degraded grassland

Aims Fractal root system is phenotypic plasticity result of plant root architecture to respond to environmental heterogeneity, may reflect the growth strategy of plants to adapt to environmental conditions. Our objective was to explore the relationship between root fractal dimension and fractal abundance of fractal root system of Melica przewalskyi population in response to aspect variation in the northwest of China. Methods The study site was located in a degraded alpine grassland on the northern slope in Qilian Mountains, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out at 40 plots which were set up along four slope aspects transects with 20 m distance between adjacent plots. Handheld GPS was used to determine the elevation, longitude and latitude of each plot. ArcGIS was used to set up digital elevation model (DEM). Community traits were investigated and six individuals roots of M. przewalskyi were collected randomly at each plot. The samples were cleaned and divided into different organs, then scanning the root with the Win-RHIZO for measurements of fractal dimension and fractal abundance in laboratory, and their biomass were then measured after being dried at 80 °C in an oven. Important findings With the slope aspect turned from north to east, west, and south, the density, height and soil moisture content of the plant community displayed a pattern of initial decline, the height, density, root fractal abundance of M. przewalskyi increased and the root fractal dimension decreased. The root fractal dimension was negatively associated with the fractal abundance in all aspects, but the relationship varied along the slope aspects gradient; there was a highly significant negative correlation (p < 0.01) between the root fractal dimension and fractal abundance at north slope and south slope aspect, whereas the correlation only reached a significant level (p < 0.05) at the east slope aspect and west slope aspect; indicating that there is a trade-off between the root fractal dimension and fractal abundance. In addition, when the slope aspect changed from north to east, west and south, the standardized major axis (SMA) slope of the regression equation in the scaling relationships between root fractal dimension and fractal abundance increased (p < 0.05), indicating that the roots of M. przewalskyi at the droughty southern slope have less branch and more sparse in the same soil volume of root exploitation and utilization. Consequently, the resource allocation pattern on reasonable trade-off between root fractal dimension and fractal abundance in different slope aspect of M. przewalskyi, reflects the relationship between the income and the cost of construction of plant root architecture.     

气候变化和人类活动对中国北方旱区植被变绿的定量贡献

气候变化和大规模的生态恢复使中国北方旱区植被发生了显著变化，量化气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献，对于旱区生态系统管理和应对未来气候变化具有重要意义。目前，中国北方旱区植被变化影响因素的时间动态（2000年大规模生态恢复工程实施前后）和空间异质性（沿干旱梯度）仍需进一步的定量研究。基于多源数据，采用趋势分析、偏相关分析和随机森林模型等方法，分析了1981-2018年中国北方旱区气候和植被的时空变化规律，量化了2000年前后气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献并分析其在干旱梯度上的空间差异性。结果表明：（1）1981-2018年期间，中国北方旱区的叶面积指数（LAI）平均增加速率为（0.0037±0.0443） a^-1，且增加速率沿干旱梯度增大。2000年前仅10.46%（P<0.05）的地区显著变绿，而2000年后达到36.84%，且植被变绿主要归因于非树木植被。（2）2000年后降水对植被变绿的正效应在不同干旱梯度均增加，而在半干旱区和亚湿润干旱区，温度对植被变绿由正向促进转为负向抑制，而辐射在干旱区由负效应转向正效应。（3）2000年前后，气候变化均主导着植被的动态，贡献率分别为96.07%和73.72%，人类活动的贡献在2000年后进一步增强（从3.93%增加到26.28%），且沿着干旱梯度而增加，其中人类活动对植被变绿的贡献在半干旱地区增加最显著（+0.0289 m² m^-2 a^-1，P<0.05）。研究结果可为未来气候变化下中国北方旱区的植被恢复和可持续发展提供科学依据。     

家蚕产卵数的遗传及育种学研究 11。产卵数的配合力及育种学研究

本试验采用Griffing方法对家蚕产卵数的配合力进行了沾算,并分析了一般配合力、特殊f 力 在育种工作中所起的作用,同时从产卯数的选择方向、选择强度来研究选择效果的表现。结果,特殊配 合力效应大于一般配合力效应而起主要作用;选择方向对选择效果有显著的差异;选择强度的不同则遗 传进展、现实遗传力等效应也表现出明显的倾向性。