限制因子原理在植物生产量预测中的应用

一、限制因子原理概述一种生物体要在某个环境中生存和繁荣,必须得到所需要的基本物质,而这些因素的各种数量和质量及其相互作用会对生物产生不同的影响。研究各种因素对植物生长影响的先驱者Liobig提出了“植物的生     

浙闽樱桃地理分布模拟及气候限制因子分析

为了解浙闽樱桃(Cerasus schneideriana)地理分布特征及与气候限制因子之间的关系,基于DIVA-GIS平台获取实际地理分布点的气候资料,利用BIOCLIM模型预测当下适生区范围以及预测其未来潜在分布。结果表明,浙闽樱桃实际分布区覆盖浙江、福建、安徽、江西、广西及湖南6省,浙闽交界的山区是自然分布的核心区,浙皖交界是其分布的北界。未来气候变化情境(CCM3)下,浙闽樱桃的潜在分布区概率将增大,且有北扩的趋势。主成分分析(PCA)表明,年降水量(bio12)、最湿季降雨量(bio16)、最暖季降雨量(bio18)、温度季节变化方差(bio4)是影响浙闽樱桃当下适生区的气候限制因子,频率直方图进一步确定他们的适宜范围分别为1503~2003 mm、604~951 mm、528~791 mm和601~872(标准差*100)。ROC曲线检验表明BIOCLIM对浙闽樱桃分布预测的精度很高(AUC=0.998),结果是可信的。因此,浙闽樱桃适合生长在我国北亚热带温暖湿润区,水热因子是造成其分布格局的主导气候限制因子。     

木麻黄种子萌发的限制生态因子

成功的天然更新应同时具备三个条件:(1)种源数量充足、质量良好;(2)适宜种子萌发的微生境;(3)幼苗、幼树存活的生态条件。为进一步揭示海南岛木麻黄(Casuarina equisetifolia)海防林自身无法天然更新的障碍因子,该文对影响其天然更新的三个条件之一的种子萌发条件进行了研究,并探讨了不同的生态因子,如木麻黄化感、土壤酸碱度、盐度、温度、基质类型、水分等对木麻黄种子萌发的影响。结果表明:(1)不同浸提物的不同浸提液浓度处理的种子萌发率与CK组无显著性差异。(2)设定范围内的pH、盐度和温度对木麻黄种子萌发率无显著影响。(3)不同浓度梯度PEG溶液处理的木麻黄种子萌发率存在显著性差异,且伴随PEG溶液浓度增加,木麻黄种子萌发率随之锐减。(4)不同基质及浇水频度对种子萌发率也具有显著影响。从综合PEG干旱胁迫、基质及浇水频度的结果可以发现,木麻黄种子抗旱能力较弱,对水分敏感。因此,水分是制约木麻黄种子萌发的主要限制因子,凋落物层及滨海沙土较差的保水性不同程度地制约了种子的萌发。     

HIV辅助蛋白拮抗细胞限制因子机制研究进展

抗病毒限制因子成为病毒学研究领域的热点。近些年陆续发现了4种HIV限制因子:APOBEC3G、Trim5α、Tetherin、SAMHD1。其中APOBEC3G、Tetherin、SAMHD1分别被HIV编码的辅助蛋白Vif、Vpu、Vpx所拮抗。这些辅助蛋白影响病毒的致病性和复制能力,拮抗宿主内的天然抗病毒限制因子,使病毒能够成功的侵染宿主细胞。本文重点综述了这三种能拮抗宿主限制因子的HIV辅助蛋白的功能研究进展。     

玉米Dof转录因子家族基因的全基因组分析

Dof转录因子家族在植物生长发育和基因表达调控过程中具有重要的作用,本文利用公布的玉米基因组草图数据,利用生物信息学方法对玉米全基因组Dof基因的结构、系统进化关系和保守motif进行了分析。结果表明:玉米中共有18个Dof类型基因,命名为ZmDof1-ZmDof18,其蛋白质长度在211aa至618aa之间,通过系统进化树分析后,18个Dof基因可以明显的分为三类,此外玉米Dof基因的数目远远小于水稻和拟南芥,基因复制现象较少是玉米Dof基因数量较少的原因之一,MEME分析证实了Dof基因含有三个保守的motif。对玉米Dof类型基因的系统分析,将有助于玉米Dof类型基因的克隆和功能的进一步研究。     

海拔对甘肃河西走廊玉米生育期的影响

为了研究海拔高度对玉米生育期的影响,1999年和2004年在甘肃省河西走廊的张掖市安排了4个试点的田间试验,海拔高度分别是1506.5、1706.5、2000.0和2231.5m.结果表明,608、酒单3号和中单2号3个不同熟期类型的玉米品种在同日播种条件下,随着海拔的升高成熟期延迟,海拔与品种的生育期之间呈极显著正相关,海拔每升高100m,生育期延长5～6d.海拔与播种至拔节天数之间也表现正相关,海拔与株高之间为负相关.     

爆裂玉米的膨爆机理、影响因子及高产育种的研究进展

对爆裂玉米的膨爆机理、膨爆特性、影响膨爆的因素及高产育种进行了综述。爆裂玉米的膨爆关键取于籽粒内部高压的形成,果皮和胚乳的致密结构是籽粒内部高压形成的重要保证;适宜的水分含量是籽粒内部产生高压水汽的物质基础,而导致这种高压水汽产生的外部则是来自于加热温度。此外,品种特性和籽粒性状等对爆裂玉米的膨爆特性也有一定的影响。爆裂玉米的品质特性与选育高产品种之间似无很大矛盾,可以单独进行改良。而且营养丰富,应用前景广泛。     

玉米反式因子基因分离初报

发育是一个严格有序的选择性基因表达过程。在这一过程中,序列特异的反式因子（ｔｒａｎｓａｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ）通过与基因调控序列中顺式调控元件（ｃｉｓａｃｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ）的互作启动基因转录,因此,它们又被称为转录因子［１］。基于这类因...     

地膜条件下土壤生态因子与玉米产量的关系

研究干旱地区地膜条件下,土壤生态因子对玉米产量的影响．结果表明,最佳种植模式为作物距地膜中心线２１．３—３３．２Ｃｍ,施纯Ｎ＋Ｐ为５９８—７４３ｋｇ·ｈａ－１,玉米产量为１４４９２≤Ｙ佳≤１６５９ｋｇ·ｈ－１．该种植模式有利于提高作物产量及残膜回收．     

玉米转录因子 ZmNAC59 调控植物抗盐性

【目的】NAC转录因子家族是植物中研究较多的一类转录因子,在调控植物生长发育和响应非生物胁迫过程中起重要作用。玉米是三大粮食作物之一,其生长过程常会面临各种逆境胁迫,盐害被认为是限制作物生长和生产的主要环境因素之一。因此鉴定玉米抗盐基因,解析其抗盐机制对培育玉米抗逆品种具有重要意义。【方法】研究克隆了玉米转录因子ZmNAC59,并用生物信息学手段分析其保守结构域和系统进化关系,用实时荧光定量PCR方法分析该基因在NaCl和MeJA处理下的表达模式,并用稳定转基因体系将该基因异源表达拟南芥观察表型,同时还用病毒诱导沉默技术将该基因在玉米中沉默后进行盐处理表型观察,并进行酶活性检测。【结果】ZmNAC59能够被NaCl和MeJA诱导上调。病毒诱导沉默ZmNAC59后进行盐胁迫,沉默株系对盐胁迫更敏感,ROS积累更多;而ZmNAC59过表达拟南芥后,过表达株系在盐胁迫处理下存活率更高,活性氧积累更少,Na⁺/K⁺比率低,表明ZmNAC59作为盐胁迫中的正调控因子可以通过调节离子流动提高植物抗盐性。实时荧光定量PCR结果表明拟南芥过表达株系中Na     

高盆樱桃与钟花樱桃的地理分布模拟及生态特征比较分析

该研究以高盆樱桃(Cerasus cerasoides)及其近缘种钟花樱桃(C. campanulata)为对象,通过收集其实际分布的地理坐标,运用BIOCLIM模型模拟现代适生区范围并预测其未来气候下(CCM3,2100)潜在分布区的变化; 结合主成分分析和相关性分析确定其主导气候因子,并比较两者在气候限制因子方面的差异; 利用受试者工作特征曲线(Receiver operation characteristic, ROC)评估模型预测效果。结果表明:(1)高盆樱桃和钟花樱桃主要分布于我国长江以南大部分省区,两者现代分布中心分布位于云贵高原,武夷山脉和南岭山脉。(2)未来气候变化情境下(CCM3),高盆樱桃和钟花樱桃的适生范围将缩小。二者在中国西南部(高盆樱桃)和东南部(钟花樱桃)的适生范围可能大幅减小,而钟花樱桃在湖南西部的适生区可能增加。(3)主成分(PCA)及相关性分析表明,年降水量(bio12)、最湿季降水量(bio16)、最暖季降水量(bio18)、温度季节变化方差(bio4)是影响高盆樱桃及钟花樱桃当下适生区的主要气候因子,“热量变异幅度”是造成二者分布存在差异的最主要环境因子。(4)钟花樱桃(0.816)和高盆樱桃(0.799)的AUC值均高于随机测试(0.500),说明BIOCLIM模型可以准确预测高盆樱桃及钟花樱桃的分布。这为高盆樱桃和钟花樱桃资源保护、物种鉴定和谱系地理学的研究提供重要指导。     

玉米Ac双因子转座标签系统的构建及其转化烟草后代的遗传分析

用使质粒ｐＫＵ３所携带的玉米Ａｃ因子５‘末端和中间编码转座酶的基因片段分别发生缺失的方法构建成质业ＰＫＵ３和ＰＫＵ３。质业所推人的ＡＣ因了单独存在时都无转座能力,但当ＡＣ和ＡＣ共存了于一个细胞时,由于ＡＣ产生转座酶的互补作用促使恢复转从能力,而当ＡＣ和ＡＣ因子一即获得ＡＣ 了的稳定插入突 可克服因突变不稳定崦给用转从因子标签法分离基因所造成的困难。将双因了系统导入烟草原生质体并猩财生株,从而选得卡     

气象因子对寒地玉米籽粒灌浆进程的影响

为探讨粒重和籽粒灌浆参数与气象因子之间的关系,选择早熟品种"德美亚1号"、中熟品种"吉单27"和晚熟品种"郑单958"3个品种,于2017—2018年在哈尔滨进行播期试验,对籽粒发育动态及灌浆特性进行了分析。结果表明:产量与粒重呈极显著正相关,与穗粒数相关不显著;粒重与灌浆速率呈显著正相关,与达到最大速率的时间和灌浆活跃期无显著相关性;积温、辐射、饱和水气压差与灌浆速率呈极显著正相关;前期温度升高,辐射增大有利于早熟品种灌浆速率的提高,而后期温度降低、辐射减少显著缩短晚熟品种灌浆时间,降低其灌浆速率;粒重与花后的降水量呈负相关,与辐射量呈正相关,与积温的关系因品种而不同;积温是影响粒重最主要的气象因子,当早、中、晚熟品种在灌浆期积温分别达到920、1020、1100℃时,可获得最大粒重。     

中国欧亚种酿酒葡萄种植分布的主要气候影响因子与气候适宜性

开展酿酒葡萄气候适宜性研究对于优化酿酒葡萄布局、气候资源开发利用具有重要意义。基于欧亚种酿酒葡萄(Vitis vinifera L.)分布数据和影响其分布的气候因子,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS),研究影响欧亚种酿酒葡萄种植分布的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明:MaxEnt模型能够很好地模拟我国欧亚种酿酒葡萄的潜在分布,模拟效果达到"非常好"(AUC平均值0.936)的水平。基于气候因子对欧亚种酿酒葡萄地理分布影响的贡献确定了主导气候因子,即无霜期、干燥度、极端最低气温、年降水量、生长季日照时数、≥10℃活动积温。当前,我国欧亚种酿酒葡萄种植分布的气候高适宜区、适宜区、次适宜区分别占次适宜及以上区域总面积的2.9%、20.4%和76.7%。欧亚种酿酒葡萄气候高适宜区主要分布在宁夏、山西、陕西、内蒙古、山东、河北、新疆、甘肃等省,只考虑气候因子,陕西、山西、内蒙古具有较大的发展空间。     

棉铃虫卵在不同生育期玉米上的分布

1998年在江苏丰县系统调查了棉铃虫卵在不同生育期玉米上的垂直分布和水平分布。表明棉铃虫在抽雄扬花期以前的玉米上产卵 ,2代期间叶片正面占总卵量的 93 5% ,茎杆上占 6 5% ,3代期间叶片正面占 89 5% ,茎杆上占 1 0 5% ;抽雄扬花期主要产在雄穗和新鲜的雌蕊花丝上 ,分别占 59 1 %和2 6 9% ,叶片正面和茎杆上分别只占 1 1 1 %和 2 9%。抽雄扬花后有 97 5%的卵产在雌蕊花丝上 ,叶片和茎杆上为 0 5%和 2 0 %。第 3代棉铃虫卵期 ,抽雄扬花期的玉米对卵的分流作用约为抽雄扬花前玉米的 3倍 ,抽雄扬花后的玉米对卵的分流作用最小。     

基于SPEI的辽宁省玉米生育期干旱特征分析

在全球气候变暖的背景下,探究玉米生育期的气候变化及干旱特征,对于预防干旱灾害对作物造成的损失,以及农业可持续发展意义重大。基于1967—2018年辽宁省33个国家级气象台站逐日观测数据,计算了不同月尺度下玉米各生育期标准降水蒸散指数（SPEI）,并结合干旱频率及干旱站次比综合分析了干旱时空变化情况。结果表明：（1）辽宁省玉米生育期降水量以13.31 mm/10a的速率减少,与SPEI呈显著正相关（P<0.01）;气温以0.25℃/10a的速率显著上升（P<0.01）,与SPEI呈负相关。（2）播种-出苗期、出苗-拔节期和喇叭口期SPEI在时间上均呈上升趋势,抽雄期和成熟期呈降低趋势;在空间上全生育期SPEI表现为西北向东南递增趋势。（3）全生育期干旱站次比以0.41%/10a的速率上升;出苗-拔节期干旱站次比呈减少趋势,其他生育阶段均呈上升趋势;发生干旱类型频次区域性干旱 > 部分区域性干旱 > 局域性干旱 > 全域性干旱。（4）全生育期干旱频率整体呈现出由西北向东南递减的特征,且干旱频发区主要在辽西地区;干旱发生频率轻旱 > 中旱 > 重旱 > 特旱。（5）出苗-拔节期为干旱站次比最高的时期;SPEI平均值和不同等级干旱频率最高的时期均为播种-出苗期。该研究成果可为区域农业干旱风险评价以及抗灾减灾等提供参考。     

玉米转座因子Ac／Ds导入水稻花药悬浮细胞并再生成植株

使用电激法将分别含玉米转座因子Ａｃ或Ｄｓ因子的质粒ＤＮＡ同时导入水稻花药悬浮系细胞团,得到转化抗性愈伤组织,并分化成可育植株。对一些植株的ＤＮＡ进行了Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析和ＰＣＲ扩增,发现导入的外源ＤＮＡ已整合到了水稻染色体上而且Ｄｓ因子已发生了转座。抗性测定表明转化植株Ｆ１代和Ｆ２代种子中的大多数仍有Ｄｓ因子存在。     

玉米中与DRE元件结合的转录因子的克隆和结构分析

DREB类的转录因子特异性地与DRE元件（脱水应答元件）结合,在植物感受干旱,高盐及低温等逆境条件时,激活一系列下游逆境应答基因的表达。进一步的研究发现,拟南芥DREB蛋白的DNA结合域（AP2区）中14位的缬氨酸和19位的谷氨酸对该转灵因子与DNA结合起着关键性的作用。利用酵母单杂交的方法,我们从玉米（Zea mays L.)的cDNA文库中分离到一个编码与DRE元件结合的蛋白的基因,命名为maDREB1。酵母体内的反式激活实验表明,该基因编码和蛋白能特异地与DRE元件结合并能激活下游报告基因的表达。对maDREB1蛋白14位和19位的氨基酸进行单位突变和双点突变实验,发现14位的缬氨酸突变为丙氨酸后maDREB1几乎丧了其转录激活能力,而19位的谷氨酸突变为天门冬氨酸后maDREB1的转录激活能力也受到较大影响。     

2011-2050年黄淮海冬小麦、夏玉米气候生产潜力评价

基于区域气候模式PRECIS输出的未来B2气候情景(2011-2050年)逐日资料以及基准气候时段(1961-1990年)的逐日资料,应用农业生态区域(AEZ)模型,对2011-2050年我国黄淮海地区冬小麦、夏玉米气候生产潜力时空变化特征进行预测.结果表明:基准气候时段下,我国黄淮海地区冬小麦、夏玉米气候生产潜力的空间分布呈现一定的区域分异规律,总体均呈东南高、西北低的趋势,且同纬度地区的沿海高于内陆.1961-1990年,冬小麦、夏玉米气候生产潜力的变化幅度分别在3893 ～11000和5908～12000kg·hm-2.未来B2气候情景下,冬小麦、夏玉米气候生产潜力的年际变化很大,这与该时期作物生长发育光、温、水的匹配程度有关.冬小麦、夏玉米分别在2011-2030年和2021-2040年间气候生产潜力的增加趋势非常明显,开发潜力很大.在保持现有生产状况下,未来B2气候情景下,2011-2050年冬小麦气候生产潜力在空间上总体呈现明显的区域分异,表现为东南地区与西北地区的反向变化、沿海地区与内陆地区之间的同向变化;而夏玉米气候生产潜力的区域分异规律不明显.