河北冬小麦冬季不同类型冻害气候指标及风险分析

利用河北省1981—2010年冬季逐日气象资料、冬小麦冻害灾情资料及品种资料,采用秩和检验法,依据Bayes判别准则,建立了初冬剧烈降温型、冬季长寒型和融冻型3大主要类型冬季冻害气候指标;依据风险分析原理,结合概率密度函数,建立了各类型冻害的气候风险概率指数模型,进行风险分析。结果表明:冬小麦初冬剧烈降温型冻害主要受越冬前后降温过程的降温幅度和过程最低气温影响;长寒型冻害主要受越冬期寒冷程度影响,包括越冬天数及越冬期平均气温、最低气温低于临界温度的天数及其累积负积温两个方面;融冻型冻害主要受平均气温回升到0℃以上后出现的低温过程的极端最低气温影响。北部麦区以长寒型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在唐山、秦皇岛两市中北部和保定西北部;中南部麦区以融冻型和初冬剧烈降温型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在邢台和邯郸两市东部、保定西北部。     

无标签鼠疫耶尔森菌V抗原突变体在大肠杆菌中的表达、纯化及免疫原性分析

目的：在大肠杆菌中表达、纯化无标签鼠疫耶尔森菌低钙反应Ｖ抗原突变体,并对其免疫原性进行研究。方法：采用融合ＰＣＲ方法将Ｖ抗原基因中编码半胱氨酸的碱基缺失突变,将获得得Ｖ抗原突变体基因克隆到原核表达载体ｐＥＴ３２ａ（＋）后转化大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）,用ＩＰＴＧ诱导表达并进行柱层析纯化,纯化产物以Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹进行鉴定并免疫ＢＡＬＢ／ｃ小鼠,通过ＥＬＩＳＡ检测免疫血清效价。结果：目的蛋白在大肠杆菌中获得了可溶性高表达,经三步柱层析后纯度高于９５％,经Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹检测可与野生型Ｖ抗原单克隆抗体特异性结合,免疫小鼠后获得高效价免疫血清。结论：获得了无标签的鼠疫耶尔森菌Ｖ抗原突变体蛋白,并证实其具有免疫原性,将对Ｖ抗原结构和功能的研究提供帮助。     

孟印缅地区农田生产力脆弱性变化及气候影响机制——基于1982-2015年GIMMS3g植被指数

农田生产力对气候变化的敏感性决定了其脆弱性,全球气候变暖及极端气候频发将严重影响农业粮食生产,进而将可能影响区域粮食安全。科学评估农田生产力脆弱性并分析其气候影响机制有助于积极应对气候变化,保障区域粮食安全,具有重要的现实和科学意义。以"一带一路"区域的"孟中印缅经济走廊"为研究区,基于1982-2015年卫星遥感数据的归一化植被指数,根据IPCC脆弱性定义,采用年际变率及其变化趋势计算农田生产力对气候变化的敏感性、适应性和脆弱性指数,分时段分析研究区农田生态系统脆弱性空间格局变化及气候影响机制。结果表明：（1）较之1982-2000年,2000-2015年期间研究区农田脆弱性程度略有提升,高度和极度脆弱面积略有增加（分别增加0.42%和1.12%）,但其分布格局发生北移。（2）年降水、年平均气温和年辐射与年累积NDVI间线性回归分析表明,孟加拉和缅甸地区与气候因素显著相关的区域面积在本国农田面积中的比例分别增加21.3%和16.7%,而印度地区减少10.5%,全区减少8.1%;（3）线性回归方程的复相关系数（R²）表征气候变化的解释能力,整个研究区增加12%,其中印度气候解释能力从48%提升至64%,增加16%。（4）农田生产力脆弱性受气候影响的范围略有减小,但影响程度增大,且存在较大的区域性差异;高温和降水季节不均引发的旱涝灾害是农田高脆弱度形成的两个关键气候因素。为该地区农业应对气候变化适应性管理措施的提出及决策提供了科学依据,有效支撑"一带一路"建设;也为其他地区应用卫星遥感开展脆弱性研究提供了方法参考,为生态系统对全球变化响应研究提供重要知识参考。     

向日葵对列当寄生的生理响应及关键代谢通路分析

【目的】分析向日葵对列当寄生的生理响应及其相关代谢通路,揭示向日葵对列当寄生的抗性分子机制。【方法】以抗列当向日葵材料(s41)和感列当向日葵材料(s26)为供试材料进行接种列当处理,对正常生长(s41_CK,s26_CK)和列当寄生胁迫(s41,s26)条件下的4个样本进行转录组测序分析,同时对部分关键代谢物质进行生理验证分析。【结果】(1)在列当接种条件下,向日葵高感列当材料的植株高度和根量明显受到抑制,而且已有部分列当出土,而高抗列当材料无明显变化,仅有极少数列当寄生。(2)通过对样品间进行差异基因筛选,得到差异表达基因(DEGs)数量分别为6 362,6 609,5 490,5 469个。GO分析表明,s26-s41、s26_CK-s41_CK、s26-s26_CK、s41-s41_CK 4个比较组参与生物过程的差异基因数量较多,参与细胞组分的差异基因数量次之,参与分子功能的较少;KEGG分析表明列当寄生对向日葵的植物信号转导、次生代谢物的生物合成、脂质代谢、...     

紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性对PEG6000模拟渗透势的响应

用不同质量浓度PEG6000(0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%,渗透势分别为0、-0.06、-0.17、-0.32、-0.53、-0.79、-1.10 MPa)控制渗透势,研究紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性对不同渗透势的响应.结果表明: 种子5项萌发指标均随渗透势降低呈先升后降趋势,-0.06 MPa时萌发指数和活力指数最高,-0.17 MPa时发芽率、发芽势和发芽指数最高;幼苗过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和叶绿素含量均随渗透势降低呈先升后降趋势,-0.17 MPa时各指标值最高;叶绿素a/b随渗透势降低呈先降后升趋势,-0.06 MPa时最低;游离脯氨酸、丙二醛含量和相对电导率随渗透势降低而持续升高.渗透势为-0.06～-0.17 MPa时,种子萌发和幼苗生理综合评价结果最优,是最适宜种子萌发的渗透势条件,而当渗透势低于-0.79 MPa时,对种子萌发产生抑制.     

五株克雷伯氏菌噬菌体的生物学特性及比较基因组学研究

【目的】耐药性克雷伯氏菌属(Klebsiella)的细菌作为人类感染的重要病原,是临床治疗重要的挑战。本研究对多株克雷伯氏菌裂解性噬菌体的生物学特性和基因组特征进行比较分析,为其应用提供更多科学数据。【方法】使用双层平板法从人类和动物新鲜粪便、污水中分离纯化裂解性克雷伯氏菌噬菌体;通过磷钨酸染色和透射电镜观察其形态;采用双层平板噬菌斑法确定其宿主范围,测定温度和pH稳定性、一步生长曲线和体外抑菌效果等生物学特性;基于全基因组测序对分离株进行比较基因组学分析;通过体内抑菌试验评估噬菌体对多重耐药变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)BS375-3感染的大蜡螟(Galleria mellonella)幼虫的保护作用。【结果】5株噬菌体分别属于Schitoviridae(pKP-BM327-1.2)、Autographiviridae(pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKV-BS375-3.1)、Drexlerviridae(pKP-BS317-1.1)家族;噬菌体pKV-BS375-3.1可裂解受试菌中的8株,pKP-BM327-1.2可裂解受试菌中的3株,pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKP-BS317-1.1则分别裂解受试菌中的1株;5株噬菌体感染10–20 min后即进入指数增长期,在–20–37℃、pH 6–10环境下均能够保持稳定活性;感染变栖克雷伯氏菌BS375-3后经噬菌体pKV-BS375-3.1处理[感染复数(multiplicity of infection,MOI)=100]的大蜡螟幼虫96 h内存活率达到80%(8/10);5株噬菌体基因组长度在42–77 kb之间,未携带抗生素抗性基因和毒力基因,基于内溶素(endolysin)的溯源分析显示该蛋白在克雷伯氏菌噬菌体中呈现多样性,属内呈保守性。【结论】5株克雷伯氏菌噬菌体均具有较好的体外抑菌活性,生物学特性稳定,endolysin在噬菌体属内呈现保守性。宿主谱宽、潜伏期短的噬菌体pKV-BS375-3.1在治疗Klebsiella pneumoniae和K.variicola临床感染方面具有潜在应用前景。     

野生鸟类分离的多重耐药肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)耐药基因分子进化特征研究

【目的】调查野生鸟类携带菌的耐药状况,探索其在细菌耐药性传播过程中的作用。【方法】从野生鸟类石鸡、绯胸鹦鹉、太阳锥尾鹦鹉和黑领椋鸟的新鲜粪便分离4株Klebsiella pneumoniae,采用微量肉汤稀释法评估其多重耐药表型,并利用全基因组测序技术和细菌全因组关联分析、比较基因组学方法对分离株进行分子溯源,系统解析其携带的多重耐药质粒或基因与其宿主、同源质粒间的关联。【结果】4株肺炎克雷伯菌的耐药谱各不相同,来自石鸡样本的分离株S90-2对9种药物耐受,绯胸鹦鹉样本分离株S141对3种药物耐受,太阳锥尾鹦鹉分离株M911-1仅耐受氨苄西林,黑领椋鸟的样本分离株S130-1对所使用的14种药物完全敏感。S90-2属于ST629型,携带bla_CTX-M-14、fosA6、aac(3)-Iid和bla_SHV-11为主的30个耐药基因和携带1个耐药性质粒pS90-2.3 (IncR型)。S141属于ST1662型,携带fosA5、bla_SHV-217等27个耐药基因,1个质粒pS141.1 [IncFIB(K)(pCAV1099-114)/repB型]仅携带耐药基因adeF。M911-1为新ST类型,携带bla_SHV-1、fosA6等共计27个耐药基因,其质粒pM911-1.1携带了3个耐药基因。S130-1属于ST3753型,携带bla_SHV-11、fosA6等27个耐药基因,pS130-1 [IncFIB(K)型]则仅携带一个耐药基因tet(A)。质粒比对表明,质粒pS90-2.3携带的耐药基因片段源自不同的肠杆菌科菌株染色体或质粒。pS90-2.3的同源质粒主要来自人类宿主菌,且主要在中国分布,这些质粒主要细菌宿主为K. pneumoniae和Escherichia coli,且ST11型K. pneumoniae分离株为重要宿主菌。【结论】本研究中来自野生鸟类的多重耐药K. pneumoniae,其耐药基因主要来自质粒,质粒耐药基因主要由转座子、插入序列、整合子和前噬菌体等可移动元件介导,这些多重耐药质粒与人类的宿主菌密切相关。     

嗜热毁丝霉高通量培养技术及其应用

【背景】丝状真菌是一类重要的工业发酵生产宿主菌,如何进行高通量纯菌培养和高效检测筛选性能优异的菌株是工业丝状真菌研究的重要方向。【目的】研究建立丝状真菌的高通量培养技术并测试应用效果。【方法】通过对丝状真菌培养过程中的制种、接种、培养和检测研究,建立基于孔板的高通量培养技术,并以嗜热毁丝霉为例对该技术进行验证。【结果】与传统的平板制种和摇瓶接种培养方式相比,高通量孔板的培养方式将制种通量提高24倍,单位面积产孢子能力提高350%,液体培养转接效率提高10-40倍,并建立96孔板测定乙醇含量的高通量检测技术。【结论】将丝状真菌的培养和检测通量提高1-2个数量级,为快速检测丝状真菌改造过程产生的大量性状不同菌株并获得目标菌株奠定基础,为丝状真菌高通量筛选研究提供应用指导价值。     

水热条件分别控制了中国温带草地NDVI的年际变化和增长趋势

温带草地区是我国植被对气候变化响应的敏感区和陆地生态系统的生态脆弱区,是组成草地资源的重要部分。由于全球变暖,气候变化带来的极端气候影响越来越大,探究我国温带草地植被覆盖时空变化规律和水热条件变化对其生长的影响,对区域生态的环境保护,实现畜牧业的可持续发展和更加合理有效地利用草地资源具有重要的现实意义。基于1982—2015年长时间序列的气象(降水、温度、太阳辐射)数据和GIMMS NDVI 3g数据,采用去趋势分析法和相关性分析法,探究近34年中国温带地区生长季草地归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)和气候因子变化格局,以及水热条件对NDVI的同步影响和滞后影响。研究结果表明:(1)1982—2015年中国温带草地生长季平均温度和月平均太阳辐射呈增长趋势,降水量为下降趋势,温带草地气候逐渐呈现"暖干化";(2)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI的年际变化由降水因子主导,特别是在1999年之后,降水的对于中国温带草地生长季NDVI年际变化的影响更为显著;(3)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI...     

砷矿区农田土壤微生物群落碳源代谢多样性

采用Biolog方法研究了砷(As)矿区农田土壤微生物碳源利用多样性及其与土壤化学性质的关系.结果表明： 3种土壤的N、P、K、有机质(OM)、Cu和Zn全量依次为中As > 高As > 低As土壤.中As和高As土壤微生物平均吸光度以及多样性指数(H′、D、U)显著高于低As土壤.主成分分析与生理碳代谢指纹图谱分析表明,中As和高As土壤微生物对糖类、氨基酸类等碳源的利用程度显著高于低As土壤.典范对应分析显示,影响土壤微生物群落碳源代谢的主要有全P、OM、全Pb、全Zn、全N和pH,全As并不是最主要的影响因子.可见,养分是影响长期污染土壤微生物群落结构和功能多样性的主要因素.