生态环境移动数据采集系统研究与实现

针对快速、实时、有效采集并录入生态环境野外调查大样本量、多源数据的需求,充分应用移动GIS技术、移动智能终端、3G等现代信息技术优势,提出了基于ArcGIS for Mobile的移动数据采集方案,研究解决了包括系统运行机制、数据访问模式、移动数据库技术等面向全国生态环境野外调查的移动GIS关键技术,设计并研发野外调查移动数据采集系统。该系统采用C#和Java语言,以SQL Server 2008 为服务器端的数据库环境,在Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境上实现设计开发,并在全国生态环境10年变化遥感调查与评估项目土地覆盖类型地面核查、生态系统参数野外观测等工作中予以应用。实践检验表明：该系统实现了野外调查数据的数字采集、智能校验、实时上传与有效管理,简化了填报程序,规范了填报内容,提高了工作效率,能够为生态环境相关的调查数据采集提供信息化支持。     

邻苯二甲酸对萝卜种子萌发、幼苗叶片膜脂过氧化及渗透调节物质的影响

华北地区是我国玉米的主产区,玉米秸秆还田不仅可有效改善土壤理化性状、提高土壤生物有效性,还会在腐解过程中释放出目前公认的化感物质——酚酸类物质,邻苯二甲酸是玉米秸秆腐解液中的主要酚酸类物质。从玉米秸秆还田过程中主要腐解产物(邻苯二甲酸)对蔬菜作物的化感效应角度进行了研究,为量化秸秆还田量及构建粮-菜轮作制度探寻化感效应依据。试验以萝卜为蔬菜材料,通过配置4个浓度(0.05、0.5、1.0、2.0 mmol/L)的邻苯二甲酸溶液,模拟玉米秸秆还田条件,以清水为对照,研究主要腐解产物邻苯二甲酸对萝卜种子萌发、幼苗生长、膜脂过氧化作用及渗透调节物质的影响。结果表明:(1)萝卜不同生育期对邻苯二甲酸化感效应的响应程度不同。在0.05-1 mmol/L浓度范围内,邻苯二甲酸处理促进了萝卜种子萌发,但随着处理浓度的增大,促进作用减弱;浓度达到2 mmol/L时对萝卜种子萌发具有抑制效果。(2)邻苯二甲酸0.05mmol/L处理,促进了萝卜幼苗干鲜物质积累,幼苗根系生长,其中根系长度和根系表面积分别比对照提高42.03%、38.36%,显著高于清水对照;植株体内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性增大,过氧化物酶(Peroxidase, POD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性降低,膜脂过氧化产物丙二醛(Malonaldehyde, MDA)含量与对照无显著差异。(3)当邻苯二甲酸浓度超过0.5 mmol/L时,萝卜幼苗脂质过氧化伤害加剧,体内MDA含量急剧增加,代谢与生理功能出现紊乱,正常生长及干鲜物质积累受到显著抑制。邻苯二甲酸浓度达到2 mmol/L时,叶片数较对照降低了36.51%;根系长度、根系表面积及根尖数降幅分别为64.46%、40.20%、41.28%。(4)对于渗透调节物质的影响,邻苯二甲酸处理促进了萝卜幼苗叶片可溶性糖含量的增加,但随着处理浓度的升高其促进作用逐渐减弱;可溶性蛋白含量随着邻苯二甲酸处理浓度的升高表现出逐渐减少的趋势,分别较对照降低了12.82%、14.88%、21.58%、24.73%。因此,华北地区实施玉米-萝卜轮作模式,从化感效应角度研究玉米秸秆量化还田,应将土壤中邻苯二甲酸浓度控制在0.5 mmol/L范围以内,以防止邻苯二甲酸浓度过高对萝卜幼苗生长的抑制作用。     

基于mtCOII基因对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群的遗传结构分析

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)是我国重要农业害虫.为了全面揭示亚洲玉米螟遗传分化以及山东省亚洲玉米螟不同种群的遗传结构,对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群mtCOⅡ基因序列与来自GenBank的相关序列进行了遗传结构分析,并建立了鉴别不同遗传支系的PCR-RFLP方法.基于对340条mtCOⅡ序列的分析结果表明:所有样本共获得62个单倍型,其中单倍型17(H17)广泛分布于各种群之间,有6个单倍体型为山东种群所特有;亚洲玉米螟分化为2个遗传支系(支系Ⅰ与支系Ⅱ);2个遗传支系均在山东省发现,但以支系Ⅰ为主;亚洲玉米螟各单倍体型散布于山东省各地理种群中,缺乏明显的地理分布格局.山东亚洲玉米螟总体的单倍体型多样性指数Hd为0.695,种群内单倍型多样性指数在0.333-0.889之间;总体的核酸多样性指数π为0.00424,种群内核酸多样性指数在0.00061-0.00809之间.总群体的固定系数Fst为0.79421.AMOVA分析结果表明山东亚洲玉米螟的遗传分化主要来自于2个支系之间(79.42％).构建的亚洲玉米螟2个支系鉴别方法为其生物学与生态学的进一步研究奠定了基础.     

基于GIS的缓坡烟田土壤养分空间变异研究

综合运用地统计学和GIS相结合的方法,分析了缓坡地形下土壤养分的空间变异规律,并绘制养分空间分布图,为山地缓坡烟田养分分区及精准施肥决策提供理论依据.结果表明:研究区内4种养分含量均具中等程度变异.土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的变程分别为61.8、76.3、70.5 m和57 m.土壤速效钾的分形维数最高,有机质和碱解氮其次,速效磷最低.有机质和速效钾的最适模型为指数模型,块金系数分别为30.9％和31.1％;碱解氮和速效磷可用球状模型进行较好拟合,其块金系数分别为37.7％和26.4％,4种养分均有中等程度的空间相关性.各向异性和趋势性分析均显示,有机质和速效磷具有较强的各向异性,碱解氮和速效钾的各向同性范围最广.研究区4种养分的空间分布格局在海拔和坡度的影响下呈现出一定的规律性,低值均在坡度较大的中北部出现,东北部和南部较平缓区域出现高值.     

灰色链霉菌胰蛋白酶在变铅青链霉菌中的异源表达及酶学性质分析

胰蛋白酶作为一种重要的丝氨酸蛋白酶被广泛应用于食品、医药和皮革等工业领域.本文成功实现了灰色链霉菌来源的胰蛋白编码基因在变铅青链霉菌中的高效活性表达,并对其酶学性质进行分析比较.以灰色链霉菌ATCC10137基因组为模板,获得胰蛋白酶编码基因sprT并克隆至表达质粒pIJ86,成功构建了重组链霉菌工程菌TK24/pIJ86-sprT.以R2YE和SELF为发酵培养基,最高酶活分别达9.21 U/mL和8.61 U/mL.酶学性质分析表明,和牛胰蛋白酶(BT)相比,重组链霉菌胰蛋白酶(rSGT)的耐酸能力强,具有较广的pH;且rSGT对酰胺键具有更高的特异性;此外,Zn2+和有机溶剂分别对rSGT的酯酶活力和酰胺酶活力具有促进作用;本研究结果为rSGT的性质改造以及工业应用提供了依据.     

卤虫投喂下长吻(鱼危)仔稚鱼消化酶发育和口宽变化的研究

采用酶学和形态学测定方法, 研究在投喂卤虫条件下长吻(鱼危)仔鱼4种主要消化酶: 胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性变化以及长吻(鱼危)仔鱼口宽、全长变化。实验共进行13d, 实验结果表明: (1)长吻(鱼危)仔鱼全长、口宽的发育与其日龄表现出明显的线性正相关(R_TL²=0.974, R_MW²=0.964)。口宽与全长比值(MW/TL)在仔鱼开口后急剧下降, 并自7日龄开始维持在0.07—0.08, 口宽和全长处于同步发育期并表现出明显的相关性(R²=0.948), 说明7日龄(/h, days post hatching)后口宽和全长处于同步发育期, 标志仔鱼转食的开始。(2)长吻(鱼危)仔鱼初次开口时即可检测出四种消化酶的活性。5—7/h时胰蛋白酶显著高于初孵仔鱼, 与此时仔鱼开始开口摄食的行为相一致。胃蛋白酶、脂肪酶活性在仔鱼孵化后第7天即开口的第3天, 淀粉酶活性在孵化后第6天, 显著高于初次孵化出来的仔鱼。8—13/h时, 胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均在较高水平平稳的波动, 标志着消化道发育逐渐健全。     

水烛的花部形态观察——兼论与长苞香蒲的分类学界定

通过腊叶标本研究、野外观察和文献考证,结合栽培试验,研究了香蒲科水烛（Typha angustifolia L.）花部结构特征,补充描述了该种丝状毛在子房柄上的着生方式、小穗不孕雌花数目等性状特征,观察了在成熟期不同阶段其孕性雌花柱头与小苞片的长度变异。结果显示,水烛孕性雌花小苞片呈宽披针形、匙形或条形,先端褐色,短于柱头,或与柱头近等长或稍长于柱头;子房柄上的丝状毛除少数散生外,多数基部合生呈鞘状或束状,在子房柄下部呈1～4轮排列;小穗不孕雌花常3（～4）枚。研究材料在7月中旬前后雌花小苞片明显短于柱头,随果穗成熟小苞片与柱头近等长。长苞香蒲（T.domingensis Pers.）子房柄上的丝状毛形态和着生方式与水烛中的情况基本一致,但小苞片白色透明,小穗不孕雌花常1（～2）枚。这表明水烛孕性雌花小苞片和柱头的长度比例与不同成熟阶段有关系,不宜作为与长苞香蒲的区别特征,而小穗不孕雌花数目和小苞片颜色等特征对两物种的划分有较重要的意义。     

Structural analyses of Legionella LepB reveal a new GAP fold that catalytically mimics eukaryotic RasGAP

Rab GTPases are emerging targets of diverse bacterial pathogens. Here, we perform biochemical and structural analyses of LepB, a Rab GTPase-activating protein (GAP) effector from Legionella pneumophila. We map LepB GAP domain to residues 313-618 and show that the GAP domain is Rab1 specific with a catalytic activity higher than the canonical eukaryotic TBC GAP and the newly identified VirA/EspG family of bacterial RabGAP effectors. Exhaustive mutation analyses identify Arg444 as the arginine finger, but no catalytically essential glutamine residues. Crystal structures of LepB_313-618 alone and the GAP domain of Legionella drancourtii LepB in complex with Rab1-GDP-AlF₃ support the catalytic role of Arg444, and also further reveal a 3D architecture and a GTPase-binding mode distinct from all known GAPs. Glu449, structurally equivalent to TBC RabGAP glutamine finger in apo-LepB, undergoes a drastic movement upon Rab1 binding, which induces Rab1 Gln70 side-chain flipping towards GDP-AlF₃ through a strong ionic interaction. This conformationally rearranged Gln70 acts as the catalytic cis-glutamine, therefore uncovering an unexpected RasGAP-like catalytic mechanism for LepB. Our studies highlight an extraordinary structural and catalytic diversity of RabGAPs, particularly those from bacterial pathogens.     

全雌系苦瓜ACC氧化酶基因cDNA克隆及序列分析

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶,ACO)基因在苦瓜性别分化中的作用,以全雌系苦瓜‘X-Hei-d-d’花蕾为试材,采用RT-PCR和RACE技术获得了ACC氧化酶基因(Mc-ACO1)的全长cDNA序列。该序列为1 137 bp(GenBank登录号:FJ459813),其完整开放阅读框长1 005 bp,编码334个氨基酸,预测分子量为37.30 kD,肽链N端缺失ACOs家族典型的1个保守区和2个保守二价铁离子/抗坏血酸依赖型双加氧酶氨基酸残基。序列分析表明,植物ACO基因的演化与其来源植物亲缘关系的一致性较高;与其他物种相比,苦瓜Mc-ACO1不同的氨基酸序列主要表现在肽链N端;苦瓜Mc-ACO1应属于黄瓜Cs-ACO2类成员,功能可能与性别分化相关。     

Raf激酶抑制蛋白的研究进展

Raf激酶抑制蛋白(RKIP)是磷脂酰乙醇胺结合蛋白家族的成员。RKIP通过与Raf-1结合,抑制了Ras/Raf-1/MEK/ERK信号转导通路,并在NF-κB及G蛋白偶联受体(GPCR)信号转导通路中也起重要调节作用。RKIP参与细胞凋亡、肿瘤转移、神经发育以及精子发生等病理生理过程,通过研究RKIP能为治疗相关疾病提供新思路新靶点。本文主要介绍RKIP的生物功能,着重于其在神经系统、肿瘤和生殖系统中的研究进展。