典型矿区植被覆盖度时空分布特征及影响因素

植被状况可以直接或间接地反映采煤对生态环境的影响。以长河井工煤矿、离柳井工煤矿、平朔露天煤矿3个典型矿区为研究区域。以Landsat数据为数据源,基于地形调节植被指数的像元二分模型提取植被覆盖度;采用趋势分析、线性回归斜率、稳定性分析方法,分析了3个典型矿区2001-2016年植被覆盖度的时空变化特征;运用"以时间换空间"的方法,采用相关分析方法对植被覆盖度变化的自然影响因素进行了分析。结果表明：（1）近16年3个典型矿区植被覆盖度呈增加趋势,长河、离柳、平朔矿区的增长速率分别为0.09%/10 a、0.10%/10 a、0.08%/10 a（P > 0.05）。（2）空间上,长河、离柳、平朔矿区植被覆盖度变化不明显比例分别占到66.63%,59.90%,62.25%,呈增加趋势的比例仅分别占28.14%、32.55%、27.81%,而呈减少趋势的比例分别占到5.23%、7.55%、9.94%。长河矿区明显改善的区域位于自然植被和耕作区的北部和东北部,离柳矿区明显改善的区域位于以低植被覆盖度为主的北部,平朔矿区明显改善的区域位于复垦的中西部。（3）不区分植被类型时,3个矿区的植被覆盖度变化与高程、高程与温度的交互作用表现出显著相关性（P < 0.01）,与各自然因素的相关性总体表现为长河 > 离柳 > 平朔矿区;区分植被类型时,草地与坡度的相关性不显著（P > 0.05）,与降雨量、高程存在显著正相关（P < 0.05）;灌木林与温度相关性不显著,与高程和降雨量的交互作用存在显著正相关;旱地与高程、高程与温度的交互作用存在显著相关性;疏林地与坡向、降雨量与坡向坡度的交互作用均没有表现出相关性;有林地与高程降雨量的交互作用表现出显著正相关性。探讨不同植被类型对自然因素的响应,可为矿区植被结构的选择,矿区复垦提供参考依据。     

植物ATG8结合蛋白

ATG8（自噬相关蛋白8）结合蛋白通过ATG8相互作用基序（ATG8 interaction motif,AIM）或泛素相互作用基序（ubiquitin interaction motif,UIM）与ATG8相互作用,在自噬、选择性自噬和非自噬过程中起关键作用。ATG8结合蛋白在酵母和哺乳动物研究中取得了巨大进展,但在植物领域仍然滞后。本文首先概括了植物ATG8蛋白结构及特征,其次,重点阐述了作为植物选择性自噬受体的ATG8结合蛋白的结构和功能,最后,总结了参与自噬小体闭合、转运和人工合成ATG8结合蛋白研究状况。本文结合最新研究,系统总结了目前发现的植物ATG8结合蛋白结构和功能,以期为植物选择性自噬和自噬的研究提供新思路。     

灌浆期高温对冬小麦籽粒氨基酸含量和组成的影响

以强筋小麦品种郑麦366和中筋小麦品种洛旱2号为材料,采用盆栽和人工气候室模拟的方法,研究了花后不同时段(灌浆前期即花后5 d,灌浆中期即花后15 d)和持续时间(处理2 d和4 d)的高温胁迫对籽粒氨基酸含量和积累量(以单粒中氨基酸含量表示)的影响。结果显示:(1)高温胁迫显著增加了小麦籽粒中必需氨基酸(EAA)、非必需氨基酸(NAA)和总氨基酸(TAA)含量,但降低了其积累量和EAA/TAA,2品种表现一致;(2)灌浆前期高温胁迫对2品种籽粒氨基酸含量的影响大于灌浆中期,而对氨基酸积累量的影响则相反;(3)高温持续时间对籽粒氨基酸含量的影响在2品种间存在差异,洛旱2号籽粒赖氨酸、EAA、NAA和TAA含量均随高温持续时间的延长显著增加,而郑麦366籽粒中上述指标仅在高温胁迫4 d下较对照增加显著;(4)从受高温胁迫的影响看,籽粒EAA/TAA对高温时段更敏感,而氨基酸含量表现为更易受高温持续时间的影响;(5)高温时段与持续时间的互作效应体现在:灌浆前期籽粒氨基酸积累量2品种均以高温胁迫4 d的影响最大,而灌浆中期则均以高温2 d的降幅最大。上述结果表明,小麦籽粒氨基酸及其组分对高温胁迫的响应不仅在品种间存在差异,且受高温时段和持续时间的影响。     

鸭疫里默氏杆菌Mtan对底物SAH的催化活性

【目的】分析鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)不同血清型pfs基因的序列差异,并开展其编码蛋白S-腺苷高半胱氨酸核苷酶(Mtan,又称Pfs)的催化活性研究。【方法】PCR扩增9株不同血清型RA的pfs基因,分析其核苷酸序列的同源性;构建该基因的重组表达载体p Cold-RA-pfs,表达、纯化RA的重组蛋白Mtan(RA-Mtan);测定RA-Mtan对底物S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine,SAH)的催化活性,运用哈维弧菌报告菌株BB170检测催化底物的自诱导物2(Autoinducer-2,AI-2)活性。【结果】对RA的pfs序列分析结果表明,不同血清型RA的核苷酸一致性在93.9%-100%之间;SDS-PAGE检测结果表明,RA-Mtan呈可溶性表达;酶活测定表明RA-Mtan和禽致病性大肠杆菌(Avain pathogenic Escherichia coli,APEC)的Lux S蛋白共同作用于底物时,可产生浓度为176.7μmol/L的同型半胱氨酸(Homocysteine,HCY);AI-2活性检测结果表明,产生的AI-2具有生物学活性。【结论】RA不同血清型的pfs高度保守,RA pfs基因的编码产物RA-Mtan在体外具有催化SAH的活性,RA-Mtan和禽致病性大肠杆菌的Lux S蛋白共同作用于底物SAH时,能产生有活性的AI-2,为进一步研究pfs对RA的调控作用提供参考。     

纳米氧化锌和接种丛枝菌根真菌对大豆生长及营养吸收的影响

纳米氧化锌是应用最广的人工纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,具有一定生物毒性。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能与陆地上80%以上的高等植物形成丛枝菌根共生体,并能改善宿主植物矿质营养,提高其抗逆性。然而纳米ZnO与丛枝菌根的关系尚不清楚。通过温室沙培盆栽试验,研究了施加不同水平纳米ZnO(0、500、1000、2000、3000 mg/kg)和接种AM真菌Acaulospora mellea对大豆生长及营养状况的影响。结果表明,3000 mg/kg的纳米ZnO显著抑制大豆植株生长,表现出植物毒性,在其他水平时没有显著影响。纳米ZnO在施加水平500、1000 mg/kg时没有抑制AM真菌对大豆根系的侵染,但是高施加水平(2000 mg/kg)时对AM真菌产生毒害,几乎完全抑制大豆根系菌根侵染。接种AM真菌仅在500 mg/kg纳米ZnO时显著促进大豆生长,增加大豆植株对P、K、N的吸收,降低根系Zn含量。纳米ZnO可能会持续释放锌离子,并抑制大豆根系对矿质营养元素的吸收,从而产生生物毒性,而AM真菌与大豆根系的共生可起到有益作用。     

科尔沁草甸生态系统水分利用效率及影响因素

生态系统水分利用效率(WUE)是衡量碳水循环耦合程度的重要指标。利用科尔沁温带草甸草地碳水通量观测数据,对该生态系统总初级生产力水分利用效率(WUEGPP)的日季变化规律及对环境和生理因子的响应进行分析。结果表明:(1)WUEGPP日变化呈下降-稳定-上升的变化趋势,最大值出现在日出后1—2 h,阴天条件下WUEGPP高于晴天,生长中期WUEGPP高于生长初期和末期;(2)总初级生产力、总蒸散和WUEGPP季节变化均呈夏季高、春秋低的形式,生长季平均值分别为0.57 mg m-2s-1、0.08 g m-2s-1和5.97 mg/g,最大值分别为1.49 mg m-2s-1、0.16 g m-2s1和13.62 mg/g;(3)总初级生产力与饱和差、气温和叶面积指数均呈二次曲线关系,与冠层导度呈对数曲线关系;总蒸散与气温呈二次曲线关系,与饱和差、叶面积指数和冠层导度相关性均不显著;(4)WUEGPP与饱和差、气温和叶面积指数均呈二次曲线关系,与冠层导度呈对数曲线关系,饱和差、冠层导度和叶面积指数分别为2.0 k Pa、0.0015 m/s和4.2是控制WUEGPP增加的阈值;(5)净生态系统生产力水分利用效率(WUENEP)和净初级生产力水分利用效率(WUENPP)季节变化规律与WUEGPP一致,均值分别为3.47和5.47 mg/g。     

半干旱草地长期封育进程中针茅植物根系格局变化特征

以云雾山不同封育年限草地针茅植物根系和土壤为研究对象,对其根系特征、土壤特性及两者关系进行研究,以探讨分析封育对针茅根系格局的影响。结果表明:(1)针茅植物根系生物量、根长密度、根表面积和根体积在封育初期轻微下降,之后缓慢上升,并在封育30 a草地得到显著增加。(2)随封育年限增加,各根系指标在3种针茅物种间的组成格局具有类似变化规律,具体表现为:长芒草在放牧草地所占比例最高,之后逐渐降低,并在封育30 a草地消失;大针茅所占比例呈先升后降变化规律,并在封育22 a草地达到最大值;甘青针茅仅出现于封育30 a草地,且占据优势地位。(3)大针茅和甘青针茅0—0.6 mm径级根系比例高于大针茅,使其根系直径显著低于大针茅,比根长和比根面积显著高于大针茅;此外,长芒草根组织密度显著高于长芒草和甘青针茅。(4)长期封育在显著提高土壤水分、养分含量和土壤氮磷比的同时显著降低土壤碳氮比,但对微生物生物量碳、氮无明显影响。(5)针茅根系特征与土壤指标的关联性分析显示针茅根系受土壤氮资源的显著影响。     

城市生态安全格局构建:目标、原则和基本框架

随着人口增长和经济快速发展,城市化已经成为人类社会发展的必然趋势。快速城市化必将导致生态用地流失、生态系统服务下降和环境健康风险加剧,由此影响到城市生态安全。尽管生态安全的概念已经为社会广泛接受,但对生态安全的内涵和如何构建生态安全格局仍然缺乏统一认识。在分析生态安全内涵、生态安全概念辨析和生态安全格局构建基本原则基础上,结合城市生态系统特点,提出了城市生态安全格局构建的目的、基本原则和基本框架。认为城市生态安全格局构建是一个涉及多尺度的区域性、综合性问题,除了要遵循生态安全格局构建的一般性原则外,还必须考虑以下原则:以人为本原则、流域适应原则、区域协调原则和有限目标原则。同时,需要重点关注宏观与微观尺度之间的关系协调、城市内部与外部之间的关系协调、理想与现实目标之间的权衡、人类生存需求与生态服务需求之间的权衡关系。通过城市生态安全格局构建,需要实现以下目标:控制城市化过程中出现的问题、维持城市地区正常的物质循环与代谢功能、维持城市生态系统健康运行与可持续发展、保证城市人居环境健康和居民的正常生活,以及满足现有城市居民可预见时期内生态服务需求。从景观、城市和区域三个尺度上,分析了城市生态安全格局构建需要面对的实体、解决的问题和实现的目标。     

不同水分条件下小麦灌浆期功能叶片的遗传特性

2005-2007年,以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系及其亲本为材料,研究在灌溉和雨养两种水分条件下,小麦灌浆中期上部3片功能叶的长、宽及基角遗传基础及其与产量性状的关系.结果表明：与灌溉条件下的性状相比,雨养条件下小麦灌浆中期上部3片功能叶的长和宽均显著降低,而叶基角表现复杂.两种水分条件下,DH群体所有性状均表现超亲分离,变异系数在5.1%～45.9%,性状平均值多数介于双亲之间;旗叶基角遗传力均最高(91%和97%),而倒3叶基角均最低 (23%和31%);控制旗叶基角的基因数目均最少,灌溉和雨养条件下均分别为4对和2对,控制倒3叶基角的基因数目2007年均最多,分别为21和25对;两种水分条件下控制上部3叶基角,以及灌溉条件下控制倒3叶长的多基因间存在互补作用.3片功能叶长、宽与穗粒数、穗粒重之间多数为显著正相关, 倒3叶长、旗叶基角、倒2叶基角与千粒重、单株产量呈显著正相关,但相关系数均较小（<0.481）.因此,可以在育种早代对上部3叶长、宽进行比较严格的选择,而对叶基角的选择应在育种高代进行;在小麦上部3片功能叶生长的关键时期保证适宜的土壤水分,能够促进叶片正常生长,提高产量.     

纳豆激酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

纳豆激酶纳是从日本传统食品纳豆中发现的一类具有溶栓效果的蛋白酶,由于其具有安全,高效,作用时间长,易吸收,廉价等优点,现在正成为一个开发治疗血栓类疾病药物的研究热点。从本实验室保存的一株高溶栓的纳豆杆菌N07出发,提取总基因组DNA,利用PCR手段扩增获得了纳豆激酶长为825bp的成熟肽基因片段。构建重组表达质粒pPICZaA-NK,经EcoR I、Xba I双酶切、PCR、测序验证得出重组表达质粒上的外源基因即为825bp的目的片段;将重组质粒pPICZaA-NK用内切酶Sac I线性化后电击导入毕赤酵母X33,通过含Zeocin的YPDS平板筛选获得重组酵母。重组酵母在BMMY培养基中发酵培养,用1%甲醇诱导目的蛋白表达。用纤维蛋白平板法检测发现发酵上清具有纤溶活性,经硫酸铵盐析、透析、Sephadex-G50过柱等步骤分离得到纳豆激酶蛋白,进行SDS-PAGE鉴定表明,表达的纳豆激酶蛋白分子量为27KD。以尿激酶为标准,实验所得纳豆激酶发酵上清液溶栓活性约为195U/mL。成功的将纳豆激酶成熟肽基因在毕赤酵母X33中表达,为纳豆激酶基因工程进一步研究奠定基础。