玉米初生根向水性诱导优化试验研究

为了研究湿度梯度对根系向水性反应的影响,采用Takahashi and Scott于1993年创建的方法,设置以下3个试验:1)向水性诱导物不同倾斜角试验;2)根系距向水性诱导物不同距离试验;3)根尖距底部饱和K2CO3溶液不同距离试验。同时,还研究了根长和根系延伸速率对根系向水性弯曲的影响。结果表明,用饱和K2CO3溶液控制湿度时根系的向水性弯曲度明显大于纯水。随着诱导物倾斜角的增大,向水性弯曲增强。与距诱导物3 mm和6 mm相比,根系直接接触诱导物时表现出最大的向水性反应。与根尖距底部盐溶液6 cm相比,相距4 cm时向水性弯曲度增大,这些与根尖周围的湿度梯度增大有关。当根长为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 cm时,短根比长根表现出更大的向水性反应,这可能与其较慢的延伸速率为根系对湿度梯度的反应提供了更充足的时间有关。为了验证这个假说,用相同长度的根系、通过控制不同温度进行试验,结果表明根系的向水性弯曲随温度升高而降低。可见,玉米初生根的向水性反应受环境和根系发育阶段两方面影响。当根系相距诱导物较近、根系周围的湿度梯度较大时,根系向水性反应更强。而且,具有较小延伸速率根系的向水性反应更大。考虑到干旱条件下根系伸长慢、且土壤中湿度梯度大,因而可以认为干旱条件下根系的向水性生长在玉米吸收水分中有重要作用。同时,对根系向水性诱导方法的优化有助于其生理机制的进一步研究。     

基于GIS的湖北省森林生态系统定位观测研究网络规划

森林生态系统定位观测研究站可为森林经营和生态效益评估提供基础数据。以湖北省为例,设计森林生态系统定位观测研究网络的指标体系,基于球状模型进行普通克里格插值,与GIS的空间叠置分析相耦合,生成湖北省生态地理区划和生态功能区划;建立森林生态站网络规划的有效分区,进行森林生态站站点布设,构建了湖北省森林生态系统定位观测研究网络;总结讨论了该网络的合理性和保障措施、与其它生态站网络的比较和网络规划的局限性。结果表明:该网络将湖北省划分成12个分区,共布设16个森林生态站,其中计划建设12个生态站,已经建设4个生态站;不仅可以监测湖北省81.8%的森林面积,88.9%的生态功能区面积,98.2%的重点生态功能区面积和87.5%的生物多样性保护优先区面积,而且9个森林生态站分布与湖北省4个重点生态功能区和3个生物多样性保护优先区相匹配。该网络可以实现森林生态系统生态要素的连续观测与清查,为森林生态服务功能和生态效益评估,以及重大生态工程提供数据支撑和辅助决策分析依据。     

人工湿地运行过程中有机物质的积累

研究了杭州西湖边人工湿地污水净化生态工程经一年多运行后有机质的积累情况,同时测定了基质的孔隙度和水力传导性,结果表明,人工湿地在运行一年后总有机质积累达到0.658kg/m^2,60%有机质积累主要在0-100mm。湿地上,下池有机质积累有明显差异。且随着基质中的深度和离入水口的距离都呈下降趋势。两池中下层孔隙度均高于上层,并存在显著差异。有机质积累对水力传导性和净化效果均有一定影响,可通过定期收割植物和清除枯落物来维持湿地的长期运作能力。     

人胱硫醚β-合酶及其截短型片段的表达、纯化和活性测定

将人胱硫醚β-合酶(CBS)基因克隆至质粒pGEX-4T-1中,获得的重组质粒pGEX-4T-1-CBS转入大肠杆菌E.coli Rosetta (DE3)菌株,构建了高效表达CBS的重组菌E.coli Rosetta (pGEX4T-1-CBS)。重组菌在0.1mmol/L的IPTG于30℃诱导16h,可溶性CBS表达量达到28mg/L培养基。将重组菌破碎后上清液经GSTrap Fast Flow亲和层析一步纯化得到CBS融合蛋白,在凝血酶柱上切割缓冲液中加入3%甘油和0.1%CHAPS可以有效抑制酶切后CBS聚沉,酶活性回收率为54.8%,蛋白质产率为15.2mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为143U/mg,终浓度为1mmol/L的S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)可使CBS单位酶活提高5.1倍,达到735U/mg。同时构建了表达CBS_1-413(删除了CBS羧基端调控域138个氨基酸残基)的重组菌E.coli Rosetta (pETDuet-1-CBS_1-413),经过一步HisTrap Fast Flow亲和层析,酶活性回收率为74.3%,蛋白质产率为12.8mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为965U/mg; 还表达和纯化了胱硫醚β-裂解酶(CBL),并在此基础上建立了一种新的CBL偶联的CBS酶活性测定方法。     

黑曲霉原生质体诱变选育果胶酶高产菌株

通过UV和NTG诱变筛选获得了2株高产果胶酶突变株。以果胶酶产生菌黑曲霉EIM6为诱变材料,采用1．5％的溶壁酶和1．5％的纤维素酶处理其对教生长期菌丝体2h获得高质量的原生质体。采用UV25S或50μg／mL NTG诱变30min,构建原生质体突变库,经刚果红果胶平板筛选获得果胶酶突变株,通过液体深层培养复筛获得高产突变株EIM6-U11、EIM6-N5,酶活力分别从46598．08、46598．08U／mL提高至68596．57、68879．56U／mL,分别提高了47．21％、47．82％。连续8次传代经发酵测酶活力表明高产突变株EIM6-U11、EIM6-N5具有较高的遗传稳定性。     

榆木蠹蛾生物学特性观察

结合田间观察和室内试验,对榆木蠹蛾HolcocerusvicariusWalker的生物学特性进行了较为系统的研究。结果表明,榆木蠹蛾在宁夏3年发生1代,幼虫主要危害枝干和根颈部,幼虫在蛀道内越冬,5月下旬老熟幼虫在被害树周围5—10cm深的沙土内分散化蛹,蛹期（21±5）d。6月初成虫开始出现,有2个羽化高峰,分别为6月中旬和7月下旬,成虫羽化当晚即可交尾,交尾当天或第2天产卵,每雌蛾产卵最多达720粒,卵期（17±5）d,孵化率为72％～88％。未交尾雌雄成虫寿命为5—6d,交尾后雌雄成虫寿命缩短为3—5d。初孵幼虫于6月中旬始见,10月下旬幼虫开始越冬。幼虫孵化后,先危害韧皮部,常10多条聚集在一起,稍大一点即蛀入木质部。本研究为制定切实可行的榆木蠹蛾有效防治提供理论依据。     

中国天然林资源保护工程综合评价指标体系与评估方法

天然林资源是国家重要的战略资源与生态资源,在维护国土生态安全、应对气候变化、保护生物多样性等方面发挥着不可替代的重要作用。作为覆盖范围最广、投资规模最大的天然林资源保护工程（简称天保工程）自2000年正式启动以来,对长江上游、黄河上中游地区以及东北、内蒙古、新疆、海南等重点国有林区的森林资源保护修复、区域生态环境改善及经济社会可持续发展等多方面都产生了巨大、深远影响。天保工程二期于2020年结束,全面定量评估天保工程的生态、经济和社会综合效益和国内外的巨大影响,可为全面推进我国天然林资源保护修复提供科技支撑,为后续政策修订提供决策依据。本文基于空间信息技术、样地调查、生态站观测、比较分析等手段,构建了适用于天保工程的综合评价指标体系与评估方法,涵盖森林资源、生态效益、社会经济效益、生态修复措施和政策设计5个方面,对全面贯彻落实国家生态文明战略和《天然林保护修复制度方案》具有重要的现实意义和深远历史意义,为开展全国性的重大生态工程评估提供借鉴和参考。     

全膜双垄沟播玉米耗水特性和籽粒产量对不同氮素形态配比的响应

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹,提高玉米籽粒产量,通过大田试验,研究了不同氮素形态配比(NO₃^--N/NH₄⁺-N)[N₁(1∶0)、N₂(1∶1)、N₃(1∶3)、N₄(3∶1)]对旱地全膜双垄沟播玉米耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明: 不同氮素形态配比显著影响玉米0～200 cm土层的土壤贮水量,且N₄处理土壤贮水量最低.N₄处理农田总耗水量最高,较N₁、N₂、N₃分别显著增加了2.9%、1.9%、0.9%(2015)和2.3%、1.4%、2.2%(2017).玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)在3个生长季均表现为N₄处理最高,籽粒产量较其他处理分别高出3.3%～9.9%(2015)、3.5%～24.2%(2016)和8.3%～36.1%(2017),WUE则较其他处理分别高出1.6%～6.8%、4.9%～21.8%和6.6%～32.9%.N₄处理下玉米的氮肥偏生产力显著高于其他处理,然后依次为N₃、N₂和N₁.综合考虑,NO₃^--N/NH₄⁺-N=3∶1是适宜陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米增产的氮肥运筹措施.     

树脂载体固定S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

目的:筛选一种适合S-腺苷甲硫氨酸合成酶固定化的树脂载体,进行固定化工艺优化及固定化酶性质研究。方法:以固定化率和表观酶活回收率为指标,筛选固定化效果最佳的一种树脂,采用单因素实验对固定化条件进行优化。结果:阴离子交换树脂载体ESR-2表现出最优的固定化率(94.03%)和酶活回收率(47.45%);最佳固定化条件为加酶量4U/g、pH 8.0、15℃吸附10h,最佳条件下固定化酶表观酶活为2.1U/g,表观酶活回收率达51.6%。固定化酶的最适pH为8.5,最适温度为35℃,连续反应10批次后酶活剩余77.92%。结论:树脂载体ESR-2固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶酶活及稳定性较好,能够用于S-腺苷甲硫氨酸的工业化大规模生产。     

不同天气条件下小叶锦鸡儿茎流及耗水特性

采用以热平衡为原理的Dynamax包裹式茎流测量系统,于2006年对科尔沁沙地人工小叶锦鸡儿群落的液流变化进行连续监测,利用实验区自动气象站同步检测光合有效辐射、气温、相对湿度和风速等气象因子,结合人工记录的天气状况,分别选取4种最典型的天气条件,分析了小叶锦鸡儿的茎流变化、单枝耗水量及其与气象因子的关系.结果表明:在高温、强辐射条件下,小叶锦鸡儿的液流呈"几"字型宽峰曲线,以低耗水的蒸腾特性耐受干旱缺水的环境.不同天气条件下,小叶锦鸡儿液流日变化波动曲线及其主要影响因子各异,但光合有效辐射始终是液流变化的主导因子.小叶锦鸡儿茎干液流通量密度的变化是各种气象因子综合作用的结果.单枝日耗水量的总体变化趋势是从晴天、阴天、风天到雨天依次减少,其平均值分别为459、310、281和193mg.d-1.