高寒区大豆关键生育期低温冷害指标构建

构建高寒区大豆低温冷害指标对系统分析高寒区大豆适应气候变化对策、防灾减灾及其他胁迫的协同适应技术具有参考意义。本研究利用1980—2020年黑龙江省大豆低温冷害灾情史料、生育期资料及研究区78个气象站逐日气温资料,采用GIS技术匹配生育期与气象数据,考虑不同生育阶段积温距平、日平均气温低于生育下限温度的持续日数,构建高寒区大豆综合性冷害指数。利用K-S分布拟合检验及置信区间下限值确定阈值方法,构建高寒区大豆关键生育阶段低温冷害等级指标。结果表明: 大豆播种-出苗期,研究区大豆轻度、中度、重度冷害低温指数下限值分别为0.061、0.115、0.237;出苗-开花期分别为0.072、0.152、0.312;开花-成熟期分别为0.133、0.245、0.412。由低温指数反演的黑龙江省大豆低温冷害时间分布与历史灾情记载吻合度很高;空间上表现出较明显的纬度特征,冷害发生频率呈自南向北逐渐增加的趋势。     

基于生态安全格局的上海国土空间生态修复关键区域识别与修复策略

新时期国土空间生态修复被赋予维护区域生态安全、提升区域生态系统质量和稳定性、提供优质生态产品的重任。从生态安全角度准确判定国土空间待修复关键区域,是其首要事项,也是科学开展生态修复的关键和难题。本研究基于主流生态安全格局构建理论和方法,以上海市为研究区域,集成运用形态学空间格局分析方法和InVEST模型识别生态源地,利用电路理论提取生态廊道、生态“夹点”和障碍点,综合判定待修复关键区域,并提出针对性修复策略。结果表明: 上海市生态源地主要分布在长江入海口、崇明岛、杭州湾沿岸及淀山湖区域,约占研究区面积的17.9%;源间关键廊道共计103条;待修复关键区域包括12处生态“夹点”和54处生态障碍点,主要分布在生态源地与生态廊道接壤处以及生态廊道与生态廊道的交点或拐点处;根据待修复关键区域典型问题及其土地利用状况,提出生态景观重塑、重要廊道贯通和生态岸线保护修复3类修复策略分区及其可能的工程措施建议。本研究结果可为上海市编制国土空间生态修复规划,以及全国其他地区构建相近尺度生态安全格局、开展系统性生态修复工作提供参考。     

纤枝短月藓BeLEA2基因的克隆及表达分析

为探究纤枝短月藓LEA2基因的结构和表达特征,该研究以纤枝短月藓为材料,首次利用PCR克隆技术得到纤枝短月藓BeLEA2基因序列,并对该基因进行分析。结果表明:(1)该基因序列中含有2个外显子和1个内含子,其开放阅读框(ORF)为456 bp,编码151个氨基酸,预测其相对分子质量为16515.96 Da。(2)将纤枝短月藓与其他植物LEA2基因氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示纤枝短月藓与小立碗藓的亲缘关系最近。(3)利用HiTail-PCR技术克隆获得1072 bp的BeLEA2启动子序列,用PlantCARE在线工具对该启动子的顺式作用元件进行预测,结果表明该启动子除了含有核心启动子元件TATA-box和CAAT-box外,还含有ABRE、MYB、MYC、MYB结合位点(MBS)等其他顺式元件。(4)实时荧光定量PCR分析表明,BeLEA2基因在纤枝短月藓不同发育时期和不同组织中都有表达,且对脱水胁迫有响应。以上结果为进一步探究LEA2基因在苔藓植物中的功能及作用机制奠定了基础。     

中国水韭属两个四倍体新种

水韭属(Isoëtes)是起源最为古老的水生维管植物,全属物种均被列为国家一级重点保护植物。通过对全国水韭属植物的调查和研究发现,不同产地的四倍体植株在形态上存在显著差异。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将分布于中国湖南省长沙地区和怀化地区的四倍体居群分别命名为隆平水韭(Isoëtes longpingii)和湘妃水韭(I. xiangfei),并详细描述了其形态特征。隆平水韭形态上与中华水韭(I. sinensis)相似,不同之处在于其大孢子具小的瘤状或冠状纹饰,叶细长而柔弱,长达60 cm; 该种也与六倍体东方水韭(I. orientalis)相似,不同之处在于其染色体44条,大孢子具瘤状或冠状纹饰。湘妃水韭的大孢子纹饰虽与二倍体云贵水韭(I. yunguiensis)相似,但在小孢子纹饰、孢子囊形状和染色体数目方面却不同。隆平水韭仅少数植株生长于湖南省宁乡市一处池塘,完全沉水生长,而湘妃水韭则分布于怀化市通道县和会同县的湿地。由于这两个新种的分布区狭窄,野生居群数量和个体数较少,栖息地环境受到人为干扰,因此根据IUCN红色名录评估标准,将隆平水韭评为极危(CR)等级,湘妃水韭评为易危(VU)等级。所编制的中国已知水韭属物种的分种检索表,为本属物种的鉴定和保护工作提供了重要参考。     

明胶/海藻酸钠/沙蒿胶复合水凝胶的制备及表征

为探究明胶（G）、海藻酸钠（SA）,沙蒿胶（ASKG）对复合水凝胶的力学性能、溶胀和保湿性能的影响,采用共混-离子交联法制备海藻酸钠/明胶/沙蒿胶复合水凝胶,并对制得的水凝胶进行结构表征和溶血率测试。结果表明:当G质量分数为2.5%,SA为1.5%,ASKG为0.7%时,复合水凝胶压缩强度达到427.2 kPa,拉伸强度达到563.449 kPa,断裂伸长率为117%,溶胀率为744%,且具有较好的保湿性能。红外光谱表明,由于沙蒿胶中存在大量羟基,因此加入沙蒿胶后在3 300 cm^-1～3 600 cm^-1羟基峰形变宽。G/SA/ASKG复合水凝胶溶血率低于5%,具有较好的网络孔结构和血液相容性,为复合水凝胶在医用敷料方面的应用提供一定的参考价值。     

厚壳贻贝鸟氨酸-尿素循环中的关键代谢物及基因分析

鸟氨酸-尿素循环(OUC)是生物新陈代谢过程中的重要循环过程,但在贝类中尚缺乏相关研究。为此,以厚壳贻贝为研究对象,分别采用氨基酸分析仪和荧光定量PCR研究了其外套膜和后闭壳肌组织中的鸟氨酸-尿素循环途径的主要代谢物和关键基因的含量及其表达量;进一步测试了在精氨酸注射条件下,各主要代谢物和关键基因的含量及表达量变化,以及¹³C标记尿素注射贻贝后,其贝壳中δ¹³C比值(¹³C/¹²C)变化。结果表明,厚壳贻贝外套膜和后闭壳肌均含有较高浓度的尿素;精氨酸注射导致其两种组织中尿素浓度显著上升(P<0.01),以及瓜氨酸浓度显著下降(P<0.01),但鸟氨酸浓度维持相对稳定的水平。精氨酸注射显著上调了两种组织中的脲酶基因的表达量(P<0.01),但其他基因表达量的变化在两种组织中存在差异,显示出鸟氨酸-尿素循环途径在其两种组织中具有复杂而不同的调控过程。¹³C标记尿素注射贻贝显著上调了贝壳中δ¹³C的比值(P <0.01),表明尿素分子可能参与了贻贝贝壳的生物矿化过程。上述研究为深入了解贻贝鸟氨酸-尿素途径与生物矿化之间的关联,以及探讨贻贝对海水酸化耐受性的内在分子机制奠定了基础。     

小菜蛾成虫下唇须感器的超微结构及其神经元中枢投射

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella成虫下唇须感器的形态结构及感器神经元的投射。【方法】利用光学显微镜观察和扫描电子显微镜观察下唇须结构和感器类型,利用神经回填技术和激光共聚焦显微镜观察下唇须感器神经元在脑部的投射。【结果】小菜蛾成虫下唇须共3节,其上存在Böhm氏鬃毛、钟形感器、鳞形感器、锥形感器、微毛形感器5种不同类型的感器和一个陷窝器结构。Böhm氏鬃毛短小尖细,钟形感器形如顶部凹陷的圆帽,两种感器均分布于下唇须第1节,且大小上均无雌雄二型差异;鳞形感器形同柳叶,锥形感器粗而直,均散生于下唇须的第2和3节,两种感器在大小上均存在雌雄二型差异,其中雌性的鳞形感器显著大于雄性的,根据其雌雄二型差异现象推测雌蛾的鳞形感器可能与感受寄主植物挥发物有关;下唇须第3节中上部具有一个圆形陷窝器结构,雄虫的陷窝器内径为5.68±0.33μm,雌虫的为6.03±0.23μm,雌雄间无显著性差异;凹坑内长有表面光滑的微毛形感器。小菜蛾下唇须感器神经元主要投射于脑部咽下神经节、每个触角叶的下唇须陷窝器神经纤维球和腹神经索3条通路。【结论】阐明了小菜蛾下唇须感器的类型、分布和形态特征及其感器神经元在脑部的投射形态,为深入了解小菜蛾下唇须感器的生理和功能奠定了基础。     

利用电子鼻评价桃果实香气

为了明确不同桃品种资源果实香气差异,对桃果实香气评价和品质改良提供参考,本研究利用电子鼻系统对桃品种资源果实整果香气进行测定和区分.通过PEN 3.5电子鼻系统采集74份不同品种资源桃果实芳香成分并得到了不同传感器的响应值,采用主成分(PCA)、线性判别法(LDA)和负荷加载(LO)方法分析数据.LO分析结果显示,硫化...     

生物数据标准化研究进展

随着生物测序技术的快速发展,积累了海量的生物数据。生物数据资源作为生物分析研究及应用的核心和源头,为保证数据的正确性、可用性和安全性,对生物数据资源进行标准化的管理非常重要和迫切。本文综述了目前国内外生物数据标准化研制进展,目前国内外对生物数据缺少一个总体的规划,生物数据语义存在大量的不兼容性,数据格式多种多样,在生物数据收集、处理、存储和共享等方面缺乏统一的标准。国内外生物数据标准化处于起步阶段,但各国生物专家都在努力进行标准研制工作。文章最后从生物数据术语、生物数据资源收集、处理和交换、存储、生物数据库建设和生物数据伦理规范等方面出发,对标准研制工作进行一一探讨,期望能为生物数据标准制定提供一定的参考和依据。     

Molecular Evolution of Visual Opsin Genes during the Behavioral Shifts between Different Photic Environments in Geckos

Reptiles are the most morphologically and physiologically diverse tetrapods, with the squamates having the most diverse habitats. Lizard is an important model system for understanding the role of visual ecology,phylogeny and behavior on the structure of visual systems.In this study, we compared three opsin genes(RH2, LWS and SWS1) among 49 reptile species to detect positively selected genes as well as amino acid sites. Our results indicated that visual opsin genes have undergone divergent selection pressures in all lizards and RH2 and LWS suffered stronger positive selection than SWS1. Twelve positively selected sites were picked out for RH2 and LWS. Moreover,many diagnostic sites were found between geckos and non-gecko lizards, most of which were located near the positively selected sites and some of them have already been reported to be responsible for significant shifts of the wavelength of maximum absorption(λ_(max)). The results indicated that the gecko lineage accelerated the evolution of these genes to adapt to the dim-light environment or nocturnality as well as the switch between nocturnality and diurnality.