全球变化对森林土壤甲烷吸收的影响及其机制研究进展

大气CO₂浓度升高、降水格局改变、全球氮沉降增加和土地覆盖变化等全球变化不仅改变了森林土壤理化性质,而且影响了植物的生长和微生物活性,导致森林土壤碳、氮循环发生改变,进而影响土壤CH₄的吸收.本研究综述了森林土壤CH₄吸收的重要性,森林土壤CH₄吸收对大气CO₂浓度升高、降水格局改变、全球氮沉降增加和土地覆盖变化等全球变化的响应差异及驱动机制.大气CO₂浓度升高抑制土壤CH₄吸收;降水减少倾向于促进土壤CH₄吸收;外源氮输入抑制富氮森林土壤CH₄吸收,而对贫氮森林土壤CH₄吸收则表现为促进或不影响;森林转化为草地、农田或人工林会减少土壤CH₄的吸收量,而植树造林则会增加土壤CH₄的吸收量.今后的研究重点是探讨全球变化对森林土壤CH₄吸收产生长期影响和综合效应,并借助分子生物学方法进一步探究土壤CH₄吸收的微生物学机制.     

铜绿假单胞菌一氧化氮还原酶编码基因norD的生物学功能研究

一氧化氮还原酶(Nitric oxide reductase,NOR)是反硝化过程中一个非常重要的催化酶,本文通过同源重组的方法敲除铜绿假单胞菌中norD基因,并研究该基因敲除后菌株ΔnorD在好氧条件下的表型变化。研究结果表明,与野生菌株和回补菌株相比,ΔnorD对BIT的抗性增强。同时在BIT作用下,ΔnorD泳动能力减弱、绿脓菌素的合成能力降低,但norD基因不是BIT唯一的作用位点。上述结果明确了好氧条件下norD基因的部分功能,为更好的利用反硝化过程奠定基础。     

海南尖峰岭热带山地雨林凋落物产量及其动态北大核心CSCD

热带山地雨林是海南尖峰岭地区面积最大的植被类型,是陆地生态系统重要的组成部分,研究海南尖峰岭热带山地雨林凋落物产量的长期动态变化规律及其影响因素,有助于了解未来气候环境变化背景下热带森林的响应规律。本研究采用尼龙网收集框法于2013-2017年对尖峰岭60hm2大样地内132个样方的凋落物产量进行为期5年的连续定位观测,测定枝、叶、杂物(含花、果和枝叶碎片)的组分产量,探讨其与气候因子的相关关系。研究结果显示:尖峰岭热带山地雨林年凋落物总产量为617.5~1084.7g/m^2,年均768.6g/m^2,各组分凋落物平均产量由大到小为:叶>枝>杂物,其值分别为507.9、163.4、97.3g/m^2,凋落叶产量占66.1%,为优势组分;凋落物总产量的季节变化为不规则型,出现3次峰值,各组分凋落物产量季节变化呈双峰型,峰值月存在差异;春季、秋季和冬季以叶凋落为主,夏季以枝凋落为主;凋落物总产量及各组分产量受不同气象因子的影响,凋落枝产量与各气象因子均无显著相关,凋落叶产量与月极小气温和平均气温显著相关,凋落杂物产量与日最高气温显著相关,凋落物总产量与平均气温显著相关。研究结果表明海南热带森林凋落物产量一年间呈现3次峰值,其动态变化是受多种气象因素特别是受极端气候因子的影响,这对于了解未来气候环境变化背景下热带森林的响应规律具有重要参考价值。     

Development of Oryza rufipogon and O. sativa Introgression Lines and Assessment for Yield-related Quantitative Trait Loci

Introgression lines population was effectively used in mapping quantitative trait loci （QTLs）, identifying favorable genes, discovering hidden genetic variation, evaluating the action or interaction of QTLs in multiple conditions and providing the favorable experimental materials for plant breeding and genetic research. In this study, an advanced backcross and consecutive selfing strategy was used to develop introgression lines （ILs）, which derived from an accession of Oryza rufipogon Griff. collected from Yuanjiang County, Yunnan Province of China, as the donor, and an elite indica cultivar Teqing （O. sativa L.）, as the recipient. Introgression segments from O. rufipogon were screened using 179 polymorphic simple sequence repeats （SSR） markers in the genome of each IL. Introgressed segments carried by the introgression lines population contained 120 ILs covering the whole O. rufipogon genome. The mean number of homozygous O. rufipogon segments per introgression line was about 3.88. The average length of introgressed segments was approximate 25.5 cM, and about 20.8% of these segments had sizes less than 10 cM. The genome of each IL harbored the chromosomal fragments of O. rufipogon ranging from 0.54% to 23.7%, with an overall average of 5.79%. At each locus, the ratio of substitution of O. rufipogon alleles had a range of 1.67-9.33, with an average of 5.50. A wide range of alterations in morphological and yield-related traits were also found in the introgression lines population. Using single-point analysis, a total of 37 putative QTLs for yield and yield components were detected at two sites with 7%-20% explaining the phenotypic variance. Nineteen QTLs （51.4%） were detected at both sites, and the alleles from O. rufipogon at fifteen loci （40.5%） improved the yield and yield components in the Teqing background. These O. rufipogon-O, sativa introgression lines will serve as genetic materials for identifying and using favorable genes from common wild rice.     

猪肌肉组织Col3a1基因表达的发育性变化及其对肌内胶原特性的影响

以30—90妇体重莱芜猪和40—100kg体重鲁莱黑猪共84头去势公猪为试验对象（每组6头）,采用相对定量RT-PCR方法,以β-actin作为内标,研究肌肉中编码Ⅲ型胶原的Col3al基因表达的发育性变化及其对肌肉中胶原蛋白含量和性质（溶解度）的影响。结果表明：研究的两个品种猪肌肉中Col3al基因表达的发育性变化基本一致,即随体重的增加,肌肉中Col3al mRNA表达呈逐渐增加趋势,但莱芜猪和鲁莱黑猪分别在70妇和80妇体重组表达量略有下降。总体上莱芜猪肌肉组织Col3al mRNA表达丰度显著高于鲁莱黑猪（P〈0．05）。相关分析表明,莱芜猪肌肉组织Col3al mRNA表达的发育性变化与总胶原和不溶性胶原含量呈极显著正相关（P〈0．01）,与胶原溶解度呈极显著负相关（P〈0．01）。鲁莱黑猪肌肉组织Col3al mRNA表达的发育性变化与不溶性胶原和胶原溶解度分别呈显著正相关和负相关妒〈0．05）。研究结果提示：猪肌肉组织中Col3al基因表达具有明显的体重发育和品种特征,其mRNA表达对于肌内胶原的含量和性质有重要影响。     

研发动态

我国生物药研究进入创新阶段我国生化与生物技术药物的研究和开发起步于20世纪70年代,到上世纪90年代已经有很多产品产业化,有预测表明,未来生化与生物技术药物产值的年增长率不会低于12%。目前,国内市场的生物技术药物主要是基因工程乙肝疫苗、重组胰岛素、重组链激酶、重组表     

研发动态

水稻产量相关功能基因研究取得重大进展,中科院上海药物所成立“常州研发中心”,华人学者研发出功能基因检测芯片,欧盟第七框架计划正式启动。支持生物技术研究与开发     

辽西风沙半干旱区氮肥减施对花生干物质积累和产量的影响

为评估辽西风沙半干旱区花生减施氮肥的可行性及对花生产量的影响,以‘白沙1016’花生为研究材料,开展为期两年的试验(2018—2019年),设置不施氮(N0)、低氮(N1)、中氮(N2)和高氮(N3)4个处理,施氮量分别为0、40、80和120 kg·hm^-2,研究雨养条件下施氮对单作花生产量和干物质积累的影响。结果表明：辽西降水时空变异大,2018和2019年分别为干旱年和丰水年。在两种年型下,增加施氮量均未显著提高花生产量和干物质。由于2018年前期水分条件限制,每平米荚数极显著低于2019年(P<0.01)。高氮水平下,单荚粒数减小,2018年显著高于2019年(P<0.01)。两年各施氮处理百粒重无显著差异。缺水的2018年氮肥效应发挥受限,影响叶片生长;2019年生长季水氮协调不佳,各处理下干物质无显著差异;但施氮缩短了花生达最大干物质量及最大生长率的时间;相较2018年,丰水的2019年施氮更有利于茎、叶干物质形成,但差异不显著。因此,在该干旱区可选择少施氮(40 kg·hm^-2)的施肥方案,既不会因氮胁迫影响花生生长...     

播期对西南地区垄作直播高粱生长、干物质积累及产量的影响

针对西南地区直播高粱播期不定、苗情不稳、低产低效等问题,以高粱新品种‘川糯粱1号’为试验材料,通过2015—2016年的大田试验,研究不同播期处理下高粱生育进程、干物质积累、产量及其构成的变化规律。结果表明：随播期推迟,高粱生育期逐渐缩短,而高粱各时期干物质积累量、产量及其构成(穗粒数、千粒重、单穗粒重)均随播期的推迟先增加后降低,两年变化规律一致,D3播期(4月20日)干物质积累量、产量及其构成均高于其他播期;生育期与日均温呈显著负相关,干物质积累量、产量均与积温呈显著正相关,温度是引起高粱播期间产量差异的关键气象因子;温度影响生育进程和干物质积累,进而调控穗粒数与单穗重,最终影响高粱籽粒产量。因此,西南地区‘川糯粱1号’的适宜播期为4月20日。     

土壤呼吸对降雨变化和氮沉降交互作用响应的研究进展

土壤呼吸作为陆地生态系统碳循环的关键过程,对大气CO₂浓度变化有直接影响。研究其如何响应降雨变化、氮沉降增加等全球变化因子,成为近年全球变化领域的热点与难点。与土壤呼吸响应降雨变化或氮沉降增加单个因子相比,研究土壤呼吸对这两个因子交互作用的响应更接近真实的自然环境,可更准确地预估未来土壤碳排放的变化趋势。目前,相关研究涉及全球不同的陆地生态系统,从土壤、微生物和植物层面对其响应机理进行揭示。本文从土壤呼吸及其组分、相关的土壤性质、微生物及植物因素方面,较全面地梳理了不同陆地生态系统土壤呼吸响应降雨变化和氮沉降增加交互作用的研究进展,指出了现有研究中的不足及今后需加强的研究方向,以期为进一步揭示土壤呼吸对降雨变化和氮沉降增加交互作用的响应规律及机制提供参考。