马铃薯WRKY2基因的克隆和非生物逆境下的表达模式

马铃薯WRKY2基因的功能尚未见有报道,WRKY蛋白是近年来发现的一类重要转录因子家族,它们在植物应对生物胁迫、非生物胁迫和生长发育过程中起到关键的调控作用。该研究采用电子克隆法获得马铃薯WRKY2基因,该基因的编码区长度1 065 bp,编码355氨基酸,序列分析表明,该蛋白属于WRKY家族第二组成员,锌指结构为C-X5-C-X23H-X-H。构建系统发育树结果表明它与番茄WRKY7亲缘关系较近,氨基酸序列相似性达96%,与烟草中WRKY蛋白的相似性为86%,利用原核表达法在大肠杆菌中获得该蛋白。通过凝胶阻滞实验证明,该蛋白在体外能结合W-box元件,而且这种结合能被冷探针所竞争,同时也表明St WRKY2不能结合含有突变W-box DNA片段,证明St WRKY2与W-box结合具有特异性。通过实时荧光定量PCR技术分析该基因在根、茎和叶中的表达量,结果表明该基因主要在根中表达,其次是叶和茎。为进一步研究该基因可能参与的生理功能,对马铃薯组培苗进行10μmol/L低磷、10μmol/L低钾、200 mmol/L Na Cl、400 mmol/L PEG溶液和4℃低温处理,处理时间6 h,实时荧光定量PCR的结果表明该基因在低磷处理后表达量明显下降,在200 mmol/L Na Cl和400 mmol/L PEG处理6 h后表达量明显升高,但在10μmol/L低钾和4℃低温处理后表达量与对照相比无明显变化。说明St WRKY2能响应低磷、Na Cl和PEG这三种非生物逆境胁迫。研究结果可为进一步深入研究马铃薯WRKY2基因的功能奠定基础。     

2015工业生物过程技术前沿专刊序言

工业生物过程技术是支撑我国生物制造产业升级的重要研究领域之一,是实现生命科学与生命技术研究成果产业化的重要技术保障。为促进我国相关科研工作者与工业生物技术产业界之间的交流,促进技术成果转化,秉承学会对科学研究推动产业化发展的指导思想,中国微生物学会生化过程模型化与控制专业委员会先后组织两届"工业生物过程研讨会",就工业生物过程前沿和关键技术开展学术研讨,并设立企业专场充分凸显工业生物过程研究的产业导向性,促进科研成果产业化。会议受到国内相关科研院所、企事业单位的积极参与和投稿,本专刊即是在会议优秀论文基础上,通过征集组织出版了"工业生物过程技术前沿专刊"。本期专刊包括综述和研究论文两部分,内容主要涉及与工业生物过程密切相关的高效生产菌种构建与筛选方法、工业酶制剂性能优化与改造、生物过程模型化及高效优化放大方法等几个方面的研究。     

栽培模式对冬小麦光能利用和产量的影响

以‘泰农18’小麦为材料,于2012—2013年进行大田试验,设置当地农民习惯栽培模式(FP)、超高产栽培模式(SH)和高产高效栽培模式(HH)3个处理,研究了不同栽培模式对小麦光能截获量、光能利用效率、干物质积累量、收获指数、籽粒产量和肥料偏生产力的影响.结果表明: SH模式小麦全生育期的光能截获量、光能利用效率、干物质积累量和籽粒产量显著高于FP模式.相对于FP模式,虽然HH模式的小麦全生育期光能截获量较低,但其光能利用效率、干物质积累量及收获指数均显著提高,从而使其籽粒产量显著提高.相对于SH模式,虽然HH模式的籽粒产量在高、低肥力水平下分别降低3.8%和2.8%,而氮、磷、钾肥的偏生产力在两肥力水平下分别提高26.4%、68.5%、92.6%.在本试验条件下,综合考虑籽粒产量和养分利用效率,以“降肥、增密、延播”为技术特点的高产高效栽培模式为推荐的优化栽培模式.     

贵阳市城市土地扩展空间的生态适宜性与优化

以贵阳市为例,利用ArcGIS 9.3成本分析得出城镇空间扩展的阻力值,建立“建设用地为源+生态刚性约束+生态功能型阻力要素”的最小累积阻力模型(MCR)应用模式,动态模拟贵阳2010年城市空间扩展的生态阻力,并将其进行生态适宜性分区,分析了2014年新增加城市建设用地与生态适宜性的冲突,根据城市扩展土地空间配置与冲突格局,找出城市空间扩展现状不合理之处.结果表明: 2010—2014年间,生态适宜性分区与研究区城市扩展方向基本吻合,但新增城市建设用地生态冲突比较严重.在新增的城市建设用地中,生态冲突区面积占58.2%,其中,生态调控区占35.4%、限制开发区占13.9%、禁止开发区占8.9%.生态用地冲突加剧会引起生态服务功能及生态安全下降,提出以保留生态用地为目的的城市空间拓展优化路径,为贵阳土地空间格局优化、保障生态安全提供指导.     

陆面模式中根系参数的改进及其对模拟结果的影响

为改进陆面模式中根系的参数化,本文在陆面模式SSiB2玉米农田参数本地化的基础上,将CERES-Maize的根系子模型嵌套到SSiB2模式中,研究2种改进的根系参数化方案对陆气通量模拟结果的影响.结果表明： 当根系模型只为SSiB2模式提供根系深度参数（方案1）时,陆气通量的模拟精度有所提高：整个生育期内,感热通量、潜热通量等的模拟值与观测值的相关系数增大,线性拟合的均方根误差减小;播种后121天 成熟,CO₂通量的模拟精度也有所提高.当根系模型为SSiB2模式同时提供根系深度和根长密度两种参数（方案2）时,上述通量的模拟精度较原SSiB2模式同样得以提高.与方案1相比,方案2考虑因素更为复杂、全面,但陆气通量的模拟效果却反而有所下降.改进的根系参数化方案较原SSiB2模式的根系参数化方案更接近实际,这使陆气通量的模拟精度提高;方案2过分夸大了表层土壤的相对根量,使其模拟效果逊色于方案1.     

Optimization and evaluation of vegetation photosynthesis and respiration model using the measurements collected from the forest site of subtropical coniferous-evergreen

 碳循环模型参数的确定和优化对生态系统净CO₂交换(NEE)的模型计算至关重要。该文利用2010–2012年ChinaFLUX千烟洲站点的通量观测资料, 对植被光合呼吸模型(VPRM)的参数进行了优化。通过比较两种不同的拟合方案, 发现利用传统光响应方程得到的参数不适用于VPRM, 而利用模型自身反演方案拟合得到的参数最大光量子效率(λ)达0.203, 大于C₃植物平均值, 但与其他相关研究结果吻合。采用VPRM模型反演方案优化得到的参数后, VPRM能较准确地模拟千烟洲站不同季节的NEE。其对全年半小时NEE模拟的平均误差为–0.86 μmol·m^–2·s^–1, 相关系数为0.72。模型可准确地模拟生长旺季NEE平均日变化, 但低估了非生长旺季白天吸收峰值约52%。通过个例分析发现, VPRM模型可以准确模拟晴天条件下NEE的时间变化, 但对阴雨天条件下NEE的模拟还存在较大的不确定性。该研究将有助于进一步改进CO₂通量及浓度的区域数值模拟。     

L-色氨酸基因工程菌发酵培养基配方优化研究

[目的]对L-色氨酸基因工程菌液态发酵的培养基进行优化。[方法]通过P-B试验,筛选出对基础发酵培养基的发酵液中L-色氨酸浓度影响显著的因素,进一步通过最陡爬坡试验、B-B试验对影响显著的因素进行优化。在此基础上,确定最佳的发酵培养基配方。[结果]酵母粉、Fe SO4·7H2O、KH2PO4对发酵液中L-色氨酸浓度的影响显著;最佳培养基配方为:Glucose 25.0 g/L,酵母粉4.5 g/L,(NH4)2SO49.0 g/L,Mg SO44.5 g/L,柠檬酸钠2.0 g/L,Fe SO4·7H2O 96.1 m g/L,KH2PO41.2 g/L。[结论]根据此配方进行验证实验,发酵液中L-色氨酸浓度可达2.25 g/L。     

围术期手术麻醉安全体系的构建

麻醉安全性在增加,但围术期仍存有诸多挑战。“外科手术的围术期医疗模式 新策略的提出,期望有助于提高医疗质量、降低医疗成本。麻醉医师应该主动迎接时代挑战,承担起学科发展的历史使命,通过调整专业定位、规范医疗行为、加强病人安全管理建设,来构建起围术期手术麻醉的安全体系。     

秦岭南坡松栎林群落演替过程中种间联结性和相关性研究

对从银杏叶片中分离的1株具有高抗氧化活性的内生真菌SG0016,并对SG0016菌株进行形态学和分子生物学鉴定,以发酵液DPPH自由基清除率为指标,采用单因素和正交试验对SG0016菌株的接种量、培养温度、装液量、培养时间和碳源、氮源等培养条件进行优化,以提高其发酵液抗氧化活性。结果显示,SG0016菌为球毛壳菌(Chaetomium globosum);其发酵液抗氧化活性最佳培养条件为:接种量10%、培养温度23℃、装液量100 mL(250mL的三角瓶)、培养时间7d,葡萄糖为碳源,酵母膏为氮源。在此条件下,发酵液的DPPH自由基清除率最高,为96.17%,比优化前提高了23.6%。银杏内生真菌球毛壳菌SG0016代谢产物具有较好的抗氧化活性,为天然抗氧化剂的开发提供了新的来源。     

基于系统性策略的灌溉水资源时空优化配置

随着社会、经济的发展以及人口数量的急剧增长,人类对水资源的需求量越来越大.在水资源日益短缺的情况下,科学合理地规划与管理灌溉水资源对提高水分利用率和保障粮食安全具有十分重要的意义.研究人员对此开展了大量卓有成效的工作,但多专注于特定的方面或尺度,深入性很强,系统性、整体性较弱.本文从管理的综合性与技术的集成性出发,提出了用于灌溉水资源时空优化配置的多层次多尺度框架,并阐明了框架内各组成部分的基础理论,以智能算法在各类模型求解中的应用为主线回顾和总结了前人的研究成果.基于系统性策略来研究灌溉水资源优化配置问题,既可以从时间尺度上总体控制灌溉用水总量,也可以从空间尺度上减少灌溉水量的损失,为提升灌区灌溉水资源管理水平,提高水分生产率以保障粮食安全提供科学依据与技术支撑.