资源生态化利用中的生物加工过程

自然的生态系统目前正受到现代生产方式的严重挑战,其结果造成能源短缺,资源匮乏,环境污染等问题,对人类生存构成危机。人类需要一种遵循地球生态系统规律的,自然与社会环境协调发展的生态化超现代化生产方式。其核心技术是资源生态化利用。对资源生态化系统中宏观的、介观的和微观的化学和生化过程问题进行初步探讨：宏观尺度上的生态平衡、物质与能量的循环转化,介观尺度上物种进化、繁殖与死亡,生物食物铁的形成,微观尺度上生物体内代谢过程中的物质转化与传递等。资源利用生态化的基础是生物加工过程,因此实现资源生态化利用不仅要效法自然的生态系统,还要注重现代工程技术、现代生物技术在生态化系统应用中理论和技术的创新。合理利用生物加工过程可以解决人类面临的资源、能源、环境与健康等重大问题,并实现可持续发展。     

利用组织微阵列研究ACVRL1在鼻咽癌中的表达及临床意义

ACVRL1基因又名活化素受体样激酶l(activin receptor-like kinase-1, ALK1),与2型遗传性出血性毛细血管扩张性疾病(HHT2)密切相关.通过制作含896个组织点阵的鼻咽癌组织微阵列.结合原位杂交法检测ACVRL1在鼻咽癌组织中的mRNA表达,建立ACVRL1基因在鼻咽癌组织中的原位表达谱,分析ACVRL1mRNA的表达与鼻咽癌临床病理特征关系,并分析其与鼻咽癌颈部淋巴结转移的关系.结果发现ACVRL1mRNA在鼻咽癌组织中的表达与相应非癌组织相比,有显著性差异(P<0.05);ACVRL1mRNA的表达与临床分期无显著相关性(P>0.05);与颈部淋巴结有无转移存在显著性差异(P<0.05);但与EBV VCA-IgA血清滴度没有显著相关性(P>0.05).灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值等指标综合评估ACVRL1基因作为鼻咽癌颈部淋巴结转移分子标志物的有效性.这些结果表明ACVRL1基因在鼻咽癌组织中表达下调,与颈部淋巴结转移密切相关,可作为鼻咽癌颈部淋巴结是否转移的候选分子标志物.     

水稻粒长新基因GL12 1定位与利用分析

水稻的粒长是水稻粒型构成的因素之一,直接影响水稻的单产,而粒长又是稻米品质的重要指标之一。该研究利用选育含有稻瘟病抗性基因Pigm 1的长粒恢复系R20 4为研究材料,通过图位克隆的方法,对粒长基因进行鉴定,并对该长粒性状在育种中的应用进行了分析。结果显示：(1)该长粒为显性基因控制的性状。(2)将粒长基因GL12 1初步定位在水稻第12染色体上Indel 12 3和Indel 12 7之间,物理距离约4.5 Mb。(3)通过进一步开发标记,最终将该粒长基因GL12 1定位在标记Indel 10和Indel 16之间,物理距离约900 kb。(4)长粒恢复系R20 4与‘庆源A’、‘定源A’和‘启源A’测交组合的粒长均表现R20 4表型,而与‘靓香A’测交组合的粒长比R20 4更长。研究表明,粒长基因GL12 1为显性基因控制的性状,可能为一个新的粒长控制基因,该研究为后期GL12 1基因的克隆、功能研究以及粒型分子育种奠定了基础。     

黄土丘陵半干旱区土壤水资源利用限度

以柠条为对象,采用中子水分仪对黄土丘陵半干旱区人工植被恢复过程中土壤水分与植物生长进行长期定位观测.结果表明:撂荒地播种后,随着时间推移,植物群落保持水能力增强,根系吸收利用水分的土层深度增加、土壤含水量下降.林地土壤出现干层,且干层土壤的深度和厚度逐年增加.植物对土壤水资源的利用限度为干层土壤深度等于最大补给深度时的土壤储水量.在黄土丘陵半干旱区人工柠条林地土壤水资源利用限度是0～290 cm土层的土壤储水量为249.4 mm.当人工林地土壤水资源接近或等于土壤水资源利用限度时,需要采取措施降低土壤水分消耗,或增加土壤水分补给,维持根系吸收利用水资源的相对稳定.     

一株高温产粘菌株的筛选及其产胞外聚合物分析

从油井采出水中分离到一株高温产胞外聚合物的细菌MS-1,经16S rDNA基因序列分析属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.).该菌能在60℃生长并产生胞外聚合物,其中胞外多糖含量为48.3%～54.5%.主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成,摩尔比分别是2.04:1.00:0.89.胞外聚合物中蛋白含量为37.2%～42.4%,主要由甲硫氨酸、亮氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸、组氨酸和丝氨酸组成.利用透射电镜和环境扫描电镜对胞外聚合物的形成进行了观察.该菌的分离和研究为高温油藏的微生物调剖和驱油奠定了生物学基础.     

山东寿光不同利用方式下农田土壤有机质和氮磷钾状况及其变化

通过对山东省寿光市不同利用方式下土壤相关性质的比较,探讨了农田土壤有机质和氮磷钾含量状况,并分析了设施菜地种植年限与有机质、全量氮磷含量的相互关系.研究结果表明:山东寿光农田土壤有机质和全量氮磷含量与第二次土壤普查时比较均有较大幅度增加,其中以设施菜地增加幅度最大,分别达120%、160%和364%,但全钾含量的增加幅度很小、仅为17.5%;不同利用方式比较,设施菜地土壤有机质、全氮、全磷含量均明显高于露天菜地、小麦/玉米地及棉花地,而全钾含量则低于小麦/玉米地和棉花地;从养分含量的分级结果看,设施菜地有机质、全量氮磷钾含量主要分布于>20g · kg-1、>1.2g · kg-1、>1.0 g · kg-1、20～25g · kg-1的级别中;设施菜地种植年限与土壤有机质、全量氮磷含量变化间有显著相关性,且均可用Y=a+bX+cX2的形式来表示,即随种植年限增加,有机质与氮磷含量首先呈逐步增加的趋势,并分别在第9.6年、8.9年和11.4年时达到最高值,之后则有随种植年限延长而下降的趋势.     

基于能值生态足迹理论的福建省农业废弃物再利用方式评估

农业废弃物(包括作物秸秆和畜禽粪便)蕴含着巨大的能量,如果未合理的再利用,将造成资源的浪费甚至环境污染。运用能值分析与生态足迹相结合的方法,对福建省1997—2006年农业废弃物的利用方式进行评估。首先对各种利用方式进行能值评估,然后采用能值生态足迹理论进行分析。结果表明,近10a来,福建省农业废弃物利用方式年均生态盈余为1.299hm2/人,说明福建省农业废弃物再利用的空间仍较大。如果农业废弃物能够被充分利用,将对福建省农业发展以及农业生态环境改善具有很大的促进作用。     

国家公园的内涵与基本特征

国家公园建设已成为当前我国推进生态文明、建设"美丽中国"的重要内容和有力抓手.国家公园的理论研究和实践探索是近年全国上下主抓的重点工作之一.在调查分析和研读文献的基础上,对国家公园的内涵与基本特征进行了探讨,认为:(1)国内学术界最早提出"国家公园"一词,是在1980年;国外(美国)提出"国家公园"概念是在1832年....     

农地利用碳强度及可持续性动态变化——以山东省平度市为例

以中国东部山东省平度市为案例区,通过识别重要的农地利用碳排放源和构建碳排放测算体系,包括农用化学物质投入间接碳排放、耗能碳排放、氮肥施用后导致的土壤直接N_2O释放、秸秆燃烧碳排放和牲畜养殖CH_4和N_2O排放,测算了1995—2013年农地利用的碳排放量;结合农产品产值分析了农地利用碳强度变化特征,结合农作物碳吸收分析了农地利用的碳可持续指数的变化规律。研究得出:(1)1995—2013年平度年均碳排放量的次序是:农资投入22.50万t牲畜养殖17.41万t秸秆燃烧6.62万t,其中秸秆燃烧碳排放呈逐年增加态势,而农资投入和畜牧养殖均呈逐年减少趋势。(2)平度农地利用碳强度变化结果表明,农产品产值增加速度超过农地利用碳排放速度,单位产值碳排放已从1995年的1.24 t/元降至2013年的0.35 t/元。(3)碳可持续性指数变化特征表明,平度农地利用过程中碳吸收大于碳排放,且碳可持续性指数以年均7.12%速率增长,故平度农作物生产期的碳吸收能够完全消纳农地利用过程中所产生碳排放。该研究不仅为中小尺度以及我国东部区域的农地利用碳排放及可持续发展提供科学依据,而且有益于推进我国农业的碳减排,并为国际全球环境变化人文因素计划中LUCC、碳循环等重大问题的研究提供基本素材。