多模型耦合的流域水土流失监测方法研究

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点。而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定。为此提出不同尺度模型相互耦合的水土流失监测体系,从三级顺序"坡-沟-河"结构,全面反演流域水沙的时空动态迁移过程。基于多模型耦合体系的流域应用表明:①单一模型在濑溪河流域都表现出良好的适用性和准确性。RUSLE模型预测结果与实际侵蚀规律高度吻合,SWAT模型参数率定的纳什效率系数(NSE)和决定性系数(R²)均达到0.6以上,模拟预测结果鲁棒性较好。②不同侵蚀模型的特征反演相互关联程度都达到极显著相关水平。WEPP和SWAT模型间R²为0.96,RUSLE和WEPP模型间R²为0.77,RUSLE和SWAT模型间R²为0.58,分析表明坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的。③多模型耦合的水土流失全过程风险评价较单一模型更为全面。通过对土壤侵蚀物理过程的空间耦合,实现流域土壤侵蚀、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性评价,利于从不同尺度全面反演流域水沙输移的时空动态迁移过程和预测侵蚀风险发生规律。     

基于水体盐度和水文结构的滨海湿地海陆水文连通性

以水体盐度作为核心指标,综合水文结构连通指标(沟渠水面率、进出水渠密度、海陆距离以及沟塘距离)构建海陆水文连通性指数.在多尺度空间分析的基础上,选择150 mx 150 m网格作为评价单元,对研究区内海陆水文连通性进行空间定量分析和等级划分.结果表明:研究区海陆水文连通性由海向陆逐渐递减,但递减速率存在差异,这是由于研...     

响应面法优化卑霉素发酵培养基的研究

在对卑霉素发酵培养基进行全因子试验和最陡爬坡试验后,运用Box-Behken设计的响应面试验(Response-surface experiment)对绿色产色链霉菌TN-29进行卑霉素发酵培养基的优化。响应面法对40h分批发酵结果的优化分析表明:豆饼粉、甘露醇及葡萄糖三种因素对卑霉素无明显的交互作用,在豆饼粉、甘露醇和葡萄糖的浓度分别为3.61%,2.99%,0.58%时,发酵液中效价值达到77.9U/ml的最大值。     

褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其序列特征;通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平,以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)（1×10⁷/mL）注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因,并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT₅₀)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107),其开放阅读框长2 049 bp,编码682个氨基酸,含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidasedomain),且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明,NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近,其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达,其中卵期表达量最低,5龄若虫中表达量最高;组织表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达,且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的;微生物诱导表达模式表明,与注射PBS的对照组相比,大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调,而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下,NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变,但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT₅₀(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT₅₀(5.4 d),说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用,可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。     

广西植物标本馆馆藏模式标本现状与分析

模式标本是植物分类和命名的依据和凭证,也是植物资源保护与持续利用的重要基本资料。为提高模式标本的管理水平,促进其充分利用和互惠共享,该文对广西植物标本馆(IBK)馆藏模式标本的种类组成、采集地、采集年代及采集人等方面进行了统计和分析。结果表明:(1)本馆完成信息数字化的模式标本共计4 645号,5 736份,隶属于170科619属2 128种(含种下等级),馆藏模式标本收集的优势科有樟科、苦苣苔科、茜草科、山茶科、兰科、荨麻科、百合科、猕猴桃科、大戟科、柿科和杜鹃花科等,优势属有秋海棠属、蜘蛛抱蛋属、马兜铃属、紫金牛属和冬青属等。(2)模式标本分别采自中国的20个省(区、市)以及其他2个国家,模式标本采集较多的省区有广西(48.19%)、海南(24.14%)和广东(11.63%)。(3)历年模式标本采集高峰期在20世纪30年代和50年代,模式标本命名高峰期在20世纪80年代,与我国植物分类学的兴起,以及开展《中国植物志》编研等有关,模式标本的橱柜时间(标本采集到命名的时间间隔)平均为21年,橱柜时间最长为82年。该文还对模式标本的馆藏现状及数字化工作进行了讨论和展望。     

池塘圈养密度对大口黑鲈生长性能和健康状况的影响

通过分析不同圈养密度的大口黑鲈(Micropterus salmoides)生长及其相关健康指标, 探讨大口黑鲈适宜圈养密度。试验大口黑鲈初始体重为(9.71±3.75) g, 设置低密度组(LSD; 1000尾/圈, 50尾/m3)、中密度组(MSD; 2000尾/圈, 100尾/m3)和高密度组(HSD; 4000尾/圈, 200尾/m3)3个养殖密度组, 每个密度组3个重复, 养殖周期为2019年5月17日至11月16日, 为期180d。结果表明, 0—30d阶段, HSD组平均体重(W)和特定生长率(SGR)显著高于LSD、MSD组(P<0.05), 30—180d阶段, 平均体重(W)和特定生长率(SGR)随密度升高呈降低趋势。在养殖结束时, HSD组的甘油三酯(TG)、碱性磷酸酶(ALP)、葡萄糖(GLU)和谷丙转氨酶(ALT)显著升高(P<0.05); HSD组的总抗氧化力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低(P<0.05), 而丙二醛(MDA)浓度显著升高(P<0.05)。以上结果表明养殖前30d, 高密度(4000尾/圈, 200尾/m3)对生长有利; 但随养殖时间延长, 高密度对生长及有关生理指标和抗氧化性能产生一定的负面影响。大口黑鲈早期阶段(9.7—40 g/尾)圈养密度宜为4000尾/圈(200尾/m3); 鱼体重达到40 g后, 圈养密度宜为2000—3000尾/圈(100—150尾/m3)。     

重组枯草芽孢杆菌发酵生产乳铁蛋白N叶工艺优化北大核心CSCD

为实现乳铁蛋白N叶的大规模制备,本研究对表达乳铁蛋白N叶的工程菌枯草芽孢杆菌pMA0911-D60Y/Y92D进行了发酵工艺的优化。确定了最佳的培养条件:以葡萄糖为最佳碳源,以胰蛋白胨为最佳氮源,在pH 7.0、温度28℃、发酵25.5 h条件下诱导表达目的蛋白,目的蛋白的IOD值高达68.03%。在10L发酵罐上对重组菌株的发酵条件进行优化,获得如下的最佳发酵工艺,即采用300 r/min转速,0-7 h时,在pH 7.5、30℃条件下培养菌体;7-25 h时,在pH 7.0、28℃条件下诱导表达目的蛋白。发酵结束后,收集细胞并破碎后取上清液用HisTrapHP亲和层析及SuperdexTM200(10/300GL)亲和层析法对细胞上清液进行纯化至均一条带,获得了纯度>94%的重组乳铁蛋白N叶,1 L菌体能制备23.5 mg纯蛋白。本研究为重组牛乳铁蛋白N-叶的高效制备奠定了基础。     

植物模式标本数据整合新的机遇与挑战

命名模式是分类群名称永久依附的成分,在分类学研究中有不可替代的价值。中国复杂的植物采集历史以及对中国植物标本开展研究的单位各异,导致我国植物模式标本零散分布于全球各大标本馆,给分类工作的开展带来了极大的困难。标本数字化的开展为模式标本数据整合提供了新的机遇,同时也给我们带来了人名和地名标准化以及模式类型确认等方面的挑战。我国于2006年开始对模式标本数据进行收集和整理,迄今已完成国内外20余家标本馆9万余条标本数据的收集。模式考证和模式类型清理是我们下一步亟须开展的工作,同时我们应将地名变更资料、人名考证资料进行整合并建立相应的数据库以推动模式标本数据的标准化。这将在很大程度上有助于我们摸清中国模式标本的家底。     

昆虫共生菌的垂直传播

共生菌普遍存在于昆虫体内,它们能够为宿主昆虫提供生长发育所必需的氨基酸、固醇类等营养物质,还能提高昆虫适应高温、寄生虫、病毒等不利环境因素的能力,昆虫则为共生菌提供稳定的生存环境和营养物质,昆虫与共生菌相互依存。多数情况下,共生菌通过垂直传播在宿主代次间进行传播,即共生菌由母代传递给子代。结合最近几年相关研究,本文综述了不同昆虫共生菌的垂直传播模式。除极少数肠道共生菌通过污染卵壳被宿主幼虫取食得以垂直传播外,垂直传播的共生菌多为经卵传播。根据侵染时期的不同,共生菌经卵传播模式多数可分为以下4种：侵染宿主昆虫幼虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫年轻雌成虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫雌成虫中的成熟卵母细胞以及侵染宿主昆虫囊胚期胚胎。其中,有些共生菌是以共生菌菌胞整体侵染的方式进入到宿主卵巢。另外,少数肠道共生菌也通过卵巢进行垂直传播,此类共生菌先侵染卵巢侧输卵管并在侧输卵管聚集,待卵排放至侧输卵管时再进入到卵中。在文中,我们也探讨了昆虫共生菌垂直传播过程中的细胞机制和免疫机制,包括共生菌避开宿主免疫反应、共生菌通过内吞作用进入卵巢以及不同共生菌间的协同作用等。     

雨洪调蓄视角下的城市人工湖水量平衡景观设计方法研究

作为水生态基础设施之一的城市人工湖,可以通过自身水量平衡的调节实现雨洪调蓄功能。但是当前城市人工湖规划建设普遍存在水量难以维持的矛盾。在厘清城市人工湖水量平衡基本原理与空间尺度的前提下,借助城市人工湖与自然湖泊水文循环过程的对比研究,构建出人工湖水量平衡过程,进而分析其8项水量平衡要素的影响因子及调控可行性,并从风景园林专业可控的视角,将城市人工湖水文循环过程与景观要素进行耦合,建立起以水量平衡为目标的城市人工湖景观设计导则,通过“空间结构对位”和“物质载体对应”2个设计步骤实现水量调控。以期为城市人工湖水量保持的现实问题提供普适性的规划设计方法体系,拓展水生态基础设施研究领域的范畴,为“海绵城市”的建设提供理论借鉴与实践参考。