Comparative studies on species identification of Noctuoidea moths in two nature reserve conservation zones (Beijing,China) using DNA barcodes and thin‐film biosensor chips

Rapid and accurate identification of species is required for the biological control of pest Noctuoidea moths. DNA barcodes and thin‐film biosensor chips are two molecular approaches that have gained wide attention. Here, we compare these two methods for the identification of a limited number of Noctuoidea moth species. Based on the commonly used mitochondrial gene cytochrome c oxidase I (the standard DNA barcode for animal species), 14 probes were designed and synthesized for 14 species shared by two national nature reserves in Beijing and Hebei, China. Probes ranged in length from 18 to 27 bp and were designed as mismatch probes to guarantee that there were at least three base differences between the probe and nontarget sequences. The results on the chip could be detected by the naked eye without needing special equipment. No cross‐hybridizations were detected although we tested all probes on the 14 target and 24 nontarget Noctuoidea species. The neighbour‐joining tree of the 38 species based on COI sequences gave 38 highly supported independent groups. Both DNA barcoding and thin‐film biosensor chips, based on the COI gene, are able to accurately identify and discriminate the 14 targeted moth species in this study. Because of its speed, high accuracy and low cost, the thin‐film biosensor chip is a very practical means of species identification. Now, a more comprehensive chip will be developed for the identification of additional Noctuoidea moths for pest control and ecological protection.     

不同覆膜方式对旱砂田土壤水热效应 及西瓜生长的影响

早春低温胁迫和生育期干旱胁迫是进一步提高旱砂田西瓜产量的主要限制因素。为提高旱砂田早春土壤温度和自然降水利用效率,在西北干旱区的旱砂田上开展了不同覆膜方式的对比试验,研究了全覆膜(FM)、起垄覆膜(RM)、半覆膜(HM)和不覆膜(CK)4个处理下旱砂田土壤水热效应及对西瓜产量和品质的影响。结果表明,不同覆膜方式0-25cm土壤温度日变化均以"S"的温波形式由表层向深层土壤传递,土层每加深5cm,土壤温波位相依次推移1h;不同覆膜方式0-25cm土层增温效应表现为FM>RM>HM>CK,日平均温度较CK分别提高2.8、2.0,1.8℃。FM和RM是影响旱砂田西瓜生长前期土壤水分变化的主要覆膜方式,播种至幼苗期,RM具有明显的集雨效果,抽蔓期FM具有显著的保墒效果。覆膜加快了旱砂田西瓜的生长,蔓长、叶绿素含量和叶面积指数均明显高于CK, FM、RM和HM产量分别较CK增加145.81%、99.32%和95.46%,西瓜可溶性固形物含量和可溶性糖含量均表现为FM>RM>HM>CK,而维生素C、粗纤维和有效酸含量受覆膜方式的影响较小。综合分析,FM和RM是旱砂田西瓜生产中优选的覆膜方式。     

地膜覆盖棉花、玉米、大豆生育盛期的降温效应

1999～2001年的试验结果表明地膜覆盖在夏季作物旺盛生长期(棉花：开花-吐絮、玉米：抽雄穗-乳熟、大豆：开花-结荚)3种覆盖作物的叶面积均比对照作物大,其叶面积系数分别为：棉花：3．9／3．1、玉米：3．3／2．7、大豆：4．0／3．2。进入作物群体中的光照度(I)主要与叶面积系数(F)有关,而叶面积系数又直接影响消光系数(k)的大小。农田覆盖地膜后,其在作物生育前期的增温保湿作用,使其作物生育速度加快,到作物旺盛生长期因其枝叶茂盛,叶面积系数增大,消光系数减小,白天冠层上部叶片截留的太阳总辐射多,致使最终进入作物群体中下部的光能减少。白天覆盖地虽然蒸发量减少,但因其作物枝叶茂盛,蒸腾量则增大,农田消耗于蒸散(LEc)的能量增多,导致加热土壤(B项)的能量减少。覆盖作物地的土壤温度较对照地低,其中又以白天地面最高温度降温最为明显．棉花、玉米、大豆等3种作物降温幅度分别为3．1C、2．7C和2．5C。地膜覆盖在作物旺盛生长期的降温效应,可减轻夏季高温对作物的危害,夏季白天当温度超过光合作用适宜温度(20～25C)以上时,呼吸作用消耗的有机物质增加,作物生长缓慢,而覆盖作物地因其温度较对照地低,光合强度大,生长活力增强,因而使作物能够增产。     

聚赖氨酸修饰丝素蛋白膜对神经干细胞生长和分化的影响

利用聚赖氨酸修饰丝素蛋白膜,观察其对神经干细胞(NSCs)生长及分化的影响,为中枢神经系统损伤修复材料的选择提供实验基础和理论依据。文中首先制备聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜,并通过核磁共振图谱和紫外-可见光谱进行验证。NSCs分别接种在单纯丝蛋白膜(Silk)、聚赖氨酸修饰的丝蛋白膜(Silk-PIL)和多聚赖氨酸(PLL)上进行培养,分别在1、3、5、7 d时用CCK-8检测NSCs增殖活性。在第7天时,用免疫荧光染色检测NSCs分化情况,Western blotting和TUNEL检测细胞凋亡水平,Real-time PCR检测脑源性神经营养因子(BDNF)mRNA水平。结果表明,核磁共振图谱和紫外-可见光谱证明聚赖氨酸成功地接枝到了丝素蛋白膜上,CCK-8检测显示:从第3天开始一直到第7天,NSCs在Silk-PIL上的增殖活性要显著高于Silk组(P0.05),而与PLL组无显著性差异(P0.05)。免疫荧光观察显示,NSCs在Silk-PIL上分化成神经元的细胞显著多于Silk组(P0.05),而与PLL组无显著性差异,3个组之间分化为星型胶质细胞的数量并无显著性差异。Western blotting和TUNEL检测结果表明Silk-PIL组NSCs凋亡程度显著小于Silk组(P0.05),但与PLL组无显著性差异(P0.05)。RT-PCR结果显示,NSCs在Silk-PIL和PLL组的BDNFmRNA表达水平显著高于Silk组(P0.05)。结果表明,聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜能够促进NSCs的增殖活性并减少NSCs细胞凋亡,同时促进NSCs向神经元方向分化,有望成为新型组织工程支架材料搭载NSCs移植修复中枢神经系统损伤。     

鸡蛋清蛋白的组分分析

我们在实验教学中,以鸡蛋清进行醋酸纤维素薄膜电泳,它具有材料廉价、取材方便等特点。对鸡蛋清蛋白进行电泳,表明鸡蛋清蛋白中至少含有6种主要的蛋白质,其中5种蛋白质的等电点小于pH8．6,一种大于pH8．6。其相对含量分别是：30．85％、22．62％、10．83％、8．67％、19．46％和4．91％。     

半干旱黄土高原地区春小麦地膜覆盖研究概述

在黄土高原半干旱地区春小麦上进行的地膜覆盖试验表明,地膜覆盖通过改善耕层土壤生态环境条件,即通过改善水,热状况,活化土壤养分,对提高水分和养分利用效率,实现粮食增产具有重要作用,但近年来在生产实践和科学实验中发现,不合理的长期全生育期地膜覆盖,因在作物生长前期和中期覆膜作物较不覆膜作物生长好,覆膜作物在生长期水分蒸腾损失严重,土壤水分的蒸散（蒸发＋蒸腾）损失远比不覆膜土壤严重,在作物生长后期降水少或没有补充灌溉时,会产生严重的水分肋迫现象,显著抑制小穗分化和灌浆,最终导致收获得指数和产量下降,同时,地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力,特别是在有机物质为代 的,因此,不正确的地膜覆盖（如全生育期的地膜覆盖）,不仅有时起不到显著的增产作用,而且易造成土壤养分,特别是土壤中硝态氮的累积和损失,肥料利用效率降低,土壤生态条件恶化,下降,难以持续高产,因此在确定地膜覆盖范式时,必须要考虑底墒,作物生育期降水,地膜覆盖的阶段性和氮肥的施用等。     

覆膜对春小麦农田微生物数量和土壤养分的影响

研究了黄绵土区不同覆膜时期对旱作麦田土壤微生物数量及其与土壤碳、氮、磷含量的关系。丰水的 1 999年 ,土壤微生物数量增长早 ,延续时间长 ,覆膜 60 d微生物数量最高 (3 3 .93 8× 1 0 6 /g dry soil) ,其次为全程覆膜 (3 2 .2 5 9× 1 0 6 ) ;干旱的 2 0 0 0年微生物平均数量只有 1 999年的 3 6.5 % ,在后期有一定降水后微生物数量才出现高峰 ,以全程覆膜数量最高(1 4.83 6× 1 0 6 ) ,覆膜 60 d次之 (1 1 .5 2 9× 1 0 6 )。 1 999年各类群微生物数量同土壤有机碳之间均呈显著或极显著负相关。2 0 0 0年相关系数几乎全面下降 ,氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌 ,甚至微生物总量同土壤有机碳之间都已不再显著相关。 1 999年土壤全氮同氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、解磷细菌及微生物总量均呈显著或极显著负相关 ,2 0 0 0年只与氨化细菌、亚硝化细菌、微生物总数显著负相关。土壤速效磷含量在 1 999年与解磷细菌显著负相关 ,而在 2 0 0 0年相关已不再显著。两年试验结束后 ,全程覆膜处理有机质下降 2 1 .2 % ,覆膜 60 d处理下降 1 7.2 % ,覆膜 3 0 d和不覆膜处理下降相对较小 (4 .3 %和 6.7% )。由于施用化肥 ,土壤全氮有明显升高。速效磷在 1 999生长季和随后的休闲期都有升高 ,在干旱的 2 0 0 0     

Preparation and characterization of surface crosslinked TPS/PVA blend films

Surface crosslinked thermoplastic starch (TPS)/PVA blend films were prepared by applying ultra violet (UV) irradiation. Sodium benzoate was used as photosensitizer and induced onto film surface layer by soaking the TPS/PVA films in the photosensitizer aqueous solution. The effects of concentration of photosensitizer aqueous solution, soaking time and UV irradiation dose on the surface photocrosslinking reaction were investigated. Physical properties, such as water contact angle, moisture absorption, swelling degree and solubility in water as well as mechanical properties of the films were measured to characterize the influence of the surface photocrosslinking modification. The obtained results showed that the surface modification considerably reduced the surface hydrophilic character of the TPS/PVA films, enhanced the film’s water resistance and also increased tensile strength and Young’s modulus but decreased elongation at break of the films.