籼稻'93-11'一段基因组序列的完善及分析

超级杂交稻父本‘93-11＇的基因组序列测定的完成,为进行作物遗传改良和不同作物之间的比较基因组学研究提供了又一重要序列资源.但是,该基因组序列中还存在很多“缺口”,为使‘93-11＇的基因组序列更加精确,同时提供一些“缺口”填补策略和方法,本研究采用PCR扩增、回收克隆测序的方法对该基因组中一段长约160 kb、含有6个“缺口”的基因组序列进行了完善,并运用相关分子生物学和生物信息学软件进行了详细分析,结果表明：该6个“缺口”中,存在1个“缺口”估计错误,2个序列拼接错误;“缺口”主要位于非编码区,位于编码区的只有1个,其改变了对本处基因的注释,使此基因由原来的9个外显子增加为11个;填补“缺口”后,基因密度增加.     

面向生物信息学的工作流管理系统框架

生物信息学实验的实施通常需要整合多种类型的数据和工具,随着大量的web服务、算法程序和分析工具的出现,如何高效整合这些可用资源共同完成分析实验是当前生物信息学研究的重要内容之一,工作流技术已经成为解决这类问题的一种通用机制.然而,生物信息学工作流的实施涉及高通量数据的计算与存储,同时面临着资源异构性和分布性的挑战.本文首先介绍了生物信息学工作流的基本机制,然后阐述了面向生物信息学的工作流管理系统框架,最后讨论了框架应用中存在的问题和可能的解决途径.     

盐胁迫下欧李叶片叶绿体结构及功能与超微弱发光激发的关系

为初步探索叶绿体及其功能与超微弱发光（Ultraweak luminescence,UWL）激发的关系,揭示UWL与植物生长生理的关系及植物中UWL产生的来源,本试验以欧李（Cerasus humilis）为材料,采用室内盆栽试验,设置不同浓度盐胁迫处理,研究盐胁迫下欧李叶片的叶绿体结构和功能（叶绿素代谢、光系统Ⅱ活性、光合性能和能量水平）及UWL的变化规律和相关性。结果表明：（1）盐胁迫降低了欧李叶片的UWL强度,且盐浓度越高,UWL强度下降程度越大;（2）盐胁迫破坏了欧李叶片叶绿体结构,并降低了其功能,具体表现为叶绿素合成主要前体物质（ALA、Mg-ProtoⅨ）含量显著降低,叶绿素降解酶叶绿素酶（Chlase）活性显著升高,导致叶绿素（Chla、Chlb、Car和Chla+b）含量显著降低;同时欧李叶片FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0和ΨE0快速下降,光系统Ⅱ活性受到严重抑制;进一步Pn、Tr、Gs下降,Ci同时升高,光合性能显著减弱;ATP含量和EC的显著降低,导致能量水平整体下降;（3）欧李叶片UWL强度与其叶绿素代谢物质及叶绿素含量（ALA、Mg-ProtoⅨ、Chla、Chlb、Car和Chla+b）、光系统Ⅱ活性（FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0、ΨE0）、光合性能（Pn、Tr、Gs）及能量水平（ATP、EC）等参数均呈显著或极显著性正相关关系。（4）盐浓度越高,胁迫时间越长,欧李叶片UWL强度与叶绿体功能各指标变化程度越大,且高浓度处理下的相关性整体高于低浓度处理。可见,在盐胁迫条件下,欧李叶片叶绿体结构被破坏,同时其功能受到损伤活力下降,从而导致UWL强度降低;UWL强度与叶绿体及其功能关系密切,叶绿体可能是UWL的细胞器之一;UWL强度可以用来反映欧李叶片受盐胁迫伤害的程度。     

2.5次微分伏安法对生物品中丙二醛的测定

以０．１ｍｏｌ／ＬＮＨ４Ｃｌ溶液为介质,用２．５次微分伏安法测定了丙二醛,线性范围为１．０＊１０＾－６至１．０＊１０＾－３ｍｏｌ／Ｌ,检测限达１．０＊１０＾－７ｍｏｌ／Ｌ。并测定了细胞培养液介质中新生ＳＤ大鼠室肌细胞样品的丙二醛。     

2.5次微分伏安法对生物样品中丙二醛的测定

以0.1mol/L NH₄Cl溶液为介质, 用2.5次微分伏安法测定了丙二醛, 线性范围为1.0×10^-6至1.0×10^-3 mol/L, 检测限达1.0×10^-7 mol/L. 并测定了细胞培养液介质中新生SD大鼠心室肌细胞样品中的丙二醛.     

基于共词分析的国内生物信息学热点领域研究

利用共词分析和可视化方法对生物信息学的关键词进行聚类分析,探讨该研究领域的学科分类和热点内容.以中国知网、中华医学会数据库中期刊论文为统计来源,对1998～2013年间的5 707篇生物信息学相关文献进行计量分析,提取出40个高频关键词.利用ROST软件得到关键词共词矩阵,在此基础上利用SPSS进行因子分析、聚类分析和多维尺度分析.结合因子分析和聚类分析将生物信息学领域主要研究内容分为7类,结合多维尺度分析对研究热点及变化趋势进行了初步探讨.研究结果较为客观地反映了当前生物信息学领域的学科分类和研究热点,为科研人员进行生物信息学研究提供一些思路.     

施氮对不同品种冬小麦植株硝态氮和硝酸还原酶活性的影响

以黄土高原南部半湿润区土垫旱耕人为土为供试土壤进行盆栽试验,以NR 9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229号和西农2208冬小麦品种为供试材料,研究施氮对不同品种冬小麦植株硝态氮含量和硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明,施氮能明显增加叶片NRA.不施氮时除小偃6号和偃师9号外,其余品种NRA在全生育时期的动态变化均呈双峰曲线,2个高峰期分别在返青期和开花期,且开花期高峰值(36.17 NO2-μg.-g 1FW.h-1)明显比返青期峰值(15.407 NO2-μg.-g 1FW.h-1)大;施氮时不同品种叶片NRA在全生育期呈单峰曲线变化,最高峰在开花期,平均峰值为80.93 NO2-μg.-g 1FW.h-1),比同期不施氮处理增加1倍以上.施氮后地上部硝态氮含量在各时期均显著提高,在小麦生育前期(出苗到拔节)表现最为显著.氮肥对不同品种硝态氮含量的影响程度基本上与对NRA的影响程度相反,即施氮后硝态氮增加幅度小的品种,NRA却增加幅度大.     

不同生长阶段欧李叶片酚类物质含量及其抗氧化性

以4年生‘蒙原’欧李为试验材料,对不同生长阶段欧李叶片中多酚类物质(总酚、总黄酮、原花青素、花青素、黄酮醇)含量及其抗氧化活性(总抗氧化活性、铁离子还原力、DPPH·清除率、·OH清除率)进行了比较分析,为欧李叶片的进一步研究和开发利用提供理论依据。结果表明：(1)欧李叶片各酚类物质含量随着生长期均表现为先增加后降低的变化规律,并均于果实着色膨大期达到最大。(2)各酚类物质的抗氧化活性均表现出与各酚类物质类似的变化规律,除个别有差异外,基本也均于果实着色膨大期达到最高。(3)在果实着色膨大期,欧李叶片各酚类物质含量及其抗氧化活性均表现为总酚最高,总黄酮和原花青素次之,黄酮醇和花青素最低。研究发现,欧李叶片各酚类物质含量与其抗氧化活性存在着明显的协同变化关系,抗氧化活性随着各酚类物质含量的增加或降低而升高或降低;除原花青素和花青素外,着色膨大期是欧李叶片酚类物质含量积累高峰期,同时也是总抗氧化力最高的时期。     

半干旱地区半流动沙丘水分深层渗漏量及其对降雨格局的响应

降雨是荒漠化地区土壤水分的主要补给源,对土壤水分的变化有着深远影响,在沙区深层土壤水分补给中具有重要作用。本研究基于参数优化后的Hydrus-1D模型,分析了半干旱的科尔沁沙地半流动沙丘200 cm深层渗漏量的动态变化过程及其对降雨格局的响应关系。结果表明: 2016—2019年4—10月,半流动沙丘的年均渗漏补给量为254.31 mm,占同期降雨量的61.8%。深层渗漏主要发生在6—8月,该期渗漏量占比72.8%;渗漏速率变化在0.03～2.70 mm·h^-1,最大渗漏速率发生在降雨量大、频次高的降雨事件下。降雨入渗补给深层土壤水受到降雨量、降雨强度、降雨历时及前期土壤水分含量的影响,历时长、雨强小的降雨事件更有利于水分深层渗漏,渗漏量与降雨量呈显著正相关关系(R²=0.85),16～18 mm降雨量是产生土体200 cm深度渗漏的阈值。高频次降雨事件通常在17～38 h后达到渗漏速率峰值,整个渗漏过程长达164 h以上。深层渗漏量的准确估算对荒漠化地区水资源评价和生态建设具有理论和现实意义。     

科尔沁沙地流动沙丘不同时空尺度水热变化及CO2交换特征

陆面碳循环在气候变化和生态系统碳收支平衡中起到关键作用。水热变化与CO₂交换分析对于深刻揭示荒漠生态系统的区域碳循环规律及机制具有重要意义。本研究选取科尔沁沙地典型流动沙丘为对象,利用涡度相关技术和波文比气象观测系统所测的数据分析近地层水热变化及CO₂交换特征,探讨了日和季节尺度,以及0～10 m垂直空间尺度下流动沙丘近地层温湿度与CO₂交换过程的相互关系。结果表明: 研究区近地表气温垂直变幅在0.4～2 ℃,4—9月,气温随着高度的升高呈减的趋势,其余月份则相反,空气相对湿度季节变幅超过40%;在2018年生长季,沙丘净生态系统碳交换量(NEE)的日均值为-0.02 mg·m^-2·s^-1,全年水平的NEE日均值为0.003 mg·m^-2·s^-1,全年整体上表现为碳源;垂直空间尺度上,垂直温、湿度差与NEE拟合均较好,水热影响拐点分别为10%和0.5 ℃,而全年尺度上温度拟合结果相对较好,水热影响拐点分别为17 ℃和65%。在生长季,研究区近地层垂直温差为负,会抑制流动沙丘对大气CO₂的吸收,而大气高湿环境则会促进流动沙丘对大气CO₂的吸收。不同时间和不同垂直高度上,水热变化与CO₂交换关系较密切,对沙丘碳汇和碳源的产生具有一定的影响,且碳收支对温度的敏感性强于相对湿度。