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[硕士论文] 杨友福
植物检疫与生物入侵 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)因其适应环境能力强、捕食量大等特点被视为农业生产中具有广阔应用前景的捕食性生防昆虫,其商品化的推动对生态农业的发展起到了重要促进作用。全球气候变暖增加了局部区域温度骤变出现的机率,自然条件下异色瓢虫对低温较为敏感,受短时气温波动影响较大。本文针对异色瓢虫成虫对快速冷驯化(rapid cold hardening,RCH)的生理响应及后代适合度展开研究,筛选出最佳的短时恒温与等梯度降温的驯化剂量,进一步测定短时低温诱导后异色瓢虫雌雄成虫体内生理生化指标的变化,并研究低温处理对子一代昆虫适合度的影响,为异色瓢虫耐寒性和天敌昆虫冷驯化研究提供理论参考。主要实验结果汇总如下:
  1.异色瓢虫成虫快速冷驯化最优剂量选择及持续性测定
  异色瓢虫经不同短时低温诱导后,在识别温度-10℃/2h下的存活率均有所提高,其中恒温最优剂量为0℃/4h,存活率由33.13%(未经驯化在-10℃/2h下的存活率)上升至77.50%;10℃-5℃-3℃-0℃等梯度降温累积处理最优剂量为2h,存活率提高至75.63%。梯度累积降温处理8h与0℃/2h相比存活率没有显著差异,说明异色瓢虫成虫梯度降温不会在恒温的基础上进一步提高其存活率,两者温度叠加的区段没有产生增效作用。异色瓢虫短时低温诱导也存在“去冷驯化效应”,优剂量处理下,0℃/4h组冷效应持续7d左右,梯度降温累积2h组冷效应持续5d左右。
  2.异色瓢虫成虫快速冷驯化的生理响应
  两种驯化方式都能降低异色瓢虫成虫的过冷却点与体内含水量,但只有0℃/4h处理组雄虫达到显著水平,其它没有明显变化;而虫体内脂肪含量存在下降趋势,但不显著,说明短时低温诱导不足以使异色瓢虫成虫消耗大量脂肪来御寒;短时低温诱导能使异色瓢虫体内积累小分子碳水化合物,其中葡萄糖、海藻糖、甘油、甘露醇的含量无论雌雄成虫都显著升高,同样是雄虫提升幅度较大;而果糖含量只有梯度降温累积2h处理组显著升高,说明果糖是异色瓢虫短时梯度降温驯化方式下的抗冻保护物质;山梨醇含量在两种驯化方式下只有略微下降,未表现出明显变化;糖原含量显著下降,说明异色瓢虫短时低温诱导过程中糖原为其主要耗能物质。因此,异色瓢虫成虫经短时低温诱导,形成了糖原-葡萄糖-海藻糖-甘露醇-甘油的抗寒系统。
  两种短时低温诱导方式都对异色瓢虫体内抗氧化酶系与糖代谢酶系活性产生影响,过氧化氢酶(catalase,CAT)与超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著增强,而过氧化物酶(peroxidase,POD)活性与两者变化趋势相反。雄虫SOD在两种驯化方式之间存在显著差异,其余酶活在两种处理差异不显著,说明短时低温诱导抗氧化酶活的变化与驯化方式相关性不是很大。与糖酵解有关的乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性在两种处理下急骤降低,雄虫体内更为明显,说明虫体在减缓自己的代谢能力;与跨膜运输有关的Na+K+-ATP酶(Na+K+-ATPase)活基本稳定在固定域值附近,但有升高趋势。
  综上可以看出快速冷驯化对异色瓢虫雄性成虫影响较雌虫显著;同种驯化方式不同驯化过程对异色瓢虫的影响没有达到显著水平。
  3.快速冷驯化对异色瓢虫后代适合度的影响
  快速冷驯化对异色瓢虫成虫的影响可以延续到子一代,与未经过低温诱导的对照相比,两种驯化方式处理后的异色瓢虫成虫子一代卵的发育历期与三龄幼虫发育历期均有延长,0℃/4h恒温诱导组子代四龄发育历期与蛹期显著缩短;子代化蛹率、羽化率、蛹重、成虫重量与对照并没有显著差异;低温诱导对后代的性比影响较大,羽化后雌虫的比例都较对照组升高。驯化组雌虫可育率降低。而产卵前期与首次产卵量没有明显差异。30d累积产卵量上面在0℃/4h恒温诱导组稍有减少,但差异不显著。
  两种短时低温诱导不会对异色瓢虫子代四龄幼虫及成虫的捕食行为产生不利影响,也不会通过增加日捕食量来弥补短时低温对亲代造成的营养流失。
[硕士论文] 金乌云
生物化学与分子生物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:甜瓜(Cucumis melo L.)属于葫芦科,是全世界广泛栽培的水果作物,具有重要的经济价值。甜瓜丰富的种质资源以及2012年甜瓜全基因组测序的完成,使得甜瓜成为除番茄之外的另一种研究果实发育成熟的模式植物。乙烯对呼吸跃变型果实的成熟起到重要的调控作用,ACC氧化酶(ACO)是乙烯生物合成途径中的最后一个限速酶。本研究对甜瓜ACO基因家族进行了全基因组分析,根据甜瓜转录组测序数据结果选择候选基因,进行克隆并构建基因的超表达和CRISPR/Cas9编辑载体,通过子房注射法转化甜瓜。主要研究结果如下:
  1)本研究从甜瓜全基因组鉴定得到了9个ACO基因,分别命名为CmACO1-CmACO9,其中CmACO2基因存在可变剪接现象,可编码3种mRNA。甜瓜ACO基因家族分为2个亚家族,9个ACO蛋白序列同源性为19.95%-75.54%,同组蛋白氨基酸序列同源性均在40%以上,组间蛋白的同源性仅为20%左右。甜瓜ACO基因家族与其他物种ACO基因的系统发育分析结果显示,CmACO1与CsACO3、CmACO3与CsACO2、CmACO6与CsACO1同源性最高。
  2)根据两个不同时期甜瓜中果肉样品转录组测序数据,选取2个上调的差异表达基因进行qPCR检测,qPCR检测结果与转录组测序结果基本一致,均在成熟期表达量上升,选定CmACO7、CmACO8作为候选基因。
  3)从甜瓜中克隆得到了CmACO7、CmACO8基因cDNA,长度分别为1191bp、1131bp,分别编码396、376个氨基酸,对两个蛋白进行生物信息学分析,结果表明两个蛋白的结构域包括DIOX_N和20G-Fe_ⅡOxy,均为亲水蛋白;无信号肽,均为非分泌蛋白;无跨膜结构,均不属于跨膜蛋白。
  4)成功构建了CmACO7、CmACO8基因的超表达载体pPZP221-CmACO7、pPZP221-CmACO8和编辑载体pCRI-CmACO7、pCRI-CmACO8并通过子房注射法转化甜瓜,对T1代植株胚根进行PCR检测,阳性率分别为21.5%、20.8%、10.5%、12.3%。
[硕士论文] 刘旭光
生物工程 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:本文以单接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,F.m)、扭形多样孢囊霉(Diversispora tortuosa,D.t)、混合接种摩西斗管囊霉与扭形多样孢囊霉(FD.mt)三种接种方式为蒙古黄芪(Astragalus mongholicus)接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF),并结合不同盐碱胁迫条件来研究AMF对蒙古黄芪幼苗生理生长及有效药用成分含量的影响。为充分利用AMF资源提升蒙古黄芪的品质、改良盐碱地等提供理论依据。研究结果如下:
  1.盐碱胁迫条件下,蒙古黄芪种子的发芽势和发芽率均随着盐碱浓度的增加而降低。25mmol/L盐碱浓度处理下蒙古黄芪种子的发芽势和发芽率最高,125mmol/L盐碱浓度处理下蒙古黄芪种子不发芽。较低的盐碱浓度处理促进了蒙古黄芪种子的萌发。
  2.盐碱胁迫条件下,随着盐碱浓度的增加,蒙古黄芪幼苗叶片的盐害指数增加,蒙古黄芪幼苗株高、根长、叶片数、叶面积、生物量、叶片相对含水率、叶绿素含量均下降。各盐碱浓度处理下,接种AMF组蒙古黄芪幼苗叶片盐害指数均低于CK组,接种AMF组蒙古黄芪幼苗的株高、根长、叶片数、生物量、叶片相对含水率、叶绿素含量均高于CK组。接种AMF明显的缓解了盐碱胁迫对蒙古黄芪生长的抑制。
  3.盐碱胁迫条件下,随着盐碱浓度的增加,蒙古黄芪幼苗脯氨酸含量上升,可溶性蛋白质、可溶性糖含量先上升后下降。各盐碱浓度处理下,接种AMF组蒙古黄芪幼苗脯氨酸含量均显著(P<0.05)低于CK组,接种AMF组蒙古黄芪幼苗可溶性蛋白质含量均高于CK组,接种AMF组蒙古黄芪幼苗可溶性糖含量均显著(P<0.05)高于CK组。接种AMF缓解了盐碱胁迫对蒙古黄芪幼苗渗透调节平衡的破坏。
  4.盐碱胁迫条件下,随着盐碱浓度的增加,蒙古黄芪幼苗MDA含量上升,SOD活性先上升后下降,POD活性和CAT活性均下降。除了0mmol/L和25mmol/L,其他盐碱浓度处理下,接种AMF组蒙古黄芪幼苗MDA含量均显著(P<0.05)低于CK组。各盐碱浓度处理下,接种AMF组蒙古黄芪幼苗SOD、POD、CAT活性均明显高于CK组。接种AMF缓解了盐碱胁迫对蒙古黄芪幼苗叶片细胞膜的损伤。
  5.盐碱胁迫条件下,随着盐碱浓度的增加,蒙古黄芪幼苗总黄酮含量降低,多糖含量先上升后下降。各盐碱浓度处理下,接种AMF组蒙古黄芪幼苗总黄酮含量和多糖含量均明显高于CK组。接种AMF缓解了盐碱胁迫对蒙古黄芪幼苗有效药用成分积累的抑制。
  6.不同盐碱浓度下三个接种AMF组别的侵染率大小顺序为FD.mt>F.m>D.t。
  7.总体分析,混合接种FD.mt对于促进蒙古黄芪幼苗生长和有效药用成分积累的效果好于单接种F.m、D.t。
[硕士论文] 李玉东
生物工程 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:为了研究玉米苗期在全膜覆盖条件下,基因的差异表达。本实验利用cDNA-AFLP技术对全膜覆盖条件下种植的玉米与不覆膜条件下种植的玉米,进行差异表达基因片段的筛选、分离、测序和功能性分析,结果如下:
  1.建立适合玉米苗期根系和叶片总RNA提取的方法,并将总RNA经过反转录形成双链cDNA。使用PstⅠ和MseⅠ两种内切酶对双链cDNA进行酶切,设计与两种内切酶相对应的接头以及9对选择性扩增引物,进行特异片段扩增及测序。
  2.运用cDNA-AFLP技术,共扩增出条带1481条,336条差异表达片段,约占总条带数的22.7%。随后将其中的60条进行测序得到58条测序结果。
  3.利用NCBI系统对58条测序结果进行同源性分析和功能预测。结果如下:与植物同源性较高的有13条并且大多具有蛋白功能;与动物同源性较高的有6条;与微生物同源性较高的有20条;另有,19条差异表达片段未能找到同源性序列。
  4.获得的与植物同源性较高的13条基因片段中,有3条与小麦、高粱、柑桔植物体中相关功能基因高度相似,其余10条均与玉米体内某些克隆基因高度相似。以上这些差异条带的获得为更深层次研究玉米基因在覆膜条件下的差异表达打下了良好的基础。
  5.测序结果中获得了20条与微生物同源性高度相似的基因片段,这些基因片段的获得以及在玉米生长过程中的作用还需进一步研究确定。
[硕士论文] 孙岩
生态学 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:如何减少堆肥过程中养分损失一直是国内外学者关注的热点。生物炭具有良好的孔隙结构、较大的比表面积以及高度芳香化,因此在堆肥过程中加入生物炭对于堆肥过程中减少养分损失有着积极作用。试验采用高温好氧发酵,以鸡粪为主要原料,将生物炭作为添加剂研究堆肥过程中的养分损失以及微生物多样性的变化。
  本研究主要内容包括:⑴添加生物炭、木醋液、菌剂对堆体温度有显著影响,与对照处理相比生物炭、木醋液和菌剂能够使堆体温度快速上升,提前进入高温期,整体加快堆肥进程。添加生物炭能够明显提高堆体含水量,减少堆肥过程中水分蒸发。生物炭含量越高,堆体含水量下降幅度越小,保水效果越明显。⑵添加木醋液能够在一定程度上降低堆肥过程中pH值,但堆肥初期添加生物炭处理,pH值上升较快且pH值较高,不同生物炭添加量对堆体pH值影响不同。添加生物炭、菌剂均能不同程度提高堆体EC值,其中添加菌剂2、生物炭处理较对照处理提升效果明显,不同生物炭添加量对堆体EC值提升无明显差异。⑶添加木醋液处理对堆体有机质含量变化无明显影响,而添加生物炭、菌剂处理堆体有机质含量下降较对照处理快,堆肥结束时有机质消耗量较对照处理大。各处理堆体全磷、全钾、速效磷、速效钾含量逐步升高,其中添加生物炭处理较对照处理上升速度快,上升幅度大。⑷至堆肥结束时添加生物炭、木醋液、菌剂处理堆体全氮含量有大幅度上升且明显高于对照处理。不同生物炭添加量上升幅度不同,B15处理>B10处理>B5处理。高温期添加生物炭处理、木醋液、菌剂处理氨态氮含量高于对照处理,生物炭添加量越大铵态氮含量越高,上升幅度越大。各处理硝态氮含量变化趋势基本一致,高生物炭添加量对堆体硝态氮含量增加作用明显,低生物炭添加量较对照处理效果不明显。⑸生物炭含量较高时,堆体微生物碳、氮含量较其他处理有明显提升。并且堆肥结束时,添加生物炭处理堆体微生物量碳、氮含量明显高于对照处理。添加菌剂能在堆肥开始后使堆体微生物量碳、氮含量迅速升高,但堆肥结束时仅略高于对照处理。⑹添加生物炭能够明显降低堆肥过程中氨挥发,高温期时添加生物炭处理较其他处理氨挥发量下降了11.43%~37.97%。整个堆肥过程中仅添加生物炭处理氨挥发量均低于未添加生物炭处理。⑺实验表明添加生物炭、木醋液和菌剂能明显改良堆肥过程中堆体环境指标,提高堆肥进程减少环境污染;同时添加生物炭和木醋液还能有有效的降低堆肥中养分损失,对于堆肥过程中的保氮作用明显;并且添加生物炭和菌剂可以显著提高堆体微生物多样性,增加微生物活性。
[硕士论文] 臧翔云
生态学;微生物生态学 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:堆肥环境能富集一个高效而庞大的降解木质纤维素的微生物群落,对其中参与纤维素降解的功能性微生物的系统性研究一直是环境微生物学的研究热点之一,对揭示全球碳循环及生物质能利用研究具有重要的意义。在堆肥中木质纤维素的降解速率在很大程度上影响着堆肥的腐熟进程。在纤维素的酶解过程中,β-葡萄糖苷水解酶(β-glucosidase)容易受到终产物即葡萄糖的反馈抑制,是酶解途径中影响纤维素降解的限速酶。为了揭示堆肥过程中产β-glucosidase的微生物群落功能和纤维素降解之间的关系,本实验构建了自然堆肥和接种菌剂堆肥,比较不同堆肥中底物纤维素的降解状况,纤维素酶活变化和与其相对应的产β-glucosidase微生物群落生态功能的改变,从而深入地探究复杂堆肥过程中功能性微生物群落结构及功能与纤维素降解之间的关系。设置了自然堆肥和接种菌剂DN-1堆肥两组,分别对堆体的温度及环境温度进行测定;对堆肥物料中纤维素、木质素和半纤维素的相对含量进行测定;利用高效液相色谱法(Highpressure liquid chromatography,HPLC)测定代谢产物葡萄糖和纤维二糖的含量;测定羧甲基纤维素酶(CMC酶)活性和β-glucosidase活性;采用PCR-DGGE方法分析堆肥中产β-glucosidase基因GH1、GH3家族中微生物群落组成;利用实时荧光定量PCR(Real-timeFluorescent Quantitative PCR,q-PCR)和q-RT-PCR技术,使用设计的通用引物和单一基因的特异性引物,分别在群体及个体水平上检测产β-glucosidase基因GH1、GH3家族中微生物种属功能基因拷贝数的变化以及功能基因的转录表达效率。通过分析自然堆肥与接种菌剂堆肥进程中生产β-glucosidase的功能性微生物群落的演替、优势微生物种属功能基因转录活性的变化规律与β-glucosidase活性变化规律的相关性的差异,进一步揭示含β-glucosidase基因功能性微生物的群落结构和功能与纤维素类物质降解的潜在关系,为揭示堆肥过程中木质纤维素的降解机制提供理论依据。
  本研究主要内容包括:⑴在堆肥过程中,自然堆肥在第5d进入高温期(>45℃),高温期持续13d,堆肥温度在46d后降低至环境温度;接种菌剂堆肥在第3d进入高温期,高温期持续19d,堆肥温度在34d后降低至环境温度。纤维素和半纤维素的降解主要发生堆肥的高温期,在接种菌剂堆肥中尤其明显。在堆肥的高温期,接种菌剂堆肥中的纤维素降解速率,β-glucosidase和CMC酶活性均较自然堆肥中高。自然堆肥进入腐熟期后,仍有20%的可降解纤维素剩余,葡萄糖明显积累(约78.70mmol/kg),而CMCase和β-glucosidase的活性呈下降趋势。自然堆肥中高浓度的葡萄糖与β-glucosidase活性的降低有关,这可能是葡萄糖附属性的反馈抑制的结果,当葡萄糖累积到一定浓度时可以抑制β-glucosidase的活性,从而限制纤维素降解速率。随着自然堆肥中葡萄糖浓度的增加,GH1细菌家族编码葡萄糖耐受β-glucosidase的基因比例在第22~46 d从56%增加到77.78%。在本实验条件下,GH3真菌家族基因可能比GH1家族基因发生更多的突变以适应高葡萄糖环境。这一现象表明,由于微生物对环境条件的良好的适应性,在足够高的葡萄糖浓度下,功能性微生物群落结构和组成发生改变,使功能性微生物群落能够适应环境而做出相应的变化以维持环境体系中酶的活性。⑵β-glucosidase GH1家族基因在自然堆肥高温期表现较低的基因丰度和高水平的转录效率,但在自然堆肥后期表现较高的基因丰度和较低的转录效率。β-glucosidase GH1家族基因丰度和转录效率在接种菌剂堆肥中与自然堆肥中的结果正相反。β-glucosidase GH3真菌家族基因丰度和转录效率在两组堆肥的高温期均表现为低水平。分析结果发现在接种菌剂堆肥高温后期,GH1家族bglucosidase基因比GH3真菌家族β-glucosidase基因在β-glucosidase活性和降解纤维素中发挥更重要作用。高β-glucosidase基因丰度低转录效率的功能微生物在纤维素降解中具有比高转录效率低基因丰度的微生物更大的生物学效应。而且纤维二糖作为β-glucosidase的底物能够在某一浓度条件下诱导β-glucosidase编码基因的转录。⑶通过对上述结果的系统分析表明,接种菌剂引起两组堆肥中微生物群落的代谢差异,以及堆肥过程中纤维素的降解效率和功能微生物活性的差异。产β-glucosidase功能性微生物的群落结构和功能与堆肥过程中堆体的温度,纤维素含量以及葡萄糖和纤维二糖浓度等因素密切相关。
[硕士论文] 孙雪微
生态学;微生物生态学 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:堆肥化是处理农业废弃物最经济有效的方法之一。堆肥过程中氮素转化是在微生物驱动下完成的生化过程,该过程影响着堆肥的进程和堆肥产品质量,因此,研究堆肥过程中氮素转化及相关微生物群落动态至关重要。氨氧化反应是氮素循环的关键环节,但是目前对牛粪堆肥中氨氧化细菌(AOB)群落动态及其与环境因子相关性的研究不足,对于牛粪堆肥中厌氧氨氧化细菌(ANAMMOX)群落动态及其与环境因子相关性的研究更是鲜见报道。本研究采用牛粪和水稻秸秆作为原材料,使用自制发酵罐模拟自然堆肥系统,来研究堆肥过程中的氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌群落动态变化及其与环境因子的相关性。通过聚合酶链式反应-梯度变性凝胶电泳(PCR-DGGE)、构建克隆文库和荧光定量PCR等分子生物学技术来检测堆肥中氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌群落结构的动态变化,采用冗余分析来分析堆肥微生物的群落结构与环境因子的相关性。本研究为进一步分析堆肥过程中氮素损失机制及指导堆肥生产提供理论依据。
  本研究主要内容包括:⑴堆肥化共进行36d,第4d进入堆肥高温期,在第7d达到最高温65℃,高温期持续8 d(4 d~11 d)。在整个堆肥过程中,pH值始终维持在弱碱性状态下;含水率一直呈下降趋势,在堆肥第36 d降到48.8%; NH4+-N和NO3--N的含量变化呈相反的趋势,NH4+-N呈现先升后降的趋势,并在堆肥高温期达到最大值(1308.4 mg/kg),随后开始逐渐下降;NO3--N在堆肥初期缓慢上升,在高温期后快速上升,腐熟期达到最大值(475.2 mg/kg)。随着堆肥的进行,种子发芽率指数也在逐渐上升,直到堆肥结束,发芽率已经达85%以上,由此可以证实堆肥已基本腐熟。⑵采用PCR-DGGE和构建克隆文库等分子生物学技术分别来检测堆肥中AOB和厌氧氨氧化菌,在堆肥化过程中,主要检测到了2类AOB:亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira),而亚硝化螺菌属为AOB的优势菌属;主要检测到了3类厌氧氨氧化细菌:Candidatus Brocadia、 Candidatus Scalindua和Candidatus Kuenenia属,其中,Candidatus Scalindua菌属是厌氧氨氧化细菌的优势菌属。⑶堆肥化过程中,AOB群落多样性指数变化范围在1.9192~2.6718之间,多样性指数随着温度的变化而变化,在堆肥的第7d达到最大值;厌氧氨氧化细菌群落多样性指数变化范围在0.677~2.019之间,在堆肥化初期(0~3d),厌氧氨氧化细菌群落多样性指数在减小,随后其多样性指数开始增大,在第7d达到了最大值。⑷冗余分析结果显示,在堆肥化的环境因子影响着AOB和厌氧氨氧化细菌群落结构的变化。环境因子与AOB群落结构的相关性大小为T>NH4+-N>含水率>pH> NO3--N,其中,温度和铵态氮(p<0.05)显著影响着对氨氧化细菌群落结构的变化;环境因子与厌氧氨氧化细菌群落结构的相关性大小为T>NH4+-N>含水率>NO3--N>pH,其中,温度和铵态氮(p<0.05)显著影响着对厌氧氨氧化细菌群落结构的变化。⑸AOB和厌氧氨氧化菌16SrRNA基因的荧光定量PCR结果显示,在牛粪堆肥过程中,各个堆肥样品的AOB16SrRNA基因拷贝数变化范围在2.96×106~1.10×107 copies·g-1之间,在堆肥第14天AOB数量最多;厌氧氨氧化细菌16SrRNA基因拷贝数变化范围在2.10×106~7.15×108copies·g-1之间,在堆肥第19天数量最多。
[硕士论文] 秦建洋
农业昆虫与害虫防治 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:东方粘虫Mythimna separata(Walker)、劳氏粘虫Mythimna loreyi(Duponchel)和淡脉粘虫Mythimna roseilinea(Walker)都是世界性害虫。在我国常年混合发生为害对农业生产造成巨大的经济损失。其幼虫形态和蛹的形态极为相似难以辨认,给测报工作带来很大的困难。因此,明确三种粘虫的生物学特性对加强其种群的测报十分必要。此外,由于全球气候变化和我国种植结构的改变,明确温度和寄主植物对三种粘虫种群动态的影响及其差异,可为不同粘虫的控害提供依据。
  采用两性生命表技术对不同温度下三种粘虫的生长发育和种群预测进行分析,明确了三种粘虫之间发育历期和生命表参数的差异:淡脉粘虫未成熟期发育历期最长、生命表参数最低;发育期与温度负相关,随温度的升高各虫态的发育期显著缩短,随温度的升高内禀增长率r和周限增长率λ显著增加,平均世代周T显著降低;净增值率R0受高温和低温影响显著,东方粘虫和劳氏粘虫在24℃R0最大,淡脉粘虫R0在21和24℃最大但都小于其它两种粘虫。东方粘虫世代有效积温最大淡脉粘虫最低。不同温度下粘虫种群动态预测的结果表明,种群增长数量均在24℃时最大。
  应运飞行磨技术测试了三种粘虫的飞行能力及其差异:东方粘虫有最强的飞行能力而淡脉粘虫飞行最弱;东方粘虫在4日龄飞行能力最强,劳氏粘虫和淡脉粘虫都在3日龄飞行能力最强;18-30℃范围内,东方粘虫的飞行能力随温度升高而增强,劳氏粘虫在24℃飞行能力最强其它温度无差异,淡脉粘虫的飞行能力先随温度的升高而升高至27℃到达然后降低。自主飞行结果明确了三种粘虫的飞行节律并验证了吊飞试验的结果,1日龄和6日龄粘虫飞行活动较弱,劳氏粘虫和淡脉粘虫在24:00am后飞行活动逐渐增强,东方粘虫在整个暗期都有明显的飞行活动,飞行活动最活跃的时间为3:00-5:00am。
  测试分析了三种粘虫的抗寒能力:三种粘虫都是在蛹期时过冷却点显著最低,表现为最适宜的越冬虫态;东方粘虫高龄幼虫期的过冷却点和蛹期无差异也可以作为越冬虫态;东方粘虫过冷却点和淡脉粘虫无差异但都显著低于劳氏粘虫,而劳氏粘虫在低温下的存活率显著较高;饲养温度对粘虫抗寒性影响显著,低温和高温饲养都能促使劳氏粘虫和淡脉粘虫的过冷却点降低,只有低温能使东方粘虫的过冷却点降低;粘虫的蛹重和性别对其抗寒性均无影响。
  明确了寄主植物对东方粘虫生长发育、飞行与抗寒能力的亲本效应:寄主植物对东方粘虫的生长发育、飞行能力和抗寒能力存在明显的亲本效应。亲本以小麦为寄主的幼虫期显著较长,以玉米为寄主的蛹期显著较长;两亲本的子代取食玉米时小麦亲本的子代幼虫期较长。亲本以玉米为寄主的蛹期显著较长,两亲本的子代取食小麦时玉米亲本的子代幼虫期较长。寄主植物对蛹重的影响同幼虫期。亲本以玉米为寄主蛹的过冷却点和结冰点显著较低雌雄蛹表现相同,两亲本的子代都取食玉米时玉米亲本的子代雌蛹过冷却点显著较低,而小麦亲本的子代雄蛹过冷却点较低。子代结冰点的变化同过冷却点。以玉米和小麦为寄主的亲代和子代在生殖和寿命方面均无显著差异。以玉米为寄主的亲代飞行时间和飞行距离均强于以小麦为寄主,两亲本的子代都取食小麦时玉米亲本的子代飞行时间显著较长。
[硕士论文] 肖敦皇
农业昆虫与害虫防治 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:为了研究极低频电磁场对油菜及油菜田节肢动物种群的生物学效应,分别设计了田间试验和室内试验。在田间试验中,将油菜持续暴露在四种不同强度(0kV/m,2kV/m,10kV/m和15kV/m)的极低频电磁场下,在油菜三叶期之后每隔10天观测油菜的农艺性状和主要节肢动物种群数量。观测参数包括:株高、茎粗、叶片数、叶绿素、蚜虫、潜叶蝇和蜘蛛。在油菜成熟时进行测产,计算单株干物质、千粒重和产量。在室内试验中,分别在油菜苗期、花期和结实期三个时期进行田间取样,取油菜叶片检测其生理指标。试验参数包括:总蛋白、氨基酸、可溶性糖和四种酶(SOD、POD、CAT和GST)的活力。整个实验历时两年,研究结果如下:
  1.不同强度电磁场对油菜农艺性状的影响
  10kV/m处理组连续两年均能使油菜株高和茎粗增加;四种不同强度的极低频电磁场对油菜的叶绿素和产量连续两年无显著影响;15kV/m处理组在第二年使油菜功能叶数量下降。
  2.不同强度电磁场对油菜不同时期营养物质的影响
  从整体上看极低频电磁场的持续暴露对油菜可溶性糖的含量没有影响;2kV/m、10kV/m处理组连续两年使油菜总蛋白含量下降;10kV/m处理组在第一年使油菜氨基酸含量增加;15kV/m处理组在第二年使油菜氨基酸含量增加。
  3.不同强度电磁场对油菜不同时期四组保护性酶活力的影响
  从整体上看,极低频电磁场对油菜四种酶的活力存在上升作用。在2015年,2kV/m暴露组在油菜苗期、花期和结荚期SOD活力均明显提高。在2015年,10kV/m和15kV/m暴露组在油菜苗期使CAT活力提高。2kV/m暴露组在油菜花期和结荚期使POD活力显著升高。在2015年,10kV/m和15kV/m暴露组在油结荚期GST活力提高,然而15kV/m暴露组在油菜花期使GST活力下降。
  4.不同强度电磁场对油菜田节肢动物种群的影响
  在一年的研究中发现,2kV/m处理组较对照蚜虫种群数量少;10kV/m、15 kV/m处理组较对照组潜叶蝇种群数量多;极低频电磁场对油菜田蜘蛛种群数量无影响。
  这些结果表明极低频电磁场在油菜上的作用可以从发芽到收获整个阶段影响油菜的农艺性状。在一定强度磁场的处理下,可以增加油菜的株高、茎粗,氨基酸含量和酶的活力;同时发现电磁场对其田间蚜虫、潜叶蝇种群存在影响。通过这一结果可为建设全新农业种植方式和害虫综合治理探索新思路,可以更加确切的理解磁场对植物组织影响的机制,为输变电工程在电力输送的选择上提供有力的参考依据。
[硕士论文] 邹舒
艺术学理论 中国美术学院 2017(学位年度)
摘要:近年来,在北京、上海、广州等一二线城市的周边出现了许多有别于“发展”的模式下的、以“小而美”的姿态出现的中小型农场。他们作为返乡亲年,以推动生态农业发展作为立足点,互相连接,接续传统的种植方法,关注环境问题、食品安全问题和食物消费方式的问题,并以地方发展的概念试图改善都市与乡村发展失衡的问题。他们要推翻以往乡村带给我们的刻板印象,重构农业的文化象征。他们既是生产者,又是观光目的地,他们更试图成为社会行动者。他们通过非主流的表述系统的建构,赋予了自身新的文化价值。作为一位社区艺术实践者,本文以上海崇明岛“小而美”农场的创办者新农人老贾为线索,通过解析他生活工作过的喜愿农场、朴和素农场、设计丰收这三个以可持续生产生活方式、食物主权、城乡互助为链接的实践项目的表述系统,考察他们的文化展示和话语设定,他们如何展示、传递他们的生态伦理、价值观以及背后隐藏的社会意识,并试图进一步批判性地解析这种文化展示是如何转化成为一种品牌运营的方式和其中的限制性。
[硕士论文] 武星彤
农业昆虫与害虫防治 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:巴氏新小绥螨Neoseiulus barkeri(Hughes)隶属于植绥螨科Phytoseiidae新小绥螨属Neoseiulus。巴氏新小绥螨是诸多吸汁性农业害虫的重要捕食性天敌,在农林作物生物防治应用方面,具有较广的应用前景和极其重要的应用价值。前期研究证实在基础饲料中添加氨基酸对腐食酪螨(替代猎物)和巴氏新小绥螨发育进度、繁殖力、抗逆性、捕食功能等均有影响。鉴于此,本论文研究了亮氨酸、组氨酸2种氨基酸添加对巴氏新小绥螨的抗逆性及捕食功能的影响,进一步构建了巴氏新小绥螨的转录组测序文库,并进行了转录组测序,对未添加与添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨间显差异表达基因进行了分析,最后对巴氏新小绥螨体内3个热激蛋白基因(Heat shock proteins,Hsps)进行序列分析,并对其诱导表达模式进行了研究。本研究结果对巴氏新小绥螨规模化、高效人工繁殖及提高其田间适应性及防治效果有一定的指导意义,也可为了解Hsps在巴氏新小绥螨抗高温逆境胁迫中的分子机制,为天敌的分子改造提供理论基础。主要研究结论如下:
  1.氨基酸营养添加能延长巴氏新小绥螨的耐饥时间、提高巴氏新小绥螨的耐高温能力以及捕食能力。在25℃饲养环境中,巴氏新小绥螨雌成螨喂养腐食酪螨的条件下,其群体存活率为50%时,添加亮氨酸的饲养组耐饥时间最长,添加组氨酸的饲养组次之,未添加氨基酸的对照组耐饥时间最短,说明添加氨基酸能延长巴氏新小绥螨的耐饥时间;在40℃高温下处理10h,经亮氨酸和组氨酸饲养的巴氏新小绥螨的存活率相比未添加氨基酸对照组分别提高了56.00%和26.00%,说明添加氨基酸能够提高巴氏新小绥螨的耐高温能力;添加氨基酸饲养后的巴氏新小绥螨的捕食能力和最大日捕食量都有一定的变化,其中相比于未经氨基酸添加饲养的对照组,亮氨酸、组氨酸添加饲养后的巴氏新小绥螨的捕食能力有所提高,亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨捕食能力相对提高了17.08%,组氨酸饲养的巴氏新小绥螨的捕食能力相对提高了31.82%。添加氨基酸饲养的巴氏新小绥螨对腐食酪螨的捕食功能反应曲线均为典型的无脊椎动物凸型曲线,即HollingⅡ型。
  2.利用高通量测序技术对未添加氨基酸饲养的巴氏新小绥螨与添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨分别进行转录组测序,使用Trinity软件,将测序结果reads进行无参测序数据拼接,拼接获得巴氏新小绥螨的转录组Unigene,并对Unigene进行功能注释和GO、KEGG等蛋白质功能分类和代谢途径分析。结果表明:未添加氨基酸饲养的巴氏新小绥螨转录组共获得52817486对raw data reads共7.92G的测序总量。Trinity拼接结果获得23893个基因,86422个转录本,将拼接获得23893个gene使用BLAST方法进行基因功能注释后,其中有7260个注释到Swiss-Prot库,13386个注释到NR库,7567个注释到Pfam库,6078个注释到KEGG库,7420注释到KOG库,6604注释到GO库。添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨转录组共获得64516490对raw datareads共9.68G的测序总量。Trinity拼接结果获得34480个基因,57021个转录本,将拼接获得34480个gene使用BLAST方法进行基因功能注释后,其中有10509个注释到Swiss-Prot库,18556个注释到NR库,11230个注释到Pfam库,8499个注释到KEGG库,10735注释到KOG库,9664注释到GO库。
  未添加氨基酸饲养与添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨相比,显著性差异表达的基因共有1291个,其中上调显著性差异表达的基因有376个,例如囊泡相关膜蛋白(vesicle-associated membrane protein1)、泛素结合酶(ubiquitin-conjugating enzyme E2L3)、天冬氨酰-tRNA合成酶(asparaginyl-tRNA synthetase)等。大多数的差异表达的基因都是下调表达(915个),例如热休克蛋白(heat shock protein)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase)以及小亚基核糖体蛋白(small subunit ribosomal protein S19e)等。本研究对巴氏新小绥螨进行转录组研究,获得大量的基因数据,为从基因分子水平更深层次研究环境条件对巴氏新小绥螨影响提供支持。
  3.在巴氏新小绥螨转录组数据库中鉴定出Hsps基因,共获得21个unigene,热激蛋白基因家族包括Hsp90、Hsp70、Hsp60、Hsp40及小Hsp家族。Hsp90家族有10条、Hsp70家族有7条、Hsp60家族有2条、Hsp40家族及小Hsp家族各有1条。NbHsp90的开放阅读框为2142bp,编码713个氨基酸,预测相对分子量为81.9kDa,等电点为5.08;NbHsp60的开放阅读框为1755bp,编码583个氨基酸,预测相对分子量为62.2kDa,等电点为5.55;NbHsp40的开放阅读框为1206bp,编码401个氨基酸,预测相对分子量为44.7kDa,等电点为6.21。与其它物种中已知的Hsps氨基酸序列进行相似性分析显示巴氏新小绥螨热激蛋白基因与西方盲走螨(Metaseiulus occidentalis)和其它昆虫相应的氨基酸序列具有高度相似性。
  4.利用荧光定量PCR技术,分别分析了不同温度15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃及43℃处理下,未添加氨基酸饲养的巴氏新小绥螨与添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨雌成螨体内NbHsp90、NbHsp60、NbHsp40三个基因的表达情况。结果表明,25℃恒温条件下,未添加氨基酸饲养的巴氏新小绥螨NbHsp90、NbHsp60、NbHsp40的表达量较低,高温(30℃、35℃、40℃、43℃)及低温(15℃、20℃)均可诱导NbHsp90、NbHsp60、NbHsp40表达量上升。添加亮氨酸饲养的巴氏新小绥螨3个NbHsps基因均能被高温、低温胁迫所诱导;在30℃时,NbLeuHsp40、NbLeuHsp60、NbLeuHsp90表达量较高。
[硕士论文] 刘琬瑜
农业资源利用 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:当今时代,经济飞速发展,伴随而来的代价是环境污染严重和不可再生能源的过度消耗。人们逐渐清醒的认识到以牺牲现有资源为求发展得不偿失,也渐渐意识到可再生能源的高度利用价值和重要意义。厌氧发酵技术的诞生很大程度缓解了这一问题,通过对农作物秸秆与牲畜粪便进行混合厌氧发酵产沼气,具有较高的经济价值和环境效益。牛粪是沼气发酵中常用的原料,其碳氮比适合厌氧发酵且微生物种群丰富,但缺点是粗纤维含量多,不易降解,速效养分也不高。故将牛粪与玉米秸秆进行混合厌氧发酵可以提高混合厌氧效率,降低环境污染。但是,受制于气候影响,北方地区温差较大,低温时间过长,中温厌氧发酵常常技术经济收益相对较差,有时呈现负增长趋势,所以给该技术的推广和应用带来了很大阻碍。因此,针对以上的制约条件,提出优化混合厌氧发酵运行参数的方案。本文针对农作物秸秆和牛粪的资源联合利用,采用日常生活中的玉米秸秆,设置静态混合厌氧发酵模拟试验,研究玉米秸秆预处理的优化工艺,探讨影响混合厌氧效能的生态因子组合条件以及微量元素浓度配比。取得的主要研究成果如下:
  本研究分为两个部分:第一部分是利用正交试验的设计方案,考察并探究混合厌氧发酵的预处理方式、温度、C/N与总固体含量,对混合厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明,影响混合厌氧发酵的最佳参数为:温度35℃,TS%为15%,C/N为25∶1,碱处理农作物秸秆。第二部分试验是采用Box-Behnken中心组合试验设计方案,基于正交试验所得最优生态因子结果,并探究三种不同微量元素Fe、Co、Ni添加量对厌氧发酵特性的影响,来进一步优化微量元素对玉米秸秆与牛粪混合厌氧发酵产沼气的影响。结果表明,采用Fe2+、Co2+、Ni2+三种微量元素组合投加可明显提高玉米秸秆与牛粪混合发酵产沼气的产量,且Fe2+、Co2+、Ni2+三种微量元素的最佳投加量分别为0.7525mg·L-1、0.073mg·L-1和0.4595mg·L-1,此时,发酵累计产气量为10313mL。通过响应面法交互影响分析,发现三种微量元素对厌氧发酵累积产气量影响程度依次为:Fe>Ni>Co。
[硕士论文] 忻晓霞
生物化学与分子生物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:多倍化在自然界中普遍存在,是推动高等植物进化的重要力量。多倍化通常导致即刻形成新物种、生物多样性的增加和为进化提供了新的遗传材料。尽管多倍体基因组已被广泛研究,但是在多倍体形成初期染色体遗传稳定性机制方面的研究较模糊。
  本文利用多个重复序列(5S rDNA、45S rDNA、CentBr1、CentBr2、pBrSTR)和2个BAC克隆(KBrH092N24和BNIH123L05)作为混合探针,结合连续两次多色荧光原位杂交技术,对人工培育新型六倍体油菜(AnAnArArCnCn)S0及其自交后代S1有丝分裂和减数分裂的染色体进行了精确识别,以了解人工培育六倍体油菜染色体遗传及后代的稳定性。目前得到结果如下:
  (1)经鉴定证实S0染色体加倍成功,为含有完整染色体的人工培育六倍体。对S0减数分裂中期Ⅰ和后期Ⅰ的染色体进行精确识别,发现以下异常现象:a中期Ⅰ的染色体除形成二价体之外,还存在大量多价体和单价体;b在后期Ⅰ,染色体出现分离错误和提前分离的现象。通过对染色体的配对方式和错误分离进行统计,证实了染色体不稳定(错分离)存在热点和冷点,并且中期染色体配对异常影响后期染色体错分离。
  (2)对32株S1代个体的染色体精确识别,发现存在大量非整倍体(29株,90.62%),同时筛选出3株染色体稳定遗传的个体。此外在S1个体中还存在染色体重排。通过染色体拷贝数改变的统计,发现S1个体基因组不稳定受S0减数分裂异常的影响。
  通过本研究,我们探讨了人工培育六倍体染色体遗传规律,了解人工培育六倍体后代基因组结构的变化规律和遗传稳定性,同时筛选出染色体稳定遗传的个体,有望应用于多倍体育种。
[硕士论文] 董婷婷
农业昆虫与害虫防治 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:巴氏新小绥螨Neoseiulus barkeri是众多农业吸汁性害虫的重要捕食性天敌,因其捕食量高、繁殖速度快、发育历期短及防治效果好等优点在国内外捕食性天敌产品中应用面积较大,被公认为是最好的生物防治产品之一。巴氏新小绥螨成功越冬和次年春天发生是建立一个成功防治害虫的生物防治技术最基本也是最关键的问题。在农田中,巴氏新小绥螨主要在地表植被上越冬。自然条件下巴氏新小绥螨在冬季有很高的死亡率。许多科学家正致力于研究捕食螨产生滞育的临界光周期及相应的温度范围,以用于打破滞育或培育无滞育品系,适应冬天温室大棚的蔬菜生产或诱导滞育用于贮藏和运输,或为提供越冬场所,使其更好的越冬,减少死亡率提供参考。目前并没有关于巴氏新小绥螨滞育光照条件和温度的报道。鉴于此我们在实验室中评估了温度和光照对巴氏新小绥螨滞育诱导的影响。探究在不同温度和光照组合条件下,对巴氏新小绥螨的发育历期、滞育率、存活率以及耐饥性等参数的影响,筛选使巴氏新小绥螨滞育最合适的温度和光照组合条件。在此基础上,利用高通量测序技术,对其转录组进行深度测序;再筛选获得滞育相关基因的基础上,对巴氏新小绥螨卵黄原蛋白(NbVg1和NbVg2)及卵黄原蛋白受体(NbVgR)基因序列进行生物信息学分析分析,并利用qPCR方法对NbVg1、NbVg2和NbVgR在不同发育阶段的表达水平进行检测,明确其变化规律,以期从分子水平上初步阐明它们在巴氏新小绥螨滞育中的功能。由于卵黄蛋白的产生和摄取在所有卵生生物的繁殖中起重要作用,因此理解调节Vg和VgR的分子机制有助于掌控其繁殖规律,从而提高益螨的生物防治、控制害螨的发生。本研究所获得的主要研究成果如下:
  1.温度和光照对巴氏新小绥螨发育历期的影响:设置不同温度(14℃,16℃,18℃,20℃和22℃)和光周期(L∶D=0∶24,8∶16,16∶8和24∶0)组合,将巴氏新小绥螨从卵开始饲养至成螨。巴氏新小绥螨在14℃下,最久存活至若螨期,而在其它温度下,存在完整的发育历期。相同温度,随光照时长的增加,巴氏新小绥螨的发育历期先缩短,而后增加。相同光照,巴氏新小绥螨发育历期受温度影响较大,有显著差异,随温度升高而缩短,在16℃时长达33±0.35d,而在22℃缩短为9.3±0.35d。温度和光照是影响巴氏新小绥螨发育历期的重要生态因子。
  2.温度和光照对巴氏新小绥螨滞育率和存活率的影响:本研究中滞育现象被定义为雌成螨生殖的中止。低温和短光照可使巴氏新小绥螨出现很高的滞育率。实验结果表明,巴氏新小绥螨滞育现象的临界光周期为:温度18℃、光照19h。在16℃下,无论光照时长为多少,其雌成螨都会进入滞育状态,但存活率低约为10-13%;在18℃下,随着光照时间的增长,巴氏新小绥螨的滞育率逐渐降低,存活率逐渐升高,在L∶D=8∶16时,巴氏新小绥螨存活率较高约为75%,此时滞育率为100%;在20℃以上时,雌成螨存活率均高于80%,各处理间无显著差异;在20℃下,雌成螨的滞育率非常低,光照高于16h时无滞育现象发生;在22℃下,无论光照时长为多少,雌成螨不滞育。
  3.温度和光照对巴氏新小绥螨耐饥能力的影响:设置不同温度(14℃,16℃,18℃,20℃和22℃)和光周期(L∶D=0∶24,8∶16,16∶8和24∶0)组合,雌成螨间耐饥时间均存在显著性差异。巴氏新小绥螨雌成螨在18℃L∶D=8∶16情况下耐饥时间最长为21±0.29d。
  综合考虑滞育率、存活率和耐饥能力,在18℃L∶D=8∶16条件下,此时巴氏新小绥螨滞育率高、存活率高、耐饥时间最长,是使巴氏新小绥螨滞育的最适条件。
  4.滞育巴氏新小绥螨转录组分析:本文利用高通量分子测序平台分别对巴氏新小绥螨非滞育螨与滞育螨进行转录组测序,使用Trinity软件,通过无参测序数据将测序结果reads进行拼接,拼接获得巴氏新小绥螨的转录组Unigene,对Unigene进行功能注释和GO、KEGG等蛋白质功能分类和代谢途径分析。结果表明:滞育组获得48429018对raw data reads共7.31G。Trinity拼接结果获得了55013个转录本,23144个基因(序列总达25478066bp),在拼接得到的基因中基因长度平均为1100bp,最长基因长度为15791bp,N50为2114bp。表明拼接的gene质量较好。将拼接获得23144个gene使用blast方法进行基因功能注释后,其中有7863个注释到Swiss-Prot库,12625个注释到NR库,8480个注释到Pfam库,6225个注释到KEGG库,8004注释到KOG库,7192注释到GO库。注释到GO数据库中的7192个基因主要具有细胞分裂、转录、转录调控、翻译、信号转导、GTP结合、ATP结合等50多个功能。在KEGG数据库中获得注释的6225个基因,涉及新陈代谢、机体代谢、细胞过程、环境信息加工等通路。本研究对巴氏新小绥螨滞育螨进行转录组研究,获得大量的基因数据,为从基因和蛋白两个水平上更深层次研究滞育现象奠定了基础。
  5.巴氏新小绥螨Vg1、Vg2和VgR序列分析:以近缘植绥螨Vg、VgR基因作为参考序列,通过本地blast从巴氏新小绥螨转录组数据中筛选到2个巴氏新小绥螨卵黄原蛋白基因(NbVg1和NbVg2)和一个卵黄原蛋白受体基因(NbVgR)。巴氏新小绥螨NbVg1基因序列全长5623bp,开放阅读框长度5568bp,编码1856个aa,含有238个碱性aa,224个酸性aa,582个疏水aa,539个极性aa,13个糖基化位点(N-X-S或者N-X-T),1-16位aa为信号肽。预测蛋白质分子量约为212.52kDa,pI为8.57。结果分析发现,巴氏新小绥螨Vg1aa序列包含三个经典的保守区域Vitellogenin-N(31-730aa)、DUF1943(762-1040aa)和VWD(1482-1656aa),以及RXXR(RYAR)剪切位点、GL/ICG和DGXR基序。
  巴氏新小绥螨NbVg2基因序列全长5795bp,开放阅读框长度5532bp,编码1843个aa,含有235个碱性aa,209个酸性aa,556个疏水aa,550个极性aa,8个糖基化位点(N-X-S或者N-X-T),1-16位aa为信号肽。预测蛋白质分子量约为211.24kDa,pI为8.98。NbVg2aa序列的保守结构域是Vitellogenin-N(32-714aa),DUF1943结构域(755-1035aa)、VWD(1512-1684aa)以及R/KXXR切割位点、GL/ICG和DGXR基序。
  巴氏新小绥螨NbVgR基因序列全长5335bp,开放阅读框长度5109bp,编码1702个aa,含有198个碱性aa,255个酸性aa,450个疏水aa,508个极性aa,8个糖基化位点(N-X-S或者N-X-T),1-19位aa为信号肽。预测蛋白质分子量约为191.14kDa,pI为5.53。NbVgR的预测蛋白质序列揭示典型的LDLR家族受体特征。结果分析可知,巴氏新小绥螨VgR基因具有4个经典功能域:配体结合域、表皮生长因子前体同源域、跨膜结构域、胞质尾域。NbVgR有两个LBD,分别含有4个和8个class A重复域,表皮生长因子同源域有两个,都含有4个EGF-like重复域。
  6.巴氏新小绥螨NbVg1、NbVg2和NbVgR不同发育历期表达量分析:在不同发育历期(幼螨、若螨、产卵前期雌螨、产卵期雌螨、滞育雌螨和雄螨)中都能检测到NbVg1、NbVg2和NbVgR的转录表达水平。在整个巴氏新小绥螨的发育历期,幼螨期可检测到NbVg1、NbVg2较低转录水平,NbVg1、NbVg2和NbVgR的表达水平依次上升,发育为成螨期,转录水平迅速上升,对于这三个基因,成螨期的表达水平显著高于其它发育历期。其中滞育雌成螨NbVg1、NbVg2的表达水平最高,产卵期雌成螨的表达水平次之;NbVgR的表达水平在产卵前期表达水平最高,产卵期雌成螨的表达水平次之。另外,雄虫体内也检测到Vg和VgR的转录水平。分析表明,滞育雌成螨NbVg1、NbVg2的表达量高于其它时期,但NbVgR的表达水平明显低于产卵前期雌成螨和产卵期雌成螨。滞育雌成螨NbVgR表达水平显著低于非滞育雌成螨,导致卵母细胞没有办法摄取足够的卵黄原蛋白,致使雌成螨滞育,不能产卵。
[硕士论文] 李甜甜
统计学 江西财经大学 2017(学位年度)
摘要:社会经济的不断发展、人类的过度活动,引起温室气体含量的大幅度提升,持续升高的海平面、融化的冰川、环球温度的递增等均来源于温室效应,而温室效应的加剧起因于含碳物质的超额排放。对于农田生态系统来说,不仅是陆地生态系统的重要组成部分,而且受人为因素的导向不可忽视,因此考虑农田生态系统的碳循环问题,以及其中所涉及的碳源问题、碳汇问题,对相应过程的产生和作用机制的了解有着重要的意义。该论文的研究目的在于整体把握1995-2015年间江苏省农田的碳源趋势和碳汇趋势,并对相应的影响因素做定量分析。在此基础上为江苏省乃至整个国家农业的绿色发展、健康发展、经济发展提供更加合理的参考意见和借鉴。
  首先查阅大量的文献资料,对当前的相关研究以及当前所处的研究进展做系统地了解;然后在相关研究的基础上,以江苏省为例,运用估算模型估算出全省农田的碳吸收量和碳排放量,在得到估算结果的前提下对江苏省不同农作物的碳吸收量和不同农业投入的碳排放量做出描述性统计分析,以2014年江苏省13个市为例,分析了农田碳吸收和碳排放在不同市的分布特征;接着利用相关、回归和VEC模型对江苏省农田碳源、碳汇的影响因素进行分析,通过脉冲响应函数分析不同影响因素对碳源、碳汇的冲击力度;最后,在上述分析基础上,提出减排措施。
  得出以下结论:(1)从总体上看,1995-2015年间,前9年江苏省农田碳吸收量波动性递减,后11年逐年递增;粮食作物的变化趋势与总体趋同,而经济作物呈现递减趋势,果蔬作物呈现递增趋势;主要的碳吸收来源是粮食作物,并且稻谷和小麦的贡献率最大。(2)5个碳排放途径中,因“化肥施用”过程排放的碳占绝大多数,且“农田有效灌溉”过程产生的碳也较大;就碳排放强度而言,江苏省农田生态系统呈现递增趋势;就净碳汇而言,江苏农田生态系统的碳汇能力明显。(3)对于13个市的碳吸收,盐城、徐州较高,无锡、宿迁较低;对于13个市的碳排放,盐城、徐州较高,无锡、常州较低;对每个市而言,稻谷、小麦是最主要的碳吸收源,“化肥施用”是最主要的碳排放源;有关净碳汇方面,13个市均表现为碳汇。(4)有关农田碳源碳汇的影响因素分析中,定量分析了农业投入因素对农田碳排放的影响、农作物产量和农作物种植结构对农田碳吸收的影响,发现各因素与农田碳源、碳汇均有显著的相关关系。
  基于以上结论,提出以下建议:(1)合理安排农作物种植结构,在有限条件下尽量多的种植碳吸收强度较大的农作物。(2)合理规划农业投入,如减少化肥、农药的使用,优化农田有效灌溉等。(3)耕作制度的合理化,不断优化农作物的种植结构,借鉴碳汇能力大的城市的农田管理方法,从而提高整个江苏省的农田碳汇功能,达到减少碳排放的口的。(4)加大农业技术支持力度,实现农业生产的低碳、可持续发展,在有限自然资源的条件下,通过技术的提高来提高农作物的产量,从而进一步提高农田生态系统的碳汇能力。
  由于农田生态系统碳源、碳汇只是生态系统碳循环的一个环节,其碳循环及其复杂,以技术系统为边界对农田碳源、碳汇进行研究对于整个农田生态系统来说只是其中一部分,这需要我们在今后的研究中,要将碳循环输入、输出过程以及运动机制作为研究的主要内容,这将有利于我们更好地把握农田生态系统碳循环中碳的作用机制,提高估算精度,在此基础上提出更具有实际意义的减排措施。
[硕士论文] 刘亚娟
生物化学与分子生物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:CRISPR/Cas9是发现于古细菌和细菌中的一种获得性免疫防御机制,通过摄取入侵的外源DNA短片段最终形成宿主的间隔序列,从而介导对病毒和质粒的获得性抗性。由于该系统相对于以前的基因编辑方法更简单易行、可靠高效、靶标精准而被广泛应用到多种生物的基因编辑中,成为一个准确打靶的基因编辑工具。
  本研究以本氏烟草为材料,利用CRISPR/Cas9技术实现本氏烟草内源PDS(Phytoenedesaturase,八氢番茄红素脱氢酶)基因和外源GFP(Green FluorescentProtein,绿色荧光蛋白)基因的编辑工作,建立了本氏烟草CRISPR/Cas9系统基因编辑的瞬时表达系统和稳定遗传转化体系,进而探讨了CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中的应用,为将来开展其它内源基因的生物学功能研究奠定了基础。本论文针对本氏烟草内源基因PDS和外源基因GFP分别预测了3个和4个靶标位点,并设计合成了相应的guide序列和构建了双元表达重组载体。其中,将中间克隆载体psgR-Cas9-At质粒成功地改造成了操作性强的In-Fusion克隆载体psgR-Cas9-IF-At。将成功构建的双元表达重组载体转化到农杆菌中并通过注射法侵染本氏烟草叶片。GFP基因的4个guide序列重组子转化的农杆菌分别侵染转基因本氏烟草16C-NB(16C transgenic Nicotiana benthamiana,16C-NB)叶片(16C-NB过表达GFP基因),通过基因组DNA PCR-RE方法验证CRISPR/Cas9系统的编辑效果,PCR-RE结果显示只有GFP-guide-1和GFP-guide-3有编辑效果。PDS基因的3个靶标序列重组子转化的农杆菌侵染野生型本氏烟草17WT-NB(17 Wild Type-Nicotiana benthamiana)叶片,通过基因组DNA RE-PCR方法验证该系统的编辑效果,RE-PCR结果初步显示PDS-guide-1有编辑效果。
  本论文将PDS基因的3个guide序列两两组合(即PTG-1+2,PTG-1+3,PTG-2+3)进行多位点编辑试验来进一步验证CRISPR/Cas9系统的编辑效果。将两两组合的guide序列克隆到双元表达载体中并转化到农杆菌中侵染本氏烟草17WT-NB,通过PCR方法检测其编辑效果,PCR结果初步显示只有PTG-1+2有编辑效果。在以上工作基础上,针对PDS-guide-1进行农杆菌介导的叶盘遗传转化实验以期获得单个位点编辑的转基因植株。通过该方法获得了99株转基因植株,PCR结果显示45株阳性植株,但最终成活22株阳性植株,此结果为获得稳定遗传的PDS基因编辑植物打下了基础。
[硕士论文] 李正阳
农业昆虫与害虫防治 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:设施农业中因缺少自然授粉昆虫而导致果实品质不理想,从而引进蜜蜂与熊蜂等自然授粉昆虫进行辅助授粉。然而在人工利用授粉昆虫实践中发现,蜜蜂与熊蜂对设施环境、光强度等因素的适应及种间信息交流存在较大差异,因而熊蜂相较于蜜蜂更适合在设施农业授粉。目前对于两种昆虫因感受器官导致的行为差异研究相对较少,为了更好的利用熊蜂传粉资源,对欧洲熊蜂与意大利蜜蜂触角与复眼进行研究,为进一步研究并飞行行为、授粉行为、活动规律等方面提供一定的基础资料,并对欧洲熊蜂进行了农药敏感性测定。
  本研究通过扫描电镜观察与石蜡组织切片等方法观察研究了欧洲熊蜂(Bombus terrestris)与意大利蜜蜂(Apis mellifera)的触角感器种类及复眼外部形态、内部结构及不同光暗环境下小眼结构的变化。同时测定了欧洲熊蜂对5种常用农药的敏感性。主要结果如下:
  1.复眼外部形态:(1)欧洲熊蜂工蜂复眼位于头部两侧,不相接,侧面呈长椭圆形,单个复眼小眼个数约为5600个。(2)欧洲熊蜂复眼中心区域小眼排列规则紧密,呈六边形,边缘区域有少部分小眼变为五边形或四边形。(3)意大利蜜蜂工蜂复眼外部形态与熊蜂相似,但熊蜂复眼表面光滑,蜜蜂复眼表面遍布长短不一的感觉毛。
  2.复眼内部结构:(1)小眼分别由角膜、晶锥、视网膜细胞、初级色素细胞、次级色素细胞及基膜等部分组成。(2)角膜为单一片状结构,厚度约为65μm,内外平滑。晶锥呈倒锥形,长约39μm,最宽处约19μm。(3)视杆为9个视网膜细胞组成的闭合型视杆,长度约为310μm,视杆在近心端有扭曲现象;(4)初级、次级色素颗粒分别位于晶锥附近与视杆纵轴,染色呈红色。(5)蜜蜂小眼内部结构与熊蜂相似,不同在于其角膜内部略微凸起,视杆长度短于熊蜂。
  3.不同光暗环境下小眼结构变化:(1)熊蜂复眼在不同的光暗环境下,小眼内部初级色素细胞色素颗粒位置变化不大,次级色素颗粒在视杆纵轴方向上移动。在光环境下,次级色素颗粒在视杆上分散,暗环境下,次级色素颗粒向远心端与近心端两个方向压缩。(2)蜜蜂小眼结构对光暗的变化与熊蜂相似,但蜜蜂次级色素颗粒在视杆中的压缩幅度低于熊蜂。
  4.触角感器:欧洲熊蜂工蜂触角上具有11种感器,分别为:板形感器、锥形感器、刺形感器、毛形感器、腔锥形感器、钟形感器、坛形感器、缘感器、芽形感器、端指形感器与刚毛。意大利蜜蜂工蜂的触角整体长度短于熊蜂,但其触角梗节长度长于熊蜂梗节。意大利蜜蜂工蜂触角上存在9种感器,未发现芽形感器和端指形感器。两种工蜂上感器数量与触角节数呈一定的相关性,在鞭节末端感器数量更为丰富。
  5.对欧洲熊蜂室内毒力及安全性评价:5种药剂对欧洲熊蜂工蜂的急性经口毒力试验中,噻虫嗪48h的LD50值为0.061μg/蜂,属于高毒;氯虫苯甲酰胺的LD50值为8.507μg/蜂,毒力为中毒;藜芦碱、印楝素和苯醚甲环唑48h的LD50分别为69.936μg/蜂109.141μg/蜂和336.094μg/蜂,均为低毒。对其安全性评价结果表明,噻虫嗪对熊蜂为极高风险,氯虫苯甲酰胺,苯醚甲环唑为中等风险,而植物源杀虫剂藜芦碱与印楝素均为低风险。
  6.对欧洲熊蜂的残留毒性试验:化学杀虫剂毒害持效性最长,噻虫嗪在施药5天后存在残留毒性,氯虫苯甲酰胺其次,在施药3天后存在残留毒性;杀菌剂其次,苯醚甲环唑在施药3天后残留毒性消失;植物源杀虫剂最短,藜芦碱、印楝素在施药1天后未显出残留毒性。
[硕士论文] 邹艺娜
环境科学与工程 山东大学 2017(学位年度)
摘要:中国是水产养殖大国,水产养殖产量居世界第一位,并且依然保持较高的增长速率。水产养殖业是一个高投入高污染的产业,为追求其高效收益,高蛋白水产饲料的投入量不断增加,然而饲料中所含的氮素只有小部分被鱼同化,剩余氮元素则转入鱼类排泄物中随废水排入周围环境,从而造成富营养污染。鱼菜共生系统作为新型的循环水养殖模式,生态环保优势明显,通过产出鱼、菜两种作物提高氮素回收率,并且可以通过自身净化水体减少废水排放,节约用水。现如今对鱼菜共生系统中氮素的研究较少,关于氮素在系统中的沿程转化研究尚存在不足之处。
  本项目通过构建实验室规模的鱼菜共生系统,研究了系统运行过程中氮素的迁移转化规律及氮素利用效率,以及关键工况参数(温度、pH、溶解氧浓度)变化对其的影响,并且通过测定系统中温室气体氧化亚氮(N2O)的释放,明确了N2O的产生途径及各工况条件下的释放规律,进而提出了增加系统经济效益的优化方法及减少N2O排放的优化措施,并取得如下主要结论:
  (1)鱼菜共生系统水体中的氮元素主要以无机氮形式存在,正常条件下氨氮(TAN)、亚硝氮(NO2--N)浓度均维持在较低水平(TAN<2.0mg/L,NO2--N<1.0mg/L),硝氮(NO3--N)作为硝化作用的终产物随着鱼饲料的投入浓度逐渐增加。植物吸收及反硝化作用均消耗系统水体中NO3--N,植物吸收NO3--N将其转化成自身生物量;反硝化作用通过还原NO3--N生成N2O和N2气体将氮素转移释放至空气中。正常情况下氮元素利用效率(鱼、菜积累量)为40%左右。
  (2)温度、pH、溶解氧(DO)浓度等基本工况条件的改变对鱼菜共生系统的氮素迁移转化及氮素利用效率有重要的影响。温度影响系统中TAN浓度,TAN浓度在秋季高于夏季;同时通过影响植物生长影响系统产量及NO3--N浓度,氮素利用效率未受显著性影响,分别为夏季43.8%,秋季44.6%。pH对系统中TAN浓度及氮素利用效率影响较大,pH6.0下喂食量增加导致TAN浓度无法及时转化,氮素利用效率随着pH的上升而降低:pH6.0,50.9%;pH7.5,47.3%;pH9.0,44.7%;减弱曝气通过影响DO浓度影响NO3--N浓度,且间歇曝气会降低系统氮素利用效率15.5%,半曝气无此影响。
  (3)通过15N同位素示踪技术发现,系统中有75.2-78.5%的温室气体N2O来自于反硝化过程,且菜池为N2O的主要释放源(90%);qPCR结果显示,不合适的反硝化作用条件将导致N2O释放量增加,NO3--N浓度会显著影响N2O的释放量。温度、pH、DO浓度等基本工况因素对鱼菜共生系统中N2O的释放均有影响:温度影响N2O的绝对释放量值,但不显著影响系统中N2O释放转化率,夏季1.55%,秋季1.33%;N2O的释放量及转化率均随着pH的上升而降低,pH9.0条件下N2O释放量不受NO3--N浓度影响;减弱曝气可明显降低N2O的释放量,间歇曝气和半曝气可以分别减排48.7%及32.4%的N2O。
  (4)利用已知结论,采取合理的系统优化措施,通过影响系统中氮素迁移转化提高了系统氮素利用效率及实现了N2O释放减量。添加市售硝化细菌以增加硝化细菌数量,及采用填料级配分层提高基质富氧能力以增加硝化细菌活性均可以提高系统中NO3--N的生成速率,进而促进植物生长,两种方法分别提高氮素利用率8.8%及16.0%;通过菜池增加曝气抑制反硝化作用,及添加可生物降解材料聚乳酸(PLA)优化反硝化条件均通过降低系统内NO3--N浓度,从而减少了N2O释放,基质曝气降低了17.5%的反硝化作用对N2O释放的贡献量,PLA添加增加了14.0%的反硝化作用对N2O释放的贡献量。
  以上研究成果为深入掌握鱼菜共生系统内氮素迁移转化规律,认识鱼菜共生系统中N2O的释放规律及机理提供了理论依据。同时,实验过程中有针对性地优化系统设计与运行,提高了系统的氮利用效率并减少了水产养殖过程对周围环境的影响,对推进鱼菜共生系统的可持续发展具有重要的现实意义。
[硕士论文] 刘金龙
微生物学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:我国海洋渔类资源丰富,其产量已跃居世界首位。近年来,随着水产加工业的迅猛发展,带鱼、小黄鱼等低值鱼下脚料的产量日益增加。低值鱼下脚料中蛋白质含量较高,且价格低廉,是一类优质的蛋白资源,有着巨大的开发潜力。目前,低值鱼下脚料除部分用于生产生物饲料与复合调味料外,大部分未能进行综合利用,往往被当作废弃物处理,导致了大量鱼类蛋白资源的浪费,也造成了环境的污染。大量研究证实,外源多肽作为5大植物激素(赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯利)以外的又一类新型植物生长调节物质,在促进植物生长、提高作物产量和改善果实品质、增强作物抗逆性等方面发挥着重要的作用。因此,研究鱼蛋白多肽对植物生长的影响,并将其应用于农业生产,具有重要的指导意义。
  在水解蛋白质的多种方法中,蛋白酶水解法具有反应条件温和、专一性强、易于控制,不会产生有毒物质等优点。以低值鱼类下脚料为原料,采用蛋白酶水解法生产高附加值的产品已成为当前水产品加工行业发展的主要趋势之一。蛋白酶是从生物体中获取的具有生物活性的一类物质,广泛应用于工业化生产。因此,采用蛋白酶水解低值鱼下脚料生产鱼蛋白多肽,不但能减少环境污染,还可以提高水产加工下脚料的综合利用水平。本文主要研究了鱼蛋白多肽对盐胁迫下3种蔬菜(辣椒、番茄和茄子)种子萌发的影响,研究了鱼蛋白多肽对盐胁迫下的甜糯玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响,研究了鱼蛋白多肽对温室樱桃番茄穴盘苗生长的影响。
  采用了复合酶法水解低值鱼下脚料制备鱼蛋白多肽,并研究鱼蛋白多肽对盐(100mmol/L NaCl)胁迫下3种蔬菜(辣椒、番茄和茄子)种子萌发的影响。结果表明,中性蛋白酶和风味蛋白酶对低值鱼下脚料具有较强的水解能力,二者以1:3的比例对低值鱼下脚料水解时,最佳水解条件为加酶量3.7%(E/S)、pH值6.8、酶解温度52℃。在此条件下,酶解360min,水解度可达41.41%,此时鱼蛋白多肽的得率为78.73%,纯度为76.82%。在盐胁迫条件下,采用0.1%-0.7%的鱼蛋白多肽溶液对3种蔬菜种子(辣椒、番茄和茄子)浸种处理,其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均有不同程度的提高,其中以0.5%的鱼蛋白多肽溶液处理效果最佳。这表明,鱼蛋白多肽用于3种蔬菜种子的浸种,能够有效减轻盐胁迫对种子的伤害。
  为研究鱼蛋白多肽对盐胁迫下的甜糯玉米的缓解作用,以“京科糯2010”为试材,在150mmol/L NaCl胁迫下,探讨了不同浓度(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的鱼蛋白多肽溶液对甜糯玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明:盐胁迫下,不同浓度的鱼蛋白多肽对甜糯玉米浸种处理,其发芽率、发芽势及幼苗生物量均有不同程度的提高;甜糯玉米幼苗叶面喷施不同浓度的鱼蛋白多肽溶液后,其幼苗叶片的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性显著提高,丙二醛(MDA)含量明显降低,其中均以0.6%的鱼蛋白多肽溶液处理效果最佳。说明适宜浓度的鱼蛋白多肽预处理可促进盐胁迫下的甜糯玉米种子萌发和幼苗生长,减缓盐胁迫伤害。
  以“樱桃小番茄”为试材,采用穴盘育苗技术,研究不同添加量的鱼蛋白多肽对樱桃番茄穴盘苗生长的影响,为培育优质秧苗和鱼蛋白多肽的应用提供参考依据。结果表明,在一定范围内,随着鱼蛋白多肽添加量的增加,樱桃番茄穴盘苗的株高、茎粗、地上部与地下部干重、根冠比、壮苗指数、叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b)和根系活力均呈现先升高后降低的变化趋势,且以10g/L鱼蛋白多肽处理效果最佳。综合分析表明,适宜添加量的鱼蛋白多肽能促进樱桃番茄穴盘苗的生长。
[硕士论文] 周天娃
水土保持与荒漠化防治 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:气候变化已对农业生产和水资源消耗产生重要影响,合理评估未来气候情景下区域农业用水的演变过程和特征能够为区域水资源管理和应对气候变化提供依据。水足迹理论有助于我们明确农业生产过程消耗的水资源类型、数量和效率,因而对制定相关决策和规划具有重要的参考价值。本研究利用统计降尺度软件(Statistical DownScaling Model,SDSM),预测了河套灌区在A2(人口持续增长,新技术发展缓慢,注重区域性合作)和B2(人口以略低A2的速度增长,注重区域生态改善)气候情境下未来主要气象因子,在此基础上计算了未来河套灌区参考作物需水量(ET0)、主要作物需水量(ETc)以及主要作物生育期内的有效降水量(Pe)。利用作物模型AquaCrop,结合未来气象参数,对河套灌区主要作物产量进行了模拟,并结合计算所得作物需水量与生育期有效降水量,对未来情境下河套灌区主要农作物的蓝水、绿水生产足迹进行了量化。在此基础上,根据灌区未来情境下的种植结构、用水结构情况,分析了未来情景下灌区种植业水资源供需情况。研究所得主要结论如下:
  (1)河套灌区未来气候向湿热化方向发展。从时间变化来看,灌区多年平均气温在A、B情境下分布上升约3℃和2.2℃;多年平均降水量在A、B情境下分别增长18mm和22mm。灌区平均日照时数、平均相对湿度和平均风速在未来基本不变。从空间变化来看,各气象要素的空间分布与观测期相差不大,仅为值域的改变。受气候变化,尤其是温度上升的影响,研究区ET0呈上升趋势,到本世纪末,研究区ET0在A情境下平均增加约6%,在B情境下增加约3%。
  (2)在气候变化的影响下未来河套灌区作物灌溉需水量呈增加趋势。作物ETc在预测期内呈现增加的趋势,且在A情境下上升幅度高于B情境。油料作物ETc增幅最大,将升高7%-15%;小麦ETc增幅最小,为3%-10%。作物生育期内Pe以降低为主。在作物ETc升高和Pe降低的共同作用下,作物灌溉需水量呈现增长趋势。在种植结构不变的情况下,到2030年,河套灌区净灌溉需水量在A情境下将会增长3.76亿m3,在B情境下增长2.76亿m3。随着时间的推移,河套灌区的农业用水压力将会越来越大。
  (3)充分灌溉条件下,未来河套灌区作物蓝、绿和总水生产足迹均呈下降趋势。未来有效降水量减少且作物产量提高,因此作物绿水生产足迹整体呈下降趋势。未来作物灌溉需水量的增长程度低于作物产量的增长程度,因此作物蓝水生产足迹降低。蓝水足迹占作物生产水足迹总量的85%以上,因此作物生产总水足迹的变化速率与作物生产蓝水足迹基本一致。灌区主要农作物中,葵花的生产水足迹线性下降速率最大,为0.02(m3/kg)/10a,小麦的生产水足迹下降速率最小,为0.01(m3/kg)/10a。作物生产水足迹最大的为葵花,A情境下平均约1.98m3/kg,B情境下约2.06m3/kg;玉米生产水足迹最小,A、B均为1.02m3/kg左右,约为葵花的一半。
  (4)未来河套灌区农业供水压力增大。灰色模拟结果表明,未来十年内,河套灌区生活用水量较小,将维持在1亿m3左右,而工业用水可能增长一倍以上,2030年可能达到3.18亿m3。且模拟结果显示,未来灌区农业可利用水量呈下降趋势,平均每年减少0.16亿m3。在气候变化导致灌区作物净灌溉需水量增加的条件下,到2030年,河套灌区农业用水可能面临1.9亿m3-3.4亿m3的空缺,农业用水面临威胁。
  (5)合理调整种植结构有利于区域农业节水。在经济作物种植面积增加5%,瓜果蔬菜种植面积增加3%,而粮食作物面积降低9%的种植情境下,2030年河套灌区农业净灌溉净需水量在A、B情境下将分别为24.96亿m3和24.11亿m3;如果灌区种植结构不变,同时段A、B情境下灌区净灌溉需水量将分别高达26.94亿m3和25.94亿m3。因此,种植结构的调整对区域农业灌溉需水量将会产生影响,合理调整作物种植结构有利于缓解农业用水压力。
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