孔隙对粒状海冰单轴压缩强度影响的数值模拟研究

强度是影响海冰与结构物相互作用关系的关键性质之一。海冰内部的卤水胞和气泡等孔隙结构对海冰的强度有重要影响。为从细观角度探究冰内孔隙含量、形状和尺寸等海冰结构参数对海冰力学性质的影响,基于离散元方法,建立了包含孔隙的数值海冰模型,模拟粒状冰在平行和垂直冰面方向加载脆性破坏的单轴压缩过程。孔隙尺寸设置为符合均匀分布、标准正态分布和Gamma分布等不同随机分布类型。数值模拟试验结果表明孔隙率是影响海冰强度的主要因素,海冰单轴压缩强度和弹性模量均随孔隙的增加而减小。当压缩应力达到极值时,冰内裂缝迅速扩展。对于圆形孔隙,裂缝主要沿荷载施加方向开展,因此平行冰面方向试样破坏时多表现为大裂缝;对于椭圆形孔隙,裂缝易扩展形成裂缝带。当孔隙率相同时,孔隙尺寸随机分布类型和位置对单轴压缩强度和弹性模量影响不大,但影响冰内裂缝的扩展方式。

陆地棉SKS基因家族全基因组特征分析与GhSKS13抗黄萎病功能解析

鉴定陆地棉SKS基因家族成员,解析其演化规律,为棉花抗性育种提供新的候选基因。基于已公布的陆地棉遗传标准系TM-1基因组数据,以陆地棉品种中棉-14为试验材料。通过生物信息学对陆地棉SKS家族成员进行全基因组鉴定,并对其家族成员的染色体分布、进化关系、基因结构、共线性关系等进行预测分析。通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析GhSKS13的表达模式,并利用病毒诱导的基因沉默技术初步探究陆地棉SKS13在棉花抵御大丽轮枝菌过程中的功能。共鉴定到48个陆地棉SKS基因,不均匀分布于陆地棉19条染色体上,聚类分析分为5个亚组,基因序列具有较高保守性,共线性关系分析显示,陆地棉SKS基因家族受到纯化选择。组织模式表达分析显示,GhSKS13在陆地棉根组织中优势表达,并且受大丽轮枝菌诱导显著上调表达。GhSKS13沉默植株对大丽轮枝菌抗性减弱,同时抑制病程相关基因GhPR1、GhPR2、GhPR3和GhPR5表达。大丽轮枝菌入侵GhSKS13沉默植株,其过氧化氢(H 2 O 2)沉积明显低于对照,暗示GhSKS13促进活性氧(ROS)的形成。总之,明确了陆地棉SKS家族成员的系统进化关系、染色体分布特征和基因结构特征;并阐明了GhSKS13参与棉花对大丽轮枝菌抗性反应。

转几丁质酶和葡聚糖酶基因棉花的获得及其对黄萎病的抗性

通过根癌杆菌介导法 ,将维管束特异启动子 (竹节花黄斑病毒启动子CoYMV)启动的几丁质酶和CaMV3 5S启动的 β 1,3 葡聚糖酶嵌合双价基因 ,导入陆地棉品种冀合 3 2 1和中棉所 3 5。利用卡那霉素涂抹法对转基因株的卡那霉素抗性进行初步鉴定 ,再经PCR和Southern杂交确证 ,结果显示双价抗病基因分别以 1～ 2个拷贝整合到棉花基因组内。对转基因株系T3 幼苗进行无底塑钵菌液浇根法鉴定和大田病圃鉴定 ,结果显示 :7个转化株系均表现不同程度的抗或耐黄萎病性 ,苗期鉴定结果和大田病圃调查结果基本一致 ;其中D9910、D9915和D9919等 3个转基因纯合系的大田病情指数分别为 6 5、9 4和 9 5,均达到高抗水平。对以上 3个高抗黄萎病的纯合系进行遗传分析 ,结果显示这 3个抗病纯合系的卡那霉素抗性符合一对显性基因分离规律 ,结合分子杂交验证结果 ,可以认为这3个转基因株均含有一个拷贝的双抗病基因。

转基因棉花再生植株育性影响因素研究

【目的】探究影响农杆菌介导棉花体细胞转化体系产生的再生植株育性的影响因素。【方法】从载体大小、目的基因大小、不同阶段组织培养时间等因素对6个载体的转基因再生植株当代(T0)育性影响进行分析。【结果】不同载体/目的基因的转基因植株不育率呈现显著差异,但是转基因植株育性与载体大小、目的基因大小之间没有明显关系。进一步研究发现转基因再生植株不育率与胚性愈伤组织分化-植株再生的培养时间呈显著正相关,分化-植株再生培养时间少于110 d、110~130 d、130~150 d、150~170 d、超过170 d的植株不育率分别为19.6%、45.5%、63.8%、72.3%、94.5%;而与诱导愈伤组织形成-胚性愈伤组织分化的持续培养时间没有相关性。【结论】转基因棉花再生植株育性受到胚性愈伤组织持续培养时间的显著影响,缩短胚性愈伤组织到植株再生的培养时间能够提高转基因再生植株的育性。

转两类抗虫基因棉花优良纯合品系的选育

用含合成的Cry1Ac杀虫蛋白嵌合基因 (Bt2 9K)及慈菇蛋白酶抑制剂B(API B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体 ,通过根癌农杆菌介导转化棉花生产品种冀合 32 1,获得了一批抗卡那霉素的转化再生植株。在对转化再生植株进行PCR、卡那霉素抗性和抗虫性测定的基础上 ,经 6代筛选培育出棉铃虫抗性 90 %以上且农艺性状优良的 9个转双抗虫基因棉纯合品系。各纯合株系子代植株的抗虫性及部分序列检测结果进一步表明上述Cry1Ac嵌合蛋白基因是能稳定遗传的。这些品系具有很好的农艺性状 ,其结铃性和纤维比强度明显高于转化受体冀合 32 1,这些纯合系可直接用于生产或作为双抗虫棉种质利用。

转新型双抗虫基因棉花的遗传分析

首次用含合成的BtCry1Ac活性杀虫蛋白嵌合基因及慈菇蛋白酶抑制剂B(API B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体 ,通过土壤根癌杆菌介导转化棉花品种冀合 32 1,获得一批抗虫的转化再生棉花植株。利用叶片涂抹卡那霉素、叶片离体养虫和PCR扩增等检测方法对 6个不同转双抗虫基因株系的抗虫性进行遗传分析。结果显示 ,转化株系自交的T1抗虫性状遗传较为复杂 ;农杆菌介导获得的转基因抗虫棉在早期世代不易选到纯合系 ,但是随着对抗虫性状进行单向选择 ,到T4和T5就能获得抗虫纯合系。利用抗虫性稳定的转化后代材料和转化受体进行田间杂交 ,发现F2 抗虫性分离完全符合一对或两对显性基因的分离规律 ,并证明了DR2 4 8和DR193两个材料为外源基因双拷贝插入。转化株系的Southern杂交也证明了上述结果。

转Bt基因棉花各组织器官对棉铃虫抗性的研究

为了控制棉铃虫的危害，人类一直在做不同的尝试。每年因棉铃虫的危害使一些地方棉花产量大幅度减产。依靠大量喷洒农药来防治害虫，不但费用较高，也给生态环境造成污染。近十年来，国内外均成功的把Ｂｔ抗虫基因转入棉花体内，达到有效的表达，具有一定的杀虫效果，在生...

棉花体细胞增殖和胚胎发生中的细胞程序性死亡

棉花组织培养中愈伤组织褐化可能与细胞程序性死亡 (PCD)有关。对棉花组培中不同时期的愈伤组织DNA进行琼脂糖电泳 ,观察到 :仅在第一次愈伤组织继代后 1 0d左右和愈伤组织第一次继代到分化培养基中培养 1 0d左右 ,愈伤组织的DNA产生了1 80bp左右的片断或其整数倍片断大小的DNA带 ,呈DNA梯 (DNAladder)状电泳 ,说明在这两个时期PCD达到了高峰。在这两次PCD高峰后 1周均出现愈伤组织大规模的褐化死亡。显微镜观察到第一次PCD发生高峰的愈伤组织存在许多管状、内含物少的细胞 ,这些细胞分布在愈伤组织的边缘和内部 ;第二次PCD发生高峰观察到体细胞胚胎分化、PCD细胞的木栓化和水渍化。对体细胞胚胎分化时期的原生质体进行荧光染色 (DAPI) ,荧光显微镜下观察到发生细胞程序性死亡的细胞核浓缩、染色质凝聚、结块、边缘化和形成PCD小体。

两个陆地棉体细胞胚胎发生新品系的选育

棉花组织培养开始于二十世纪七十年代,1979年Price报道了克劳茨基棉(G Klotzschianum Anderss)的胚状体发生,但没有获得再生株.1983年Dvidonis and Hamiltonis从培养两年多的陆地棉'珂字310'愈伤中获得体细胞再生株.接着几篇有关棉花体细胞再生的报道相继出现,表明棉花体细胞再生研究日趋成熟,为棉花的遗传转化铺平了道路.

转Bt基因棉花各组织器官对棉铃虫抗性的研究

用４个国内转基因棉花品系（９５１，２５２７，９５６０，纯抗）和１个美国转基因棉花品种（ＤＨ３）进行抗虫性试验。结果表明，棉花不同组织器官的抗虫性不同，花瓣，苞叶和顶端叶抗虫性最强；国内转基因棉花的４个品系和美国ＤＨ３的抗虫性强弱没有显著差异；转基因棉花的蛋白毒性在棉铃虫体内具有一定的残效。

棉花体细胞愈伤组织诱导和增殖期间某些代谢产物的动态变化

对诱导起始到胚分化整个过程中的愈伤组织的代谢物质进行生理生化分析，得到如下结果：可溶性糖和淀粉含量随着培养天数增加逐渐下降，下降趋势分别符合方程ｙ＝１．０５２７－０．００５９ｘ，ｙ＝２．３４２－０．０１１４ｘ；蛋白质和核酸含量随着培养天数增加逐渐上升，上升趋势分别符合方程：ｙ＝０．２６１＋０．００５４ｘ，ｙ＝０．３２９＋０．００２３ｘ。

Gelrite的浓度对棉花愈伤组织胚分化的影响

在棉花胚性愈伤组织向胚分化时，固化剂Ｇｅｌｒｉｔｅ的浓度增加为３．０ｇ·Ｌ－１时，胚分化率大幅度的提高，胚颜色洁白，生命力旺盛，畸形胚率下降。

pH值对培养基颜色的影响研究

附加３０ｇ·Ｌ－ １葡萄糖的ＭＳ培养基中，当ｐＨ值大于６５ 时，高温高压灭菌时会发生颜色反应。当ｐＨ值６８ 时，颜色有质的变化。一般情况下灭菌的时间和压力对培养基颜色没有影响。

矩形壁面凸起对流体晃荡影响敏感性分析

储舱内的流体晃荡易对薄膜型液化天然气装备造成局部损伤,因此如何合理抑制薄膜型储舱内流体的晃荡一直是海洋工程领域中亟待解决的工程科学问题。本文采用数值模拟方法首先分析采用矩形壁面凸起结构抑制流体晃荡的有效性,并阐明壁面凸起抑制流体晃荡的机理;其次分别分析凸起高度和长度对流体晃荡的抑制效果。结果表明,凸起高度为0.1H时,能够有效抑制流体晃荡;凸起长度为0.3L时,能够有效抑制流体晃荡。该研究结果可为船载液化天然气储舱结构设计提供一定的参考依据。

一组国外品种农艺性状配合力研究

本文采用３个国内推广品种和５个引入的美国品种，组成３×５ＮＣⅡ交配设计，对１２个性状进行配合力分析，结果表明，在产量性状和纤维品质性状上均存在着国外品种的一般配合力（ＧＣＡ）明显大于国内品种一般配合力。籽棉产量，皮棉产量，早熟性主要是由非加性效应决定的，其互作效应的所占遗传方差比例分别为１１３８５％，８３８％，７６７％，这与一般国内品种之间杂交上有所不同。铃重，衣分，２５％跨距长度，比强，麦克隆值主要来自于加性效应，纤维品质性状中的比强和２５％跨距长度的遗传方差主要来自于国外品种，分别为１０％和９８８％。总之，引入国外品种作为杂交亲本，大大提高了Ｆ１的非加性效应，在结铃性，铃重，皮棉产量等性状上的优势明显大于一般国内品种间的杂交种。

我国马铃薯甲虫主要生物学、生态学技术研究进展及监测与防控对策

本文回顾和分析了马铃薯甲虫在世界及我国的传播扩散情况和趋势,重点介绍了马铃薯甲虫的主要生物学和生态学特性,在我国发生现状、防治技术研究进展与应用等,针对我国马铃薯甲虫扩散趋势和监测防控中面临的问题,提出遏制马铃薯甲虫在我国进一步传播扩散和危害的监测与防控对策。

农杆菌介导Cry1Ac基因转化菊花

用农杆菌介导法,以茎段(节间)为外植体,将含有苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白Cry1Ac基 因的植物遗传载体导入菊花(切花菊)品种‘日本黄’中,得到126株抗性植株,PCR检测及基因组DNA 的Southern杂交分析表明Cry1Ac基因已整合到菊花总DNA中,共获得6株转基因植株。利用棉铃虫做转基 因植株的盆栽和叶片平皿试验,发现其中2株对棉铃虫具有很高抗性,校正死亡率达90%以上;1株对棉 铃虫具有高抗性,校正死亡率达80%以上;3株对棉铃虫抗性较明显,校正死亡率44.7%～60.9%。

我国马铃薯甲虫生物防治技术研究进展

【目的】为我国马铃薯甲虫生物防治技术的研究和应用提供依据。【方法】回顾和总结近年来我国在马铃薯甲虫生物防治技术研究与应用取得的主要成果。【结果】筛选了2.5%菜喜、48%催杀(多杀菌素)、70%艾美乐等多种高效生物制剂,药后20 d防效可达90%以上。对马铃薯甲虫生防资源研究表明在发生区捕食性天敌有46种,其中中华草蛉、蓝蝽、蜀敌蝽、多异瓢虫等是主要捕食性天敌;分离鉴定的主要病原微生物为球孢白僵菌,广泛分布于发生区;研制出300×108活孢/g的白僵菌可湿性粉剂和100×108/g白僵菌油悬浮剂田间综合防效约80%;研制出马铃薯甲虫的工程菌制剂喷施80 g/667 m2药后20 d田间防效达90%。在寄主植物中发现了具有高度引诱活性物,人工合成了马铃薯甲虫聚集素,植物引诱剂与聚集素混合后田间诱杀效果达83.33%～88.33%。在国内外首次发掘了与马铃薯甲虫保幼激素合成相关的致死基因,利用RNA干扰技术研究开发出了具有高效、低毒、专一性强的胃毒剂。构建了含cry1Ba3携带基因的单价植物表达载体和cry3A+vhb(透明颤菌血红蛋白)的双价植物表达载体,转Bt抗虫基因的马铃薯植株经室内生物测定和田间释放,均表现出极高的抗虫活性和优异农艺性状,可作为抗虫的育种材料。【结论】近年来取得的多项新型生物防治技术和产品具有较强的先进性和实用性,不仅可有效控制马铃薯甲虫危害,对马铃薯甲虫抗药性治理也具有重要意义。

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在棉花中的过量表达和抗冻耐逆性分析

分离出菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因(SoBADH)构建成由CaMV35S驱动的双元植物表达载体pBSB,农杆菌菌株LBA4404携带该载体转化棉花,获得转基因棉花植株。65株转基因植株经过PCR筛选、Southern blotting分析证明有45株为成功的转化株,外源基因已经被整合到棉花的染色体组中,并以单拷贝插入居多。对部分株系的SoBADH基因的表达进行分析表明均有较高的mRNA和蛋白的表达。经测定这些株系中的甜菜碱脱氢酶活性显著提高,达到0.66～1.70nmol/min/mg水平。同时这些转基因株系在盐胁迫下比对照长势强,株高和地上部分的鲜重显著高于非转基因对照;在低温胁迫下,这些转基因株系表现出显著的抗冻性能。结果表明菠菜甜菜碱醛脱氢酶能够在异源植物棉花中过量表达,并具有较高的酶活性,转基因棉花可作为抗逆育种的种质材料。

棉花细胞工程及新种质创造

针对我国棉花育种资源缺乏问题,从细胞工程角度开展了棉花资源创新工作,本文从多个方面介绍了华中农业大学在棉花细胞工程方面的研究工作,包括国际上首次从野生棉获得再生植株,获得栽培棉种和野生棉种之间的体细胞杂种植株,对杂种进行了广泛的验证和评价。