基于SNP模式的高中地理论证教学研究——以“冰川地貌”为例

SNP模式是一种将科学建模与论证融合的教学方式,能加强学生对地理事象的本质理解,发展学生的地理思维。本文在构建SNP模式与高中地理教学联系的基础上,以“冰川地貌”为例,阐述SNP模式在地理教学中的实践路径,并从情境选择、核心问题设计、建模与论证、反思与评价四个方面对SNP模式在高中地理教学中的应用提出建议。

黄瓜质膜型Na^+/H^+逆向转运蛋白基因(SOS1)的克隆与序列分析

采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从黄瓜Cucumis sativusL.中克隆出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的cDNA(CsSOS1),该cDNA全长3 638bp,其中开放阅读框为3 435bp,编码1 145个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,CsSOS1氨基酸序列与水稻OsSOS1和拟南芥AtSOS1的氨基酸序列同源性较高,分别为64%和58%,而与液泡型的Na+/H+逆向转运蛋白氨基酸序列亲缘关系较远。蛋白质跨膜结构分析表明CsSOS1包含11个完全跨膜片段。激光共聚焦显微镜显示CsSOS1基因的编码区与YFP基因融合后,定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示CsSOS1参与Na+与H+的转运,表明该基因转化酵母后可以补充酵母SOS1的缺失。

青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2克隆和亚细胞定位研究

为了探索青稞酸性磷酸酶基因 HvnACP2的基因和蛋白结构特点,为青稞磷吸收利用机制研究提供基础。以青稞‘肚里黄’叶片为材料,根据植物基因组数据库Gramene中的大麦 HvACP2基因和启动子区域序列设计引物,通过PCR获得青稞 HvnACP2基因和启动子区域序列。采用生物信息学软件对 HvnACP2基因启动子区域元件以及蛋白理化性质、跨膜结构、磷酸化位点、信号肽、二级、三级结构进行分析。结果表明: HvnACP2有2个外显子和1个内含子,启动子区域有与分生组织、光响应、厌氧、茉莉酸和脱落酸相关的顺式作用元件。HvnACP2蛋白由454个氨基酸组成,分子质量为51 285.15 u,总原子数为7 058,亲水系数为-0.451,理论等电点为6.17,不稳定指数34.54,脂溶性指数为67.05。具有12个磷酸化位点和信号肽,不具有跨膜结构。 HvnACP2中α螺旋、延长链、β转角、无规则卷曲所占比例分别为18.72%、53.96%、23.57%、3.74%。 HvnACP2和其他物种的同源蛋白都有紫色酸性磷酸酶N末端结构域和金属酸性磷酸酶结构域,将 HvnACP2与其他植物的氨基酸序列进行对比并构建进化树,发现青稞 HvnACP2与小麦TaACP2亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示 HvnACP2定位在细胞膜上。

丛枝菌根真菌对盐胁迫下番茄抗氧化酶活性和光合特性的影响

为探索不同丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下番茄生长的影响,建立最优番茄-AMF共生耦合体系,改良设施番茄次生盐渍化土壤提供科学依据。本研究以广泛种植的中蔬4号番茄为试验材料,以4种AMF中初筛出的地表多样孢囊霉(D.v)和幼套近明球囊霉(C.e)为接种菌剂进行土培试验,测定不同浓度盐胁迫下两种AMF对番茄抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素荧光参数、光合参数及氮磷吸收等的影响,探究两种菌剂对番茄盐害效应的缓解作用,筛选出缓解效果最佳的菌剂。结果发现,D.v和C.e两种优势菌剂均具有较高的侵染率和侵染密度,明显减轻了盐逆境对番茄的伤害。盐害指数表明,未接菌组植株的盐害指数显著高于接菌组,D.v组最低,仅为35.63%。随着盐胁迫时间的延长,AMF定殖可使MDA含量增幅减缓,叶片Pro含量显著下降,最大降幅可达60.66%。接菌处理能显著提高植物光合能力,盐处理下接种D.v、C.e后,番茄F_(o)降幅分别高达18.29%、8.94%,F_(v)/F_(m)最高增长率为7.48%、5.58%,P_(n)、G_(s)增幅最大可达49.12%、35.44%。接种AMF显著增强了宿主抗盐性,D.v处理后植物的SOD、POD和CAT活性达到最大增长率,分别为37.09%、95.60%、32.71%。对番茄植株各部分氮、磷营养状况的分析结果显示,D.v的促进作用更显著,全氮、全磷含量比未接菌组分别增加了18.79%、14.81%,而C.e分别为5.49%、8.11%,地下部趋势与地上部相同。据此,从4种AMF中初筛得到的D.v和C.e均能提高番茄对盐逆境的适应性,可在一定程度上缓解盐害效应,其中D.v为最佳促生菌种,可适用于番茄的规模化生产。

NaCl胁迫对黑小麦根系DNA损伤的影响

【目的】探究氯化钠(NaCl)胁迫对黑小麦根系DNA损伤的影响,为寻求减轻环境因子对植物DNA损伤的方法及培育耐盐黑小麦品种提供参考。【方法】以黑小麦品种漯珍1号为材料,采用5个NaCl质量浓度(0、3、6、9、12和15g/L)溶液处理黑小麦幼苗根系,通过彗星电泳试验,利用CASP 1.2.2分析代表黑小麦幼苗根系DNA损伤的尾部DNA含量、尾长和尾矩等指标。【结果】随着NaCl质量浓度的增加,彗星头部渐小,拖尾渐长,黑小麦根系DNA损伤片断的迁移水平逐步上升。尾部DNA含量、尾长和尾矩均随着NaCl质量浓度的增加呈升高趋势,在15 g/L处理下,三者的升幅分别达67.56%、139.40%和39.88%。随着NaCl质量浓度的增加,Olive尾矩(OTM)均有提高,但增长率慢慢下降,12~15 g/L的增长率降至5.42%,说明黑小麦具有一定的耐盐性。【结论】NaCl胁迫会引起黑小麦根系DNA损伤,且受损程度随着NaCl质量浓度的增加而愈发严重,但黑小麦对NaCl胁迫仍存在一定抗性。

木霉水分散粒剂的培养条件优化及其对黄瓜枯萎病的防治效果

为提高木霉水分散粒剂的产量,并探明木霉水分散粒剂对黄瓜枯萎病的防治效果,本研究对菌株的培养条件进行优化。结果表明:在本研究范围内,哈茨木霉33104水分散粒剂中助剂的最佳配方(质量分数)为:炭黑0.5%、磷酸钾4%、羧甲基纤维素5%、可溶性淀粉5%、硅藻土5%和木质素磺酸钠5%。深绿木霉33804水分散粒剂中助剂的最佳配方(质量分数)为:炭黑0.4%、羧甲基纤维素钠5%、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)5%、可溶性淀粉4%、高岭土3%和木质素磺酸钠5%。以黄瓜品种津研4号为试验材料,探究深绿木霉(Trichoderma atroviride)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)对感染尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)黄瓜生理特性的影响。以仅接种病原菌的处理组作为对照,2种木霉菌与黄瓜枯萎病原菌同时接种或单一接种均可以显著提高黄瓜抗氧化酶活性、脯氨酸含量和叶绿素含量,均可以显著降低丙二醛含量。2种木霉水分散粒剂与黄瓜枯萎病菌共同接种的防治效果均达到了治理黄瓜枯萎病的目的,其中,深绿木霉的防效最佳。

青稞HvnPHO1;2基因克隆、亚细胞定位和表达模式分析

PHO1是一种具有长距离磷转运功能的磷转运蛋白。采用同源克隆方法从青稞‘昆仑14’中获得HvnPHO1;2 cDNA和启动子区域序列。采用生物信息学软件对HvnPHO1;2基因结构、启动子区域元件以及蛋白理化性质、跨膜结构、信号肽、二、三级结构、同源蛋白序列特点和系统进化树进行分析。此外还对HvnPHO1;2的亚细胞定位以及表达模式进行了研究。生物信息学分析结果表明,HvnPHO1;2基因有15个外显子和14个内含子,启动子区域有大量的茉莉酸和脱落酸相关的顺式作用元件。HvnPHO1;2蛋白共有799个氨基酸,分子质量为90365.42 u,总原子数为12735,亲水系数为-0.069,理论等电点为9.33,不稳定指数40.18,脂溶性指数为87.08。HvnPHO1;2具有6个跨膜结构,不具有信号肽。HvnPHO1;2中α螺旋、延长链、β转角、无规则卷曲所占比例分别为55.94%、8.14%、3.13%、32.79%。HvnPHO1;2和其他物种的同源蛋白都有SPX和EXS结构域,青稞HvnPHO1;2和与山羊草AtsPHO1;2亲缘关系最近。亚细胞定位结果表明HvnPHO1;2定位于细胞膜。实时荧光定量PCR结果表明,HvnPHO1;2在青稞茎秆和灌浆籽粒中表达量较高,并受低磷、NaCl胁迫、茉莉酸甲酯和脱落酸诱导表达。

石灰和NPK肥对镉污染土壤及菊芋生理的影响

为加强超富集植物菊芋对土壤镉(Cd)的富集能力,以潍坊、徐州2个不同产地菊芋为供试植物,采用土培法探究施加石灰或NPK肥后对土壤理化性质、菊芋幼苗生长特性和Cd富集能力的影响.结果表明:添加石灰后菊芋根际土壤pH达到最大,NPK肥处理下土壤养分状况显著提高,表明2种改良剂都可以有效改变土壤理化性质;2种改良剂单独施用后都有利于加强2个产地菊芋的植株根系活力,提高植株在Cd胁迫下的光合能力,抗氧化酶活也明显上升,说明改良剂还具有增强植株对重金属毒害的耐受性;分别施用石灰和NPK肥后,菊芋的根、茎、叶对Cd富集能力都有所增加,最大增幅分别达108.84%,99.20%,26.09%和69.84%,83.20%,17.19%,证实2种改良剂均有增进菊芋对Cd的富集能力.研究结果为Cd污染土壤的植物-化学联合修复提供基础数据和科学依据.

水杨酸对菊芋耐高氯酸盐胁迫的影响

为探究ClO4-胁迫下外源水杨酸(salicylic acid,SA)对菊芋(Helianthus tuberosus L.)的生理调节作用,以徐州、潍坊和南京3个不同产地耐盐菊芋为试材,进行液培处理,研究NaClO4胁迫条件下(50 mmol/L),SA不同时间间隔喷施处理对菊芋幼苗的形态学指标、根系活力和光合作用及抗氧化能力的影响。结果表明,ClO4-对菊芋幼苗的生长发育可产生不同程度的毒害作用,喷施SA可有效减轻其对植株的胁迫损伤,且不同产地菊芋的变化趋势相似,植物鲜重、叶面积、株高和根长明显改善,叶片中叶绿素含量及荧光参数显著升高,且每天喷施缓解效果最大;而根系活力在间隔1天喷施效果最佳。同时,H2O2含量呈现出随SA喷施频率的增加而上升趋势,当喷施间隔为2天时,平均增加47.69%,喷施间隔为1天时平均增量为50.93%,每天喷施时平均增幅达到最大值56.80%;且超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活力得到提高,丙二醛(MDA)及游离脯氨酸含量显著降低(P<0.05)。表明SA可通过诱导H2O2作为信号分子增强植株耐受ClO4-的能力。通过灰色关联度分析可知,喷施SA对ClO4-胁迫下叶绿素荧光参数和根系活力影响最大。综上所述,叶面喷施50μmmol/L SA主要是通过影响菊芋叶片和根系,激发H2O2调控抗氧化酶活性的变化,参与体内渗透调节来保护植株光合系统和根系活力,降低ClO4-胁迫对菊芋的伤害,且每天喷施处理的缓解效果最佳,这为菊芋在ClO4-污染土壤中的栽培提供理论指导。

外源茉莉酸对菊芋镉胁迫下光合特性及镉积累的影响

镉(Cadmium,Cd)是一种有毒污染物,揭示外源茉莉酸(jasmonic acid,JA)对菊芋(Helianthus tuberosus L.)镉胁迫下光合特性及镉积累的影响,为解决土壤重金属问题提供实践依据。以耐镉性强的榆林菊芋和耐镉性弱的成都菊芋为材料,采用土培盆栽,设置低、中、高3个镉浓度(75、150、300 mg kg^(-1)),叶面喷施25μmol L^(-1)JA,探究其对不同程度镉污染的缓解效果。结果表明,JA缓解后,成都菊芋株高在低镉组出现最大值,为CK组的1.26倍,榆林菊芋株高变化较小,二者的叶面积、根长和干重均呈上升趋势。此外,榆林菊芋的叶绿素含量在低镉组第7天最大,为胁迫组的1.27倍,成都菊芋第21天才达到峰值。二者的初始荧光(F_(0))恢复正常,PSII最大光能转化效率(F_(v)/F_(m))大幅提升,光化学淬灭系数(q_(P))和电子传递速率(ETR)增加,非光化学淬灭系数(q_(N))下降至对照水平。并且净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))及蒸腾速率(T_(r))均呈上升曲线,胞间CO_(2)浓度(C_(i))减小。各器官镉含量大小为根>叶>茎,除茎部外其余组织生物富集系数都大于1,转移系数小于1,通过激光共聚焦显微观察发现气孔周围镉离子大量减少。综上,施加外源JA能够提高菊芋的叶绿素含量,保护叶绿体结构免遭破坏,净光合速率及光合碳同化效率提升,增加了干物质的积累,增强植株抗镉性。JA信号减少了镉的吸收和转移,减轻了镉毒胁迫,这为种植菊芋修复土壤镉污染提供理论指导。