青藏高原种植业碳排放量测度——以青海省青稞种植业为例

为研究青藏高原种植业碳排放量测度问题,以青海省青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)种植业产生的碳排放量、碳排放强度、碳成本为测算目标进行测定。通过对青海省1997—2019年的碳排放总量和农业碳排放量现状进行分析,发现青海省碳排放总量仍居高不下,农业碳排放量也始终处于较高水平。基于1997—2019年青海省农业碳排放数据,使用Matlab软件中GUI工具箱搭建非线性次回归神经网络模型,并使用神经网络时序工具对青海省农业2020—2026年碳排放进行多步预测,结果显示2020—2026年青海省农业碳排放量仍呈高位波动增长的趋势,迫切需要开展“双碳”减排。依据青稞种植业碳排放来源,建立了农用柴油、人工、化肥、农药、农膜、N2O排放6个测算指标。并基于2015—2020年各测算指标的数据建立IPCC清单估算模型,最终测得青海省青稞种植业2015—2020年碳排放总量、碳排放强度和碳成本,结果显示,2015—2020年青海省青稞种植业碳排放总量并未随着青稞种植面积的增大而出现大幅度增长,而青稞种植业碳排放强度和碳成本随着青稞种植面积的增大而有所降低。

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。