检索结果-内蒙古大学图书馆

浙江大学学报(人文社会科学版) 2025年第3期55卷 5-26页

作者：梁巧马康伟浙江大学中国农村发展研究院浙江杭州310058

新型农业经营主体是推动农户绿色生产的重要组织载体。研究表明:其一,新型农业经营主体能够显著降低农户化肥使用强度,一定程度上能够推动农户绿色生产,但对农户农药和农膜使用强度没有显著影响,其对农户绿色生产的促进效应具有局限性... 详细信息

新型农业经营主体是推动农户绿色生产的重要组织载体。研究表明:其一,新型农业经营主体能够显著降低农户化肥使用强度,一定程度上能够推动农户绿色生产,但对农户农药和农膜使用强度没有显著影响,其对农户绿色生产的促进效应具有局限性。其二,新型农业经营主体能够通过信息服务、农机服务和销售服务促进农户绿色生产,但技术服务没有发挥显著作用。其三,新型农业经营主体对农户绿色生产的促进效应在不同类型主体之间和不同特征农户之间均表现出异质性。其四,在有新型农业经营主体的村庄中,化学投入品减量的农户能够获得更高的经济效益,而在无新型农业经营主体的村庄中,化学投入品减量则会降低农地生产率。因此,应继续培育和发展新型农业经营主体、增强新型农业经营主体为农户所提供服务的多样性和对不同特征农户的包容性。

关键词：新型农业经营主体绿色生产农户农业服务

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生鲜电商农产品质量安全评价研究

生鲜电商农产品质量安全评价研究

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作者：乔安利河北工业大学

学位级别：硕士

农产品质量安全是我国食品安全的基础保证,同时也是国家和社会稳定的基础,直接关系到消费者的身体健康。自改革开放以来,我国消费者对农产品的安全需求已经由数量安全转变为质量安全。近年来我国生鲜电商发展迅速,用户群体持续增加。生... 详细信息

农产品质量安全是我国食品安全的基础保证,同时也是国家和社会稳定的基础,直接关系到消费者的身体健康。自改革开放以来,我国消费者对农产品的安全需求已经由数量安全转变为质量安全。近年来我国生鲜电商发展迅速,用户群体持续增加。生鲜电商虽然为我国农产品滞销问题的解决以及质量水平的提高等方面提供了有效途径,但在农产品质量安全方面也出现了新的隐患和挑战,农产品质量安全等问题成为消费者、学术界和政府重点关注的问题。本文以消费者对农产品质量安全的迫切需求为研究导向,在“互联网+农业”的背景下,基于涉农电子商务的视角,以近年来发展迅速的生鲜电商为主体,研究农产品的质量安全问题。首先,对农产品电子商务与质量安全相关研究现状进行了综述,包括涉农电子商务、生鲜电商、农产品质量安全三部分内容。其次,采用统计分析的方法,针对国家市场监督管理总局、农村农业部农产品质量安全中心、国家食品药品监督管理总局等部门,对农产品质量安全方面的公开信息进行调查筛选,发现各类生鲜电商平台普遍存在两方面问题。一方面,针对生鲜电商农产品质量安全日益凸显的现象,对我国生鲜电商发展现状进行研究,包括平台模式、运营特点等方面,发现我国生鲜电商多模式并存,农产品质量安全评价指标体系缺失,平台型生鲜电商农产品质量安全无保障的问题;另一方面,对导致农产品质量不安全的原因进行研究,包括影响农产品质量安全的重要环节、政府监管现状、检测技术现状,发现我国农产品存在产地生态环境污染严重,种植环节化学农药使用不规范、加工包装环节违规超量超标使用保鲜剂、电商平台检测能力水平低,政府监管存在盲区等问题。最后,通过在B公司实习期间收集的相关资料,选取平台型生鲜电商(B公司)进行实证研究。通过对上述问题的研究,得出我国传统的东方农耕技术已完全被依赖化肥、农药的西方农耕技术所取代,生鲜电商的发展对提升我国农产品质量安全水平、促进农业产业链组织升级具有推动作用。在提升农产品质量安全水平方面,本研究可以为生鲜电商平台以及涉农企业提供理论参考依据。

关键词：生鲜电商农产品质量安全指标体系

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土著菌群和蚯蚓肠道菌群协同抵御有机氯农药毒害机制

土著菌群和蚯蚓肠道菌群协同抵御有机氯农药毒害机制

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作者：朱国繁合肥工业大学

学位级别：硕士

蚯蚓肠道内生菌群参与土壤环境的各种生物化学过程,与土著菌群紧密互作来维护土壤内部稳定状态。当土壤环境遭遇外界扰动时(如农药污染输入),会对蚯蚓肠道菌群和土著菌群之间的沟通交流产生怎样的影响尚未明确,上述两种特异性类群在抵... 详细信息

蚯蚓肠道内生菌群参与土壤环境的各种生物化学过程,与土著菌群紧密互作来维护土壤内部稳定状态。当土壤环境遭遇外界扰动时(如农药污染输入),会对蚯蚓肠道菌群和土著菌群之间的沟通交流产生怎样的影响尚未明确,上述两种特异性类群在抵御逆环境过程中的互作模式以及与土壤内稳态的联系更是值得深入研究。本研究采集中国长三角地区典型农药污染农田和场地土壤,使用高通量测序技术和宏基因组测序技术,分析蚯蚓肠道菌群和土著菌群的结构和功能;通过统计学分析方法和网络分析,识别其核心类群,得到主要成果和结论如下:1)不同农药胁迫下蚯蚓肠道菌群和土著菌群存在密切的物种、基因传递过程;2)不同梯度氯丹农药胁迫下蚯蚓肠道菌群和土著菌群组合存在稳定的核心种群,主要为黄杆菌属、氨氧化古菌属和不动杆菌属等,且此类核心种群具有碳氮转化和农药降解能力;3)农药胁迫程度的加深降低了土著菌群和蚯蚓肠道菌群互作紧密性,使其共现网络平均度中心性、紧密中心性和特征向量中心性由443.36、0.89、0.92降低为378.78、0.84、0.87,造成菌群之间物种、基因交流道路的堵塞;4)毒害分担模型显示蚯蚓肠道菌群关键基因农药毒害分担系数(103.0%～130.2%)>一般基因农药毒害分担系数(97.4%～125.7%)>物种农药毒害分担系数(79.2%～85.1%),揭示了蚯蚓肠道菌群能够通过基因调节的方式,特别是通过调控碳氮代谢和农药降解基因分担农药毒害作用,与土著菌群协同抵御有机氯农药胁迫。本研究结果可为探明土著菌群与蚯蚓肠道菌群在抵御土壤中有机氯农药胁迫及共同维护土壤微生物内稳态的贡献机制,提供新的科学认识。

关键词：土著菌群蚯蚓肠道菌群有机氯农药土壤协同作用

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流化床DBD等离子体耦合CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化修复阿特拉津污染土壤

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环境科学学报 2024年第1期44卷 400-413页

作者：瞿莹郭凤艳崔宇韬谭玉玲朱金伟李杰姜楠中国环境科学研究院北京100012 大连理工大学环境学院大连116024 大连理工大学电气工程学院大连116024

我国由于工农业快速发展、农药化肥大量使用等原因形成大量重度有机污染场地,环境风险极高,迫切需要发展高效、快速的有机污染土壤修复技术.本研究提出流化床介质阻挡放电(DBD)等离子体耦合CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化修复阿特拉津(ATZ... 详细信息

我国由于工农业快速发展、农药化肥大量使用等原因形成大量重度有机污染场地,环境风险极高,迫切需要发展高效、快速的有机污染土壤修复技术.本研究提出流化床介质阻挡放电(DBD)等离子体耦合CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化修复阿特拉津(ATZ)污染土壤的方法.同时,表征分析了催化剂的物化性能,考察了气体流速和活性组分负载量对ATZ降解效果的影响,最后揭示了流化床DBD等离子体耦合催化作用机理.结果表明,15%CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂具有最高含量的Ce^(3+)和表面吸附氧(Oads),能够提供丰富的氧空位.等离子体耦合催化系统在充分流化状态下显示出优越的降解性能,尤其在气体流速为1.0 m·s^(-1)和活性组分负载量为15%的实验条件下,流化床DBD等离子体耦合催化系统中ATZ降解效率(85.4%)和能量效率(0.149 mg·kJ^(-1))经过12 min放电处理后均达到最优值,比流化床DBD等离子体系统分别提升了21.4%和22.1%.放电产生的高能电子及其轰击背景气体产生的化学活性物质与ATZ分子发生碰撞反应.耦合催化之后Ce^(4+)和Ce^(3+)之间的氧化还原循环促进氧空位的形成,吸附并分解O_(3)和O_(2)为其它活性氧物质.以上活性物质共同攻击ATZ分子及中间产物的侧链C—N键和C—Cl键等,使其最终矿化为CO_(2)和H_(2)O.基于产物鉴定结果及催化作用机理,提出了6条ATZ降解路径,其中,脱烷基化和脱氯-羟基化为主要路径.最后,毒性评价结果表明流化床DBD等离子体耦合催化系统能够降低ATZ中间产物毒性,实现逐步脱毒.

关键词：流化床等离子体介质阻挡放电等离子体催化土壤修复毒性评价

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生态环境质量对耕地利用生态效率的响应研究 ——以陕西省为例

生态环境质量对耕地利用生态效率的响应研究 ——以陕西省为例

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作者：王睿长安大学

学位级别：硕士

当前,受国际形势紧张、社会发展面临不确定性以及全球气候变化等因素影响,中国耕地保护和粮食安全面临较大的压力。同时,农药、化肥化学用品过量使用等一系列粗放的耕地利用方式,会造成农业面源污染、温室气体排放等生态环境问题。在双... 详细信息

当前,受国际形势紧张、社会发展面临不确定性以及全球气候变化等因素影响,中国耕地保护和粮食安全面临较大的压力。同时,农药、化肥化学用品过量使用等一系列粗放的耕地利用方式,会造成农业面源污染、温室气体排放等生态环境问题。在双碳目标和建设美丽中国的战略背景下,探索生态环境质量对于耕地利用生态效率的响应机制和程度,梳理二者之间的关系,对于实现农业高质量发展和“双碳”目标有着重要的参考价值。陕西省作为西部大开发战略的桥头堡,在黄河流域生态保护和高质量发展以及“一带一路”对外开放的国家战略需求下,耕地利用和生态环境保护协同发展上面临诸多挑战。当前,耕地利用生态效率低、农业粗放式发展、生态环境破坏等问题依然存在。本文以陕西省为研究区域,利用非期望产出超效率SBM模型,从整体和县域两个角度分析了陕西省耕地利用生态效率的时空变化特征;基于Google Earth Engine(GEE)云平台构建生态环境质量评价体系,对陕西省生态环境质量进行定量评价;最后通过双变量空间自相关、地理加权回归模型、脉冲响应模型探究二者之间的响应关系,研究主要结论如下: (1)2000—2020年陕西省耕地利用生态效率未达到相对有效,各区县耕地利用生态效率尚不稳定。2000年、2005年、2010年、2015年和2020年陕西省耕地利用生态效率均值分别为0.8943、0.9080、0.8879、0.8845、0.7862,属于中等效率;不同地区耕地利用生态效率具有显著差异,总体上看关中地区优于陕南地区,优于陕北地区,这主要是由于关中地区的自然资源禀赋和社会经济发展优于陕南和陕北地区所导致的;2000—2020年,陕西省有半数以上的区县实现了相对有效,同时各区县之间的空间差异程度由2.5026降低到1.5404,有显著的降低;从空间格局来看,各类型效率区的空间分布较为分散,且在东-西、南-北方向上均有较大的变化,在东-西方向上,由“倒U形”变为平滑的“U形”,在南-北方向上,由北低南高转变为北高南低。 (2)2000—2020年陕西省遥感生态指数呈现平稳上升的态势,生态环境质量明显改善。从不同地区来看,陕南地区在研究期内一直优于关中地区,优于陕北地区。从各地区的时间序列变化来看,10个地市的遥感生态指数均呈现出波动上升的趋势,其中延安市的遥感生态指数提升最多。从各类别数量上看,2000—2020年陕西省各地区的生态环境质量有较大的变化,呈现出低等级逐渐向高等级转变的趋势,高等级占比由3%提升至38.9%。2000—2020年陕西省的生态环境质量自北向南呈现出“低-高-较低-高”的空间分布格局。遥感生态指数较高的地区主要分布在陕南秦巴山区、关中地区西部的关山、陕北黄土高原南部的黄龙山景区和子午岭森林公园,低等级地区主要分布在陕北北部风沙区的毛乌素沙地。从变化趋势来看,陕西省的生态环境质量大部分地区呈现出改善的变化趋势,少部分地区出现退化的情况。退化区域呈现出三个大集聚区、两个小集聚区的空间分布格局。 (3)2000—2020年陕西省耕地利用生态效率对于生态环境质量的带动作用并不持续。2000—2015年,两个变量之间存在着显著的相关关系,且弱正向带动和弱负向抑制作用交替出现;2020年由于新冠肺炎疫情的冲击,较为严格的疫情管控措施给田间管理、播种等耕地利用过程造成不利影响,耕地利用生态效率有明显下降,这不符合原本的发展趋势,导致两者的相关关系并不显著。同时,两者在面对自身的冲击时,响应迅速且呈现正向促进作用,在面对另一个变量的冲击时,响应较慢且呈现负向抑制作用,未来两者还处于矛盾的关系中。为实现不同区域农业高质量发展,结合三大区域的发展特点和优势,提出以下几点建议:关中地区转化先进农业科学技术,促进绿色集约农业发展;陕北地区提高生态环境承载能力,积极推进农业规模发展;陕南地区全面盘活撂荒土地资源,大力发展特色生态农业。

关键词：陕西省耕地利用遥感生态指数非期望产出超效率SBM模型空间自相关分析地理加权回归分析脉冲响应模型

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微藻生物肥对土壤细菌群落结构和碳氮循环功能的影响研究

微藻生物肥对土壤细菌群落结构和碳氮循环功能的影响研究

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作者：李富强山西大学

学位级别：硕士

无机化肥和农药的长期过量使用不仅导致自然环境污染,也危害着土壤健康,制约了现代农业的绿色可持续发展。微藻是一类光合自养型微生物。在代替传统化学肥料方面表现出独有的应用潜力,同时在刺激作物生长和调节土壤理化性质等方面展示... 详细信息

无机化肥和农药的长期过量使用不仅导致自然环境污染,也危害着土壤健康,制约了现代农业的绿色可持续发展。微藻是一类光合自养型微生物。在代替传统化学肥料方面表现出独有的应用潜力,同时在刺激作物生长和调节土壤理化性质等方面展示出巨大价值。然而,当前藻肥储置技术的难题和对土壤作用机理的不了解限制了微藻生物肥在农业生产实践中的开发应用。基于上述背景,本文以可规模化养殖的绿球藻(Chlorococcum sphacosum GD)制备微藻生物肥,在自然环境下灌溉于土壤,研究不同制备方式((藻细破碎和和藻细破不碎和)、不同浓度的微藻生物肥(100 mg/kg土壤和20 mg/kg土壤)对土壤细菌物种组成和群落结构的调控效应,并进一步研究其对土壤细菌碳氮循环功能的驱动机制。主要研究结果如下: (1)在表层土壤((0-5 cm)中,与空白对照组和施加有机肥组((0 cells/g)相比,施加细破不碎和的高浓度藻肥(100 mg/kg)显著提高了微藻细破数(p<0.05),为8.65×10～9 cells/g。在下层土壤(6-10 cm)中,与空白对照组((0 cells/g)相比,施加藻细破不碎和的高浓度藻肥显著提高了细菌数量(p<0.05),为4.83×10～9 cells/g。 (2)高通量测序结果表明,微藻生物肥显著影响了土壤细菌的物种丰度和群落结构。从门水平上看,与空白对照组相比,施加高浓度藻肥显著提高了土壤细菌群落中Proteobacteria、Acidobacteriota和Planctomycetota的相对丰度。显著降低了Bacteroidota的相对丰度。从属水平上看,与空白对照组相比,施加高浓度藻肥以及细破不碎和的低浓度藻肥显著提高了RB41、Sphingomonas、Bryobacter、MND1、Steroidobacter和Nitrospira的相对丰度。细菌群落结构的变化与土壤环境因子的改变紧密相关。其中,土壤含水量、p H和硝态氮含量对土壤细菌群落结构的影响最显著。此外,施加细破不碎和的高浓度藻肥改善了土壤中细菌的共生关系,形成了更加稳定的共生模式。 (3)对土壤细菌碳氮循环功能基因丰度的分析发现,在表层土壤中,与空白对照组相比,施加细破不碎和的高浓度藻肥显著提高了土壤细菌碳氮循环功能关键基因HK、PK、CS、PGD、hao、amo A和nor B的丰度,降低了基因nir K和nir A的丰度。此外,与表层土相比,下层土壤中功能基因相对丰度呈现出相似的变化趋势,但变化较小。土壤微藻细破数、细菌生物量、有效磷、含水量、p H和硝态氮含量是影响土壤碳氮循环功能基因丰度的关键因子。微藻生物肥提高了土壤细菌碳氮循环相关功能基因的丰度,促进了土壤中的碳氮循环过程。

关键词：绿球藻生物肥土壤细菌群落结构碳氮循环功能

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草地贪夜蛾REase基因的功能与转录调控研究

草地贪夜蛾REase基因的功能与转录调控研究

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作者：周晓阳扬州大学

学位级别：硕士

草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是我国近年来为害较重的入侵害虫之一,严重为害我国玉米作物。目前,对于草地贪夜蛾的防治主要以化学防治为主,但长期、大量、不合理地使用农药导致草地贪夜蛾对多种杀虫剂产生了抗药性,因此迫切需要... 详细信息

草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是我国近年来为害较重的入侵害虫之一,严重为害我国玉米作物。目前,对于草地贪夜蛾的防治主要以化学防治为主,但长期、大量、不合理地使用农药导致草地贪夜蛾对多种杀虫剂产生了抗药性,因此迫切需要开发新的害虫防治方法。目前,基于RNA干扰(RNAi)的核酸农药越来越受到关注,但大部分鳞翅目昆虫的RNAi效率很低,而影响RNAi效率的一个主要因素是昆虫体内核酸酶对dsRNA的降解。最近发现了一种鳞翅目昆虫特有的RNAi效率相关核酸酶(RNAi efficiency-related nuclease,REase),能够降解各种类型的核酸,推测其与鳞翅目昆虫低RNAi效率有关。本文以草地贪夜蛾为研究对象,克隆了草地贪夜蛾SfREase基因,并定量检测了SfREase对dsRNA以及逆境胁迫的转录响应;利用体外重组SfREase以及RNAi of RNAi研究了SfREase降解dsRNA的功能及其对RNA干扰效率的影响;最后,利用RNAi和双荧光素酶实验,探讨了FoxO转录因子对SfREase的转录调控。 1.草地贪夜蛾SfREase基因的克隆与mRNA表达分析通过RT-PCR技术扩增了草地贪夜蛾SfREase基因(Gene Bank:OR739403),开放阅读框序列全长为1746 bp,共编码了581个氨基酸,预测蛋白分子质量为67.81kDa,理论等电点为6.12。多重序列比对显示,SfREase氨基酸序列与棉铃虫的序列一致性最高,为41.5%。SfREase基因组中含有一个内含子和一个外显子,保守结构域分析预测SfREase含有PIN(PilT N terminus)结构域(24-166氨基酸残基)。系统发育分析表明,SfREase与其他鳞翅目同源蛋白聚集在一支,表明REase是鳞翅目昆虫特有的核酸酶。对草地贪夜蛾3龄幼虫不同组织中SfREase的表达进行定量检测,发现SfREase主要在中肠中表达。 2.草地贪夜蛾SfREase对dsRNA及逆境胁迫的响应利用定量PCR检测了SfREase对体内非特异性dsRNA暴露的转录响应。当2μg的dsEGFP注射进入草地贪夜蛾3龄幼虫体内12、24 h后,SfREase的mRNA表达量分别显著上调了5.59倍和3.51倍;将表达dsEGFP的菌液与饲料混合饲喂给草地贪夜蛾3龄幼虫24、48 h后,SfREase的mRNA表达量也有所上调,但在处理组和对照组之间没有观察到统计学差异。进一步比较了SfREase在草地贪夜蛾3龄幼虫注射dsEGFP或dsSfREase 12 h后的mRNA表达量,发现dsSfREase处理组的SfREase表达量较dsEGFP处理组下调了68.58%。同样,对SfREase在饲喂草地贪夜蛾3龄幼虫菌液表达的dsEGFP或dsSfREase 24 h后的mRNA表达量的比较发现,饲喂dsSfREase的幼虫SfREase表达量相对于dsEGFP处理组下调了66.7%。利用定量PCR检测了SfREase对高温、低温、饥饿和药剂处理的响应。结果显示,低温(4℃)处理下草地贪夜蛾SfREase的mRNA表达量无显著差异,而在高温(40℃)处理12 h后,SfREase上调了2.4倍;草地贪夜蛾3龄幼虫饥饿24、48和72h后,SfREase的mRNA表达分别下调了88.46%,76.08%和91.59%;使用亚致死浓度的溴氰虫酰胺(0.923 mg/L)处理幼虫12、24、48 h后,SfREase的mRNA表达分别下调了73.1%、75.3%和86.9%。推测高温可能会降低RNAi效率,饥饿和药剂处理可能会提高RNAi效率。 3.草地贪夜蛾SfREase的体外表达与功能验证为了证实SfREase降解dsRNA的能力,将从草地贪夜蛾3龄幼虫注射干扰12 h以及饲喂干扰24 h后提取的500 ng血淋巴液和中肠液与1μg dsEGFP 37℃孵育10min。凝胶电泳图显示,与dsREase处理组相比,dsEGFP在对照组中肠液或血淋巴液中的降解速度更快,表明SfREase在dsRNA的降解过程中起着重要作用。进一步将利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统中表达并纯化的SfREase重组蛋白与1μg dsEGFP在37℃孵育10 min,1%琼脂糖凝胶电泳图显示,重组SfREase蛋白能够以浓度依赖的方式降解dsRNA,并且蛋白浓度越高,dsRNA降解越多。此外,草地贪夜蛾4龄末期的幼虫在饥饿处理24 h后,dsEGFP在中肠液中的降解比对照组少,而在血淋巴中的降解与对照组无差异,表明饥饿胁迫能够减少dsRNA的降解。为了研究SfREase是否与草地贪夜蛾低RNAi效率有关,以SfYellow

关键词：草地贪夜蛾 RNAi效率相关核酸酶 dsRNA稳定性 RNAi效率 FoxO

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BdCncC/BdMaf-K调控BdUGT301D2/429A1介导桔小实蝇对马拉硫磷抗性的分子机制

BdCncC/BdMaf-K调控BdUGT301D2/429A1介导桔小实蝇对马拉硫磷抗性...

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作者：陈梦玲西南大学

学位级别：硕士

桔小实蝇Bactrocera dorsalis是我国重要的农业害虫和外来入侵物种,由于化学农药长期的不合理使用及滥用,目前已对多种杀虫剂产生了不同程度的抗性。解毒代谢酶基因的过表达是昆虫对多种药剂形成代谢抗性的重要原因。UDP-葡萄糖基转移酶... 详细信息

桔小实蝇Bactrocera dorsalis是我国重要的农业害虫和外来入侵物种,由于化学农药长期的不合理使用及滥用,目前已对多种杀虫剂产生了不同程度的抗性。解毒代谢酶基因的过表达是昆虫对多种药剂形成代谢抗性的重要原因。UDP-葡萄糖基转移酶（UDP-glycosyltransferase,UGTs）是昆虫代谢抗性中重要的次级代谢酶,但在桔小实蝇杀虫剂抗性中的功能及其转录调控机制尚不明确。因此,本学位论文采用室内使用马拉硫磷连续筛选获得的桔小实蝇抗性品系,通过生化毒理学分析确定UGTs是否参与桔小实蝇对马拉硫磷的抗性;在全基因组水平筛选鉴定UGTs基因,解析其家族分类、系统发生关系、染色体分布等信息,筛选出在抗性品系中过表达的重要UGTs基因;利用免疫组化、RNAi、三维结构模拟及分子对接、异源表达及HPLC技术,明确重要UGTs基因是否介导桔小实蝇对马拉硫磷的抗性;综合生物信息学预测及转录因子在抗性及敏感品系的表达差异分析,结合RNAi、双荧光素酶报告系统和ROS激活剂及抑制剂处理,揭示ROS激活通过转录因子通路调控重要UGTs基因在抗性品系过表达的分子机制。主要研究结果如下:1 UGTs介导桔小实蝇对马拉硫磷抗性的生化毒理学特性分析采用点滴法,对室内连续筛选的桔小实蝇马拉硫磷抗性品系及不接触药剂的敏感品系进行生物测定,结果显示马拉硫磷对桔小实蝇抗性品系和敏感品系的LD50分别为5,915.84和95.09 ng/头,抗性倍数为62.21倍。分别使用UGTs专性抑制剂Sul和5-Nul对桔小实蝇抗性和敏感品系进行处理,然后用马拉硫磷进行生物测定,结果显示马拉硫磷对抗性品系的LD50分别降低至1,778.42和1,453.79ng/头,增效比分别为3.33和4.07;敏感品系的LD50分别为91.53和56.74 ng/头,其增效比分别为1.04和1.68。说明UGTs专性抑制剂对桔小实蝇抗性品系的增效作用明显,但对敏感品系无增效作用。同时,UGTs酶活力测定发现抗性品系的UGTs酶活力是敏感品系的3.72倍,说明UGTs酶活力的提升可能在桔小实蝇对马拉硫磷的代谢抗性中发挥作用。2桔小实蝇抗性和敏感品系间差异UGTs基因的鉴定基于桔小实蝇基因组数据库,共鉴定到31个UGTs基因,其中30个具有完整的开放阅读框。所有UGTs含有2个糖受体结合域,其中29个UGTs包含4个保守结构域及信号肽。系统发育分析表明,BdUGT301、BdUGT302、BdUGT35、BdUGT36、BdUGT37、BdUGT49、BdUGT50基因家族与果蝇UGTs基因聚为一支且亲缘关系最近;桔小实蝇BdUGT429家族的6个基因聚为一个分支,表现出一定程度的基因扩增。染色体定位发现,除BdUGT49D3外,其余30个基因均位于4条染色体上,并且BdUGT301、BdUGT302、BdUGT35和BdUGT429基因家族在同一染色体上分布紧密、位置接近且编码方向相同。利用RT-qPCR技术,分析UGTs基因在桔小实蝇抗性和敏感品系4日龄成虫的表达模式,结果显示BdUGT301D2、BdUGT35G1、BdUGT429A1、BdUGT429A3、BdUGT429B4、BdUGT442A1和BdUGT50B5在抗性品系中显著上调,暗示这些基因可能在桔小实蝇对马拉硫磷的抗性中发挥作用。分析两个品系成虫不同日龄UGTs基因的表达模式,发现BdUGT301D2和BdUGT429A1在抗性品系的成虫阶段均上调表达,暗示这两个UGTs基因在桔小实蝇的马拉硫磷代谢抗性中行使功能。3 BdUGT301D2和BdUGT429A1介导桔小实蝇对马拉硫磷抗性的功能解析利用RT-qPCR及免疫组化技术,分析发现BdUGT301D2和BdUGT429A1在桔小实蝇抗性品系的中肠和马氏管细胞的细胞膜及细胞器膜处大量分布,暗示UGTs可能参与有毒物质的跨膜转运进而行使对马拉硫磷的解毒功能;RNAi及Western Blot结果显示,BdUGT301D2和BdUGT429A1沉默效率达69.68%和57.55%,其蛋白含量也明显减少;两个基因分别沉默后的试虫对马拉硫磷的敏感性显著提升23.19%和20.42%。三维模拟及分子对接分析发现,BdUGT301D2和BdUGT429A1均存在与马拉硫磷正反异构体结合的空腔位点,推测两蛋白可以直接结合马拉硫磷;基于杆状病毒表达系统获得的重组蛋白与马拉硫磷共孵育后,马拉硫磷的含量分别显著减少47.54%和20.40%,表明两个UGTs重组蛋白可直接降解马拉硫磷;进一步的细胞毒力测定发现,表达两个UGTs蛋白的Sf9细胞对马拉硫磷耐受力分别显著提升,高达31.58%和31.13%,表明BdUGT301D2和BdUGT429A1有助于桔小实蝇对马拉硫

关键词：桔小实蝇马拉硫磷 UDP-葡萄糖基转移酶转录因子CncC/Maf 活性氧

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不同苹果品种对二斑叶螨的抗性鉴定及抗性机理初步研究

不同苹果品种对二斑叶螨的抗性鉴定及抗性机理初步研究

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作者：张继龙西北农林科技大学

学位级别：硕士

二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是重要的农作物害螨,广泛分布于世界各地,严重危害多种果树和经济植物。该螨主要以若螨、成螨在叶片背面刺吸植物汁液,使植物丧失大量水分和叶绿体,造成叶片枯黄,影响光合作用,严重危害时会导致叶片干... 详细信息

二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是重要的农作物害螨,广泛分布于世界各地,严重危害多种果树和经济植物。该螨主要以若螨、成螨在叶片背面刺吸植物汁液,使植物丧失大量水分和叶绿体,造成叶片枯黄,影响光合作用,严重危害时会导致叶片干枯脱落,给农业生产造成严重的损失。目前农业生产中主要使用化学药剂来防治二斑叶螨,但化学药剂的不规范使用导致其对多种农药产生抗药性,同时也严重影响食品安全。因此,亟待寻找绿色、安全、经济、可持续发展的防治方法。选育农作物抗螨品种,利用寄主植物自身抗性有效控制害螨为害,对于二斑叶螨的综合治理具有重要意义。本论文通过鉴定10个苹果品种对二斑叶螨的抗性;研究不同苹果品种叶片物理形态结构、营养物质含量及次生代谢物质含量,分析不同生理指标与螨害指数之间的关系,探究苹果对二斑叶螨的抗性机制;用苹果叶片中含量较高的次生代谢物质单宁和根皮苷诱导处理二斑叶螨,测定其体内酶活性变化情况,并结合转录组测序技术,初步探究次生代谢物质对二斑叶螨基因表达水平的影响。主要研究结果如下: 1.不同苹果品种对二斑叶螨的抗性鉴定在田间鉴定10个苹果品种对二斑叶螨的抗性,富士和秦蜜为抗螨品种,秦冠、嘎啦、蜜脆和红星为中抗品种,黄元帅、瑞雪、瑞阳和秦脆为感螨品种。 2.螨害指数与各生理指标的相关性分析单宁含量与螨害指数存在极显著负相关;蜡质含量、茸毛密度、植物总酚含量、类黄酮含量与螨害指数间呈显著负相关;叶片厚度、水分含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量与螨害指数间无显著相关性;叶片气孔密度、游离氨基酸含量与螨害指数间呈显著正相关。蜡质含量、气孔密度和茸毛密度可作为鉴定抗螨性强弱的物理形态特征指标;游离氨基酸含量可作为鉴定苹果抗螨性强弱的营养物质参考指标;单宁、植物总酚、类黄酮含量可以作为鉴定苹果抗螨性强弱的次生物质参考指标。 3.重要次生代谢物质对二斑叶螨生长发育的影响三种次生物质单宁、根皮苷和槲皮素对二斑叶螨的致死中浓度分别为0.46 mg/mL,0.45 mg/mL和1.59 mg/mL。单宁、根皮苷、槲皮素处理后会显著延长二斑叶螨的卵期,显著缩短幼螨期和成螨期。三种次生物质处理对二斑叶螨的若螨期均无显著影响;二斑叶螨的单雌平均产卵量与对照组相比均显著降低,但各处理间无显著差异。 4.重要次生代谢物质对二斑叶螨解毒酶和保护酶活性的影响单宁和根皮苷对P450酶活性均有不同程度的激活作用,酶活性随着单宁和根皮苷的浓度升高而增加,槲皮素对P450酶活性没有显著的浓度效应;根皮苷和槲皮素对CarE酶活性均产生抑制作用,且随着浓度升高抑制效果越显著;单宁和槲皮素诱导二斑叶螨体内GST酶活性降低,且酶活性随着浓度的升高而减弱,而根皮苷对GST的诱导效果随浓度的升高而增强。三种次生物质处理均抑制了二斑叶螨体内SOD酶活性,酶活性随着浓度的升高而减弱;三种次生物质处理均可以诱导POD酶活性增强,酶活性随浓度的升高而增强,且单宁对酶活性的激活效果最显著;根皮苷和槲皮素对CAT酶活性均有不同程度的抑制,其中根皮苷对酶活性抑制效果更显著,单宁显著升高了CAT酶活性。 5.次生代谢物质对二斑叶螨基因表达水平的影响通过高通量测序技术对单宁和根皮苷诱导前后二斑叶螨雌成螨进行转录组测序,发现5503条差异表达基因,其中有23条P450差异表达基因;12条GST差异表达基因。荧光定量PCR验证发现TuGSTk01基因在单宁和根皮苷处理后表达量均极显著升高,分别为对照组的3.2倍和13.2倍;CYP392C1、CYP381A1基因在单宁和根皮苷处理后表达量均显著升高;CYP392A1基因的表达量在两种次生物质处理后均极显著升高,分别为对照组的6.1倍和7.0倍。综上所述,本研究鉴定了10个苹果品种对二斑叶螨的抗性,研究了不同品种叶片的生理生化指标与抗螨性的关系,发现叶片中抗性相关次生代谢物质处理后二斑叶螨的生长发育及繁殖受到影响,其体内解毒酶和保护酶活性以及相关基因表达量也发生不同的变化,并鉴定了二斑叶螨外源物质代谢相关基因,研究结果能够为深入分析苹果抗螨性奠定基础,为苹果抗螨品种的选育及二斑叶螨的防治提供依据。

关键词：二斑叶螨抗螨性鉴定次生代谢物质解毒酶转录组

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引用

作者：庞绪良江苏大学

学位级别：博士

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随着人类社会工业化、现代化进程的快速发展,煤炭、石油和天然气等不可再生资源的过度消耗和不合理的排放导致了严重的环境污染（水污染、大气污染以及土壤污染）和生态危机。污染物复杂的危害性严重威胁了人类的生存和健康,而且还会通过自然和社会环境诸多因素的影响,间接破坏了人类赖以生存的地球家园。环境学科是一门新兴的综合学科,它与生物学、工程学、化学、物理学等诸多自然学科都存在密不可分的关系。生态环境污染的治理并不是单独意义上的能源工程,但减少环境污染和节约化石能源往往是双效并存。近年来,化石能源过度开采和使用,给地球生态环境造成了巨大破坏,而生物质能是地球上最丰富的绿色可再生资源,以生物质资源为原料制备高附加值化学品具有十分重要的研究意义。在众多生物质衍生化学品中,2,5-呋喃二甲酸（2,5-furandicarboxylicacid,FDCA）是一种高附加值生物及化学物质,被认为是石油化学衍生物（对苯二甲酸）的理想替代品。因此,广泛应用于制备聚合物、化学药物以及精细化学品。FDCA最重要的合成方式是5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,HMF）氧化,其中电催化技术则被认为是实现高效HMF→FDCA转化的最有效的途径之一。目前,催化剂活性不足,选择性低和稳定性差是限制电催化技术产业化的最大障碍,其解决的有效手段包括电催化剂的构建,电解质的优化以及电解池的设计等。然而,目前大多数研究主要侧重于探索新的复杂电催化剂的构建,而催化剂固有性质与催化活性之间相关性研究尚且不足。因此,如何调控催化剂表面活性位点并深入理解其在HMF氧化中的作用机理是当前催化剂设计的关键。另外,对硝基苯酚（4-NP）,是一种常见有毒有机污染物,4-NP对环境的污染主要来源于农药和化工染料。但是对氨基苯酚（4-AP）作为4-NP的重要加氢产物,是一种广泛的精细有机化工和医药中间体。因此,本课题在配对的电催化反应体系中,选择热力学有利的4-NP加氢反应来替代动力学缓慢的HER,来进一步提高电子利用率和阳极反应（HMF氧化）的催化效率,从而实现有毒污染物4-NP的绿色降解,减小对生物环境的危害。本论文通过原位电化学重构策略,优化催化剂表面的化学成分和电子结构,促使催化剂表面暴露丰富的活性位点,从而显著提高催化剂的HMF氧化活性。通过一系列的物理和电化学表征,证实了电化学诱导产生的羟基氧化物为HMF氧化的主要活性位点。配对的电催化体系不仅实现了生物质衍生物HMF的高附加值转化,同时,将有毒环境污染物4-NP转化为重要的医药中间体4-AP。本论文的主要研究内容总结如下: *** OOH类活性物种的电化学构建及5-羟甲基糠醛和环境污染物对硝基苯酚协同转化研究（1）Cu OOH的电化学构建及5-羟甲基糠醛和环境污染物对硝基苯酚协同转化研究电催化氧化生物质衍生物HMF为高附加值产品FDCA对于可持续绿色生产具有重要意义。但构建具有高选择性的醇/醛基氧化活性位点仍面临巨大挑战。将Cu（OH）2(CF-Cu（OH）2,CF:Cu foam)催化剂前驱体原位负载于泡沫铜,并进一步证明了电化学诱导产生的高价态Cu OOH物种为HMF氧化的主要活性位点。活化的CF-Cu（OH）2在0.8 V ***/Ag Cl氧化电位下电流密度达到了198.2 m A/cm2（100 m M HMF）,并且获得了接近100%法拉第效率。此外,进一步揭示了Cu OOH的电催化作用机制,并深入理解了HMF的主要氧化路径。偶联的电催化体系在协同HMF氧化和4-硝基苯酚（4-NP）加氢反应中展现出了优异的催化性能。因此,该工作提出了一种分别在阳极和阴极上同步制备两种增值化学品的新策略,该策略在设计其它有机化合物的电催化体系方面具有潜在的应用空间。（2）双羟基氧化物Cu OOH/Ni OOH的电化学构建及5-羟甲基糠醛和环境污染物对硝基苯酚协同转化研究为了进一步提高羟基氧化物催化剂的HMF氧化活性,通过电化学的方法在Cu OOH表面引入了Ni OOH活性物种,并深入阐述了其在HMF氧化中的催化机理。双羟基氧化物（Cu OOH/Ni OOH）的协同作用可以显著改善CF-Cu O/Ni-BTC MOF前驱体的化学组成和电子结构,从而有效提高HMF的催化活性。此外,密度泛函理论（DFT）计算进一步表明,电化学生成的Ni OOH可通过界面电子转移和羟基吸附促进HMF→FDCA的电催化转化。Cu OOH/Ni OOH活性物种在HMF氧化过程中表现出独特的自修复能力,因此催化剂具有优异的重现性和稳定性。更重要的是,活化样品对HMF的初始氧化电位要远小于析氧反应（OER）,说明HMF氧化比OER更有利。同时,构建了HMF氧化与4-NP加氢的偶联电催化体系,在0.55 V ***/Ag C

关键词：电化学重构羟基氧化物 5-羟甲基糠醛 2,5-呋喃二甲酸对硝基苯酚

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