近60年我国土壤侵蚀科学研究进展

在系统总结我国近60年土壤侵蚀科学研究取得的成就的基础上,通过分析与整合,重点介绍全国土壤侵蚀时空特征与动态变化、土壤侵蚀过程及其调控机制、黄河泥沙来源与粗泥沙集中来源区的界定、风力侵蚀机制及沙漠化防治、侵蚀环境演变与调控等5个对土壤侵蚀学科发展有重大意义的进展,提出了我国土壤侵蚀学科亟待加强的3个领域。

不同最小控制时段约束下黄河天然径流量变化阶段性

阶段性是描述河流径流量丰枯变化持续长度的主要特征。在年际变化较大的长时间序列中,通过确定不同最小控制时段,可以把高频变化的年份和时段有效合并,从而更好描述不同流量的持续特征。在划分径流量丰枯连续自然阶段的基础上,根据最小控制时段,对相邻阶段进行逐步合并,提取并分析了黄河三门峡水文站1470-1997年528 a的逐年天然径流量阶段性变化特征。分析表明,黄河天然径流量多年平均值为511.81×108m3,变差系数为0.20,年际变化非常剧烈;随着最小控制时段的增加,阶段数呈指数函数迅速减少;每一阶段平均、最小和最大阶段长度呈显著的线性增加趋势;各阶段天然径流量的差异也逐步减小。当最小控制时段为5,10,20,30 a时,可以划分为60,24,15,9个阶段,相应的平均阶段长度也分别为8.7,21.7,27.4,57.9 a,阶段最大值与最小值的极差分别是平均值的71.8%,62.4%,47.6%和13.7%。

黄土高原苜蓿草地在不同种植方式下的土壤水分变化

在长期定位试验的基础上,通过田间实地测定0~400 cm土壤含水量,分析和比较了不同种植方式下苜蓿草地土壤水分的变化。结果表明,连作苜蓿地、轮作苜蓿地的400 cm土层平均土壤含水量分别为10.6%和11.4%,均低于土壤稳定湿度,其干燥化指数为24.6%和37.2%,分别属强烈干燥化和严重干燥化,而小麦连作的干燥化指数为86.4%,属轻度干燥化。连作苜蓿地土壤干层最厚,400 cm处仍十分干燥,而轮作苜蓿地和连作小麦地到240 cm以下时,土壤水分开始有所恢复。连作苜蓿地和轮作苜蓿地通过降雨可恢复部分土壤水分,可恢复的土壤深度为40 cm和60 cm,而连作小麦地可达100 cm。不同施肥措施下连作苜蓿地土壤干燥化程度都很严重,施肥措施不是造成土壤干燥化的主要原因。轮作系统中不同轮作年限苜蓿地的土壤水分状况有一定的差异,但是均没有形成深厚的土壤干层。与连作苜蓿相比,轮作苜蓿不会大量消耗土壤深层水分而形成深厚的土壤干层,有利于土壤水分的可持续利用。

子午岭60年辽东栎林种子质量与森林更新

辽东栎是我国暖温带落叶阔叶林地带的优势乔木树种之一。通过26年的定位监测,对子午岭辽东栎林种子质量消减、种子萌发与环境条件、实生苗时空分布动态以及对其森林更新的影响等方面进行了初步探讨。结果表明:辽东栎林在子午岭半阳坡、半阴坡和阴坡3种类型中,平均完好种子占种子总数的26.65%;霉变种子占18.72%;动物取食虫蛀种子在阴坡远高于半阴坡和半阳坡,占到种子总数的26.32%;已发芽的种子占其总数的28.31%,且半阴坡>半阳坡>阴坡。每年均有大量种子生产,但在生境与动物的共同作用下,种子数量和质量受到很大影响,多达73.35%的种子失去生命力,直接影响实生苗的形成;地表覆盖物虽能促进种子的快速发芽,但对成苗却是一个物理障碍,影响是负作用的,主要影响因子是地表覆盖物的厚度和含水量;在辽东栎林下虽有一定的实生幼苗分布,但数量极少,平均密度仅为140~120株/hm2,且不同立地条件差异显著,严重影响森林的天然更新。

黄土高原典型草原区草地土壤种子库的动态分析

采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了黄土高原典型草原区草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征。结果表明,(1)土壤种子库中共统计到37个物种,隶属于16科,其中禾本科、菊科、唇形科、豆科和毛茛科的植物占优势。(2)从返青期到枯黄期,种子库中豆科、禾本科、堇菜科所占比例呈下降趋势,唇形科和菊科所占比例明显提高,种子库的密度也显著提高。(3)种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律;在水平分布上的变化规律为:封禁>放牧;阴坡>阳坡;下坡>中坡>上坡。(4)封禁地土壤种子库中的Margalef丰富度和Shannon—Wienner指数都高于放牧地,Pielou均匀性指数低于放牧地。从返青期到枯黄期,封禁地和放牧地土壤种子库的Margalef丰富度、Shannon—Wienner指数、Pielou均匀性指数都呈下降趋势。

骨修复用纳米生物玻璃/聚乳酸复合材料的研究

本文首次制备了纳米生物玻璃左旋聚乳酸复合材料，并针对两者之间界面不相容的现象，对生物玻璃表面进行了有针对性的改性；对其纳米颗粒的分散能力进行了表征，并对复合材料的力学性能和生物相容性进行了研究，以期能得到一种具有良好力学性能和生物活性的可降解骨组织修复材料。 （1） 以正硅酸乙酯为硅源，以磷酸氢二铵为磷源，硝酸钙为钙源制备了纳米生物玻璃的凝胶颗粒(BAG, SiO2: CaO: P2O5 =37/54/9, mol/mol) ；以其表面的硅羟基为引发点，采用丙交酯开环聚合原位改性的方法对其进行了表面改性得到了改性纳米生物玻璃的凝胶颗粒（m-BAG）；通过改性，使其表面性质由亲水性变为亲油性，提高了其在聚乳酸基体内的分散能力；m-BAG/PLLA复合材料改变了改性以前BAG/PLLA力学性能随生物玻璃含量增加而不断下降的趋势，保持了聚乳酸的力学性能，在m-BAG含量为2%的时候其拉伸强度相对于纯聚乳酸提高16%左右，模量达到纯聚乳酸的1.4倍；而当m-BAG含量为10wt%，复合材料保持与纯聚乳酸相似的拉伸强度，而此时10wt%BAG/PLLA复合材料的力学性能只有纯聚乳酸的80%; 生物玻璃凝胶/聚乳酸复合材料在模拟体液中表现了较高的钙沉积能力，最后在其表面都形成了羟基磷灰石的晶体，但是表面改性使其钙沉积的速度降低，在一定程度上减小了其活性；细胞试验表明，不论生物玻璃凝胶/聚乳酸复合材料还是改性后的复合材料都表现出了很高的细胞黏附性能和增殖性能。 （2） 通过煅烧将生物玻璃的凝胶颗粒制备了生物玻璃纳米颗粒，通过XRD和TGA确定该组成类型的生物玻璃的结晶温度在826ºC，我们选择其经过600ºC煅烧的非晶态的材料作为我们进一步研究的对象。通过六次甲基异氰酸酯作为偶联剂，我们将低分子量的Mn=9,700Da的聚乳酸偶连到生物玻璃纳米颗粒的表面；通过改性提高了生物玻璃/聚乳酸的拉伸强度和拉伸模量，并提高了其分散能力；模拟体液试验表明，其复合材料具有很强的钙沉积能力，细胞培养证明了优异的生物相容性；而且通过试验可以看出，生物玻璃相对于其原始的纳米凝胶颗粒具有更优异的钙沉积能力和细胞相容性。 （3） 通过将三臂聚乳酸添加到线性聚乳酸的内部，大幅度的提高了其冲击强度，当三臂聚乳酸含量达到2wt%-8wt%时，冲击强度达到线性聚乳酸的2倍左右；通过偏光显微镜观察，可以看到三臂聚乳酸提高了线性聚乳酸的结晶成核速度，使其最后晶体数量增多，形态变小；而通过等温结晶试验表明其结晶速度提高，结晶是以异相成核的三维生长方式进行的；流变学试验表明加入三臂聚乳酸有力的降低了体系的复数粘度，当三臂聚乳酸含量达到8%时候，在频率为1-10rad/s其数值仅为线性聚乳酸的60%左右，这种变化将提高其加工成型能力。 （4） 通过十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂，制备了具有多孔结构的生物玻璃纳米颗粒，其孔径在2nm左右，比表面积为264m2/g； 通过模拟体液试验表明，其具有很强的生物活性，规整结构在浸泡的前8小时被破坏，体系中P和Ca的含量大幅度上升，在24小时以后形成了羟基磷灰石的晶体。该类型的材料有望应用于制备药物缓释材料，用于骨修复初期的感染和炎症治疗。

HIV-1 C亚型密码子优化gp120负载人DC疫苗的构建及体外功能

目的构建HIV-1C亚型gp120负载人树突状细胞(dentriti ccell,DC)疫苗,并对其体外功能进行初步检测。方法利用Amaxa细胞核转染技术将pcDNA3.1-gp120质粒转染至人成熟DC,以Western blot检测gp120的表达。通过流式细胞仪检测DC表面共刺激分子的变化、混合淋巴细胞反应、CD8+T细胞表面活化分子CD25的表达及其分泌IFN-γ的变化。结果通过Western blot检测,gp120在DC中得到了正确表达。经流式细胞仪检测,DC表面分子CD80表达率由刺激前的33.34%上升至43.20%,CD86表达率由刺激前的60.08%上升至90.34%;负载gp120DC刺激淋巴细胞增殖率为86.72%;CD8+T细胞表面分子CD25表达率由刺激前的5.27%上升至74.21%,IFN-γ的表达率达37%。结论负载了HIV-1gp120的人树突状细胞能够显著刺激淋巴细胞的增殖、增强CD8+T细胞表面活化分子CD25表达以及促进CD8+T细胞分泌IFN-γ,为下一步DC治疗性疫苗的体内研究奠定基础。

转座子Minos介导的果蝇转基因平台构建及水稻高表达启动子的克隆 任娟 指

本实验室果蝇研究工作，主要集中在黑腹果蝇的新基因起源的研究。新基因起源的分子机制主要包括：外显子重排、基因复制、基因逆转座、移动元件介导、基因水平转移、基因从头起源、基因的断裂融合。为了阐述这些新基因的产生和它们所带来的物种适应性，我们对这些新近起源的基因进行了功能研究。但是，仅仅限于新基因所在物种的功能研究并不能完全解释新基因产生的进化原因，我们需要了解它是否能够给没有该基因的果蝇物种带来一定的适应性。例如一些生殖相关新基因，如果我们将它们转入没有该基因的果蝇，那是否能够给该果蝇带来生殖能力的提高？无论结果如何，这都为我们研究新基因的起源提供一个重要线索。由此，黑腹果蝇以外的其它果蝇物种中实现转基因成为该研究的重要技术环节。但是，实验室目前的转基因系统仅限于P转座子介导的黑腹果蝇转基因系统，因而我们需要建立一种新的转基因平台。而转座子Minos打破物种范围的转基因特性，以及它的转座特点为我们提供了选择。转座子Minos是从果蝇D. hydei中克隆出来长约1.8kb的Ⅱ型转座子，Tc1家族转座元件成员。Minos的转座机制与大部分转座子一样，在宿主基因组里面实行着剪切和粘贴的运作机制。Minos在转座时，偏向插入TA位点并且主要集中于内含子区域，这样可以减少对插入位置基因的影响。此外，Minos在黑腹果蝇中的转座效率约30%，并且拥有一套成熟的选择标记。因此，Minos成为我们解决非黑腹果蝇转基因技术难题的首选。 在本文的工作中，我们采用由希腊Savakis教授（希腊分子生物学与生物技术研究所）提供的Minos转基因系统，完成果蝇的转基因实验。在这套转基因系统中，非自主的转座子Minos和转座酶基因被克隆到了不同载体当中。其中Minos转座子序列中插入了由3xP3眼睛特异表达的启动子介导表达的eGFP报告基因，而转座酶基因则由热激蛋白hsp70启动子调控表达。实验过程中，我们在果蝇D. melanogaster 和D. yakuba的胚胎中分别同时显微注射入含有转座子和转座酶本实验室果蝇研究工作，主要集中在黑腹果蝇的新基因起源的研究。新基因起源的分子机制主要包括：外显子重排、基因复制、基因逆转座、移动元件介导、基因水平转移、基因从头起源、基因的断裂融合。为了阐述这些新基因的产生和它们所带来的物种适应性，我们对这些新近起源的基因进行了功能研究。但是，仅仅限于新基因所在物种的功能研究并不能完全解释新基因产生的进化原因，我们需要了解它是否能够给没有该基因的果蝇物种带来一定的适应性。例如一些生殖相关新基因，如果我们将它们转入没有该基因的果蝇，那是否能够给该果蝇带来生殖能力的提高？无论结果如何，这都为我们研究新基因的起源提供一个重要线索。由此，黑腹果蝇以外的其它果蝇物种中实现转基因成为该研究的重要技术环节。但是，实验室目前的转基因系统仅限于P转座子介导的黑腹果蝇转基因系统，因而我们需要建立一种新的转基因平台。而转座子Minos打破物种范围的转基因特性，以及它的转座特点为我们提供了选择。转座子Minos是从果蝇D. hydei中克隆出来长约1.8kb的Ⅱ型转座子，Tc1家族转座元件成员。Minos的转座机制与大部分转座子一样，在宿主基因组里面实行着剪切和粘贴的运作机制。Minos在转座时，偏向插入TA位点并且主要集中于内含子区域，这样可以减少对插入位置基因的影响。此外，Minos在黑腹果蝇中的转座效率约30%，并且拥有一套成熟的选择标记。因此，Minos成为我们解决非黑腹果蝇转基因技术难题的首选。 在本文的工作中，我们采用由希腊Savakis教授（希腊分子生物学与生物技术研究所）提供的Minos转基因系统，完成果蝇的转基因实验。在这套转基因系统中，非自主的转座子Minos和转座酶基因被克隆到了不同载体当中。其中Minos转座子序列中插入了由3xP3眼睛特异表达的启动子介导表达的eGFP报告基因，而转座酶基因则由热激蛋白hsp70启动子调控表达。实验过程中，我们在果蝇D. melanogaster 和D. yakuba的胚胎中分别同时显微注射入含有转座子和转座酶所在的质粒。转座酶在37度条件诱导下进行表达，协助Minos完成转座过程。在转基因果蝇的阳性筛选中，我们利用眼睛特异表达的绿色荧光蛋作为选择标记。并且，我们通过PCR实验进一步验证了转基因果蝇的真实性。本研究中，我们对转基因实验条件进行了初步优化。我们通过对黑腹果蝇白眼突变品系W1118和D. yakuba注射后胚胎进行保湿，对D. yakuba注射胚胎进行非退壳处理。在改进条件下W1118和D. yakuba的存活率分别为10%和3%左右。通过筛选转基因阳性果蝇，我们得出Minos在W1118和D. yakuba中的转座效率分别在32%和20%左右。我们的实验结果再一次证实了Minos在果蝇D. melanogaster中可行性。同时，该工作也初步完成了在果蝇D. yakuba 中的第一次Minos介导的转基因实验，为新基因的跨物种功能研究奠定了实验基础。在未来的工作计划中，我们将采用Minos转基因系统，把实验室目前研究的黑腹果蝇新基因导入其它物种果蝇进行功能研究。 水稻是一种重要的世界粮食作物，世界上过半的人口以水稻为主食。水稻相对别的粮食作物来讲具有较小的基因组，并且拥有较好的基因组注释，是一种理想的单子叶模式生物。植物转基因技术的发展推动着水稻功能基因组学的研究，目前水稻的转基因技术主要依赖于土壤细菌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）T-DNA介导的外源基因染色体插入。在自然状态下，农杆菌的T-DNA位于Ti致瘤质粒当中。它包括了一些转座元件和一些帮助T-DNA转座的毒性蛋白基因和调节基因。由于Ti质粒上的T-DNA太长，并且没有太多的酶切位点，因此自然状态的T-DNA不适合进行转基因实验。为了方便T-DNA的实际应用，研究人员创立了双载体转基因系统。T-DNA转座区被分离到出Ti载体，并且装载到另外一个适合实验操作的质粒当中，而毒性蛋白表达基因等则保留在Ti质粒上。因此，在进行T-DNA介导的转基因实验时，需要同时存在T-DNA载体和Ti质粒。 本文以“水稻注释计划数据库RAP-DB”的表达数据为参考，选择了60个高表达基因的启动子区域进行克隆。通过对T-DNA载体pCAMBIA1301 进行改造，去掉其原来的35S启动子，将预测的基因启动子克隆到该载体中并与报告基 摘要 因GUS 基因融合。通过分子克隆实验，我们得到了45个高表达基因的启动子载体。最终，为了测试这45个启动子的启动效率，我们会将它们转化到水稻愈伤组织中通过启动子融合的GUS基于表达情况来判断我们启动子的启动效率。

湖南尖吻蝮(D. acutus)蛇毒出血毒素的纯化、性质和溶液构象研究

通过Sephadex G-75凝胶过滤，QAE-Sephadex A-50和CM_Sephadex C-25离子交换的步骤，我们从湖南产尖吻蝮(Dienagkistrodon acutus)蛇毒中纯化出两个出血毒素，分别称之为DaHT-1和DaHT-2。在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中均呈单一蛋白带，显示两个出血毒素皆为电泳纯。DaHT-1和DaHT-2的分子量相同，都为23,500道尔顿，具有相似的氨基酸组成，其中酸性氨基酸(Asx和GLx)分别占23%和24%。经等电聚焦(IEF)测得它们的等电点分别为5.6和5.2。两个出血毒素具有较强的出血活性(MHD分别为0.5和0.8μg)，都具蛋白水解酶活力，无精氨酸水解酶和PLA~2活性，但蛋白水解酶活性与出血活性并非正相关。DaHT-1，DaHT-2的最适温度分别为35 ℃，40 ℃；最适pH为6-9。对热不稳定，温度变高于60 ℃，活性完全丧失。在中性和碱性条件下稳定，在酸性条件下不稳定，pH<3，出血活性丧失。EDTA完全抑制，半胱氨酸部分抑制它们的出血活性，表明两个出血毒素都是依赖金属离子的蛋白酶，且二硫键对其活性是必需的。金属离子的分析表明每摩尔毒蛋白大约含0.5摩尔的Zn，1摩尔的Ca，较多的Na，K。Mg，不含Co。两者是糖蛋白，含糖总量分别为11%和7%。用远紫外CD谱探讨DaHT-1和DaHT-2的溶液构象所得DaHT-1的α-螺旋，β-折叠和无规卷曲分别为36.9%，27.6%和31.4%；DaHT-2的α-螺旋，β-折迭和无规卷曲分别为23.4%，37.3%和45.3%。随着pH的增大或减少，DaHT-1和DaHT-2的峰位蓝移，在酸性条件下的变化比在碱性条件下大，计算表明：α-螺旋减少，无规卷曲增多，β-折迭基本未变。温度的影响和pH相似，50 ℃时峰位蓝移，α-螺旋减少，无规卷曲增多。EDTA对其影响很大，0.02M EDTA便导致两个出血毒素呈极度的无序状态。

INVESTIGATION OF C-60 SINGLE-CRYSTAL BY X-RAY-METHODS

C-60 Single crystals grown by a single-temperature-gradient technique were characterized by synchrotron radiation white beam x-ray topography and x-ray double crystal diffraction with Cu K-alpha 1 radiation on conventional x-ray source. The results show that the crystal is rather well crystallized, The x-ray topographies give an evidence of dendritic growth mechanism of C-60 Single crystal, and x-ray double crystal diffraction rocking curve shows that there are mosaic structural defects in the sample. A phase transition st 249+/-1.5% K from a simple cubic to a face centered cubic structure is confirmed by in situ observation of synchrotron radiation white beam x-ray topography with the temperature varing from 230 to 295 K.

60%电光效率高功率激光二极管阵列

设计并制备了980 nm高量子效率和极低光损耗的激光二极管(LD)外延材料和器件。微通道封装1 cm激光二极管阵列在连续(CW)工作条件下最大电光效率达到60.0%,相应的斜率效率和输出光功率分别为1.1 W/A和38.2 W。测试得到外延材料的内损耗系数和内量子效率分别为0.58 cm~(-1)和91.6%。测试分析表明,器件电光效率的提高主要在于新型的InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱和大光腔结构设计。

Sensitivity of Total-Dose Radiation Hardness of SIMOX Buried Oxides to Doses of Nitrogen Implantation into Buried Oxides

In order to improve the total-dose radiation hardness of the buried oxides(BOX) in the structure of separa tion-by-implanted-oxygen(SIMOX) silicon-on-insulator(SOI), nitrogen ions are implanted into the buried oxides with two different doses,2 × 1015 and 3 × 1015 cm-2 , respectively. The experimental results show that the radiation hardness of the buried oxides is very sensitive to the doses of nitrogen implantation for a lower dose of irradiation with a Co-60 source. Despite the small difference between the doses of nitrogen implantation, the nitrogen-implanted 2 × 1015 cm-2 BOX has a much higher hardness than the control sample (i. e. the buried oxide without receiving nitrogen implantation) for a total-dose irradiation of 5 × 104rad(Si), whereas the nitrogen-implanted 3 × 1015 cm-2 BOX has a lower hardness than the control sample. However,this sensitivity of radiation hardness to the doses of nitrogen implantation reduces with the increasing total-dose of irradiation (from 5 × 104 to 5 × 105 rad (Si)). The radiation hardness of BOX is characterized by MOS high-frequency (HF) capacitance-voltage (C-V) technique after the top silicon layers are removed. In addition, the abnormal HF C-V curve of the metal-silicon-BOX-silicon(MSOS) structure is observed and explained.

In_(0.63)Ga_(0.37)As/InP压应变量子阱GSMBE生长及特性研究

于2010-11-23批量导入

Adsorption of oxygen on KxC（60） studied by photoelectron spectroscopy

国家自然科学基金