地上-地下生物协同调控与养分高效利用

提高养分利用率是协调粮食安全和环境安全的核心问题。地下生物种类繁多,数量巨大,功能多样,包括植物根系、微生物和动物等。地下生物直接参与了养分的活化、转化、吸收和运输等过程,是地上植物生产力和养分利用率的重要驱动者。文章概括性地介绍了(1)土壤-根系-微生物对话的信号基础与养分转化,(2)土壤微生物组成多样性与养分转化,(3)根系与植物高效吸收养分,以及(4)微生物与根系高效摄取土壤养分;在此基础上,提出将来应该加强研究土壤生物功能和区域分异规律、微生物介导的土壤养分转化过程与养分高效利用之间的关系、养分高效型作物的根系特征、生物制剂的研发等内容。随着技术的发展和相关机理的探明,地下生物"黑箱"将逐步被破解,有望研发出靶标明确、切实可行的地上-地下生物协同调控技术,实现养分的高效利用。     

基于长期观测研究支撑亚热带红壤丘陵区森林生态系统恢复与可持续发展

南方红壤区和亚热带森林交错，是我国生态文明建设重要的空间载体；提升生态服务功能，传承健康稳定的生态系统，是区域可持续发展面临的重大挑战。中国科学院千烟洲亚热带森林生态系统观测研究站（以下简称“千烟洲站”）地处亚热带典型红壤丘陵山区，以亚热带人工林、常绿阔叶林、次生林等生态系统为研究对象，采用长期定位观测、控制实验与模拟等方法，研究亚热带森林生态系统结构与功能。在国内率先引进碳水通量观测技术，突破了涡度相关与稳定同位素技术协同观测的技术瓶颈，从点到面阐明了我国亚热带森林对全球变化响应适应机制；揭示了流域尺度物质循环与生态水文过程耦合机制；创新人工林生态系统多目标经营理论、关键技术与示范模式；在地下生态过程研究取得突破性进展，首次提出了基于植物根系的植物进化理论。千烟洲站是以林为主、山水林田湖草生态系统恢复和可持续发展的典型代表，是我国亚热带森林生态系统功能演替序列研究的重要野外平台，已成为我国生命科学和地学交叉的代表性的综合观测研究站。     

植物功能基因组研究

植物功能基因组研究是利用基因组序列的信息和高通量的系统分析技术,在基因组水平研究其结构和组织与植物功能在细胞、有机体和进化上的关系。水稻作为最重要的模式作物,应该成为我国植物功能基因组研究的主攻方向。通过建立从结构基因组学到功能基因组学,直至将功能基因组的信息和知识用于开发改良植物的完整研究体系和队伍,使我国在水稻功能基因组研究的整体水平上取得与我国头号水稻种植大国相称的地位。     

TRIZ中技术进化理论在制糖行业技术成果集成推广中的应用探讨

文章对TRIZ中的技术进化理论作了部分简单介绍,以实例说明相关的进化定律在制糖行业技术成果集成推广中的应用,从制糖生产过程需求进化、功能进化、旧系统改进、新系统形成等探索过程中,实现多层次、多维度的创新效果。说明该理论对指导技术成果转化、技术成果集成推广有着重要的现实意义。     

植物学界的一枝奇葩——记中国科学院植物研究所系统与进化植物学重点实验室及其创新研究群体

自然界的生命多种多样,繁衍生息、不断变化,形成了纷繁复杂的世界。生命进化现象一直是生物学家关注的焦点,生物的系统发育和进化机制是探索生命奥秘的主要内容之一。在北京香山,有一个锲而不舍的研究群体,一直在孜孜不倦地致力于探索植物系统发育和进化的过程和机制的研究,这就是中国科学院植物研究所系统与进化植物学重点实验室。2001年,以该实验室中青年研究骨干为核心、以葛颂研究员为学术带头人组成的研究群体,获     

边境安全情报感知能力的进化机制研究

[研究目的]探讨在复杂、对抗、不确定的边境安全情报环境中,边境安全情报体系是如何通过内外要素作用,促进情报感知能力进化,从而更好地把握边境安全情报感知能力的进化规律,加强边境安全情报感知能力建设。[研究方法]基于充分的实地调研,以边境安全情报感知能力为研究对象,以系统论和“进化观念”为指导,运用自组织理论、复杂适应系统理论、结构功能理论、进化理论作为理论依据,研究边境安全情报感知能力进化的动力、阻力及进化过程。[研究结论]边境安全情报感知能力在内外部动力与阻力的共同作用下,通过共同作用、交互学习、迭代进化的方式完成进化。需要用共生理念指导边境安全情报生态建设,强化边境安全情报体系的学习进化过程,优化边境安全情报体系的资源协同与融合,促进边境安全情报感知能力的进化与发展。     

农林植生

荒漠植物适应干旱的水分收集和运输新模式中科院新疆生态与地理研究所张元明团队与美国科学家合作,以齿肋赤藓为研究材料,阐明了荒漠植物叶片特殊结构在植物体适应干旱环境中的重要作用,揭示了荒漠植物高效利用干燥空气水分维持生命的机制,提出了荒漠植物"由上至下"吸收水分的新模式,相关结果发表于《自然-植物》杂志。荒漠植物大多拥有高度进化的水分吸收和运输系统,传统理论认为它们能通过发达的根系最大限度地从沙土中吸收水分,向上传输到茎、叶,同时借助特殊的叶片结构减少水分的损失。     

沧州市人工湿地植物根系土壤酶活性分布及对硝化-反硝化的促进作用研究

植物根系以人工湿地为媒介通过化学及生物等共同作用达到净化污染物的目的,文中以沧州市人工湿地为背景,研究湿地植物根系土壤酶活性分布及对硝化-反硝化促进作用。实验选取常见湿地植物分别为蝴蝶姜、万寿竹、红艳蕉等6种,将上述植物作为研究对象,获得了不同植物根际和非根际酶活性分布情况。实验结果显示:湿地植物根系对土壤酶产生影响,可描述为植物处于生长稳定期间时,植物根际酶活性高于非根际酶活性,其中以红艳蕉和蝴蝶姜表现较为明显;不同植物根系对土壤酶影响存在差异,红艳蕉、野菖蒲及万寿竹的根际酶活性相近并高于其他湿地植物。为研究植物脱氮作用,选择种植蝴蝶花及芦苇的人工湿地土壤样品,以不同C:N比例配置溶液进行实验,检测硝化及反硝化强度。结果表明:添加5倍碳源反硝化强度最佳,脱氮效果好。     

根系分泌物及其根际效应

对植物根系分泌物的定义、分类、分泌机制、收集鉴定方法等进行了概述,并对根系分泌物对根际微生物的根际效应进行了评述,同时提出了今后在根系分泌物及根际微生态效应方面需要深入研究的几个问题。     

植物LEAFY基因的起源和进化分析

植物LEAFY(LFY)基因编码植物特有的一类转录因子,在显花植物营养生长向生殖生长的转变中起了重要作用。本研究采用同源性检索、系统进化分析和正选择作用检测等方法对植物LEAFY基因进行了系统的进化分析,结果发现植物LEAFY基因最早起源于轮藻,并在陆生植物基因组中稳定遗传下来;不同陆生植物基因组的LEAFY基因具有相似的基因结构;单子叶植物的LEAFY基因经历了明显的正选择作用,而玉米和油棕中分别具有2个LEAFY基因,且其中的一个经历了正选择作用,可能与新功能的形成及功能分化有关。     

菌根研究结硕果

菌根是土壤中一类真菌与植物根系共生所形成的菌与根联合的复合吸收器官。中国林业科学研究院林业研究所花晓梅研究员领导的课题组,在国家自然科学基金的资助下,对林木菌根的研究作出了优异成绩。课题组历经五年,在全国范围内调查和收集对植物有效的菌类,共采集了277种,分离和收集258种(株)。经上千次实验,从中筛选出9种广谱性优良菌根真菌。在种间筛选的基础上,又进行了种内不同生态型优良菌株的筛选,共筛选出优良菌株15个。     

植物生物学及其在国民经济发展中的作用

一、植物生物学研究的基本任务 植物科学研究的对象是从低等到高等整个植物界及其与自然环境的相互作用。它的基本任务是认识和揭示植物存在的各层次的生命活动的客观规律,从分子、膜层、细胞、器官到整体水平的结构与功能、生长发育的规律、进化与分布的规律以及与环境相互作用的规律等。揭示新的原理和探索新的技术,广泛应用植物科学的理论和方法去解决当今人类面临的粮     

有限理性视角下组织间隐性知识共享博弈研究

组织间隐性知识共享,是组织提高自身隐性知识存量的主要途径之一。基于知识共享过程中知识发送、知识吸收、知识创新的三个阶段,分析了知识共享过程中知识的价值增值机制,认为在知识共享过程中知识价值增值包括知识交流的直接价值和知识创新的间接价值,并在此基础上构建了组织间隐性知识共享博弈的收益矩阵。基于知识主体的有限理性,运用进化博弈理论对组织间隐性知识共享进行分析,研究了隐性知识共享博弈的进化稳定策略,探讨了知识共享成本、知识发送能力、知识吸收能力、知识创新能力以及知识主体间的知识势差等参数对进化稳定策略的影响,研究表明通过调整相关参数的取值,可以使得隐性知识共享进化博弈实现最优进化稳定策略,从而促进组织间隐性知识共享。     

基于遗传算法的知识:二元进化模型分析——以3家高新技术中小企业为例

知识在组织内的不断进化与更新是企业适应动态变化的外部环境的前提条件.本文以模拟企业知识进化过程作为出发点,利用生物进化论及遗传算法等理论对知识进化的机理进行剖析,通过深入挖掘组织内部知识进化的本质过程,总结了影响企业组织知识进化的时间与空间二元因素,并通过深入调研3家高新技术中小企业所面临的实际困难来检验模型的有效性,最终希望能为学术界知识进化研究提供新的视角,也争取为企业解决实际问题给予一定的指导价值.     

基于L系统的水稻根系模型构建及可视化研究

为了明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,应用"根箱法"试验,获取水稻根系形态参数。根据水稻根系的形态结构与生长过程,基于逻辑斯谛方程提取水稻根系生长规则,依据水稻根系形态结构具有自相似性特点,结合B-样条曲线,设计了水稻根系L-系统,并采用Visual C++和Open GL标准图形库,实现了水稻根系的重构以及可视化模拟。研究结果表明该系统对水稻根系形态结构动态生长具有较好的仿真效果,同时也有助于为其他作物根系的可视化研究提供参考。     

基于生态学视角的图书馆知识协同进化过程研究

文章借鉴了生态学中协同进化的理论,在界定了图书馆知识协同进化内涵的同时,分析了竞争与协同对图书馆知识进化的影响,在研究其自组织的过程与机理的基础上,阐明了知识协同进化是通过图书馆知识要素间的关联,来促进知识群落共同发展的自组织活动,根据知识进化内在动因,揭示知识协同进化的运作机理,从而使图书馆中的知识群落可以达到全面协调可持续的发展。     

基于知识流视角的企业技术创新过程中知识进化机理研究

在企业技术创新系统中,伴随着物质流、资金流、信息流等知识的流动,知识在企业技术创新各环节的流动过程中处于不断的进化之中。本文以对企业技术创新过程中知识的流动分析为切入点,借鉴生物进化理论分析了企业技术创新过程中知识进化的要素,在此基础上研究了技术创新过程中知识进化机理和进化维度。     

中国木兰科植物的叶结构及其油细胞的比较解剖学研究

利用组织透明法、石蜡切片法及薄切片法对木兰科10属82种1亚种植物叶片的结构和油细胞的 分布密度、结构及其在叶肉中的分布进行了比较研究。鹅掌楸亚科和木兰亚科在叶结构上的主要区别是：鹅掌楸亚科两种植物叶的部分下表皮细胞乳突状,且整个细胞外壁只形成一个乳突,而在木兰亚科植物中有单列多细胞或单细胞的表皮毛,却未发现乳突;鹅掌楸亚科植物叶主脉维管组织环分隔呈束状,且其外包被的纤维也排列成束状,而木兰亚科的80种1亚种植物中,叶主脉维管组织连成轮状,其外面也由一圈连续的纤维环所包围。从而支持木兰科中木兰亚科和鹅掌楸亚科两个亚科的划分。并且,从叶主脉的演化趋势来看,鹅掌楸亚科较木兰亚科进化。另外,木莲属植物叶片的结构与木兰属具有明显差异,因而进一步证明木莲属是不同于木兰属的一个独立的属。油细胞是木兰科植物叶片解剖的显著特征,在叶肉中的分布可划分为3种类型：(A)主要分布于栅栏组织;(B)主要分布于海绵组织;(c)均匀散布于整个叶肉中。油细胞的大小及其在叶中的分布与叶厚、栅栏组织层数、栅栏组织与海绵组织厚度间的比值以及下皮层的有无、表皮毛的类型、叶脉的结构等特征相结合,可作为属、甚至种的鉴别特征。     

植物先天免疫研究现状与前景展望

因病原微生物侵染导致的植物病害对农作物的产量和质量造成了巨大损失,也对我国的粮食安全构成重大威胁。化学农药能够较有效地控制农作物病害,但其大量施用也给环境带来了巨大污染。植物和病原微生物在漫长的相互作用过程中形成了互相识别、共同进化的机制。深刻理解农作物与病原微生物间的识别与互作分子机制,可以加快农作物抗性品种分子育种,从而减少化学农药的施用。近十多年来,植物免疫识别和病原微生物致病性的分子机理研究取得了显著进展,并逐渐形成了植物与病原微生物分子互作的进化模型,这些成果为农作物的抗病性研究和病原微生物的致病功能解析奠定了基础,也为利用现代生物技术改良植物抗病性提供了新的策略和思路。文章综述了植物先天免疫研究的重要进展,并探讨了未来的重要研究方向。     

分子水平的非随机进化──相互作用蛋白质间的达尔文选择

通过分析13种生物120余种蛋白质的分子进化,首次揭示:配基-受体、蛋白酶-酶抑制剂、亚基-亚基等相互作用蛋白质间在纵向进化(物种间)、横向进化(不同功能蛋白质间)中均存在协同进化的规律.此结果表明,相互作用蛋白质其分子进化普遍为非随机过程,由于其相互作用为功能发挥所必需,因而彼此间以典型的达尔文选择方式进化.本文结果既弥补了中性理论中分子进化与功能方式无关的不足,亦指出达尔文选择适用于分子进化。