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不同气候背景下大西洋经向翻转流对岁差和倾角强迫的响应机理

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不同气候背景下大西洋经向翻转流对岁差和倾角强迫的响应机理

作者：邓凤飞兰州大学

学位级别：硕士

大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称AMOC)是气候系统重要的组成部分,它的强度与全球热量分配密切相关,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化... 详细信息

大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称AMOC)是气候系统重要的组成部分,它的强度与全球热量分配密切相关,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差以及倾角有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋大气全耦合气候模型COSMOS,通过改变岁差以及倾角的敏感性试验,分析在工业化前和末次冰盛期背景下AMOC对岁差以及倾角强迫的响应机理。结果表明:1、工业化前(PI)背景下:减小岁差(倾角),AMOC明显减弱(加强)。AMOC对岁差减小的响应取决于高低纬度水文过程和高纬度海冰的共同作用,并最终导致垂直混合明显减弱,AMOC减弱;AMOC对倾角减小的响应则主要取决于高纬度海冰融化所导致的盐析过程以及高纬度水文过程之间的相对作用大小,并最终导致垂直混合显著加强,AMOC显著增强;2、末次冰盛期(LGM)背景下:减小倾角以及减小岁差,AMOC的响应与PI背景下类似,但对气候背景存在依赖性——PI背景下的响应比LGM背景下更敏感;AMOC对气候背景的依赖性主要体现在高纬度水文过程(PI背景下更显著)以及海冰响应过程(LGM背景下更显著)两个方面;3、调控作用:AMOC对岁差(倾角)减小的响应受到倾角(岁差)调制。在低倾角以及高倾角条件下减小岁差,PI背景下AMOC响应差异不大,LGM背景下低倾角下减小岁差,AMOC的减弱程度比高倾角下更强;AMOC在低岁差以及高岁差条件下减小倾角,PI背景下AMOC响应差异不大,LGM背景下,高岁差下减小倾角导致AMOC增强,但低岁差下减小倾角导致AMOC减弱。本文揭示了不同气候背景下,岁差尺度以及倾角尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差和倾角周期具有重要启示意义。

关键词：大西洋经向翻转流岁差周期倾角周期气候背景依赖性

ABA对逆境胁迫下小桐子脯氨酸和甜菜碱代谢的影响及抗逆相关基因的克隆与功能分析

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ABA对逆境胁迫下小桐子脯氨酸和甜菜碱代谢的影响及抗逆相关基因...

作者：邓凤飞云南师范大学

学位级别：硕士

小桐子作为一种新兴的能源植物,因其种子含油量高,油质近似柴油,受到了广泛的关注。作为热带起源的树种,低温和干旱成为限制其地域分布和产量的主要因素。脯氨酸和甜菜碱是两种有特殊功效的代谢相容性物质,也是植物中最重要的渗透调节... 详细信息

小桐子作为一种新兴的能源植物,因其种子含油量高,油质近似柴油,受到了广泛的关注。作为热带起源的树种,低温和干旱成为限制其地域分布和产量的主要因素。脯氨酸和甜菜碱是两种有特殊功效的代谢相容性物质,也是植物中最重要的渗透调节剂。研究表明,渗透和低温胁迫可诱导植物体内积累大量的脯氨酸,但对其具体的调控机理还报导较少。脱落酸(abscisic acid,ABA)是植物感应逆境胁迫的信号分子,作为重要的胁迫激素在植物感受逆境胁迫信号、提高其抗逆性起着重要作用。另有研究表明,ABA参与了逆境胁迫下脯氨酸和甜菜碱积累的调控过程,但是ABA促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸和甜菜碱积累及增强其耐冷性的机制还不清楚。本研究以小桐子幼苗为实验材料,研究了ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸和甜菜碱积累的影响,以及渗透胁迫对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响,并克隆了相关基因的编码区(Coding sequences,CDS),对其进行了生物信息学分析及功能的初步鉴定。主要结果如下:***对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响低温胁迫(5℃)可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调P5CS和OAT的活性,上调P5CS基因(JcP5CS)的表达,同时抑制脯氨酸降解酶ProDH的活性。用外源ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,发现150μmol/L的ABA可显著提高其低温胁迫下的脯氨酸含量,上调P5CS的活性和JcP5CS的表达水平,及抑制ProDH的活性。表明外源ABA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和抑制脯氨酸的降解途径来促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累。***对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响选取浓度为150μmol/L ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,研究其对小桐子幼苗存活率、根系活力、电解质渗漏率、MDA含量,甜菜碱含量及其代谢关键酶BADH活性和JcBADH基因表达水平的影响。结果发现,外源150μmol/L ABA处理可显著提高低温胁迫下小桐子幼苗的耐冷性,表现为存活率和根系活力升高,电解质渗漏率和MDA含量下降,ABA也提高了低温胁迫下小桐子幼苗的甜菜碱含量,上调了BADH的活性和JcBADH的表达水平。因此,甜菜碱可能在小桐子幼苗的耐冷性形成中扮演着重要作用。3.渗透胁迫对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响以不同浓度的聚乙二醇(PEG 6000)模拟渗透胁迫,研究其对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响。结果表明,经过10%PEG 6000处理4 d可显著提高小桐子幼苗的脯氨酸含量,与对照相比,脯氨酸含量升高了212.1%。另外,脯氨酸合成代谢关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)的活性分别升高了114.3%和77.0%,同时,降解代谢关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性下降了60.6%。半定量RT-PCR分析显示,P5CS和OAT基因的表达水平上调而ProDH基因的表达水平下调。4.小桐子转录因子JcICE1和小桐子鸟氨酸转氨酶JcOAT的基因克隆及其重组酵母的抗逆境功能分析借助前期本实验室对小桐子转录组的测序结果,以高保真酶Primestar扩增获得CDS。克隆到转录因子JcICE1的CDS全长1626 bp,编码542个氨基酸,分子量为59.0 kDa,理论等电点5.68,存在bHLH和ACTUR-ACR-like(ACT)保守结构域。克隆到鸟氨酸转氨酶JcOAT的CDS全长1425 bp,编码474个氨基酸,分子量51.8 kDa,理论等电点6.4,存在OATike和AAT保守结构域。将目的基因片段克隆到酵母表达载体pYES2中,构建酵母表达载体pYES2-JcOAT和pYES2-JcICE1,并将其转化酿酒酵母野生型菌株INVSc1,得到JcOAT和JcICE1重组酵母菌。通过菌落稀释点板实验和生长曲线测定分析,发现过表达JcOAT酵母菌在渗透胁迫(30%,40%,50%PEG 6000)处理1 d后的生长情况明显好于pYES2质粒的酵母对照菌,生长速度也显著提高,表明JcOAT基因提高了酿酒酵母菌的抗渗透胁迫能力。此外,在低温(-20℃)胁迫1 d后,转JcICE1基因酵母菌在长势与生长速度方面都明显优于对照菌,说明JcICE1基因提高了酵母菌的抗冷能力。5.小桐子热稳定蛋白基因JcSP1的克隆及其转基因烟草种子的抗逆功能分析以构建的pET-JcSP1质粒为模板,再扩增得到JcSP1目的基因片段。该基因的CDS全长330 bp,编码109个氨基酸,分子量为12.266 KDa,等电点为5.43,具有Dabb超级家族及逆境响应的a/b桶结构域。然后通过酶切亚克隆到植物表达载体pCAMBIA330中,构建植物表达载体pCAMBIA3301-JcSP1,并将其

关键词：小桐子脱落酸脯氨酸甜菜碱基因克隆抗逆境胁迫

外源ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响

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植物生理学报 2015年第2期51卷 221-226页

作者：邓凤飞杨双龙龚明云南师范大学生命科学学院、生物能源持续开发利用教育部工程研究中心、云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500

本文以小桐子为材料,研究了外源脱落酸(ABA)对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累的影响。结果表明,低温胁迫(5℃)可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调脯氨酸合成关键酶Δ~1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)的活性,上调P... 详细信息

本文以小桐子为材料,研究了外源脱落酸(ABA)对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累的影响。结果表明,低温胁迫(5℃)可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调脯氨酸合成关键酶Δ~1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)的活性,上调P5CS基因(JcP5CS)的表达,及抑制脯氨酸降解酶脯氨酸脱氢酶(Pro DH)的活性。用外源ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,发现150μmol·L^(-1)的ABA可显著提高其低温胁迫下的脯氨酸含量,上调P5CS的活性和JcP5CS的表达水平,及抑制ProDH的活性。表明外源ABA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和抑制脯氨酸的降解途径来促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累。

关键词：小桐子低温胁迫脱落酸脯氨酸代谢途径

季节性海冰驱动的冰期北大西洋“电容器”效应

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地学前缘 2022年第5期29卷 334-341页

作者：张旭张炜晨王振乾郑凯邓凤飞兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原研究所古生态与人类适应团队北京100101 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101

第四纪冰期的千年尺度气候突变事件——Dansgaard-Oeschger Event (D-O事件),一直是古气候学领域关注的重点。近年来,数值模拟的研究发现,北大西洋副极地地区年际-年代际气候变率的振幅在D-O事件中的冰阶冷期远大于间冰阶暖期,这一现象... 详细信息

第四纪冰期的千年尺度气候突变事件——Dansgaard-Oeschger Event (D-O事件),一直是古气候学领域关注的重点。近年来,数值模拟的研究发现,北大西洋副极地地区年际-年代际气候变率的振幅在D-O事件中的冰阶冷期远大于间冰阶暖期,这一现象为理解该区域海温代理指标的气候学意义提供了重要参考价值,但其动力机制尚不清晰。本文利用海气耦合气候模型(COSMOS),通过模拟氧同位素(MIS)3阶段的一个典型D-O事件过程,探讨了冰阶冷期北大西洋气候变率的放大机制。结果显示,北大西洋副极地海域的季节性海冰通过调控海气间热量交换,影响当地气候变率的幅度。冰阶期,热带暖水向北输送导致海洋次表层逐渐升温,削弱了表层-次表层海水的密度层结,有利于次表层暖水上涌,促进海冰融化及海表温度升高。这将激发出海平面气压的负异常,引起气旋式风切变,并通过Ekman抽吸作用加速表层-次表层海水的垂直混合,进一步促进次表层暖水的上涌。这一正反馈机制造成海洋次表层热量的迅速释放,海表温度快速升高。当次表层热量释放结束后,海表将无暖水补充,导致海表温度下降,海冰增多。该过程激发的海表气压正异常(即反气旋式风切变)将抑制垂直混合发生,促进次表层热量积累,为下一次放热过程提供条件。在间冰阶暖期,随着北大西洋季节性海冰消失,海气间热交换不再受海冰变化影响,海洋次表层与大气间的热交换始终处于准平衡态,气候变率的振幅显著下降。本研究结果显示,北大西洋季节性海冰的存在可以调控海洋次表层热量积累-释放的过程,产生“电容器”效应,这对理解冰期年际-年代际气候变率放大现象有重要启示意义。

关键词：年际-年代际气候变率冰期气候变率发大现象冰海气相互作用千年气候事件

细胞信号分子对非生物胁迫下植物脯氨酸代谢的调控

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植物生理学报 2015年第10期51卷 1573-1582页

作者：邓凤飞杨双龙龚明云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500

大量研究表明脯氨酸积累在植物响应与适应非生物胁迫中起重要作用,但如何调节脯氨酸合成和降解仍有许多疑问。已知植物对逆境胁迫的响应与适应过程涉及复杂的细胞信号发生与转导事件,也有研究表明细胞信号分子参与了植物体内脯氨酸代谢... 详细信息

大量研究表明脯氨酸积累在植物响应与适应非生物胁迫中起重要作用,但如何调节脯氨酸合成和降解仍有许多疑问。已知植物对逆境胁迫的响应与适应过程涉及复杂的细胞信号发生与转导事件,也有研究表明细胞信号分子参与了植物体内脯氨酸代谢的调控过程,但不清楚其具体机理。本文综述了脯氨酸代谢的合成与降解途径,以及脱落酸(ABA)、Ca2+、一氧化氮(NO)、过氧化氢(H2O2)、水杨酸(SA)等细胞信号分子在脯氨酸代谢调控中的作用,并讨论了信号分子之间信号交谈对脯氨酸代谢可能的影响模式及未来研究的展望。

关键词：细胞信号分子非生物胁迫脯氨酸代谢调控

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我是边防警察

中国边防警察杂志 2008年第6期 32-33页

作者：邓凤飞

"大家别慌!我是边防警察,我和你们在一起。"连日来,在忙碌的四川省南充市抗震救灾现场,可以看到一位身着橄榄绿的公安边防警官,正忙着疏散群众,稳定群众情绪,帮助伤员处理伤口,组织群众搭建帐篷,俨然成了附近群众抗震自救的现场小指挥,... 详细信息

"大家别慌!我是边防警察,我和你们在一起。"连日来,在忙碌的四川省南充市抗震救灾现场,可以看到一位身着橄榄绿的公安边防警官,正忙着疏散群众,稳定群众情绪,帮助伤员处理伤口,组织群众搭建帐篷,俨然成了附近群众抗震自救的现场小指挥,他就是云南省公安边防总队普洱边防支队卫生队的军医曹兆常。

关键词：边防警察抗震救灾南充市公安边防群众边防警官抗震自救稳定群大地震云南省

小桐子中一个新的ERF家族转录因子JcERF3基因的克隆及功能分析

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植物生理学报 2017年第8期53卷 1399-1408页

作者：王莎莎赵洪春邓凤飞龚明云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500

从小桐子(Jatropha curcas)幼苗的叶片组织中分离出一个新的AP2/ERF类转录因子的编码基因,命名为JcERF3。序列分析显示其完整编码区为729 bp,编码蛋白由242个氨基酸组成。推测的蛋白质与其他物种的ERF3蛋白具有很高的序列相似性,并含有... 详细信息

从小桐子(Jatropha curcas)幼苗的叶片组织中分离出一个新的AP2/ERF类转录因子的编码基因,命名为JcERF3。序列分析显示其完整编码区为729 bp,编码蛋白由242个氨基酸组成。推测的蛋白质与其他物种的ERF3蛋白具有很高的序列相似性,并含有一个保守的AP2结构域。对启动子元件的预测显示存在一个乙烯响应元件(ERE),暗示JcERF3的表达可能受到乙烯的调节。核定位信号预测JcERF3可能定位于细胞核。过表达JcERF3的转基因烟草(Nicotiana tabacum)离体叶盘在200 mmol·L^(-1) NaCl溶液中的失绿程度显著低于野生型。经0°C低温胁迫24 h后,转基因株系中游离脯氨酸和可溶性糖含量为野生型的3.79和1.67倍以上,而电解质渗漏率仅为野生型的74%左右。12°C低温下转基因株系T1代种子的萌发速度和萌发率也远高于野生型。综上可知,JcERF3作为一个新的AP2/ERF转录因子,其过表达赋予转基因烟草对低温和盐胁迫较强的耐受性,为小桐子的抗逆遗传改良提供了重要的基因资源。

关键词：小桐子转录因子ERF 过量表达低温胁迫盐胁迫

这里就是我们的家——探访普洱边防支队爱民固边模范村勐马镇移民村

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中国边防警察杂志 2007年第5期 28-31页

作者：邱云邓凤飞

移民,是社会经济发展的新生产物,也是当今社会的一个特殊群体。为了支持国家的经济建设,他们背井离乡,离开了祖祖辈辈世代生活的土地,在陌生的土地上,从头再来,开始新的生活。

关键词：移民区派出所男子边防警察普洱中年生活支队警官模范

ABA对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响

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生物技术通报 2016年第9期32卷 100-106页

作者：杨双龙邓凤飞杜朝昆成蕴秀龚明云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500

旨在探讨外源脱落酸(ABA)对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响。用150μmol/L ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,研究其对小桐子幼苗存活率,根系活力,电解质渗漏率,MDA含量,甜菜碱含量及其代谢关键酶BADH活性和Jc BADH基因表... 详细信息

旨在探讨外源脱落酸(ABA)对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响。用150μmol/L ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,研究其对小桐子幼苗存活率,根系活力,电解质渗漏率,MDA含量,甜菜碱含量及其代谢关键酶BADH活性和Jc BADH基因表达水平的影响。结果表明,外源150μmol/L ABA处理可显著提高低温胁迫下小桐子幼苗的存活率和根系活力,降低电解质渗漏率和MDA含量;ABA也提高了低温胁迫下小桐子幼苗的甜菜碱含量,上调了BADH的活性和Jc BADH的表达水平。因此,ABA可提高低温胁迫下小桐子幼苗的耐冷性,并且在ABA诱发的小桐子幼苗耐冷性的提高过程中,甜菜碱发挥着重要作用。

关键词：脱落酸低温胁迫甜菜碱耐冷性小桐子