3种酰胺类稻田除草剂对克氏原螯虾的急性毒性

[目的] 研究稻虾共作模式条件下,稻田封闭除草剂对克氏原螯虾产生的急性毒性。[方法] 采用半静态试验方法,研究3种酰胺类除草剂（乙草胺、丙草胺和丁草胺）对克氏原螯虾的急性毒性,计算3种酰胺类除草剂对克氏原螯虾的安全浓度,并分析其LC₅₀衰减规律。[结果] 随着暴露时间和除草剂浓度的增加,虾体侧躺,步行足和游泳足活动频率降低,最终死亡。乙草胺对克氏原螯虾的96 h半致死浓度（LC₅₀）和安全浓度（SC）分别为0.0707和0.0146 mL·L^-1;丙草胺对克氏原螯虾的96 h LC₅₀和SC分别为0.0119和0.0021 mL·L^-1;丁草胺对克氏原螯虾的96h LC₅₀和SC分别为0.0073和0.0014 mL·L^-1。乙草胺、丙草胺及丁草胺除草剂LC₅₀随着暴露时间延长呈下降趋势,符合双曲线衰减模型,回归方程分别为：① y₁=2.0840x^-0.7380（R²=0.9973）;② y₂=0.1106x^-0.4930（R²=0.9872）;③ y₃=0.2236x^-0.7480（R²=0.9990）。克氏原螯虾对3种除草剂的敏感性由高到低依次为：丁草胺 > 丙草胺 > 乙草胺。[结论] 乙草胺和丙草胺可在稻田综合种养生产过程中按常规剂量使用,而丁草胺按常规剂量使用可能存在较大的风险。     

不同性别和生长阶段对克氏原螯虾肠道菌群多样性的影响

为研究性别和生长阶段对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)肠道菌群的影响, 实验对来自虾塘的雌雄成虾肠道样品及来自实验室养殖的幼虾和成虾的肠道样品进行了16S rRNA高通量测序分析。结果表明, 不同性别间克氏原螯虾肠道菌群的多样性和功能均没有显著性差异(独立样本t检验: P>0.05), 其优势菌群在门水平上均包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等; 属水平上包括拟杆菌属(Bacteroidia)、希瓦氏菌属(Shewanella)、梭菌属(Clostridium)和柠檬酸杆菌属(Citrobacter)等; 但各优势菌群在个体间的丰度差异较大, 且在成虾阶段趋于保守, 属肠道常驻菌群。幼虾肠道菌群的Alpha多样性显著高于成虾(独立样本t检验: P<0.05)。在门水平上, 优势菌群较为一致, 包括变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门(Actinobacteria)。成虾厚壁菌门与拟杆菌门的比例高于幼虾, 表明成虾分解食物和吸收营养的潜力更强。在属水平上, 成虾和幼虾肠道中均存在大量的黄杆菌属(Flavobacterium)、拟杆菌属和氢噬胞菌属(Hydrogenophaga), 这些菌属可以帮助机体进行多种营养代谢, 成虾肠道中与碳水化合物代谢相关的菌群多于幼虾。PICRUSt功能预测显示, 在克氏原螯虾肠道中, 营养代谢功能相关的菌群相对丰度最高, 而成虾肠道菌群代谢碳水化合物的功能显著高于幼虾。实验表明, 在野外虾塘养殖下的克氏原螯虾的肠道菌群不论是在群落多样性、物种丰度还是菌群功能预测上, 都未体现出性别间的差异, 且肠道菌群的个体差异较大; 但在不同生长阶段间, 克氏原螯虾肠道微生物的群落多样性、丰度及功能都有显著差异, 相比于幼虾, 成虾肠道菌群多样性降低, 多种代谢功能升高。     

中华绒螯蟹眼柄MTXO细胞GABA受体通道研究

采用全细胞膜片钳技术测定了中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）眼柄视神经节端髓X器官（MTXO）三种类型神经内分泌细胞对0.01～5mmol/L γ氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的反应,并结合选择性拮抗剂和激动剂的使用进行了GABA受体研究.在电流钳模式下,依据不同Nernst Cl^－电位,三种类型细胞均对GABA产生去极化或超级化反应.在电压钳模式下,GABA激活Cl^－通道电流（I_GABA）.I_GABA在灌流GABA后约1 200 ms内激活,800 ms内达到峰值,没有明显的脱敏反应,反转电位接近Nernst Cl^－电位.I_GABA幅值呈浓度依赖性,激活阈值为0.01 mmol/L,约在0.5 mmol/L达到饱和.药理学实验结果表明,中华绒螯蟹眼柄神经内分泌细胞GABA受体是Cl^－通道蛋白,对Cl^－离子通道阻断剂Picrotoxin和Niflumic acid敏感,但是对GABA_A受体拮抗剂Bicuculline和GABA_C受体激动剂cis-4-aminocrotonic acid (CACA)和trans-4-aminocrotonic (TACA)均不敏感.     

淮河克氏原螯虾种群遗传结构

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）是广泛分布于我国淡水水域的外来入侵物种,对其种群遗传结构的研究有助于了解种群扩散过程。本文测定了淮河流域自然水体中9个地理种群共151个野生克氏原螯虾线粒体COⅠ序列,获得624 bp的有效基因片段,共定义了25个单倍型。AMOVA分析结果表明,淮河流域的克氏原螯虾种群内的变异占主导地位,单倍型多样性和核苷酸多样性均为中等水平,各地理种群间平均遗传差异较小（F_st=0.078）,遗传差异不显著。系统发生树并没有按地理位置形成对应族群,表明克氏原螯虾各地理种群间存在明显的基因流,各地理种群间没有形成明显的种群遗传分化。     

深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示：①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关（P<0.05,0.5865 < R² < 0.9356）。②功能丰富度指数（FRic）、功能均匀度指数（FEve）和Rao二次熵指数（FD_Q）与入侵植物盖度有一定的相关关系（0.0000 < R² < 0.2211）。③群落的特征加权平均株高（CWM_H）与入侵植物盖度有一定的正相关关系（0.0716 < R² < 0.2262）。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性（P<0.05）,鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性（P<0.05）,二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高（CWM_H）（P<0.05）。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性（P<0.05）,南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体微生物群落的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要因素,其对土壤生态系统影响的研究受到了生态学家的广泛关注。土壤微生物是有机物分解和养分循环的主要参与者,在维持土壤的功能多样性和可持续发展方面发挥着重要的作用。氮沉降的激增会引起土壤微生物群落结构和功能的改变。土壤中营养物质在不同团聚体组分中分布的不均匀,为微生物提供了空间异质微生境。为揭示草原土壤不同粒径团聚体中微生物群落分布及其对氮素添加响应特征。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀（0 kg hm^-2 a^-1）、N₁₅（15 kg hm^-2 a^-1）、N₃₀（30 kg hm^-2 a^-1）、N₅₀（50 kg hm^-2 a^-1）、N₁₀₀（100 kg hm^-2 a^-1）、N₁₅₀（150 kg hm^-2 a^-1）6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。采用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）法测定>2 mm、0.25-2 mm和<0.25 mm 3个粒径土壤团聚体中微生物PLFA含量,探讨氮素添加对土壤团聚体微生物群落结构的影响。结果表明：氮素添加提高了土壤碳、氮含量,降低了土壤pH。氮素添加显著提高了0.25-2 mm土壤团聚体微生物群落磷脂脂肪酸总量、真菌磷脂脂肪酸含量和真菌/细菌（Fungi/bacteria,F/B）、革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌（Gram-positive bacteria/gram-negative bacteria,G⁺/G^-）的比值（P<0.05）,降低了土壤团聚体微生物Margalef丰富度指数（P<0.05）。相关性分析表明,土壤团聚体微生物总PLFAs、真菌PLFAs含量、G⁺/G^-、F/B与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关关系,与C/N值负相关。综合研究表明,连续8年氮素添加显著提高了土壤有机碳和全氮含量、降低了土壤pH;提高了0.25-2 mm土壤团聚体真菌群落,土壤有机碳、全氮的固持与真菌群落的增加有关。     

温度和水分变化对冻土区泥炭地土壤氮循环功能基因丰度的影响

以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度（0-150 cm）土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0-20 cm和20-40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表层土壤氮循环功能基因丰度的影响。结果表明温度升高显著提高了活动层（0-60 cm）、过渡层（60-80 cm）、永冻层（80-100 cm）中nifH、nirK基因丰度,温度升高显著提高了活动层（0-40 cm）和过渡层（60-80 cm）中nirS基因丰度。温度升高显著提高了过渡层（60-80 cm）NH₄⁺-N和较深永冻层（140-150 cm）NO₃^--N的含量,但降低了过渡层（60-80 cm）NO₃^--N和较深永冻层（120-150 cm）NH₄⁺-N的含量,相关性分析表明,NH₄⁺-N含量与nifH和nirS基因丰度呈显著正相关,NO₃^--N含量与nirK基因丰度呈显著正相关,说明温度升高能够通过改变微生物丰度促进过渡层固氮作用和反硝化作用。在增温条件下,淹水处理使表层土壤nirS和nirK基因丰度及NH₄⁺-N含量降低,但提高了NO₃^--N含量,说明淹水造成了过度还原的条件使反硝化底物浓度降低,降低反硝化微生物活性进而抑制了土壤反硝化作用。该结果对于明确未来气候变化影响下冻土区泥炭地土壤氮循环过程具有重要意义。     

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)养殖池塘沉积物中细菌、硫酸盐还原菌和硫氧化菌的垂直分布特征

沉积物中微生物介导的硫循环在有机物分解和养分循环中发挥重要作用,但目前我们对水产养殖生态系统中的参与硫酸盐还原和硫氧化过程的微生物多样性及其调控机制仍知之甚少。【目的】探究硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)和硫氧化菌(sulfur-oxidizing bacteria,SOB)的垂直分布特征及其主要的环境驱动因素。【方法】本研究利用高通量测序和荧光定量PCR (qPCR)分析了罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)养殖池塘沉积物表层(0–1 cm)、中层(10–11 cm)和底层(20–21 cm)中的细菌、SRB和SOB的丰度、多样性和群落组成。【结果】细菌(16S rRNA)、硫酸盐还原菌(dsrB)和硫氧化菌(soxB)的基因拷贝数呈现着从表层到中层急剧骤降的趋势(ANOVA,P<0.05),但中层和底层样品之间的差异却并不显著(P>0.05),以及α多样性分析显示3个群体的物种丰富度和均匀度都随深度而逐步降低,这都说明硫循环过程主要发生于沉积物的表层。γ-、δ-和β-变形菌分别是细菌、SRB和SOB的优势类群;其中SRB以Desulfobacca属和脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)为主,前者在表层有着最低的比重,而后者却与之相反;硫杆菌(Thiobacillus)作为细菌和SOB的优势属,更广泛地分布于中层沉积物中。RDA分析和Mantel检验揭示了影响细菌群落的主要环境因子是NO₃^–、SO₄^2–、TOC和TON,而SRB的群落变异主要是由As、TON、NO₃^–和Pb所驱动,以及SOB的群落变化则主要响应了TC、NO₂^–、NH₄⁺和TON浓度。【结论】养殖池塘底栖的细菌、SRB和SOB的丰度、多样性和群落结构的垂直分布特征可能受到多种环境因素共同的影响。     

氮添加对樟子松人工林氮转化及相关功能基因丰度的影响

土壤氮(N)的有效性是影响土壤微生物群落结构以及土壤氮循环的重要因子。为探索N添加对樟子松人工林氮素转化及N功能基因(NFGs)表达的影响及其作用机制,该文以塞罕坝千层板林场的樟子松人工林为研究对象,进行了2年的氮添加处理,设置4个不同氮添加水平0、1、5、10 g N·m^-2·a^-1,分别记作N0、N1、N5、N10,采用功能基因微阵GeoChip 5.0系统及室内土壤培养法,探讨了土壤NFGs对氮添加的反应及其对氮转化过程的影响。结果表明:(1)与N0相比,中低N添加处理(N1、N5)促进了氨化(ureC、nirA、nrfA)、硝化(amoA)和反硝化(norB)相关基因的相对丰度,高N处理(N10)则抑制了所有NFGs的表达。(2)相关分析表明,N1、N5的促进作用与土壤有机碳(SOC)、硝态氮(NO₃^--N)和微生物生物量碳(MBC)显著相关,N10处理显著降低了所有氮转化过程NFGs的相对丰度,这种负面影响与溶解性有机碳(DOC)、MBC含量的减少有关。(3)与氮转化基因丰度规律趋势相似,N1和N5处理显著增加了净N硝化、净N矿化以及N₂O的排放速率,但N10促进作用不明显,表明氮添加对氮转化的促进作用存在阈值。(4)多元回归分析进一步表明,amoA-AOB和MBC是影响净N硝化的关键因素,ureC、nirK和MBC是影响净氮矿化的关键因素,narG、nirS是影响N₂O排放的关键因素。综上,N添加可提高促进樟子松人工林的氮转化及提高部分特定酶功能基因的相对丰度,但氮添加水平存在阈值,当施用10 g N·m^-2·a^-1时,氮转化受到抑制,添加5 g N·m^-2·a^-1是促进樟子松人工林土壤N转化的较佳水平。     

秸秆覆盖配施氮肥根际土真菌群落及其与小麦产量的关系

为研究秸秆覆盖与施氮条件下土壤真菌群落变化及其驱动因素与冬小麦产量的关系,试验采用二因素裂区设计,主区为秸秆覆盖（SM）和不覆盖（NSM）;副区为两种施氮量0（N0）和180（N1） kg/hm²。于小麦开花期采集土壤样品测定土壤养分及采用Illumina Miseq高通量测序技术分析根际真菌群落结构和多样性。结果表明,SM较NSM处理小麦产量提高40.3%,差异显著。NSMN1较NSMN0处理小麦产量显著提高75%;SMN1处理比SMN0处理小麦产量显著提高92%。SM处理较NSM处理土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、氨态氮（NH₄⁺-N）、速效磷（AP）和速效钾（AK）的含量显著增加,土壤硝态氮（NO₃^--N）含量降低。无论秸秆覆盖与否,施氮显著提高了土壤TN、AN、NH₄⁺-N、NO₃^--N、AP和AK的含量。秸秆覆盖根际真菌群落多样性（Chao1与Shannon指数）增加;施氮则降低其多样性。SM处理较NSM处理显著增加担子菌门（Basidiomycota）和降低被孢霉门（Mortierellomycota）的相对丰度,子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度无显著差异。在NSM条件下,施氮显著增加子囊菌门的相对丰度,担子菌门与被孢霉门相对丰度显著降低;在SM条件下,施氮处理显著降低子囊菌门和增加担子菌门的相对丰度,被孢霉门的相对丰度降低,但无显著差异。在属水平上,SM处理较NSM处理显著增加光盖伞属（Psilocybe）、弯孢菌属（Curvularia）和黑孢霉属（Nigrospora）的相对丰度,被孢霉属（Mortierella）、球腔菌属（Mycosphaerella）、帚枝霉属（Sarocladium）、镰刀菌属（Fusarium）和柱霉属（Scytalidium）的相对丰度显著降低,蛋白单胞属（Pyrenochaetopsis）的相对丰度无显著差异。NSMN1较NSMN0处理显著增加球腔菌属、弯孢菌属和帚枝霉属的相对丰度,显著降低被孢霉属和柱霉属的相对丰度;SMN1比SMN0处理显著增加光盖伞属、弯孢菌属、帚枝霉属和柱霉属的相对丰度,被孢霉属相对丰度显著降低。组间群落差异（LEfSe）分析,球腔菌属、弯孢菌属和光盖伞属是秸秆覆盖配施氮肥的关键真菌菌属。基于冗余分析,土壤SOC、AK、AP、AN、TN与NH₄⁺-N含量对真菌群落结构有显著或者极显著的影响。进一步分析表明,在秸秆覆盖配施氮肥条件下光盖伞属、柱霉属和弯孢菌属与小麦产量相关。综上,秸秆覆盖配施氮肥有助于提高土壤养分有效性和小麦产量,利于优化土壤真菌群落结构,对四川丘陵旱地提升土壤肥力和作物生产力具有重要意义。     

紫云英还田对黄泥田土壤理化和微生物特性及水稻产量的影响

为探明紫云英连年还田化肥减施单季稻田土壤性质及水稻产量的变化规律,依托位于福建省东部12年黄泥田紫云英-单季稻轮作定位试验,研究了不施肥（C₀）、单施化肥（C₁₀₀）、紫云英还田（M）、紫云英还田+全量化肥（MC₁₀₀）及紫云英还田+减量20%化肥（MC₈₀）处理的土壤理化性状、微生物群落结构和功能及稻谷产量的变化。结果表明：C₁₀₀、M、MC₁₀₀、MC₈₀处理土壤有机碳含量比C₀分别提高6.97%、15.05%、10.38%、11.15%,全氮分别提高9.52%、18.25%、15.87%、15.87%,硝态氮分别提高6.51%、69.52%、66.87%、78.19%（P < 0.05）。冗余分析表明,土壤有机碳、全氮、硝态氮含量对细菌和古菌群落结构和功能有显著的影响。与C₀相比,C₁₀₀、M、MC₁₀₀和MC₈₀处理土壤慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）丰度分别增加0.52%、24.30%、7.59%、11.93%,其中M处理增加达显著水平（P<0.05）;分枝杆菌属（Mycobacterium）分别增加5.51%、21.58%、10.00%、14.74%,其中M处理增加显著（P<0.05）;亚硝化杆菌属（Candidatus_Nitrosotalea）分别增加22.93%、17.21%、65.39%、89.89%,其中MC₁₀₀和MC₈₀处理增加均达显著水平（P<0.05）。相比C₀,M、MC₁₀₀和MC₈₀处理土壤链霉菌属（Streptomyces）分别增加6.76%、16.89%、12.16%,其中MC₁₀₀处理增加显著（P < 0.05）,而C₁₀₀却减少2.50%。物种贡献度分析发现,土壤碳代谢和氨基酸合成的主要功能微生物为细菌慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、链霉菌属（Streptomyces）和古菌亚硝化杆菌属（Candidatus_Nitrosotalea）。M、MC₁₀₀、MC₈₀处理稻谷产量比C₀分别增加9.68%、19.16%、18.72%。阐明紫云英培肥处理能提升单季稻黄泥田土壤肥力水平,调节土壤微生物群落结构,促进土壤碳水化合物和氨基酸代谢。     

黄土丘陵区退耕草地群落优势种叶片光合生理对氮磷添加的响应

以黄土丘陵区退耕草地群落典型优势种白羊草、长芒草和达乌里胡枝子为研究对象，测定不同氮磷（主区N：0，50，100 kg N hm^-2 a^-1；副区P：0，40，80 kg P₂O₅ hm^-2 a^-1）添加处理下叶片光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片氮磷含量、光合氮利用效率（PNUE）和光合磷利用效率（PPUE），探究不同优势种光合生理特征对外源氮磷添加的响应特征与物种差异。结果表明：单独氮添加下，3个优势种的净光合速率（P_n）、蒸腾速率、水分利用效率（WUE_i）、气孔限制值（Ls）和光系统Ⅱ（PSⅡ）活性高于或显著高于未施肥处理，白羊草和达乌里胡枝子的PNUE和PPUE以及长芒草的PPUE显著增加。单独磷添加下，仅达乌里胡枝子的P_n、WUE_i、Ls和PNUE相比未施肥处理显著增加。氮磷共同添加下，50 kg N hm^-2 a^-1处理下，施磷后达乌里胡枝子的P_n以及三个优势种的PNUE显著增加，白羊草的PPUE显著降低；100 kg N hm^-2 a^-1处理下，施磷后达乌里胡枝子的P_n和PNUE均显著增加，白羊草PPUE和长芒草的PNUE的仅在40 kg P₂O₅ hm^-2 a^-1处理下显著增加。3个优势种的P_n均与PSⅡ最大光化学效率和叶片氮含量呈显著正相关关系，长芒草和达乌里胡枝子的P_n与PSⅡ潜在活性和叶片磷含量呈显著正相关关系。总体表明，氮磷对黄土丘陵区退耕草地优势种光合生理具有一定的交互作用，物种属性和施肥水平影响其光合生理特征响应程度。     

沙质草地植物功能性状对放牧、增水、氮添加及其耦合效应的响应机制

人类活动和气候变化对陆地生态系统结构和功能的影响日益明显。在中国半干旱草原区,植物功能性状对这些变化的响应机制仍不是很清楚。以科尔沁沙质草地植物群落功能性状（CWM_trait）、一年生和多年生植物平均功能性状为研究对象,开展非生长季放牧、增水、氮添加及其耦合效应的模拟控制试验,于2016年8月中旬在沙质草地开展了植物功能性状的调查及测定,主要包括植物高度、比叶面积（specific leaf area,SLA）、叶片干物质含量（leaf dry matter content,LDMC）、叶片氮含量（leaf nitrogen content,LNC）和叶片碳同位素（leaf carbon isotopes,δ¹³C）。结果表明：氮添加显著提高了CWM_height和CWM_LNC（P<0.05）,降低了CWM_LDMC（P<0.05）,同时放牧和增水的耦合效应对CWM_SLA具有显著影响（P<0.05）;放牧显著降低了一年生植物的平均高度（P<0.05）,氮添加显著提高了一年生植物的平均高度、LNC和δ¹³C （P<0.05）;氮添加显著提高了多年生植物的平均SLA、LNC和δ¹³C （P<0.05）,同时放牧和增水的耦合效应对多年生植物的平均SLA和LDMC具有显著影响（P<0.05）。主成分分析表明,放牧促进了植物群落和多年生植物SLA与LDMC、LNC和δ¹³C之间的负相关关系,增水促进了植物群落和多年生植物高度与SLA之间的正相关关系以及LDMC、LNC和δ¹³C之间的正相关关系,说明多年生植物在调控沙质草地植物群落响应外界干扰时具有较强的主导性作用。非生长季放牧、生长季禁牧有利于沙质草地的可持续发展和管理,增水能够减缓放牧压力对于草地植物的影响,氮添加有利于植物同化δ¹³C,并提高植物叶片的水分利用效率。     

内蒙古草原常见植物叶片δ13C和δ15N对环境因子的响应

在中国东北样带沿线的内蒙古草原地区采集了一些常见植物的叶片样品,并测定其δ¹³C和δ¹⁵N值,分析了其统计学特征以及对环境因子(年平均降雨量和温度)的响应模式。发现东北样带草原区同时存在C₃和C₄两种不同光合途径的植物,但是C₃植物占主导地位,C₄植物数量有限。C₃植物叶片δ¹³C随着年平均降雨量和年平均温度的升高而显著降低,反映了此区域C₃植物δ¹³C受控于降水量和温度。C₄植物的叶片δ¹³C值随着降雨量的增多而有轻微升高的趋势,但是C₄植物的叶片δ¹³C值对年平均温度的响应不敏感。不论对C₃植物还是C₄植物而言,叶片δ¹⁵N都随降雨量增加而显著降低,即干旱区的植物叶片δ¹⁵N大于湿润地区,这说明降水是影响植物叶片δ¹⁵N的一个重要因素。然而两者叶片δ¹⁵N对温度的响应不敏感。     

干扰方式对香蕉园入侵杂草群落种间关联的影响

【目的】探讨干扰方式对香蕉园入侵杂草群落种间关联的影响。【方法】在样方调查的基础上,运用方差比率法(V_R)、χ²检验、联结系数A_c、Ochiai指数I_O、Spearman秩相关分析法研究人工挖除、药剂除草、机械割除3种干扰方式下香蕉园入侵杂草的种间关联特征。【结果】白花鬼针草、阔叶丰花草、鹅肠菜为香蕉农田入侵杂草的主要建群种,入侵杂草群落总体方差比率V_R均大于1,3种杂草管理方式群落种间总体呈显著正联结趋势。χ²检验显示,人工挖除方式有3个种对显著联结,1个种对(香附子-两耳草)极显著联结;药剂除草方式有3个种对显著联结;机械割除方式有6个种对显著联结,3个种对(鹅肠菜-败酱叶菊芹、阔叶丰花草-败酱叶菊芹、阔叶丰花草-无刺含羞草)极显著联结。联结系数A_c、联结程度I_O分析得到的结果与χ²检验基本一致,达到显著和极显著联结的种对较少,大部分入侵杂草种间联结性较弱。Spearman相关性分析显示,人工挖除、药剂除草、机械割除3种干扰方式的入侵杂草显著相关的种对比例均较低,分别为18.2%、14.3%、13.6%。【结论】3种干扰方式的香蕉园入侵杂草种间关系均较松散,机械割除方式的杂草群落更趋于稳定。阔叶丰花草在不同干扰方式下与种间都有显著的关联性,对杂草群落稳定共存发挥重要作用,在香蕉园杂草生物防治中具有利用潜力。     

不同身体质量指数人群肠道菌群结构及共存网络解析

[背景] 人体能量稳态失衡表现为体重过轻、超重和肥胖,肠道菌群与人体能量稳态的维持有关,但不同身体质量指数（Body Mass Index,BMI）人群的肠道菌群特征仍需进一步探究。[目的] 基于美国肠道计划公开数据库,解析4类BMI人群肠道菌群的特征,并探究4类BMI人群肠道菌群共存网络特征及差异,为基于肠道菌群来干预肥胖及体重过轻等不健康状态提供新的理论依据。[方法] 从美国肠道计划数据集中筛选具有BMI信息的肠道菌群样本,并根据世界卫生组织规定的BMI划分标准将筛选后的样本分为4类：体重过轻（BMI<18.5 kg/m²）,正常体重（18.5 kg/m²2）,超重（25 kg/m²2）,肥胖（BMI>30 kg/m²）;通过计算和比较肠道菌群的α多样性和β多样性探究4类BMI人群肠道菌群的整体结构特征及差异;通过多元线性回归模型对不同BMI分类与肠道菌群进行相关性分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正;采用SparCC分别计算4类BMI人群肠道菌群中菌属相关性,并分别构建肠道菌群共存网络。[结果] 经过Wilcoxon秩和检验,发现体重过轻、超重、肥胖人群的肠道菌群α多样性都显著低于正常体重人群;β多样性分析结果表明4类BMI人群肠道菌群的整体结构存在显著差异;4类BMI人群肠道中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对含量无显著差异;通过MaAsLin分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正,共得到49个与BMI类型显著相关的物种;4类BMI人群肠道菌群共存网络的拓扑结构具有一定差异,体重过轻和正常体重人群肠道菌群共存网络的复杂度较高,超重和肥胖人群肠道菌群共存网络的复杂度较低。[结论] 4类BMI人群肠道菌群的多样性、整体结构和共存网络间均存在差异。     

两种绿藻辅助饲喂对克氏原螯虾生理活性的影响

以克氏原螯虾为研究对象, 测定了在正常投喂人工颗粒饲料的基础上辅助添加小球藻、刚毛藻饲喂克氏原螯虾的生理活性。结果表明: 试验期间添加小球藻(1.0×106-1.0×107 cells·L-1)、刚毛藻(0.06-0.08 g·L-1)对克氏原螯虾的生长与存活率均无显著影响(P >0.05), 但肌肉超氧化物歧化酶(SOD)和肝胰脏酸性磷酸酶(ACP)的活性显著降低(P <0.05); 机体的血细胞密度显著增加(P <0.05), 外骨骼和肌肉中虾青素的含量极显著增加(P <0.01); 单独添加刚毛藻肌肉虾青素含量也显著提高(P <0.05), 血清、肝胰脏和肌肉碱性磷酸酶(AKP)的活性极显著提高(P <0.01), 肝胰脏酸性磷酸酶的活性极显著降低(P <0.01)。摄食小球藻和刚毛藻对于克氏原螯虾的抗逆活性和免疫能力具有促进作用, 养殖水体中适度添加小球藻和刚毛藻有助于克氏原螯虾的健康与活力。     

Cr6+对人工湿地薏苡光合特性和微量元素吸收的影响

为深入了解Cr⁶⁺胁迫对人工湿地植物薏苡光合特性和微量元素吸收的影响,该文通过构筑微型垂直流薏苡(Coix lacryma-jobi)人工湿地,采用1/2 Hoagland''s营养液配制的含0、5、20、40 mg·L^-1 Cr⁶⁺废水为灌溉用水,研究铬胁迫对人工湿地植物生长、光合特性、抗氧化酶活性和微量元素吸收等的影响。结果表明:(1)低浓度(5 mg·L^-1)Cr⁶⁺对薏苡的株高、茎粗和分蘖影响不显著,高浓度(20、40 mg·L^-1)Cr⁶⁺则显著抑制薏苡的生长。(2)低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)有不同程度的提高,提高幅度分别为6.8%～54.8%、13.0%～40.3%和9.1%～36.4%。高浓度Cr⁶⁺处理下,叶片P_n、G_s、T_r等指标显著下降,但叶片胞间CO₂浓度(C_i)则显著提高。(3)薏苡叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随着处理时间的延长而提高; 低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片SOD活性与对照差异不大,高浓度Cr⁶⁺处理下,SOD活性受到显著抑制。薏苡叶片POD活性和丙二醛(MDA)含量均随Cr⁶⁺处理浓度的提高而提高。(4)高浓度Cr⁶⁺处理显著抑制根系、茎、叶对Cu 、Fe、Mn和Zn的吸收。(5)5、20 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下,人工湿地对Cr⁶⁺去除率最高可达99%,40 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下最高则为86%。综上认为,Cr⁶⁺胁迫导致Fe、Mn、Zn和Cu等元素吸收量显著下降,光合受阻,抗氧化系统受损,植物生长受到抑制,最终导致人工湿地处理含Cr⁶⁺废水的能力下降。     

水稻CPR5基因参与氧化胁迫响应

为探讨水稻(Oryza sativa L.)中CPR5 基因的功能,以其cDNA 文库为基础进行序列比对,并将1 个同源性较高的序列命名为OsCPR5.生物信息学分析表明,OsCPR5 的开放阅读框长度为1551 bp,编码516 个氨基酸.软件预测该编码蛋白可能是1 个具有5 个跨膜区的膜蛋白和核定位蛋白.组织表达和亚细胞定位分析表明,OsCPR5 在根中的表达水平较高,且广泛分布在细胞膜、细胞质和细胞核上.逆境胁迫分析实验表明,植物激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H₂O₂)、氯化钠(NaCl)、甲基紫精(Methyl viologen, MV)等环境胁迫可诱导OsCPR5 的上调表达,其中氧化胁迫相关的MV 和H₂O₂ 处理效果最为明显.拟南芥(Arabidopsis thaliana)转基因株系atcpr5/OsCPR5 在浓度为0.5 μmol L^-1、 1.0 μmol L^-1 的MV以及6 mmol L^-1、 8 mmol L^-1 的H₂O₂ 处理下,种子萌发率明显高于atcpr5 突变体.这揭示了OsCPR5 基因在植物抗氧化胁迫响应中具有一定的作用.     

钾肥类型对菜心(菜薹)生长、细胞保护酶和内源激素的影响

为探讨钾肥类型对菜心(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)的作用效应,研究了不同钾肥类型和水平对菜心生长、细胞保护酶和内源激素的影响。结果表明,氯化钾或硫酸钾处理可提高菜心叶片的POD 和CAT 活性、IAA 和GA₃ 含量,降低MDA 含量,提高菜薹产量。随着钾水平的提高,叶片IAA 和GA₃ 含量、POD 和CAT 活性以及菜薹质量明显提高,MDA 含量降低。当施钾90 kg hm^-2 时,叶片的GA₃ 和IAA 含量显著下降,而POD 活性和菜薹产量没有显著变化。在相同水平下,氯化钾与硫酸钾对植株生长、菜薹产量、叶片GA₃ 含量的影响不显著。当施钾0~90 kg hm^-2 时,氯化钾处理的叶片POD 活性显著高于硫酸钾处理;而施钾135~180 kg hm^-2 时,氯化钾处理的叶片POD 活性则显著低于硫酸钾处理。除了90 kg hm^-2 氯化钾处理的CAT 活性和45 kg hm^-2 氯化钾处理的MDA 含量低于硫酸钾处理以及90 kg hm^-2 和180 kg hm^-2 氯化钾处理的IAA 含量高于硫酸钾处理的外,相同水平氯化钾和硫酸钾处理的CAT 活性、MDA 含量和IAA 含量没有显著差异。可见,钾肥类型对菜心的活性氧代谢系统及内源激素含量有一定的影响,但氯化钾与硫酸钾对菜心的施用效果相当,生产上可采用氯化钾代替硫酸钾以节约肥料成本,K₂O 施用量以90 kg hm^-2 为宜。