辽宁省近15年的部分水稻主栽品种的简单重复序列(SSR)多态性分析

应用简单重复序列(SSR)标记方法对辽宁省近15年的14个大面积种植的水稻品种进行遗传多样性分析的结果表明,17对引物共产生43个位点,其中多态性位点17个,平均每对SSR引物检测到2.53个,占位点总数的39.53%。用Nei’s公式计算水稻品种间的遗传距离,并以算术平均非加权聚类(UPGMA)法进行聚类分析并结合系谱分析结果表明,辽宁省近15年的水稻主栽品种遗传多样性不够丰富,多数品种间的亲缘关系较近,欲进一步提高产量还需拓宽遗传基础。     

海南三亚鹿回头造礁石珊瑚生长变化与人类活动的影响

采用全球珊瑚礁监测网络(GCRMN)推荐的永久样方法首次在国内开展珊瑚礁生长的监测和研究。在海南三亚鹿回头岸礁区建立了10个珊瑚礁永久样方,分别于2003年12月、2004年4月、2004年9月和2005年4月开展了4次造礁石珊瑚生长的现场监测,并对周边人类活动进行了相关调查。研究发现,鹿回头东北部岸礁区4个样方的珊瑚覆盖率稳定增长,珊瑚生长良好,监测期间的珊瑚生长覆盖率平均为3.1%,珊瑚死亡覆盖率平均为1.3%;中部和南部岸礁区5个样方的珊瑚覆盖率明显下降,珊瑚出现衰退,衰退范围有明显扩大,珊瑚生长覆盖率平均为2.2%,珊瑚死亡覆盖率平均达到7.9%。珊瑚新个体的繁殖数量极少,平均新生珊瑚数量近1个/m2,新生珊瑚覆盖率对珊瑚生长覆盖率的贡献较低。人类活动对鹿回头岸礁区珊瑚生长的影响主要有两类:一是捕捞、炸鱼、船只抛锚、潜水等物理破坏;二是沿岸养殖场和旅游餐馆污水排放产生的水质污染,导致珊瑚生长机理的破坏。其中,水质污染是造成中部和南部岸礁区样方珊瑚死亡的主要原因,与沿岸养殖场和餐馆的分布、排污时间以及排污量有密切关系。     

生物毒性自动监测系统在天津饮用水源地的应用

2012 年10 月8 日至11 月11 日选择位于引滦工程明渠段的3 号监测点,使用Toxcontrol 生物综合毒性监测仪开展了饮用水源地生物毒性自动监测研究,并对3 号监测点及其下游4 号监测点的pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度进行了同步监测。试运行阶段生物综合毒性监测仪实际获取有效数据210 组,样品毒性值介于-52%-21%之间,均小于30%,未超过报警临界值。同步监测所得pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度均达到国家地表水Ⅲ 类水质标准。统计结果显示,水质指标中的毒性值与氨氮浓度呈显著负相关关系(sig.<0.05),说明在一定浓度范围内氨氮可能促进发光细菌的生长或者增强细菌发光能力。     

松毛虫属（Dendrolimus) 部分种类亲缘关系与遗传分化的等位酶分析

采用等位酶聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对松毛虫属5个种和亚种的野生种群进行了亲缘关系和遗传变异的研究.8种等位酶系统(乳酸脱氢酶LDH、苹果酸脱氢酶MDH、苹果酸酶ME、乙醇脱氢酶ADH、甲酸脱氢酶FDH、谷氨酸脱氢酶GDH、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)共检测到12个基因位点,其中6个位点为多态位点,检测到15个等位基因.松毛虫属5个种和亚种的总体水平多态位点比率P＝50%,平均有效基因数A = 1.917,平均期望杂合度He =0.267,平均遗传距离为0.0730～0.5701.遗传参数表明松毛虫属昆虫种间存在较高程度的遗传变异,聚类图和遗传距离数据表明赤松毛虫与马尾松毛虫亲缘关系最近,落叶松毛虫与思茅松毛虫亲缘关系最远.     

云南金钱槭 等位酶 遗传多样性 生境片段化 保育策略

云南金钱槭（Dipteronia dyeriana）是我国特有的国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危植物,仅分布于云南的文山、屏边和蒙自三县交界地区。采用水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析方法,对采自三个县的天然居群的63个样品进行了遗传多样性检测。8个酶系统的13个等位基因位点分析表明,云南金钱槭的遗传多样性水平低,其平均多态位点百分率P=15.4%,每位点平均等位基因数A=1.2,平均预期杂合度He=0.064,各居群都偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合子过量,居群间的基因分化系数GST=0.099,遗传变异主要发生在居群内（90.1%）,居群间分化较小,居群间遗传一致度较高（I=0.985～1）,具有一定的基因流（Nm=2.669）。不加权对平均法（UPGMA）聚类可将4个居群分为两支,水头箐居群和马家寨居群亲缘关系最近,聚类后与黑洞居群形成一支再和中槽子居群聚类,这与其地理分布格局大致吻合。据此提出了关于云南金钱槭保育策略的建议。     

云南金钱槭天然居群等位酶遗传多样性研究

云南金钱槭(Dipteronia dyeriana)是我国特有的国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危植物,仅分布于云南的文山、屏边和蒙自三县交界地区。采用水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析方法,对采自三个县的天然居群的63个样品进行了遗传多样性检测。8个酶系统的13个等位基因位点分析表明,云南金钱槭的遗传多样性水平低,其平均多态位点百分率P=15.4%,每位点平均等位基因数A=1.2,平均预期杂合度H_e=0.064,各居群都偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合子过量,居群间的基因分化系数G_ST=0.099,遗传变异主要发生在居群内(90.1%),居群间分化较小,居群间遗传一致度较高(I=0.985~1),具有一定的基因流(Nm=2.669)。不加权对平均法(UPGMA)聚类可将4个居群分为两支,水头箐居群和马家寨居群亲缘关系最近,聚类后与黑洞居群形成一支再和中槽子居群聚类,这与其地理分布格局大致吻合。据此提出了关于云南金钱槭保育策略的建议。     

上海市树附生苔藓植物分布格局研究

在对上海市18个样点的树附生苔藓植物种类与盖度样方调查基础上,报道了43种树附生苔藓植物,其中藓类39种,苔类4种.根据盖度值应用双向指示种分析法(TW IN SPAN)和除趋势对应分析(DCA)对其分布格局进行了分析.结果表明,上海市树附生苔藓植物可聚类为4个样点组:样点组Ⅰ为7个样点,6个位于市中心,共有树附生苔藓16种,总盖度为12.43%;样点组Ⅱ为市郊样地年龄较年轻的4个样点,共有树附生苔藓11种,总盖度最小为8.47%;样点组Ⅲ为市郊6个样点,共有树附生苔藓33种,总盖度为25.82%;样点组Ⅳ为佘山自然保护区一处,共有树附生苔藓10种,总盖度为26.42%.结果反映了城市树附生苔藓植物分布与不同生境、环境污染及人为干扰有一定的相关性.     

基于音节聚类分析的被动声学监测技术及其在鸟类监测中的应用

被动声学监测通过分析鸟鸣声信息来实现物种识别,为鸟类多样性监测提供了一种切实可行的技术方案。由于鸟种的鸣声复杂多变,如何通过声纹快速准确辨别物种,分析鸟类丰度,降低对人工操作的需求等技术难题,成为基于声纹的鸟类多样性监测所面临的挑战。本文提出了基于音节聚类的鸟类鸣声监测框架:首先通过音高、频率平坦度等音频特征在声纹数据中提取音节,然后通过无监督表征学习与狄利克雷过程(Dirichlet process)混合模型对音节进行深度无监督聚类训练,完成音节聚类和自动音节种类推断。分析结果表明,本文提出的基于音节聚类的鸟类鸣声监测框架在处理开源数据集白腰文鸟(Lonchura striata)的曲目时可获得接近90%的聚类准确率。在此基础上,本研究对2022年4-5月在广州市白云山公园固定监测点所录制的10种鸟类鸣声进行了无监督的音节聚类分析,验证了本文所提出的基于音节聚类的鸟类鸣声监测框架的有效性:本技术不仅可以支持快速鸟类物种识别,还可以统计和分析不同物种鸟鸣在时间、频度、数量上的变化。这些结果表明,基于音节聚类的鸟类鸣声监测框架可以显著降低对人工标注训练数据的要求,克服传统鸟鸣物种识别框架...     

东北阔叶红松林群落类型划分及物种多样性

运用TWINSPAN分类方法,对我国东北阔叶红松林群落类型进行划分,对乔木层树种进行聚类,并对东北地区长白山、大秃顶子山、平顶山和丰林保护区4个样点的物种多样性进行对比研究.结果表明:24个样地中共记录到维管束植物264种,隶属于64科147属.经过聚类,将阔叶红松林划分为3个群落类型组和7个群落类型;同时,将33个乔木树种间的关联性划分为8组.阔叶红松林群落的物种丰富度和多样性为草本层>灌木层>乔木层.在4个样点中,长白山的样地平均物种丰富度最高,为63.长白山和大秃顶子山乔木层和灌木层的物种多样性略高于平顶山和丰林保护区;丰林保护区草本层的物种多样性为2.83,高于其它3个样点.平顶山灌木层和长白山草本层的均匀度最低,分别为0.71和0.80.     

假丝酵母属的聚类分析和代谢活性的研究

本文对35株假丝酵母测定了84项性状,用不同的聚类方法进行了聚类,结果以Ssm系数的UPGMA方式处理较合适。根据UPGMA聚类结果,这些菌株主要分成两大类群。对代谢活性(生理生化性状的阳性百分率,MA%)分析的结果发现,第一类群的代谢活性在40%至73%之间,而第二类群在9%至33%之间,类群间代谢活性有明显差异。实验结果还表明,某些传统鉴定方法中的鉴定指标(如硝酸盐同化等)不能代表类群的特征,而另外一些指标(如MA%,海藻糖、松三糖和麦芽糖的同化等)具有类群的特征性。虫生假丝酵母(C.insectorum)和穿凿假丝酵母(C.terebra)的相似性系数高达90%,这两个种应该合并为一种。     

模拟土壤温度升高对湿草甸小叶章生长及生理特性的影响

采用改进的电缆加热升温方法,研究了土壤温度升高1 ℃～3 ℃对湿草甸小叶章生长及生理特性的影响.结果表明：土壤温度升高明显促进了小叶章植株的生长淹水处理条件下各指标的增长程度依次为:根系总吸收面积(60%)>叶面积(37.32%)>分蘖数(25.81%)>根系体积(24.67%)>株高(18.2%);非淹水处理条件下为:根系总吸收面积(37.47%)>根系体积(36.26%)>叶面积(32.9%)>分蘖数(32.77%)>株高(12.09%).淹水处理条件下小叶章各生理指标对温度升高的响应较为显著,升温淹水处理下小叶章的总叶绿素含量、根部可溶性蛋白含量均呈增加趋势(9.8%和23.88%),而叶片可溶性蛋白和可溶性糖及根部可溶性糖含量显著下降(24.67%、22.92%和35.23%).说明土温升高1 ℃～3 ℃能够显著促进湿草甸小叶章的生长,且其生理特性对土温升高的响应程度因水分条件而异.     

环境胁迫对岷江干旱河谷豆科灌木幼苗根系生长及其结瘤的影响

通过野外调查,分析了岷江干旱河谷海拔梯度上相同年龄段的白刺花、岷谷木蓝和小雀花幼苗根系结瘤、生物量积累、生物量百分比的变化及其相互关系;人为控制土壤水分（田间持水量(WHC)的80%、60%、40%和20% 4个水平）研究了干旱对2月龄的白刺花与小雀花幼苗结瘤能力的影响.结果表明：1)干旱河谷低海拔地段(1600～1950 m)幼苗的结瘤能力都很低,白刺花、岷谷木蓝和小雀花的平均结瘤数分别为每株(0.1±0.1)、(0.9±0.5)和(5.7±1.9)个,未结瘤的个体分别占651%、123%和176%;总体上随着海拔的升高,3种幼苗的根瘤数均呈增加趋势,且与细根百分比及根长正相关.2)土壤水分低于60% WHC时,白刺花与小雀花的根瘤数及生物量均明显减小;在20% WHC条件下,白刺花根瘤数为0,小雀花根瘤数为每株(9.8±3.6)个.综合分析发现,干旱河谷地区豆科灌木的结瘤固氮能力很低,土壤水分在40% WHC以上时其生物固氮才能有效发挥,与白刺花相比,小雀花结瘤能力较高,干旱忍受性较强.     

大兴安岭呼中林区火烧迹地粗木质残体特征

对大兴安岭呼中林区不同年份火烧迹地的粗木质残体特征进行了研究.结果表明：呼中林区火烧迹地粗木质残体贮量在24.87～180.98 m³·hm^-2,其中倒木和枯立木分别为6.03～93.91 m³·hm^-2和15.29～138.37 m³·hm^-2,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木、枯立木所占比例分别为24.26％～86.00％和14.01％～75.4％,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木和枯立木的优势径级分别为2.50～20 cm和1.50～15 m, 优势长度分别为2.50～15 cm和5～20 m;随着火烧迹地的恢复,粗木质残体贮量的动态变化不明显.粗木质残体特征与火前林分条件和火烧强度密切相关.     

科尔沁沙地不同生境土壤凝结水的试验研究

2007年8月采用称量法研究了科尔沁沙地4种生境（流动沙地、固定沙地、农田和樟子松林）土壤凝结水形成的时间以及凝结水的数量.结果表明：20:00-22:00间,研究区土壤凝结水开始逐渐形成,22:00-4:00时段的土壤凝结水波动增大,4:00之后土壤凝结水开始逐渐蒸发损失;科尔沁沙地4种生境0～9 cm土层是土壤凝结水的主要形成层,其中,0～3 cm土层所占比例最大,约占总凝结水量的40%,9～30 cm土层仍有凝结水形成,但凝结水量较少;4种生境0～3 cm土层的凝结水量在时间上存在较大差异,0～3 cm土层日均凝结水量大小依次为固定沙地>流动沙地>农田>樟子松林,说明植被条件较好的生境反而不利于土壤凝结水的形成;0～30 cm土层日均凝结水量以固定沙地最多（约0.172 mm）,以农田最少（为0.110 mm）,流动沙地和樟子松林地分别为0.120和0.128 mm.     

一种估测土壤有机质含量的近红外光谱参数

通过系统分析我国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本的有机质含量与近红外(1000～2500 nm)光谱反射率和一阶导数两波段构成的比值、差值及归一化指数之间的关系,构建了适合土壤有机质含量估测的光谱参数及定量反演模型.结果表明：用多元散射校正及Savitzky-Golay平滑方法对原始光谱反射率进行预处理后,其两波段组成的光谱参数与土壤有机质含量的相关性明显优于原始光谱反射率组成的光谱参数,而由上述预处理后的反射率一阶导数的两波段构成的光谱参数介于二者之间;不同类型光谱参数构成形式中,以差值指数的预测性最好,其次为比值和归一化指数;与土壤有机质含量相关程度最高的光谱参数,是以近红外合频区1883和2065 nm 2个波段的反射率经多元散射校正和Savitzky-Golay平滑后构建而成的差值指数DI(CR₁₈₈₃, CR₂₀₆₅),两者呈极显著的直线相关.经不同类型土壤的观测资料检验,模型的决定系数为0.837,均方根误差为4.06;与偏最小二乘法的全谱建模结果相比,尽管DI(CR₁₈₈₃, CR₂₀₆₅)的预测精度略低于后者,但该指数只使用了2个波段的反射率,且所建模型比较简单,能为便携式监测仪的研制提供更有效的信息,可作为一种良好的土壤有机质估测光谱参数.     

钝叶榕榕果内榕小蜂的产卵顺序及其群落结构

通过对钝叶榕榕小蜂行为的观察以及榕果内各类小花的统计,研究了钝叶榕12种榕小蜂的产卵行为和群落结构.结果表明：钝叶榕中除了传粉榕小蜂Eupristina sp.进入果腔产卵以外,还有2种非传粉榕小蜂（杨氏榕树金小蜂和Lipothymus sp.）与传粉榕小蜂在同一时期进入果腔产卵,其他9种非传粉榕小蜂（Walkerella sp.、Micranisa sp.、Sycophilomorpha sp.、Philotrypesis sp.、Sycosapter sp.、Sycobia sp.、Ficomila sp.、Ormyrus sp.和Sycophila sp.）在果外产卵;在钝叶榕榕小蜂群落中,传粉榕小蜂占整个群落总数的62.11%,是该群落的优势种,杨氏榕树金小蜂和Lipothymus sp.分别占整个群落总数的27.19%和4.71%,其他9种非传粉榕小蜂占5.99%.钝叶榕中的非传粉榕小蜂通过各自产卵时序和幼虫食性分化的繁殖策略来分配榕果中的资源,以实现自身繁殖.非传粉榕小蜂与传粉榕小蜂的数量变化呈显著负相关,但非传粉榕小蜂与榕果内的种子没有相关性.     

不同氮、磷配比人工海水对海带胚孢子早期发育的影响

利用不同氮、磷配比的人工海水培养海带胚孢子,观察其对海带早期发育的影响.结果表明：培养于人工海水中的海带胚孢子80%能够正常发育,但与培养于天然海水中的对照组仍存在显著差异,且人工海水中海带胚孢子的萌发和配子体的形成时间滞后,人工海水培养所形成的海带雌配子体数量显著高于雄配子体（P<0.001）;不同氮、磷配比的人工海水对海带胚孢子萌发率的影响不同,N∶P＞15∶1的氮磷比会降低海带胚孢子的萌发率,而缺乏氮或磷营养盐的人工海水则极显著抑制海带胚孢子的萌发（P<0.001）;海带胚孢子能够在人工海水中进行早期发育,但人工海水中的氮、磷营养盐浓度以及氮/磷比均会对海带发育初期胚孢子的萌发率产生影响;人工海水中氮、磷营养盐的缺乏会导致海带配子体形成时间的滞后,并对其雌雄分化产生一定影响.     

水分胁迫下不同基因型小麦苗期的形态生理差异

以36个不同育成年代和生态区域的小麦品种为材料,研究了水分胁迫对小麦苗期生长的影响,并基于灰色关联分析评价了小麦品种苗期抗旱性的基因型差异.结果表明:小麦品种抗旱性差异显著,加权抗旱指数在0.2434～0.6580之间;17个形态生理性状中与抗旱性关联程度最大的是地上部干物质量(0.9473),最小的是叶绿素含量(0.5356).采用聚类分析将36个小麦品种分为3类,其中抗旱型8个、中间型23个、敏感型5个.3类基因型的地上部干物质量、根干物质量、植株干物质量、株高、根系氮积累量、叶面积和单株分蘖数差异显著,可作为小麦品种苗期抗旱性鉴定的直接指标.     

Quantifying the relative importance of experimental data points in parameter estimation

Background

Ordinary differential equations (ODEs) are often used to understand biological processes. Since ODE-based models usually contain many unknown parameters, parameter estimation is an important step toward deeper understanding of the process. Parameter estimation is often formulated as a least squares optimization problem, where all experimental data points are considered as equally important. However, this equal-weight formulation ignores the possibility of existence of relative importance among different data points, and may lead to misleading parameter estimation results. Therefore, we propose to introduce weights to account for the relative importance of different data points when formulating the least squares optimization problem. Each weight is defined by the uncertainty of one data point given the other data points. If one data point can be accurately inferred given the other data, the uncertainty of this data point is low and the importance of this data point is low. Whereas, if inferring one data point from the other data is almost impossible, it contains a huge uncertainty and carries more information for estimating parameters.

Results

G1/S transition model with 6 parameters and 12 parameters, and MAPK module with 14 parameters were used to test the weighted formulation. In each case, evenly spaced experimental data points were used. Weights calculated in these models showed similar patterns: high weights for data points in dynamic regions and low weights for data points in flat regions. We developed a sampling algorithm to evaluate the weighted formulation, and demonstrated that the weighted formulation reduced the redundancy in the data. For G1/S transition model with 12 parameters, we examined unevenly spaced experimental data points, strategically sampled to have more measurement points where the weights were relatively high, and fewer measurement points where the weights were relatively low. This analysis showed that the proposed weights can be used for designing measurement time points.

Conclusions

Giving a different weight to each data point according to its relative importance compared to other data points is an effective method for improving robustness of parameter estimation by reducing the redundancy in the experimental data.

     

松嫩平原盐渍化区土壤的微域特征

通过野外定位观测和室内分析,探讨了松嫩平原盐渍化区土壤的微域特征.结果表明:研究区由高平地、微坡地、洼地边缘和洼地4种微地貌单元组成.洼地发育均腐土,洼地边缘、微坡地和高平地发育碱积盐成土.高平地土壤的碱土碱化层出现在15～30 cm,碱化度(ESP)60％.微坡地土壤表层的ESP最大可达75％.洼地边缘的ESP分布在10～30 cm土层,最大为30%～40%.洼地的土壤几乎没有碱化层.研究区不同微地貌部位发育的土壤水分特征曲线存在明显差异.微坡地土壤饱和含水率最大仅为25%,而洼地土壤0～10 cm饱和含水率高达45％.不同微地貌单元的冻融过程存在明显的差异.微坡地和洼地的最大冻结深度分别为157和136cm.冻结期,洼地土壤表层含水率由冻结前的20％增加到50％.微坡地土壤表层含盐量变化在4个微地貌单元中最明显;冻融前后微坡地土壤表层含盐量增幅达80%.