种子重量的生态学研究进展

作为植物生活史中的一个关键性特征,种子重量与其它许多植物性状和生态因子有关,种子重量的分异与其它一些植物性状及环境的变化关系在进化生物学上已经成为一个非常有意义的研究内容,且具有一定的实践意义。种子重量被发现与下列的一些植物学和群落学性状有关:植物的生活型、种子的散布能力、种子的散布方式、植物的高度、植物的冠幅、植物的比叶面积、植物的寿命、动物的捕食、植被中植物的数量或多度、土壤中种子的数量或多度、种子的休眠、种子在土壤中的持久性和植物的净初级生产力等,另外生态因子如降雨、温度、坡向、海拔、经度、纬度、光强和干扰等都影响种子的重量。种子的重量被认为是在大量小种子和少量大种子之间的进化折衷,在一定的能量限度内,较大重量的种子一般具有较少的数量,而较小重量的种子一般数量较多,这是种子重量和数量方面具有的一种反向关系。与其它性状相比,很多研究都表明种子重量和植物的生活型的关系密切。没有散布结构或风散布的种子比以动物和水作为散布媒介的种子重量要小。种子重量与捕食的关系现发现有3种格局。种子重量和形状与种子在土壤中的持久性的关系有4种格局。在干旱和阴暗的环境条件下,种子有变大的趋势。大重量种子比小种子赋予幼苗较优势的竞争地位,其原理尚有争论,尚不清楚是否是幼苗阶段的竞争决定了世界上大部分植被类型的物种组成。未来的研究方向主要有以下几个方面:1) 种子重量与植物系统学相结合,探索种子重量的变化规律;2)调查群落三向(纬度、经度和海拔)性的种子重量谱变化规律;3) 群落演替与群落种子重量谱的变化;4) 种子重量与群落中植物个体和种子的数量的关系及机理研究;5) 微生境、微地形如坡向、坡位和林间隙等对种子重量的影响;6) 全球气候变化和种子重量变化的关系。     

植物种子际微生态学研究进展

种子际(Spermosphere)是植物微生态系统的重要组成部分,在种子萌发的短暂时间内富于微生物群落的形成和功能的瞬时演替特性.萌发种子分泌物的瞬时演替释放对种子际固有和接佑种微生物的群落多样性、增殖和活性具有调控作用;种子际微生物的趋化性对于微生物的定殖和对病原菌的拮抗能力以及生物防治效果有重要影响;在种子际微生态学研究中,应注意把握种子际分泌物释放的短暂时间框架和测试条件的统一性;将微生物传统培养方法和非培养方法相结合,该领域的深入研究将为根际微生物的起源以及有益微生物接种剂的合理应用提出新的见解和科学依据.     

基因工程微生物生态学研究进展

基因工程微生物(genctically enginccred microorganism,GEM)生态学的研究已成为微生物分子生态学的一项主要研究内容之一．随着分子标记和分子生物学检测手段的引入,传统的微生物生态学研究被注入了新的活力,在分子水平上探讨基因工程微生物与环境及环境中土著生物之间的关系已成为可能．基因工程微生物生态学是一门内容涉及分子生物学、微生物学、生态学等诸多学科的新型交叉边缘学科．本文提出加紧进行转基因生物生态学和转基因生物的风险评价的研究工作,建立适合中国国情的检测手段和评价标准,有助于我国基因工程微生物生态学的健康发展．     

微生物生态学研究方法的新进展

微生物生态学是研究微生物群体与其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。近些年 ,在此领域的方法学上有许多新的进展。通过各种荧光染料对微生物进行直接染色或定量 PCR的方法可进行微生物现存量的研究。测定整个群落的碱基组成和 DNA的复杂性或者自然环境样品中直接扩增的 16 Sr DNA的分析可估计出总的群落的遗传结构及其复杂性。在单个细胞水平上分析微生物群落结构多是采用 FISH(荧光原位杂交 )的方法。     

微生物生态学驱动社会与经济“绿色高效发展”

面对物种数量繁多、生态分布广泛、生态功能强大的微生物资源,微生物生态学的任务一方面在于不断发现和认识这类生命\"暗物质\"及其存在机制,另一方面要充分挖掘和利用这些微生物资源。微生物生态学的应用从最早的混合发酵发展到极端微生物资源利用、微生物生态制剂开发逐渐拓展到合成微生物生态等多个领域。2019年10月在湖南省长沙市举行的\"中国生态学学会微生物生态专业委员会学术年会\"设立了3个与微生物生态学应用相关的分会场,本期《微生物学通报》也开辟了\"人工生态系统微生物\"栏目,凸显了我国微生物生态学在资源、能源和环境等应用领域的成果,让我们看到了其成为社会与经济\"绿色高效发展\"重要驱动力的希望。     

海洋微生物多样性及其分子生态学研究进展

海洋微生物多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用,海洋微生物多样性有很大的研究价值和研究空间。海洋中大多数微生物处于未可培养状态,在分子生态学基础上对海洋未可培养微生物进行研究是当今微生物多样性研究的主要方向。近年来相关研究进展迅速,研究方法不断更新。主要从分子生态学角度对微生物多样性研究现状进行概述并详细分析探讨了相关的研究方法,而且从分子生态学与海洋微生物多样性研究相结合的层面,对本领域的研究进行展望。旨在为海洋微生物多样性的研究及海洋资源的可持续开发与利用提供参考。     

PCR-DGGE技术及其在微生物生态学中的应用

现代分子生物学技术PCR-DGGE是一种分析微生物群落的有效工具,可以用于研究生态系统中微生物多样性和群落动态性。本文简要介绍了PCR-DGGE技术原理及其在微生物生态学领域的应用,并对该技术的局限性进行了评价。     

基于功能基因的微生物碳循环分子生态学研究进展

碳循环是生态系统中重要的生物地球化学元素循环之一。微生物参与碳固定、甲烷代谢、碳降解等多个重要的碳循环过程,深入了解微生物群落在碳循环过程中的功能和作用,有助于获悉微生物对全球气候变化的响应、适应和反馈机制,这也是微生物生态学研究的关键问题之一。传统的研究多集中于微生物分离培养技术,无法覆盖绝大部分未培养微生物,并且无法深入解析碳循环过程中微生物群落的结构和功能,宏基因组学技术的出现克服了这些缺陷,成为研究微生物群落结构和功能的有效手段。本文对目前宏基因组学的主要技术——定量PCR、DNA分子指纹图谱、基因芯片、克隆文库和高通量测序等技术进行了简要介绍,着重介绍了参与碳固定、甲烷生成和氧化、碳降解等主要碳循环过程的关键功能基因的研究现状,最后对碳循环过程中微生物宏基因组学研究的未来发展进行了总结与展望。     

油藏微生物多样性的分子生态学研究进展

油藏微生物是一类宝贵的资源,在油层生态系统的物质循环和能量流动中发着主导作用.传统上,主要依赖纯培养技术,使得大部分油藏微生物都没能得到充分认识.分子方法克服了纯培养方法中遇到的问题,能更好地了解环境微生物群落多样性.近年来,在油藏微生物群落多样性研究中的应用进展迅速,对油藏微生物学和生态学的发展产生了重要影响.文中评述了近年来国内外在油藏微生物分子生态方面的研究进展,并对进一步的研究提出了展望.     

微生物分子生态学发展历史及研究现状

微生物群落多样性是微生物生态学和环境学研究的重点之一。分子生物学方法应用于微生物群落结构分析使得对环境样品中占大多数的不可培养微生物的研究成为了可能。由于功能上高度保守,序列上的不同位置具有不同的变异速率,核糖体RNA（rRNA）是目前在微生物分子生态学上最为有用以及应用最广泛的分子标记,通过rRNA序列比对,可以分析不同分类水平的系统发育关系。元基因组学研究方法通过对环境样品中的各种微生物群落的总的基因组进行分析,充分展示了环境微生物代谢途径,极大地扩展了对微生物的认识。快速发展的高通量测序极大地促进了各项微生物生态学技术的发展,带来了新的突破。     

不同水稻品种种子固有细菌群落的多样性

种子固有细菌是植物内生细菌的重要来源, 对植物的健康以及接种细菌的定殖能产生重要影响。该文以杂交水稻(Oryza sativa)种子为研究对象, 比较研究了不同品种水稻种子中固有细菌群落的多样性。利用799f和1492r这对引物成功地从水稻种子中扩增出固有细菌16S rDNA片段; 通过构建16S rDNA文库和扩增核糖体RNA基因酶切分型(ARDRA)的方法, 对杂交水稻 ‘丰优611’ (‘丰源A’ × ‘远恢611’)、‘金优611’ (‘金23A’ × ‘远恢611’)和‘金23A/09H013’ ( ‘金23A’ × ‘09H013’) 3个组合的子代及其各自亲本的种子固有细菌群落结构的多样性进行了研究。构建的7个克隆文库中, 每个文库含有200-300个克隆, 30-40个操作分类单元(OTU), 对ARDRA分型得到的代表序列进行分析, 在16S rDNA文库中发现多种细菌类群, 包括α变形杆菌(α-Proteobacteria)、β变形杆菌、γ变形杆菌、放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)和拟菌(Bacteroidetes), 优势菌属是泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus)。不同品种的水稻种子固有细菌群落结构不同, 而杂交子代种子中的优势菌与亲本种子中的优势菌在种类和数量上都具有一定的相关性。此外, 子代种子中丰度5%以上的细菌也能在各自父本或母本中检测到。     

Multiple physiological states of a Pseudomonas fluorescens DR54 biocontrol inoculant monitored by a new flow cytometry protocol

A new fluorescence staining and flow cytometry protocol was developed to monitor several physiological states in biocontrol strain Pseudomonas fluorescens DR54 during storage survival in a stationary-phase culture, preparation of clay carrier for seed formulation, and establishment in a sugar beet spermosphere. The high load of impurities in the environmental samples was dealt with by adding a density-gradient purification step to the staining protocol. Staining by SYBR Green, combined with either propidium iodide or ethidium bromide (EB)+DiBAC₍₄₎3, was used to quantify the total cell population and further divide this population into: (1) intact cells with an unaffected membrane and energy metabolism. (2) De-energized cells unable to maintain membrane export (EB exclusion). (3) Depolarized cells unable to maintain membrane potential. (4) Permeabilized cells with a damaged membrane. During both stationary-phase storage and steps for preparation of formulation carrier, loss of intact P. fluorescens DR54 cells was quantitatively accounted for by depolarized and permeabilized states. Surviving inoculum cells subsequently proliferated on the germinating seeds, but with a surprisingly high abundance of de-energized cells. The new protocol is the first for flow cytometry to include a recording of both intact and several subpopulations of physiologically affected bacteria in complex, environmental samples with high impurity loads.     

磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域的应用

应用磷脂脂肪酸谱图分析技术对微生物群落进行定量分布,克服了传统的微生物培养方法和显微技术的局限性。介绍了磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域中的应用,包括对微生物群落的生物量、群落结构、营养状况和新陈代谢活动等方面的研究。     

Dynamics of nutrient remobilisation from seed of wheat genotypes during imbibition,germination and early seedling growth

The changes in nutrient content of grain tissues and seedling parts of two wheat genotypes (Triticum aestivum L., Excalibur and Janz) with low or high seed Zn content were followed from imbibition to early seedling development (12 days). The grains were separated into seed coat, endosperm and embryo, while the seedlings were separated into roots and shoots. The dry weight of the seed coat did not change throughout the experimental period, whereas the endosperm weight declined rapidly from day 4 onward. The weight of embryo did not show any difference between and within cultivars. About a half of seed Zn was remobilised into shoot and roots during 12 days of growth, regardless of the initial seed Zn content in both genotypes. The seed coat contained 55–77% of the total seed nutrients in the two wheat genotypes, except in the case of S (around 40%). Manganese, Fe, Ca, K, and P were remobilised effectively from the seed coat as well as from the endosperm, while remobilisation of Zn and Cu was relatively less from the seed coat than from the endosperm. After 10 days of growth, all nutrients monitored were completely remobilised from the endosperm. Remobilised K was directed primarily into shoots; an increase in K content in shoots was relatively higher than the accumulation of dry matter, with a consequent increase in K concentration in shoot tissue. The remobilisation of some nutrients (eg. Fe, Ca and Zn) from various grain tissues during inbibition, germination and early growth is different from the remobilisation in more mature plants.