地上部植食者褐飞虱对不同水稻品种土壤线虫群落的影响

地上和地下部生物群落的交互作用对于调控陆地生态过程具有重要作用。在盆栽条件下利用2×2析因设计研究了褐飞虱(Nilaparvata lugens)取食不同水稻品种后对土壤线虫群落的影响。结果表明, 褐飞虱侵害水稻9 d后, 感虫品种(广四和汕优63)的土壤线虫总数、属数及自生线虫(食细菌线虫、食真菌线虫和捕食性线虫)数量增加, 并且一般达到显著水平(P<0.05); 而上述指标在抗虫品种(汕优559和IR36)土壤中则呈现相反的趋势。植食性线虫数量在强感虫品种广四上显著增加(P<0.05), 而在强抗虫品种IR36上显著减少(P<0.05)。褐飞虱和水稻品种对土壤线虫的生态指数(线虫通道指数、Shannon-Wiener指数、成熟度指数、富集指数和结构指数)没有明显影响, 可能与供试土壤线虫群落组成单一及褐飞虱作用时间较短有关。总之, 褐飞虱强烈影响土壤线虫数量、群落组成和营养结构, 并且作用的方向(促进或抑制)和程度依赖于水稻的品种特性, 揭示出地上部植食者的短期侵害将对稻田土壤生态系统的结构和功能产生深远影响。     

高通量测序分析冻融期碳源输入方式对土壤线虫群落的影响

植物碳源输入途径变化对土壤生物群落的影响研究是目前学术界关注的热点问题。为探究温带森林生态系统碳源输入方式对土壤线虫群落的影响,通过Illumina MiSeq技术分析了不同碳源输入方式下土壤线虫群落组成和多样性的变化。研究结果显示:所有处理(凋落物和根系同时输入;仅根系输入;仅凋落物输入;无碳源输入)中共发现土壤线虫68属,其中食细菌线虫的相对丰度最大;各碳源输入方式中仅凋落物输入处理对线虫群落组成的影响最为明显,表现为:与凋落物和根系同时输入处理相比,仅凋落物输入处理中食细菌线虫的相对丰度明显增加,食真菌线虫的相对丰度显著降低以及捕食杂食线虫的相对丰度显著增加。从线虫群落的多样性指数角度看,无碳源输入处理中土壤线虫群落的多样性指数(H'')下降,优势度指数(Dom)增高;仅凋落物输入处理中均匀度指数(J)最高。从线虫群落的生态指数角度看,仅凋落物输入处理的线虫群落成熟度指数(MI)最高;各碳源输入处理的分解过程均以细菌分解通道为主。研究表明,土壤线虫群落受到碳源输入变化的调节,仅凋落物输入处理比仅根系输入处理对土壤线虫群落的影响更大。无碳源输入处理的物种多样性明显下降,仅凋落物输入处理的土壤食物网更加稳定。研究结果丰富了森林土壤线虫多样性的研究内容,并为高通量测序技术在土壤线虫方面的研究提供方法和数据的支持。     

黄河三角洲不同类型盐生植物土壤真菌群落结构特征

盐生植物种类及其所具有的不同耐盐调节方式影响着根际微生物群落的结构与组成。为明确不同类型盐生植物根际与非根际土壤中真菌群落结构与组成的差异及其与土壤环境间的相互关系,该研究采集了黄河三角洲地区芦苇、盐地碱蓬、獐毛3种不同类型盐生植物0~20 cm土层的根际和非根际土壤,通过高通量测序对其真菌群落多样性和结构进行了分析,以探究真菌群落特征与土壤理化因子间的关系。结果表明：(1)3种不同类型盐生植物根际土壤真菌群落丰富度显著大于各自非根际土,且獐毛根际土壤真菌群落丰富度显著大于芦苇和盐地碱蓬的根际土。(2)距离热图分析表明,芦苇和盐地碱蓬非根际土壤真菌群落间的相似性最大。(3)土壤真菌多样性和丰富度与土壤总碳、总氮、有效磷、pH呈正相关关系,与土壤盐分含量呈负相关关系。(4)3种不同类型盐生植物的根际与非根际土壤中,球囊菌门(Glomeromycota)均为绝对优势门,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)为优势属。(5)RDA分析表明,土壤盐分含量是影响土壤真菌群落结构的重要因子,球囊菌门丰度与土壤总氮、总碳、有效磷、有机碳、pH呈正相关关系,与盐分呈负相关关系。(6)植物土壤真菌群落特征随盐生植物类型的变化以及样本土壤距宿主植物根系远近存在差异。     

指数的性质与应用

密度—类群指数(DG指数)是为研究复杂的土壤动物群落多样性而创建的, 其理论基础是土壤动物群落中各类群互不干扰和互利的关系大于互相竞争的关系, 因而公式中各类群是互相独立、互不影响的。DG指数自1990年建立以来, 经作者及同行学者在不同地带、不同生态系统和不同级别的土壤动物群落研究中运用, 都获得良好的效果, 能真实地反映群落的多样性状况, 显示出它具有广泛的适用性。用情景分析法(scenario analysis)探讨DG指数与Shannon-Wiener多样性指数(H’)的预期效果, 结果显示, 当群落间种数差和均匀度(J)差为正负相反的数值时, Shannon-Wiener指数与DG指数不一致。文中还对土壤动物群落多样性的概念、性质及指数适用性进行了讨论, 认为土壤动物群落在客观上不存在均匀的数量分布, 把“均匀度”看作是多样性的重要指标是不适宜的。DG指数虽然没有直接包含许多信息, 但能在广泛的情况下经得起检验, 因而具有重要的应用价值。     

蒙古栎群落交错带(ecotone)的研究

通过群落学的样地法对蒙古栎(Quercus mongolica)群落和核桃楸(Juglans mandshurica)群落、蒙古栎群落和长白落叶松(Larix olgensis)群落、蒙古栎群落和杂灌丛群落及其交错带进行了研究,分析了在三个地点的几种群落结构和物种组成方面的差异,计算了各群落的物种丰富度指数(d_Gl)、Simpson 物种多样性指数(D)、Shannon-Weiner物种多样性指数(H′)及Pielou均匀度指数(J)。研究发现在通化和大青沟两个地区群落交错带的物种丰富度及Shannnon多样性指数最高;而在桦甸群落交错带的物种丰富度和物种多样性指数要比核桃楸群落低,比蒙古栎群落高,没有表现出特别强烈的边缘效应。本文也分析了群落乔木层、灌木层和草本层盖度之间的关系。     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

宁夏枸杞根际土壤线虫群落特征

宁夏枸杞具有很高的药用价值和营养价值,在宁夏大面积种植,带来了巨大的经济效益.研究不同条件下宁夏枸杞根际土壤线虫群落特征,对防止枸杞园土壤退化具有重要意义.以宁夏枸杞之乡——中宁为研究区,系统分析了季节、树龄和土层对枸杞根际土壤线虫数量和生态指数的影响.结果表明: 夏季宁夏枸杞根际土壤线虫数量最多,小杆属和拟丽突属为优势属;春季线虫数量最少,小杆属、针属和盘旋属为优势属;从春季到秋季,线虫稀有属种类和个体密度逐渐减少.随着树龄的增加,夏季根际土壤线虫总数逐渐减少;春季和秋季枸杞根际线虫总数先增加后减少,其中9年树龄根际土壤线虫总数最多.各树龄根际均为食细菌线虫所占比例最大,食真菌线虫和捕食-杂食类线虫比例很小,树龄<3年和>9年时植物寄生线虫比例相对较大.夏季枸杞根际20～40 cm比0～20 cm土壤线虫数量增加49.4%.随着树龄的增加,枸杞根际土壤线虫多样性指数、均匀度指数和丰富度指数均呈减小-增大-减小的趋势,而优势度指数先减小后增大.土壤pH值与土壤线虫优势度指数呈显著正相关;土壤有机质和速效磷与植物寄生线虫分别呈显著正相关和负相关;土壤碱解氮与线虫总数呈显著正相关;速效钾与线虫多个生态指数均呈显著负相关.整体上,随着树龄的增加,春季和秋季土壤线虫数量先增加后减少,夏季土壤线虫数量呈逐渐减少的趋势;线虫多样性下降,土壤逐渐退化.此外,在幼林和树龄>9年后需要抑制土壤植物寄生线虫的繁殖,以减少后期因线虫引起的病害.     

水稻覆膜处理对稻田杂草多样性的影响

地膜水稻作为一种新的水稻种植方式, 在我国丘陵和山区水稻生产中具有明显的增产效果。地膜稻田中杂草作为重要的有害生物, 有关其群落组成及多样性的报道不多。为了明确地膜稻田杂草的种类、发生密度、优势种及群落多样性, 我们设计了地膜和常规种植两类不同种植模式稻田, 在田间杂草营养生长盛期, 抽样调查了两类稻田中杂草密度、发生程度及生物多样性指数等。结果表明: 地膜稻田和常规稻田杂草种类分别有8科12属12种和10科14属14种。其中常规稻田的马齿苋(Portulaca oleracea)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、拟金茅(Eulaliopsis binata) 和四叶萍(Marsilea quadrifolia) 等在地膜稻田不发生或仅偶有发生, 覆膜稻田中杂草总密度显著降低。异型莎草(Cyperus difformis)和酢浆草(Oxalis corniculata)在两种种植模式田均为优势种, 其相对密度分别为10.29–49.26%和11.91–45.59%, 且地膜稻田的密度均显著低于常规稻田; 而马唐(Digitaria sanguinalis)和水莎草(Juncellus serotinus)仅为地膜稻田的优势种, 其相对密度分别为18.01–30.46%和17.22–23.97%。除个别调查时间外, 两种种植模式稻田杂草群落的Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数无显著差异; 而在整个调查期间, 地膜稻田的Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田。由此可见, 地膜水稻种植模式不仅对稻田常见杂草和优势种杂草有一定的控制作用, 而且也使整个杂草群落处于一个稳定水平, 避免了一些杂草的暴发, 这对水稻生产过程中的草害控制具有重要的意义。     

黄山木兰的丛枝菌根定殖状况

在原产地和引种栽培地采集了国家珍稀濒危植物黄山木兰（Magnolia cylindrica）的根样及其根际土壤样品,研究了根中丛枝菌根真菌（AMF）的定殖状况。AMF在两地黄山木兰的根中均有定殖,并形成典型的Paris-type类型丛枝菌根(AM),原产地黄山木兰的AMF定殖率高于栽培地。用湿筛沉淀法从两地黄山木兰根际土壤中共分离鉴定出5属22种AMF,两地AMF群落相似性系数为0.96。原产地黄山木兰的AMF孢子密度高于栽培地,而Shannon-Wiener多样性指数低于栽培地。研究结果表明,黄山木兰引种栽培后并没有对其根际土壤中AMF的群落结构造成大的改变。     

北京野鸭湖湿地地表甲虫群落组成与空间分布格局

2007年4–10月在北京野鸭湖湿地两种保存较好的湿地植被类型和3种主要的退化植被类型中设立了32个样地, 采用陷阱法调查地表甲虫群落的组成, 并在科级水平上探讨了湿地退化及植被类型变化对地表甲虫群落组成的影响。整个采样周期共采集甲虫标本42科, 其中步甲科和隐翅虫科为优势科, 蚁形甲科、肖叶甲科和薪甲科为亚优势科。在所研究的5种植被类型中, 湿地景观保存较好的芦苇(Phragmites communis)带与球穗莎草(Cyperus glomeratus)带的甲虫群落活动密度、科丰富度和Shannon-Wiener多样性指数(H’)均无显著差异, 而上述两种植被类型的甲虫活动密度以及球穗莎草带的甲虫科丰富度均显著高于3种退化的植被类型。对地表甲虫群落组成与9个环境因子进行的典范对应分析(CCA)表明, 32个样地在CCA排序图中的分布与植被类型之间存在明显的对应关系, 土壤含水量、植物盖度、植物生物量和枯落物盖度是影响地表甲虫群落组成及空间分布的主要环境因子。相关和回归分析结果也显示, 甲虫群落的活动密度与土壤含水量、植物生物量和植物盖度均极显著或显著正相关, 科丰富度与植物生物量显著正相关, 多样性指数(H’)与植物盖度极显著负相关; 其中土壤含水量的变化能够解释甲虫群落活动密度总方差的57%。此外, 通过主成分分析获得了反映土壤含水量、植物生物量和植物盖度综合作用的环境变量WBC (Water-Biomass-Coverage)。依据地表甲虫活动密度与WBC的关系, 可将5种植被类型分为彼此差异极显著的3组。研究结果表明保持良好的湿地景观对于保护湿地甲虫具有重要意义。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.