基因组分析揭示番茄育种的历史

番茄(Solanum lycopersicum)适应性广,产量高,营养丰富,风味独特,栽培方式多样,是世界范围内广泛种植的第一大蔬菜作物。2012年全球产量达到1.62亿吨(联合国粮农组织(FAO)统计),产值超过550亿美元。番茄也是植物遗传、发育和生理研究的重要模式系统。番茄起源于南美洲的安第斯山脉,随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一代,16世纪传到欧洲,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地,在这一过程中受到不同的人工选择,产生了丰富的变异类型。番茄果实大小的变化是驯化的一个重要特征,今天人们食用的大果栽培番茄是由野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)驯化而来,野生番茄果实非常小,只有1~2g 重,经过人工的长期驯化,现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而,番茄果实变大的人工驯化过程一直未有全面的研究,人类选择如何改变番茄基因组仍是知之甚少。     

广西澄江喀斯特湿地沉水植物碳、氮、磷化学计量特征

沉水植物是水生生态系统中重要的初级生产者。当前有关沉水植物生态化学计量特征的研究主要集中在非喀斯特区,而在喀斯特区的相关研究较为缺乏。因此,以广西澄江喀斯特典型湿地中的7种沉水植物为研究对象,分析沉水植物地上部分及底泥的碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征。结果显示,（1）7种沉水植物地上部分总碳、总氮和总磷平均含量最大值均出现在小茨藻（Najas minor）分别为（325.4±5.01） g/kg、（33.07±1.59） g/kg和（3.79±0.16） g/kg;C ： N、C ： P、N ： P平均值分别为10.14±0.18、96.23±3.56和9.47±0.32,C ： N最大值（11.89±0.54）出现在苦草（Vallisneria natans）,C ： P和N ： P最大值（113.27±18.14和11.13±1.63）均出现在穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）。（2）底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷含量平均值分别为（15.05±0.56） g/kg、（2.06±0.08） g/kg、（0.58±0.01） g/kg、（162.53±9.16） mg/kg和（21.73±0.86） mg/kg,有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷的平均含量最大值均出现在小茨藻（N.minor）分别为（18.54±1.04） g/kg、（2.55±0.25） g/kg、（0.66±0.03） g/kg、（214.82±32.05） mg/kg和（26.37±3.31） mg/kg;底泥的C ： N、C ： P和N ： P平均值分别是7.33±0.14、25.7±0.72和3.53±0.09,C ： N、C ： P和N ： P最大值分别出现在金鱼藻（Ceratophyllum demersum）（7.45±0.32）、小茨藻（N. minor）（28.29±1.29）和黑藻（Hydrilla verticillata）（3.89±0.25）。（3）沉水植物的地上部分总碳与底泥的有机碳和总氮均呈显著负相关性;沉水植物的地上部分总氮与底泥有机碳、碱解氮、C ： P均呈显著正相关性;沉水植物地上部分C ： N、C ： P均与底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮、C ： P、N ： P呈显著负相关,表明不同喀斯特湿地沉水植物和底泥之间的养分耦联性不同。本研究为喀斯特湿地生态系统生态化学计量学研究提供理论依据。     

基于Web of Science的国际海草研究文献计量评价

海草及其与周围环境形成的海草场是近海海洋生态系统的重要组成部分,具有多种重要的生态服务功能。相较于红树林和珊瑚礁,国内外学者和公众对海草的关注度偏低,至今对国际海草研究的现状、趋势和热点等的认识还较为有限。检索了1983-2017年Web of Science的SCI-E数据库中收录的海草研究相关文献,借助文献计量信息可视化分析方法,从年度发文量、研究力量和研究热点与主题等方面进行了较为系统的文献计量评价,以期阐明国内外海草研究的态势与热点。结果表明:1983-2017年间国际海草研究的文献数量总体呈明显上升趋势,该领域发文量排前3位的国家是美国、澳大利亚和西班牙;全球发文量最多的机构是佛罗里达州立大学,其次是西班牙高等科学研究理事会与美国国家海洋和大气管理局;发文总量较多的作者是Duarte CM、Marba N和Fourqurean JW,近3年发文量最高的是学者Santos R;刊文量最多的期刊分别是《Marine Ecology Progress Series》、《Aquatic Botany》和《Estuarine, Coastal and Shelf Science》,刊文量前15期刊中影响因子最高的是《Limnology and Oceanography》(3.969)。在国家、机构与作者合作方面,西班牙、丹麦、荷兰、墨西哥4个国家形成了关系密切的合作网络,西班牙高等科学研究理事会和美国国家海洋和大气管理局是海草研究机构合作网络中的两个中心,Duarte CM、Marba N等较多学者间有紧密的学术合作关系。通过高频关键词的关联关系分析,表明该领域的3个热点研究主题,即环境(污染)胁迫对海草场的影响、海草的生长与生理生态和海草及其相关生态系统的结构与功能。中国科学院、中国海洋大学等机构为我国海草研究做出了重要贡献,但由于研究起步较晚,我国学者的发文量、篇均被引频次等与欧美国家学者存在一定差距,但近几年的发文量增长迅速,预计未来的发展趋势良好。     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林树种的空间分布格局及其分形特征

分析种群的空间分布格局有助于推断格局形成的潜在生态过程和机制,是生态学研究的重要内容。采用4种格局强度指数(聚块性指数、格林指数、扩散系数和负二项参数)以及分形维数中的计盒维数(D_b)和信息维数(D_i)对贵州茂兰国家级自然保护区亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中30种乔木的种群空间分布格局及其分形特征进行了分析,同时分析了不同生长阶段(幼树、中树和成树)空间分布的分形维数变化,比较了2种分形维数与5种种群结构参数和4种格局强度指数间的相关关系。结果表明:(1)30种树种中,除皱叶海桐(Pittosporum crispulum)和油柿(Diospyros oleifera)外,其余28种乔木树种的种群空间分布格局均呈现聚集分布,这种普遍的聚集性与喀斯特生境的高度异质性和种子扩散限制密切相关;(2)30种树种空间分布的D_b值介于0.589-1.870,D_i值介于0.498-1.711。分形维数值越大,表征种群对空间环境的占据利用能力越强,个体空间聚集强度越强,在群落中往往处于优势地位;反之则表明其对环境的占据能力弱,个体聚集程度越低,往往处于伴生地位;(3)从幼树、中树到成树阶段,30种树种空间分布的D_b和D_i平均值呈极显著的降低趋势,这可能与种内和种间的密度制约性死亡效应有关,导致种群随年龄的增加其聚集度和空间占据能力逐渐减弱;(4)相关分析表明,30种树种的种群多度和重要值与D_b和D_i均呈现显著正相关关系,表明种群多度和重要值的变化与种群空间占据能力和聚集程度存在密切关系。4种格局强度指数中,除聚块性指数外,其余3种指数与D_b和D_i值呈现显著或极显著相关性,表明分形维数D_b和D_i值可以用于表征种群空间分布的聚集程度。利用格局强度指数和分形维数准确量化了茂兰喀斯特森林树种的空间分布格局,其结果有助于揭示喀斯特森林群落物种共存的潜在维持机制。     

基于文献计量分析的喀斯特植被生态学研究态势

喀斯特植被是喀斯特生态系统结构与功能稳定的重要维持者。国内外学者较早关注喀斯特植被的结构、功能和管理等方面研究并发表了诸多成果,但对该领域的发展历程、研究趋势和热点等却鲜有评论。利用1990—2017年Web of Science(WoS)和CNKI数据库中喀斯特植被生态学研究的相关文献信息,运用文献计量统计和可视化方法对年度发文量、引用频次、作者、国家、机构、期刊、关键词等进行分析,解析了28年间国内外该领域的研究态势并对未来发展提出了建议。结果表明,1990—2017年间WoS和CNKI数据库中分别收录了该领域文献457篇和1256篇,28年间发文量呈现波动增长趋势,且在2006年后步入快速发展期。WoS中的文献涉及全球60个国家,我国的发文量占发文总量的50.33%,遥居全球榜首,其次是美国和斯洛文尼亚等国。此外,发文量前10的作者均来自我国,发文量较多的机构也多来自我国,这充分表明我国学者在喀斯特植被生态学方面的研究非常活跃,是全球该领域前沿动向和发展趋势的引领者。期刊分析结果表明,《Environmental Earth Sciences》和《生态学报》分别是该领域外文和中文文献的主要期刊载体。喀斯特、植被和石漠化等为文献高频度关键词,表明喀斯特石漠化区域的植被恢复是该领域的研究热点和核心内容。为促进喀斯特植被生态学研究的发展,建议国内外学者以及机构间加强合作,建立全球的喀斯特植被监测网络,长期观测并对比分析不同区域或类型喀斯特植被的动态过程和生态功能演变机理。此外,运用大数据、遥感、野外控制实验、数学模型和系统发育等方法构建适用于喀斯特生境的植被格局、过程与动态的生态理论、假说或模型,进一步揭示变化环境下喀斯特植物群落的构建过程、植物多样性的多尺度格局、退化植被的适应性修复等科学问题。     

南宁的外来入侵植物

根据野外调查及文献资料的整理,对南宁地区外来入侵植物的种类组成、危害现状、原产地、生活型和入侵生境等进行了分析。结果表明,南宁现有外来入侵植物72种,隶属于25科55属,其中菊科植物19种,禾本科9种,苋科和茄科各6种,分别占总种数的26.4%、12.5%和8.3%。就危害程度而言,已造成严重危害的种数达12种,中等危害有17种,轻度危害有43种。从原产地分析来看,源自美洲的入侵植物多达62种,占总种数的86.1%,其次为源自非洲(5种)、地中海(3种)和欧洲(2种)的植物。这些外来入侵植物中,草本植物种类最为丰富(57种,占种总数的79.2%),其次为灌木(10种,13.9%)和乔木(3种,4.2%)。此外,南宁外来入侵植物的种类组成与广州、澳门和厦门等地的共有种数相对较多,而与青岛、北京和沈阳等地的共有种数较少。同时对外来入侵植物的防控对策进行了简要分析。     

桂林岩溶石山阴香群落土壤种子库

采用萌发法对桂林岩溶石山阴香群落土壤种子库的物种组成、垂直分布和多样性等进行了研究。结果表明:阴香群落土壤种子库中共有种子植物54种,隶属45属34科,其中乔木15种,灌木14种,草本13种,攀援植物12种;种子库的平均密度为152粒.m-2;在0～15cm土层内,种子库密度垂直分布呈现上层(0～5cm)>中层(5～10cm)>下层(10～15cm),层间储量的差异明显;土壤种子库的Margalef丰富度指数、Shannon-Wie-ner多样性指数和Pielou均匀度指数分别为4.55、3.76和1.19。     

豆豉中高效抑菌活性乳酸菌的筛选及其抑菌研究

目的从云南传统发酵豆豉中分离乳酸菌,并从中筛选具有高抑菌活性的菌株,进一步研究其抑菌谱,并初步分析其抑菌机制,为新型生物防腐剂的开发提供理论依据。方法应用传统纯培养技术及spot-on-lawn法从云南传统发酵豆豉中筛选得到具有抑菌作用的乳酸菌40株,并从中筛选得到1株具有高效抑菌活性的植物乳杆菌YM-4-3菌株。通过HPLC和紫外分光对其主要抑菌物质进行分析与抑菌试验。结果 YM-4-3菌株是1株具有新型生物防腐剂应用潜力的乳酸菌菌株。结论初步推测YM-4-3菌株抑菌机制为有机酸主导,细菌素和其他化学抑菌物质协同作用。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多度与丰富度空间分布的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其尺度效应是生态学研究的重点,对于理解物种多样性的形成和维持机制以及生物多样性的管理和保护均具有重要意义。以贵州茂兰国家级自然保护区分布的亚热带原生性喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,分析了2个1hm2(100m×100m)样地中物种多度和丰富度的空间分布特征及其与取样尺度的关系,采用方差和变异系数描述多度和丰富度在5个尺度(5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m,50m×50m)上的空间变异性。结果表明:(1)两个样地的物种多度和丰富度具有尺度依赖性特征;(2)由于多度具有叠加性,物种多度的方差随着尺度的增加呈线性增加,而变异系数呈线性下降;(3)丰富度的方差随尺度的增加表现出单峰分布的特征,在25 m×25 m尺度上达到最大值,变异系数则随取样尺度的增加而呈线性下降。研究表明,物种多度具有尺度推演规律,而丰富度却没有,因此,应慎重进行物种丰富度的尺度推演。在分析喀斯特森林物种多样性时,应注重尺度效应带来的影响。     

遮光对杉木幼苗树干表面CO2通量的影响

树干表面CO_2通量是森林生态系统碳收支的重要组成部分,对全球碳平衡产生重要影响。近年来,全球变化导致植物光合产物供应发生改变,这将影响树干表面CO_2通量。然而,关于光合产物供应如何影响树干表面CO_2通量的机理仍不清楚。以盆栽杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,采用遮光方法减少光合产物供应,通过自制呼吸气室,使用Li-8100测定树干表面CO_2通量,并结合树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳及树干温度等数据分析遮光对树干表面CO_2通量的影响。结果表明:遮光后树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量分别显著下降了55.0%、78.9%和64.3%。遮光处理阶段树干表面CO_2通量平均下降39.9%,且下降幅度随着遮光时间的延长而增加;此外,遮光降低了树干表面CO_2通量的温度敏感性。恢复光照后,树干表面CO_2通量、树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量以及树干温度均恢复至对照水平。可见,光合产物供应变化对树干表面CO_2通量具有调控作用,而且能够通过调控树干表面CO_2通量对温度变化的响应对全球碳循环产生重要影响。