生态因子及其交互作用对拟南芥(Arabidopsis thaliana)表型可塑性的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)两种基因型(ws-0和col-0)材料,采用复因子混合水平正交试验设计开展盆栽实验,研究了土壤盐分、土壤水分、光照强度、去叶处理等生态因子及其交互作用对受试植株18个表型特征的影响.结果表明生态因子对植物表型可塑性的影响是有针对性的:土壤水分主要影响植物体构件数目;土壤盐分主要影响生物量、角果数及种籽总数等直接反映植株适合度的表型特征;光照条件则主要影响植物的物候表型特征.植物体表型可塑性的方向随水分梯度的变化而发生改变.生态因子交互作用对植物表型可塑性的影响效果不是各因子独立作用的简单加和:对某个表型特征都有显著影响的两个生态因子其交互作用对该特征可能没有影响;反之,受两个生态因子交互作用影响显著的表型特征也可能不受它们的独立影响.在对生态因子交互作用作出响应时,col-0的9个特征表现出可塑性,而ws-0仅有4个表型是可塑的;同一基因型内彼此相关的表型特征在可塑性上也具一致性.抽苔时莲座叶数与角果平均籽粒数不受任何生态因子及其交互作用的影响,这两个表型作为数量特征而未表现出可塑性.     

污水人工快速渗滤系统中厌氧氨氧化菌的分子生态学分析

使用厌氧氨氧化菌的引物从污水人工快速渗滤系统(CRI)砂层样品总DNA中扩增16S rDNA序列,并测序、构建系统发育树,从而确定了其发育地位.结果表明:在CRI系统6号样品(50 cm深)中存在厌氧氨氧化菌,测定该菌的16S rDNA部分序列(长度为831bp)与anoxic biofilm clone Plal-48、uncultured anoxic sludge bacterium KU2和anaerobic ammonium-oxidizing planctomycete KOLL2a等厌氧氨氧化菌的相似性均在97%以上,表明它们的系统发育关系比较相似.厌氧氨氧化菌的发现为此工艺的改进和反硝化能力的提高提供了新的思路.     

甘草内生细菌多样性研究

以分离培养的方法对内蒙古鄂尔多斯市甘草基地野生及栽培甘草内生细菌的多样性进行了初步研究。结果表明, 野生及栽培甘草植株内存在大量种群丰富的内生细菌。经ERIC-PCR指纹图谱分析, 共分离到120株内生细菌, 野生及栽培甘草均表现出根和叶部位的内生细菌数量多于茎部。对其中82株进行16S rDNA片段测序分析, 结果表明这些内生细菌分别与GenBank中α、β、γ-Proteobacteria、Firmicutes、Actinobacteria五类细菌中的19个已知属相似性达到97％～100%。内生细菌的主要优势种群为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、泛菌属( Pantoea sp.)和沙雷氏菌属(Serratia sp.)。     

1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系的鉴定

黑麦(Secale cereale L., RR)是改良普通小麦(Triticum aestivum L., AABBDD)的重要基因资源,将黑麦优异基因转移到普通小麦中,是小麦品种改良的有效途经之一。文章将四川地方品种蓬安白麦子(T. aestivum L., AABBDD) 与秦岭黑麦(S. cereale cv. Qinling, RR)杂交,染色体自动加倍获得八倍体小黑麦CD-13(AABBDDRR);通过顺序FISH和GISH分析,发现该八倍体小黑麦1RS端部与7DS的端部发生相互易位,是一个携带1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位染色体的八倍体小黑麦。利用八倍体小黑麦CD-13与四川推广小麦品种川麦42杂交、连续自交,获得包含60个株系的F₅群体;对F₅群体的58个株系进行GISH和FISH分析发现,其中13个株系含有1RS-7DS.7DL小片段易位染色体。在这13个株系中,株系811染色体数目为2n=6x=42,是稳定的1RS-7DS.7DL小片段易位系;并且1RS特异分子标记和醇溶蛋白分析表明,1RS-7DS.7DL易位染色体1RS小片段的断裂点位于分子标记IB267-IAG95之间,不包含编码黑麦碱蛋白的Sec-1位点;同时1RS-7DS.7DL小片段易位系的千粒重与川麦42相当,远远高于八倍体小黑麦CD-13,对千粒重无负作用。因此,1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系可作为进一步深入研究1RS小片段上的优异基因及其遗传效应的重要材料。     

高寒森林倒木在不同分解阶段的质量变化

倒木是高寒森林生态系统重要的碳(C)库和养分库, 其不同分解阶段的质量变化, 是认识倒木分解过程中C和养分释放的重要基础。以一个分解序列的岷江冷杉(Abies faxoniana)倒木为研究对象, 研究了心材、边材和树皮在5个分解阶段的C:N:P化学计量特征, 以及木质素和纤维素含量动态。结果显示: I至III分解阶段, 随着分解程度加深, 树皮C含量升高, 而心材和边材C含量降低, 从IV分解阶段开始倒木各组分C含量均开始显著降低。除III分解阶段的心材外, 倒木各组分N含量总体表现为随着分解程度加深而增加的趋势, 除边材N含量在V分解阶段时显著升高外, 其余组分均未达到显著性水平。心材和树皮P含量表现为先降后升的变化趋势, 最小值分别出现在III和II分解阶段; 边材P含量表现为随着分解程度加深而增加。在同一分解阶段, 树皮相对于边材和心材均具有最低的C:N:P化学计量比, 易分解比例F_m也表明树皮更易于分解。边材在I和II分解阶段的C:N:P化学计量比最高, 心材在III到V分解阶段C:N:P化学计量比最高。心材C:P、树皮和边材的C:N和C:P临界值与N和P的初始值成反比。纤维素含量随着倒木分解而降低, 不同分解阶段的纤维素含量表现为: 心材>边材>树皮; 但木质素含量随着分解程度加深而增加, 表现为: 树皮>边材>心材; 倒木3个组分纤维素含量下降均快于木质素, 此外, IV和V分解阶段的树皮木质素与纤维素比值显著增高, 且一直处于较高水平。统计分析结果表明: 倒木N含量显著影响不同分解阶段木质素和纤维素分解。由生态化学计量学理论推测: 树皮分解前期易受N限制, 整个分解阶段均易受P限制, 心材和边材在整个分解阶段均易受N和P限制。     

改进支持向量机在棉铃虫人工饲料配方优化中的应用

发展新的实验设计与分析方法,通过实施尽可能少的实验而获得满意配方对动植物营养、发酵工程等复杂多因素多水平寻优问题极为重要。本研究结合均匀设计（uniform design, UD）与支持向量回归（support vector regression, SVR）,提出了一种新的配方优化实验设计与分析方法UD-SVR,将其应用于棉铃虫Helicoverpa armigera （Hübner）幼虫人工饲料配方优化。结果表明：在考虑6因素时仅通过2轮22个实验,表征配方优劣的指标--平均蛹重即由初始的0.2436 g高效提升至0.3044 g,明显优于二次多项式偏最小二乘回归等经验风险最小参比模型。UD-SVR预测精度高、指导性强、可解释性好、优化高效,有望在多因素多水平配方优化中得到广泛应用。     

花生根瘤菌的数值分类*

从我国 １１个省、 １６种土壤类型、 ２０多个花生（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ Ｌ．）品种上分离到的花生根瘤菌［Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｓｐ．（Ａｒａｃｈｉｓ）］中选取５０个代表菌株、并与从津巴布韦引进的４株花生根瘤菌及７株慢生根瘤菌常用的参比菌株共６１株菌进行了１２８项表型特征的测定。数值分类的结果表明,全部菌株在７５％水平上相聚,并在７６％和７７％的水平上分别聚成两大群（群Ⅰ、群Ⅱ）,每大群以较高的相似性（８５％- ９４％）各聚成６个亚群。所用数值     

华北平原冬小麦冠层导度的环境响应及模拟

通过引入叶面积指数，将叶片水平的气孔导度组合模型扩展到冠层水平，建立了冠层导度环境响应组合模型，组合模型所需参数较少，且均可在冠层水平直接测量，便于应用；模型由潜在气孔导度（PSC）和相对气孔开度（RDO）组成，二者分别由环境变量的日际（inter-day）和日间（intra-day）的值决定。分析表明，冠层导度在日际尺度和日间尺度上对环境变量具有多尺度响应特性，在日际尺度上，温度是影响冠层导度的主要因子，在日间尺度，光是影响气孔开闭的主要因素。利用以温度和光合有效辐射为输入变量构建的组合模型，模拟了华北平原冬小麦农田生态系统的冠层导度，并用Penman-Monteith方程估算的表面导度进行验证。结果显示，在不同天气情况下，二者的日变化均具有较好的一致性；将组合模型与电学类比模型结合，进一步估算了拔节．灌浆期的冠层潜热通量，利用涡度相关系统观测的潜热通量数据进行验证，结果表明对冬小麦冠层潜热通量模拟精度较高，直线回归斜率为0．7054，R^2=0．7894。     

用DGGE技术分析污水人工快速渗滤系统中微生物种群分布

从深圳运行中的人工快速渗滤系统(CRI)的砂层填料中以5cm~10cm间隔垂直取10个样品,进行16S rDNAV3区的DGGE分析,结果表明,CRI系统中微生物种群随着深度的增加逐渐减少,在快渗池砂层填料的30cm深度范围内,微生物群落组成至少有18种,主要是Firmicutes、alpha proteobacterium中的异养菌,它们是COD降解的主要参与者;而在40cm及更深范围,菌群减少为12种甚至更少,优势菌是Acidovorax sp.、Nitrospira sp.、Clostridium sp.等,表明快渗池下部存在较强的硝化作用和厌氧的微环境,快渗池上、下层之间呈现出不同的多样性。结果揭示出CRI系统中的微生物种群空间分布状况,为其处理效果的稳定和提高提供了理论基础。     

水生植物对草型富营养化湖泊气态氮排放及沉积物氮去除的影响

由人类活动导致的淡水湖泊富营养化以及温室气体排放量增加,已成为当前相关领域的热点问题。本文基于实验室模拟,探讨水生植物光合呼吸作用引起的昼夜溶氧(DO)波动对富营养化草型湖泊沉积物氧化亚氮(N_2O)和氮气(N2)产生及活性氮去除的影响。结果表明,水生植物能够显著增强水体和沉积物表层含氧量的昼夜波动幅度,提高系统DO水平。N_2O和N2排放通量随着DO波动而出现明显的昼夜变化趋势。随着水生植物的种植,参与硝化和反硝化过程的微生物酶活性显著增强,沉积物TN和NH4+-N含量则显著降低。沉积物氮迁移途径分析表明,水生植物吸收固定和N2排放是实验系统脱氮的主要途径。本研究为富营养化湖泊生态修复及温室气体控制管理提供科学依据。