芽孢杆菌T3菌株对镉胁迫下蒌蒿生理特性和根际微生物的影响

为探讨镉(Cd)胁迫条件下蒌蒿对促生细菌(PGPB)的响应机制,以芽孢杆菌T3(Bacillus sp.)菌株为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运以及根际微生物的影响。结果表明:(1)在Cd胁迫条件下,芽孢杆菌T3菌株可显著促进蒌蒿地上部、地下部及总干物质的积累,但对株高和根冠比的影响不明显。(2)芽孢杆菌T3菌株能显著促进Cd胁迫条件下蒌蒿对Cd的富集与转运,相比单一Cd胁迫,蒌蒿地上部生物富集系数(BCF)增加了8.3%~29.3%,地下部BCF减少了6.6%~11.1%,同时转运系数(TF)增加了20.8%~38.3%。(3)在Cd胁迫和芽孢杆菌T3菌株的共同作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量明显增加。(4)芽孢杆菌T3菌株使Cd胁迫条件下蒌蒿体内丙二醛(MDA)含量显著减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,可有效抵御由Cd胁迫所产生的氧化伤害。(5)芽孢杆菌T3菌株能显著增加Cd胁迫条件下蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,可减少蒌蒿根际土壤真菌的数量,但与对照差异不显著。研究表明,在Cd胁迫条件下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理和根际土壤微生物环境可产生积极影响,可增强蒌蒿植物对Cd胁迫环境的适应性,从而提高其对Cd的耐受能力。     

CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

以CsRCA超表达黄瓜株系T1-7、T1-2和野生型‘08-1’为试材,在三叶一心时用光照培养箱模拟高温环境[40 ℃,光量子通量密度(PFD) 600 μmol·m^-2·s^-1],研究了CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理.结果表明: CsRCA超表达可显著提高转基因黄瓜幼苗核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)大、小亚基的mRNA 表达量,Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性亦显著高于野生型植株.高温胁迫2 h后,超表达和野生型黄瓜幼苗的光合速率(P_n)、以吸收光能为基础的光化学性能指数(PI_ABS)、Rubisco活性和RCA活性及其mRNA表达量均显著降低.经JIP-test分析发现,高温胁迫导致叶绿素荧光快速诱导动力学曲线中K点明显上升, 而捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A下游的其他电子受体的概率(Ψ_o)和用于电子传递的产额(φ_E0)均显著下降,说明PSⅡ放氧复合体(OEC)和Q_A之后的电子传递链在高温下受到抑制,但是超表达植株的变化幅度要小于野生型植株.可见CsRCA超表达可以通过提高Rubisco、RCA和PSⅡ活性,缓解高温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对高温的适应性.     

微流控芯片细胞捕获分离方法概述

细胞捕获分离是免疫学、诊断检测、病理研究等学科经常用到的生物学实验方法.近年来,微流控芯片平台的细胞捕获分离方式花样繁多,层出不穷,它具有可快速检测、所需样本量少、节约试剂、成本低廉等优势.本文主要对近年来多种微流控细胞捕获分离的方法,以免疫捕获分离和无标签细胞分离两类对其进行介绍.免疫捕获分离是较为传统的细胞捕获分离方式,它的特异性好、捕获分离后的细胞纯度较高.无标签细胞分离是近几年热门发展的技术手段,它采用物理学与生物学相结合的方式,能较好地保持细胞的完整性和生物活性.细胞捕获分离在微流控平台的应用虽然发展迅速,但其在工业化生产和微型化整合等方面还存在一些问题,只有解决生产问题,细胞捕获分离在微流控平台的应用才真正具有实际价值,可以真正作为一种技术手段用于日常的实验操作和医学检测中.就目前而言,细胞捕获分离在微流控芯片中仍具有很大的发展前景.     

基于碳氮稳定同位素技术研究辽东湾海蜇的食性和营养级

应用稳定同位素技术分析了渤海辽东湾海蜇及其可能摄食饵料生物的碳、氮稳定同位素比值,对其食物组成和营养级进行了研究.结果表明： 辽东湾海蜇的δ¹³C值范围是-20.27‰～-23.06‰,跨度为2.79‰,平均值为-21.33‰;δ¹⁵N值范围是6.82‰～10.03‰,跨度为3.21‰,平均值为8.25‰.海蜇的饵料生物主要包括悬浮物、浮游植物、鱼卵、≤1000 μm 浮游动物、1000～1500 μm 浮游动物和＞1500 μm 浮游动物,其中以≤1000 μm 浮游动物为主,贡献率高达71%～88%;其他饵料生物的重要性由高到低依次为>1500 μm浮游动物、1000～1500 μm浮游动物、悬浮物、浮游植物和鱼卵,其平均贡献率分别为6%～19%、0%～22%、0%～10%、0%～8%、0%～2%.经检验发现,海蜇伞径长与δ¹⁵N的相关性不显著(P >0.05),而与δ¹³C呈显著负相关(P<0.05).以悬浮物为基准的辽东湾不同伞径组海蜇的营养级范围为2.79～3.88,平均营养级为3.28.本研究结果说明,海蜇作为大型浮游动物在辽东湾生态系统中对小型浮游动物的能量传递起着关键的调控作用,研究结果将为深入研究辽东湾生物群落的营养结构及整个生态系统的物质循环与能量流动提供基础资料.     

不同栽培管理模式对农田土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响

在两种肥力条件下设置超高产栽培模式(SH)、高产高效栽培模式(HH)、农民习惯处理(FP)和不施肥对照处理(CK)4种栽培管理模式的定位试验,研究了以肥料投入为主要影响因素的不同栽培管理模式对黄淮海区域不同肥力农田耕层土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响,为通过培肥土壤实现小麦-玉米周年可持续增产增效提供技术支持.结果表明: 与低肥力田块(LSF)相比,高肥力田块(HSF)耕层土壤团聚体的平均质量直径和几何平均直径高、分形维数低,有利于大团聚体的形成与稳定,各级团聚体的有机碳和全氮含量较高.优化施用氮磷钾肥、配施有机肥可增加耕层土壤团聚体的粒径、降低其分形维数,促进大团聚体的形成与稳定,对高肥力田块的影响大于低肥力田块;二者亦可提高有机碳和全氮在大团聚体中的含量与分布,其中,对＞5 mm团聚体的贡献率的影响在低肥力田块大于高肥力田块,对5～0.5 mm的各粒级团聚体的贡献率的影响在高肥力田块优于低肥力田块.     

EM堆肥对黑土耕作区中小型土壤动物群落的影响

2012年5、7和9月在哈尔滨市典型黑土农田区,采用定点试验的方法设置空白对照、低浓度、中浓度和高浓度4个处理样地,分析不同浓度EM堆肥处理对中小型土壤动物群落组成、垂直结构、季节性动态和多样性的影响.结果表明: 不同浓度EM堆肥处理下共捕获中小型土壤动物7860只,平均密度49125只·m^-2,隶属于3纲10目,划分为30个类群.EM堆肥处理增加了中小型土壤动物类群数量,低浓度处理中小型土壤动物个体密度低于空白对照样地,但随着EM堆肥浓度的增加,中小型土壤动物个体密度均有所增加;中小型土壤动物群落的类群数和个体密度的垂直分布具有表聚性特征;中小型土壤动物群落存在一定的季节变化特征;不同浓度EM堆肥处理样地中小型土壤动物群落多样性指数均有所增加,土壤有机质对这种多样性的变化影响相对较大;EM堆肥处理下中小型土壤动物对土壤环境因子的响应不同,常见类群和优势类群对土壤环境的变化有较强的适应性,而稀有类群相对敏感,受到特定的环境因子的影响.说明EM堆肥处理可在一定程度上改善黑土区农田中小型土壤动物群落结构、增加其多样性.     

多花刺槐花粉与柱头形态及授粉亲和性研究

运用扫描电子显微镜对多花刺槐不同发育时期的花粉与柱头形态进行观察分析;采用人工控制授粉方法,将多花刺槐花粉分别与异株多花刺槐和刺槐优良无性系(‘鲁刺152’)授粉,并用苯胺蓝试剂染色法观察多花刺槐花粉管的萌发过程,分析其授粉亲和性,以探究多花刺槐自然结实率低的原因,为多花刺槐杂交育种提供理论依据。结果表明:(1)多花刺槐花粉粒大小平均为32.08μm×19.55μm(极轴长×赤道轴长),形状为长椭球形、略方,具3个萌发沟,花粉粒大小在开花当时(花朵旗瓣微微张开,花药开始散粉)达到最大(33.71μm×20.11μm),且形状饱满,此时为采粉的最佳时间。(2)柱头表面具粘液和凸起,开花前12h可授性最好,开花后48h柱头开始分解,可授性已很差;柱头的可授期从开花前24h至开花后24h,约为3d。(3)多花刺槐花粉在异株多花刺槐和‘鲁刺152’为母本的植株上均可萌发,并伸长至子房,但在前者的柱头上萌发较晚,伸长速度较慢,说明它们之间均具有亲和性,但与异株多花刺槐的亲和性较差。     

短命植物角茴香的开花物候与生殖特征

为了研究角茴香的开花物候特征及其对生殖成功的影响,于2015年对其自然种群各水平的开花物候指数、开花过程中的花部特征变化和结实特性进行了观察和统计。结果表明：（1）角茴香种群花期为4月下旬至5月下旬,种群水平的花期持续时间为36 d。（2）单花具有独特的花瓣结构,其内层花瓣由白色的侧裂片和黄色的兜状中裂片构成,中裂片是角茴香植物花粉二次呈现的关键功能器官;开花进程依其外层花瓣开裂大小可分为4个阶段,即外层花瓣顶端未张口、外层花瓣顶端张口5~7 mm、外层花瓣顶端张口12~14 mm和外层花瓣顶端张口3~5 mm。（3）花序水平的开花振幅曲线呈渐进式单峰曲线,开花同步指数为0.748,个体水平表现出较高的相对开花强度,其分布频度的偏斜率为0.45,主要频度范围分别集中在20%~30%和50%~70%之间。（4）花序水平的始花日期与花期持续时间存在显著负相关关系,开花数与座果数存在显著正相关关系。（5）自然状态下,角茴香结实率和结籽率分别是82.7%±0.1%和93.6%±0.8%。角茴香开花强度分布频度上出现的高、低强度的分异趋势是吸引传粉者、促进结实的有效生殖对策。     

不同质地盐渍化土壤水盐含量的高光谱反演

为了方便快捷地同步监测盐渍化土壤的水、盐含量,本文以新疆典型盐渍化灌区为研究对象,基于高光谱技术、运用便携式光谱仪获取不同质地的土壤水盐含量光谱曲线,采用一阶微分、二阶微分、连续统去除的数据处理方法对土壤原始光谱进行变换.结果表明: 对原始光谱数据的变换有利于土壤属性指纹波段的提取,不同质地水盐含量的变换方法并不相同,在壤土中质量含水量为0%和10%时的水盐光谱曲线使用连续统去除方法、15%含水量使用一阶微分、19%含水量使用二阶微分,砂土中0%含水量使用连续统去除方法、10%、15%和19%含水量水盐光谱曲线使用二阶微分处理后,有利于特征波段的提取;对筛选出的变换数据采用偏最小二乘回归方法构建水盐反演模型,壤土盐度小于6.38 mS·cm^-1、砂土小于5.94 mS·cm^-1时,模型建立的建模数据集决定系数(R_cal²)、内部交叉验证(R_cv²)和外部检验数据集决定系数(R_val²)均大于0.65(P<0.05);壤土水分含量小于16%、砂土小于12%时模型反演精度较高.研究结果可为盐渍化土壤水盐含量同步监测提供阈值参考.     

三种林分生物量估算方法的比较

区域森林生物量的估算方法是人们目前关注的焦点,建立林分生物量模型成为一种趋势.本文以吉林省落叶松人工林固定样地为例,采用非线性似乎不相关回归法构建2种林分生物量模型,即基于林分变量的林分生物量模型(模型系统Ⅰ)和基于生物量换算系数的林分生物量模型(模型系统Ⅱ),给出落叶松人工林固定生物量换算系数值,并比较了3种林分生物量估算方法的预估精度.结果表明: 所建立的2种林分生物量模型中,总生物量和树干生物量模型拟合和预测效果较好,其R_a²>0.95,且均方根误差(RMSE)、平均预测误差(MPE)和平均绝对误差(MAE)都较小.树叶和树枝生物量模型拟合和预测效果相对较差,其模型的R_a²<0.95.模型系统Ⅰ和模型系统Ⅱ的预测精度均优于固定生物量换算系数法.基于生物量换算系数的林分生物量模型属于材积源生物量法,其本质与基于林分变量的林分生物量模型不同,但二者的预测效果相当.固定生物量换算系数的预测能力较差,将生物量与蓄积量之比假定为恒定常数是不恰当的.此外,为了使模型参数估计更有效,所建立的生物量模型应当考虑林分总生物量及各分项生物量的可加性.