炼锌废渣-修复植物-凋落物体系的生态化学计量学研究

为揭示金属冶炼废渣堆场生态修复多年后,废渣-植物-凋落物系统中养分循环和系统维持机制。该研究以实现生态修复6 a的黔西北铅锌冶炼废渣堆场上土荆芥(Dysphania ambrosioides)、芦竹(Arundo donax)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、构树(Broussonetia papyrifera)和柳杉(Cryptomeria fortunei)五种优势修复植物为对象,分析它们的主要营养器官(细根、粗根、茎/干、枝、叶片)、地表凋落物、植被下方表层废渣(0～10 cm)中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征,探讨它们之间的相互关系。结果表明:不同植物、不同营养器官间C、N、P的含量具有显著差异(P<0.05),C平均含量在两种草本植物中为茎>叶片>根>凋落物,在三种乔木中为干>枝>细根>粗根>叶片>凋落物; N和P的分布在草本植物中分别为叶片>凋落物>根>茎和叶片>根>凋落物>茎,在三种乔木中均为叶片>细根>凋落物>粗根>枝>干。五种植物中,柳杉各营养器官及凋落物中C含量均高于其他植物,N、P含量呈相反的规律; 刺槐中N含量最高。C:N和C:P在五种植物营养器官与凋落物中的变化规律跟N、P的分布相反,说明C:N和C:P分别主要受N和P含量影响。相关性分析指出,草本植物的N:P受N和P共同影响,三种乔木的N:P主要由N的分布决定,同时受到枝和叶片中P含量影响。五种植物中,仅豆科类刺槐的叶片N:P大于16,在系统中生长受P限制,其他植物生长均受N限制,说明刺槐更能适应贫瘠的废渣环境,建议在修复贫瘠的废渣堆场时优先选择豆科类植物作为先锋植物,改善基质养分条件。植被下方表层废渣中C、N、P含量基本都低于植物各营养器官及凋落物,不同修复植物下方对应的表层废渣中C、N、P含量间具有显著差异(P<0.05),草本植物修复下的废渣中C、N、P含量低于乔木修复下的含量。废渣-植物-凋落物体系中N、P、N:P之间的相关性分析显示,植物细根和凋落物中N、P含量与废渣中N、P含量及化学计量比关系更密切。     

秦巴山区野生百合(Lilium spp.)的育种应用研究

为探索秦巴山区野生百合资源在百合育种中的应用方向及途径, 获得具有其独特遗传背景的育种材料,将秦巴山区野生百合的抗病毒及独特观赏特性等优良遗传性状逐渐渗到栽培品种中去。该研究借助切割柱头杂交及胚抢救技术,选取6种秦巴山区野生百合［岷江百合(Lilium gegale)、宜昌百合(L. leucanthum)、山丹（L. pumilum）、野百合（L. brownii）、宝兴百合（L. duchartrei）、川百合（L. davidii）］以及亚洲百合（Asiatic hybrids,AA）品种‘Elite’、东方百合（Oriental hybrids,OO）品种‘Sorbonne’、‘Siberia’和‘Marlon’、OT百合（Oriental × Trumpet hybrids,OT）品种‘Yelloween’、‘Serano’、‘Corel′door’进行了32组共计263朵花的（品）种间杂交,并针对膨大变软的果实剥离可供离体培养的胚及胚囊进行胚抢救。结果表明：（1）不同杂交组合坐果率、胚获得及萌发率呈现出较大差异,综合坐果率为11.4%,对30个膨大的果实中共计38个可供离体培养的胚及胚囊进行胚抢救,有7株最终萌发。（2）以野生百合为父母本的12组杂交组合中,6组获得了膨大果实,得到6株杂交后代。（3）栽培百合做母本,野生百合做父本的20组杂交组合中,共9组获得了膨大果实,除‘Elite’ × 山丹可直接收获种子外,共得到1株杂交后代。（4）以岷江百合及宜昌百合为亲本的远缘杂交TT × AA及回交OT × TT成功获得杂种后代。（5）秦巴山区6种野生百合在远缘杂交中获得育种后代的几率存在较大差异,宜昌百合和岷江百合获得后代几率较高,宝兴百合获得后代几率较低,野百合未获得后代。以上结果表明,岷江百合和宜昌百合为母本的TT × AA杂交和宝兴百合为父本的TT × AA杂交以及岷江百合和宜昌百合为父本的OT回交,为三种百合的育种利用提供了新途径,野百合的育种应用途径需要继续探索。     

植物原生质体在分子细胞生物学研究中的应用

植物原生质体是去除了细胞壁的裸露细胞,其具有细胞全能性,现广泛应用于植物分子细胞生物学的研究中,可以大大缩减实验周期,并有助于得到体内实验的实时检测数据。该文除了介绍植物原生质体的提取和纯化方法外,还对国内外利用各种植物的原生质体进行细胞瞬时转化、亚细胞定位、细胞融合和大分子复合物相互作用等试验进行了总结和讨论。植物原生质体还可用于基因表达模式的实时检测,并作为生物反应器的受体细胞进行代谢物的体外生产。此外,还对当前该技术所面临的瓶颈进行了分析,为植物原生质体在分子细胞生物学领域的应用提供帮助,为技术的优化和推广提供参考。     

中国特有属藤山柳属(猕猴桃科)植物的叶表皮形态及其分类学意义

由于形态特征变异和地理分布区域存在重叠,中国特有属藤山柳属(猕猴桃科)的物种划分问题长期以来存在争议,曾被分为20种或修订为含1种4个亚种的单型属。该研究选取了在形态和地理分布上有代表性的29个居群的184份标本,利用光学显微镜和扫描电镜观察了叶表皮形态和微形态特征,以探讨它们的分类学意义。结果表明:(1)藤山柳属植物叶表皮毛被的形态和微形态特征有3类,即光滑-短柱状毛、刚毛-长柱状毛/长刺毛、绒毛-单列多细胞毛,且这些特征在居群间差异明显,并各具明显的地理分布格局,支持把藤山柳属分为3类,即光滑类、刚毛类和绒毛类。(2)3类藤山柳植物在个别居群表现出部分同域分布现象,在峨眉山不同海拔高度的3个居群存在垂直地带性分布特点。(3)藤山柳属植物叶表皮的其他形态特征,如不规则型表皮细胞、6类气孔器、叶表皮初级蜡质纹饰以网状隆起为主,伴随着2～4类次级纹饰,在居群间变化多样等均没有明显的分类学意义。(4)由于具有相同的叶表皮形态特征和地理分布,建议把繁花藤山柳合并到绒毛藤山柳,故支持藤山柳属是1个正处于分化进程中的单型属,包括1个种3个亚种。     

林火干扰对广东省桉树林生态系统碳密度的影响

林火作为森林非连续的生态因子,引起森林生态系统碳库碳储量与碳分配的变化,影响森林演替进程及固碳能力。以桉树林不同林火干扰强度的火烧迹地为对象,采用相邻样地比较法,以野外调查采样与室内试验分析相结合为主要手段,研究不同林火干扰强度对森林生态系统各碳库及生态系统碳密度变化和空间分布格局的影响,探讨林火干扰对生态系统碳密度与碳分布格局的影响机制。结果表明:林火干扰降低了植被碳密度(P<0.05),轻度、中度和重度林火干扰样地植被碳密度依次为67.88、35.68和15.50 t·hm^-2,相比对照分别下降了15.86%、55.78%和80.79%;在轻度、中度和重度林火干扰样地中,凋落物碳密度分别为1.43、0.94和0.81 t·hm^-2,相比对照分别降低了28.14%、52.76%和59.30%;不同林火干扰强度样地土壤有机碳密度均低于对照,且减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小,轻度、中度和重度林火干扰样地土壤有机碳密度分别为103.30、84.33和70.04 t·hm^-2,相比对照分别下降了11.67%、27.89%和40.11%;轻度、中度和重度林火干扰后桉树林生态系统碳密度分别为172.61、120.95和86.35 t·hm^-2,相比对照依次下降了13.53%、39.41%和56.74%;林火干扰降低了桉树林的碳密度,表现为随林火干扰强度增加,碳密度呈递减的规律;与对照相比,轻度林火干扰强度对桉树林碳密度的影响不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰强度对桉树林碳密度的影响差异显著(P<0.05)。     

α-荼异硫氰酸酯诱导小鼠胆汁淤积性肝纤维化及其炎症通路*

目的: 探讨α-荼异硫氰酸酯(ANIT)诱导的胆汁淤积性肝纤维化的发展及其炎症通路。方法: 将15只体重为(23±2) g的129/Sv小鼠随机分为对照组(n=5)和实验组(n=10)。对照组常规饲料喂养,实验组小鼠给予0.05% ANIT饲料食饲。实验组分别在14 d和28 d各处死5只小鼠,收集胆囊、血清、肝脏等标本。按试剂盒程序检测胆汁淤积生化指标,组织病理学评估肝细胞损伤程度,Q-PCR和WB分析肝纤维化、炎症反应等水平。结果: 与对照组相比,造模第2周ANIT -14 d组(A-D14)中的主要胆汁淤积指标总胆汁酸(TBA)从(3.2±0.9) μmol/L显著增加至(31.6±4.3) μmol/L,肝损伤指标谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)也显著升高(P＜0.05);纤维化因子金属蛋白酶组织抑制因子1(TIMP-1)、单核细胞趋化因子(MCP-1)、I型胶原蛋白(Collagen I)表达高于对照组(P＜0.05);Collagen I和α-SMA纤维化蛋白表达均上调;肝脏胶原纤维大量沉积,纤维化已产生(P＜0.05)。炎症因子表达高于对照组,JNK、c-Jun、STAT3等均被激活(P＜0.05)。ANIT-28 d组(A-D28)中除AST、基质金属蛋白酶2(MMP-2),Collagen I指标稍有降低外,其余胆汁淤积、肝损伤、肝纤维化、炎症等指标继续上调或保持稳定(P＜ 0.05)。结论: 0.05%的ANIT饲料干预14 d,小鼠即发生明显的胆汁淤积性肝纤维化;28 d后,胆汁淤积性肝纤维化趋于稳定;JNK炎症通路在肝纤维化的发生发展中起着至关重要的作用。     

基于CRISPR/Cas系统的生物传感策略研究进展

CRISPR/Cas9系统是继锌指核酸内切酶、类转录激活因子效应物核酸酶之后的第三代基因组定点编辑工具,因其具有特异性切割双链DNA的能力,被广泛应用于基因编辑、生物传感等领域。Cas12a(Cpf1)、Cas13a(C2c2)等蛋白"附属切割"活性的发现,拓展了CRISPR/Cas系统在生物传感中的应用。近年来,研究人员开发出一系列快速、超敏、高特异性的生物传感系统用于分子检测,如SHERLOCK,DETECTR等。本文主要综述了基于CRISPR/Cas系统的生物传感策略的研究进展,并展望了其未来发展的方向。     

成都市温江区不同栽植年限园林植物土壤动物群落特征

对成都市温江区不同栽植年限园林植物土壤动物群落特征进行调查分析,4次取样共捕获土壤动物10258只,隶属26目78科。不同园林植物土壤动物类群数存在显著差异,基本以红花檵木、银杏样地最高,结缕草样地最低,各栽植年限土壤动物类群数均低于周边农田和撂荒地;桂花样地土壤动物类群数、个体数受季节变化影响较小,其余样地土壤动物个体数具有明显的季节动态,而类群数随季节变化不显著;土壤动物多样性指数受园林植物种类及栽植年限影响,银杏样地土壤动物密度-类群指数(DG)及Margalef丰富度指数(D)和结缕草样地土壤动物Shannon多样性指数(H)及D指数均随栽植年限增加而显著降低,桂花样地土壤动物DG指数、D指数则随栽植年限增加显著升高,红花檵木样地土壤动物多样性各指数随栽植年限增加未表现规律性变化,其中土壤动物DG、D、H指数各栽植年限基本以桂花样地最低;聚类及典型关联分析(CCA)表明,园林植物种类对样地生境的影响大于栽植年限,土壤动物对不同生境因子响应不同,其中速效P、土壤pH对土壤动物影响较大。土壤动物群落特征受园林植物种类、栽植年限及栽培管理方式的影响,而过度人为干扰、单一植物连栽会对土壤动物产生不利影响,并可能导致土壤地力衰退。     

有机类肥料对土壤养分含量的影响

绿色、可持续是我国发展现代农业的必然要求,肥料投入是关键之一。基于有机肥培肥土壤、生态友好的优势,发展和推广有机肥已经成为我国农业生产的一项基本国策。我国有机肥来源广泛、种类繁多,农业生产条件千差万别。本文分析了我国有机肥产品种类及标准现状、理化性质差异、碳氮矿化特性差异及影响因素,评述了施用有机肥对提高耕地基础地力的作用。因来源、制作工艺不同,不同有机肥的有机碳组分含量、全氮和活性氮含量、碳氮比等基本性质差异明显,这四者是影响有机肥碳氮矿化率、碳氮矿化量、碱解氮释放量等碳氮供应特性的主要内在因素;加之土壤环境等外界因素的影响,不同有机肥表现出不同的养分供应特性。总体上,有机肥一方面对提高土壤有机质含量,尤其是活性有机质含量和碳库管理指数效果明显,另一方面可增加土壤氮磷钾养分容量,减少作物生长消耗带来的土壤养分亏损,促进土壤质量良性发展。今后,应加强有机肥在耕地培肥中的应用,并加强有机肥肥效理论的基础研究和安全高效有机肥新产品的开发,促进有机肥资源的高效循环利用,使其成为重要的农业资源。