高通量测序分析重庆地区茅苍术根际丛枝菌根真菌多样性

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是土壤微生物区系中分布最广泛的一类菌根真菌,能与地球上90%的维管植物形成共生体,可通过调节植物的生理代谢过程增强植物的抗逆性。【目的】揭示重庆地区中药材茅苍术根际土壤中AMF的结构与组成,解析土壤因子对AMF类群的影响。【方法】以重庆地区茅苍术主产地彭水县、秀山县、石柱县、南川区和酉阳县2-3年生茅苍术根际土壤为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台进行真菌扩增子测序,分析不同地点土壤的茅苍术根际AMF类群组成和多样性的差异。【结果】茅苍术的菌根侵染率均在50%以上,每10g风干土壤中孢子含量在50个以上,最高达到144个。根际土壤共检测到球囊菌门Glomeromycota的3纲4目8科9属AMF,包括Glomus、Claroideoglomus、Gigaspora、Paraglomus、Archaeospora、Ambispora、Acaulospora、Diversispora和Scutellospora,其中前6属为5个区县土样共有。球囊霉属(Glomus)相对丰度最高,达67%,为所有地区茅苍术根际样本中的优势类群。冗余度分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤pH对AMF群落组成影响最大。pH、有机质、碱解氮、速效钾与Shannon指数呈正相关,有效磷与之呈负相关;各土壤因子与Simpson指数的相关性则相反。5个土壤因子均与丰度(Chao1)指数呈负相关。另外,pH、有机质与均匀度(ACE)指数呈正相关;碱解氮、速效钾、有效磷与之呈负相关。【结论】茅苍术根际土壤中AMF资源丰富,土壤因子对AMF群落组成和丰度影响显著,是导致AMF群落结构地理分布格局差异的重要原因之一。     

不同地区田间草地贪夜蛾卵巢的结构和发育

【目的】探明田间草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢的发育状态及其变化,为草地贪夜蛾种群的发生和迁飞动态提供精准监测依据。【方法】采用雌性生殖系统解剖法,比较不同日龄和地区的田间草地贪夜蛾雌蛾卵巢的形态差异,分析卵巢成熟状态与雌蛾交配的关系。【结果】草地贪夜蛾雌蛾生殖系统包含卵巢、输卵管、交配囊、导精管、受精囊、附腺和产卵器。根据形态特征可以将田间草地贪夜蛾卵细胞分为卵黄发生前期、卵黄期和成熟期3个时期。田间雌蛾1日龄卵巢中发育最快的卵仅处于卵黄期中期,卵巢管柄为空;3日龄卵巢出现分化,一部分卵巢仍然和1日龄相似,另一部分卵巢中存在成熟卵;这种卵巢发育分化到羽化后11 d时仍然存在。云南江城、弥勒,广西田阳以及浙江瑞安和镇海等地的田间雌蛾,到死亡时分别有61.5%, 51.7%, 41.7%, 42.1%和35.5%卵巢发育不成熟。室内饲养第1代雌蛾中,有39.6%的个体到死亡时卵巢未发育成熟,和田间雌蛾比例相似。交配雌蛾卵巢可以是发育成熟和未成熟的,但是未成熟卵巢的比例仅为18.0%±5.0%。【结论】结果提示同一代次的田间草地贪夜蛾可能同时存在迁飞和非迁飞个体,其比例随地理位置和季节发生变化。本研究的结果在一定程度上解释了单纯依据化学农药难以防治草地贪夜蛾的原因,也为田间草地贪夜蛾的迁飞监测和绿色防控提供了一定依据。     

观赏向日葵八氢番茄红素脱氢酶基因PDS的cDNA克隆与表达特性分析

采用RT-PCR和RACE技术从观赏向目葵‘闽葵3号’黄色花瓣中克隆到类胡萝卜素合成途径关键基因HaPDS的cDNA,该cDNA全长2017bp,具有一个1710bp的完整开放阅读框（ORF）,编码一个570个氨基酸的蛋白质。序列分析表明,HaPDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDs蛋白具有很高的同源性,在N-端有一个辅助因子结合结构域,C-端有一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析显示,观赏向日葵HaPDS与万寿菊、菊花蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量RT-PCR技术分析表明,胁肋路因在花发育的盛花期表达量最高;不同组织中的表达量舌状花瓣〉苞片〉叶片〉绿色管状花〉黑色管状花：随着基因表达量的增加,花色由白色到黄色、金黄色转变。     

悦目金蛛拖牵丝力学性能的变异

蜘蛛丝作为一种具有优良机械性能的天然动物蛋白纤维,其特有的结构和机械性能与其生物学功能密切相关。由大壶状腺纺出的拖牵丝在蜘蛛的行走、建网、捕食、逃生、繁殖等多种生命活动中均发挥了重要的功能,其机械性能会受到多种内外因素相互作用的影响。本文对在不同体重、不同猎物饲养和不同营养状态3种条件下人工抽出的悦目金蛛(Argiope amoena)拖牵丝与其不同单丝间的力学性能进行了比较研究。结果表明,悦目金蛛拖牵丝的力学性能在组间、组内不同个体,以及同一个体不同丝纤维间变异都较大。随着蜘蛛个体的增大,蛛丝横截面直径逐渐增大,这会使得蛛丝的力学性能更好,便于作为救命索的拖牵丝在遇到危险时承受蜘蛛体重;蜘蛛在经过1个月的饥饿后,蛛丝在屈服点附近的力学性能并未发生显著变化,而断裂点应变和断裂能均显著减小,同时也表明无论对于作为救命索还是网丝,拖牵丝的弹性形变性能在与蛛丝相关的微观进化中要优先于塑性形变。这是蜘蛛在能量摄入受到限制时对拖牵丝的投入权衡的结果。     

补料工艺对两株法夫酵母菌株产虾青素的影响

【目的】考察不同补料工艺对法夫酵母菌株生长和虾青素合成的影响。【方法】对法夫酵母JMU-VDL668和JMU-MVP14菌株在7 L罐中进行分批及分批补料培养; 同时, 测定发酵过程中生物量、虾青素和葡萄糖含量的变化。【结果】采用恒DO补料, 法夫酵母JMU-VDL668菌株获得的生物量最大(64.6 g/L), 是分批培养的2.2倍; 采用恒pH补料发酵, 虾青素的产量最高(20.6 mg/L), 是分批培养的1.5倍。与JMU-VDL668菌株不同, 虾青素高产菌株JMU-MVP14菌株采用恒pH补料, 获得生物量最大(48.5 g/L), 但虾青素产量大大降低(仅17.5 mg/L); 采用脉冲补料, 虾青素产量最高, 达到414.1 mg/L, 与分批发酵相比提高了200.2%; 采用恒DO补料, 生物量(38.5 g/L)和虾青素产量(403.2?mg/L)增加显著, 与分批发酵相比分别提高了133.1%和192.3%。【结论】不同补料工艺对法夫酵母菌株生产虾青素影响很大。其中, 采用恒pH补料工艺, 法夫酵母JMU-VDL668菌株可以获得最高的虾青素产量, 而采用脉冲补料工艺, 最适于法夫酵母JMU-MVP14菌株发酵生产虾青素。     

Characterization of iron-sulfur cluster assembly protein isca from Acidithiobacillus ferrooxidans

IscA is a key member of the iron-sulfur cluster assembly machinery found in bacteria and eukaryotes, but the mechanism of its function in the biogenesis of iron-sulfur cluster remains elusive. In this paper, we demonstrate that Acidithiobacillus ferrooxidans IscA is a [4Fe-4S] cluster binding protein, and it can bind iron in the presence of DTT with an apparent iron association constant of 4·10²⁰ M^?1. The iron binding in IscA can be promoted by oxygen through oxidizing ferrous iron to ferric iron. Furthermore, we show that the iron bound form of IscA can be converted to iron-sulfur cluster bound form in the presence of IscS and L-cysteine in vitro. Substitution of the invariant cysteine residues Cys35, Cys99, or Cys101 in IscA abolishes the iron binding activity of the protein; the IscA mutants that fail to bind iron are unable to assemble the iron-sulfur clusters. Further studies indicate that the iron-loaded IscA could act as an iron donor for the assembly of iron-sulfur clusters in the scaffold protein IscU in vitro. Taken together, these findings suggest that A. ferrooxidans IscA is not only an iron-sulfur protein, but also an iron binding protein that can act as an iron donor for biogenesis of iron-sulfur clusters.     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

基于BP神经网络与ETM+遥感数据的盐城滨海自然湿地覆被分类

高效而精确的湿地遥感分类是大范围湿地资源动态监测与管理的必要保障。本研究使用ETM 遥感数据,借助Matlab神经网络工具箱,构建了基于BP神经网络的滨海湿地覆被分类模型,并将其应用于江苏盐城沿海湿地珍禽国家级自然保护区的核心区的自然湿地覆被分类研究中。本研究选择3、4、7、8波段作为输入层变量,单隐藏层设为10个节点,输出层变量对应待划分的8种覆被类型,构建三层式BP神经网络滨海湿地覆被分类模型。结果显示,BP分类总精度为85.91%,Kappa系数为0.8328,与最小距离法和极大似然法的分类总精度相比,分别提高了7.99%和6.08%,Kappa系数也相比提高。研究结果表明,BP神经网络分类法是一种较为有效的湿地遥感影像分类技术,能够提高分类精度。     

不同生物型棉蚜对夏寄主葫芦科作物的选择

于2008、2009年连续两年采用模拟田间自然扩散法,系统地研究了棉花型棉蚜和甜瓜型棉蚜有翅蚜对11种夏寄主的选择性.结果表明,棉花型棉蚜对杂交葫芦、小西葫芦表现出强选择性及适应性,而对香瓜、黄瓜、西瓜及甜瓜均不选择,或即使选择其若蚜在其上也不能存活;甜瓜型棉蚜对甜瓜、香瓜、南瓜、黄西葫芦、大西葫芦、杂交葫芦等均表现较强选择性,而对棉花及小西葫芦表现不选择.但是,甜瓜型棉蚜在小西葫芦上也能产若蚜并存活.从而证明小西葫芦是两种寄主型棉蚜的共同寄主,有可能成为两者相互转换的桥梁寄主.