洱海蓝藻爆发的时空特征及影响因子

湖泊生态环境对区域气候变化和流域人类活动十分敏感。随着流域的持续开发,洱海作为云贵高原第二大淡水湖泊面临着严重的生态与环境问题,主要包括水质恶化和生态功能的衰退,其中蓝藻水华问题尤为突出。针对湖泊现代监测数据存在时间序列较短、连续监测记录缺乏、监测位点不完全一致等问题,应用沉积物记录开展色素等多指标分析和环境变化重建研究,并对洱海湖区南、中、北3个湖盆的沉积物记录进行对比分析,从而探讨洱海富营养化与蓝藻爆发的历史与变化特征,并识别藻类响应模式的空间异同。沉积物色素记录结果表明,洱海蓝藻生物量变化具有明显的时空差异性,呈现由南至北,先后增加、最后呈现蓝藻水华全湖性持续爆发的模式。进一步的简约模型方差分解结果表明气候变暖和营养盐富集是洱海蓝藻生物量变化的主要驱动因子,此外相对较浅的南部湖盆还受到水位波动、水动力减弱、水生植物演化的综合影响。因此,在气候变暖的背景下,控制水体营养盐输入、合理调控湖泊水位、提高水体透明度并恢复水生植物是控制洱海蓝藻水华爆发和进行生态恢复的重要措施。     

浴仙湖沉积物记录的云南极端干旱事件与生态响应评价

为评价湖库生态环境对极端气候的响应特征, 以经历水位明显降低的云南浴仙湖为研究对象, 通过沉积物多指标分析并结合多变量统计方法, 识别了2009—2013年极端干旱事件驱动湖泊生态环境变化的模式。其中沉积物粒度显示近百年来湖泊水文条件总体稳定, 但在2011年左右粗颗粒物质和中值粒径增大, 同期沉积物元素、同位素记录表明水体营养水平没有明显变化。硅藻群落近百年来以湖泊底栖物种占绝对优势, 约2011年开始优势种属Fragilaria被Nitzschia、Navicula等河流水体中常见的物种所替代, 且硅藻多样性指标总体增加, 而指示水位变化的PCA主轴一解释了硅藻群落结构的主要变化(约55.8%)。总之, 极端干旱事件的发生与持续明显改变了湖泊生物群落结构与多样性特征, 已成为影响该气候敏感区水资源安全与生态环境功能的重要挑战之一。     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

融合酰基载体蛋白可增强大肠杆菌重组蛋白的可溶性和热稳定性

目前,蛋白质可溶性和热稳定性已成为重组蛋白高效生产、功能应用和长久保存不可回避的问题,而使用酸性蛋白融合标签可能是其有效解决策略。酰基载体蛋白(ACP)是脂肪酸生物合成途径的必要组分,在大肠杆菌中为一个高度酸性的小分子多肽。将大肠杆菌ACP与几个热不稳定的靶蛋白[如小桐子抗坏血酸过氧化物酶1(Jc APX1)、大豆核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶的活化酶2(GmRCA2)、大肠杆菌高丝氨酸O-转琥珀酰酶(EcMetA)]进行基因融合并使其在大肠杆菌中诱导表达,发现ACP融合能显著增强这些重组靶蛋白的可溶性。另外,对重组蛋白的热处理和酶活性分析发现,融合ACP还能极大提高这三个靶蛋白的热稳定性,并有效保护JcAPX1酶活免遭热失活,使其耐热性提高了至少2℃。ACP的这种效果推测可能与其高酸度特性有关,可以作为一个新的功能酸性融合标签。     

毛果巴豆根的化学成分研究

对大戟科巴豆属植物毛果巴豆的根进行化学成分研究,并利用多种色谱方法分离得到11个化合物,根据理化性质和波谱学手段鉴定了结构。它们分别是3-乙酰高根二醇(1),3-乙酰齐墩果酸(2),ilexgenin A (3),(24S)-24-ethylcholesta-3β,5α,6β-triol(4),邻苯二甲酸二丁酯(5),邻苯二甲酸二异丁酯(6),邻苯二甲酸正丁异丁酯(7),Aralia cerebroside(8),熊果酸(9),β-谷甾醇(10),胡萝卜苷(11)。所有化合物均为首次从该植物中分离得到。     

蜂猴属（Nycticebus）D-loop控制区和Cyt b基因遗传学研究

测定了蜂猴属线粒体DNA中的D-loop控制区部分序列和细胞色素b基因全序列（1140 bp）,对其变异情况进行了分析,并采用Mega 4.0软件中构建了分子系统树。无论是基于D-loop控制区部分序列构建的系统树,还是基于细胞色素b基因序列构建的分子系统树的拓扑结构图,都清晰地表明蜂猴属由两个分支组成,分支置信度较高,一支由N．pygmaeus聚成,另一支由N．coucang聚成,即支持蜂猴属由N．coucang和N．pygmaeus两物种组成。     

云贵高原抚仙湖近13300年的花粉/炭屑记录*

抚仙湖是云贵高原著名的断陷深水湖,其沉积物蕴藏着流域地质历史时期丰富的环境信息。对钻取自该湖的900cm 湖泊沉积物岩芯进行花粉/炭屑分析及花粉数据的主成分分析表明,抚仙湖流域的植被、气候与火灾在过去的13 300年经历了5个阶段的变化：(1)13 300—10 400cal．a BP,植被以松林为主,伴有山地暗针叶林和常绿阔叶林,表明该时期气候较为冷湿,森林火灾多发,在后期随着温度和湿度的降低,森林火灾愈加频繁。(2)10 400—5 700cal．a BP,松林收缩,常绿阔叶林扩张,出现一定数量的落叶阔叶林,显示该时期气候偏暖偏干;此阶段早期随着气候变暖变干森林火灾的发生延续上阶段高发的状态,直到9 500cal．a BP后随着湿度的增加森林火灾明显减少。(3)5 700—1 800cal．a BP,松林变化较小,常绿/落叶阔叶林比重增大,首次出现了暖热性的枫香林,显示该时期暖湿的气候特征,火灾发生频率低。(4)1 800—500cal．a BP,松林扩张,阔叶林收缩,本阶段后期草本植被比重开始增加,显示该时期气候相对冷干,森林火灾发生频率较高。(5)500cal．a BP至今,松林收缩,落叶阔叶树种增多,草本植物花粉明显增多,显示该时期气候温凉偏干,森林火灾发生频率降低。     

浅水湖泊表层沉积物记录的枝角类群落空间分布特征

浅水湖泊污染负荷能力较低,对环境变化敏感,过度开发会导致生态功能明显退化甚至发生稳态转变.本研究通过提取云南18个浅水湖泊的表层沉积物枝角类信息,识别枝角类群落的空间分布特征并甄别其群落构建的环境驱动因子.结果表明:表层沉积物枝角类群落的地理分布存在显著的空间差异,滇西北的枝角类群落以底栖物种占绝对优势,而随着营养水平的增加,滇东南湖泊枝角类优势物种由底栖型向浮游型转变.统计分析表明,海拔和水体总磷水平是驱动群落分布空间差异的关键环境因子,分别独立解释了枝角类群落变化的22.0%和7.7%,反映了海拔梯度及其指示的气候环境过程是控制枝角类群落空间分布的重要因子.同时枝角类群落随营养水平的变化出现差异性的结构特征,可能指示了流域开发、污染物输入、水生植被变化等人类活动扰动的综合影响.同时,海拔和总磷水平表现出显著的相互作用并解释了枝角类群落变化的26.3%,指示了云南地区的人类活动强度随着海拔梯度呈现显著的空间差异,并通过营养盐输入等过程调控了枝角类群落的结构特征.     

Fruit types and seed dispersal modes of plants in different communities in Shilin Geopark,Yunnan, China

喀斯特植物群落果实类型和种子散布特征的研究, 对于理解喀斯特植物群落更新与拓展特征, 进而揭示喀斯特石漠化地区恢复植被的自然扩展机制及制定植被恢复规划具有重要意义。该研究以石林地质公园不同群落类型为对象, 研究不同群落的果实类型谱与种子散布谱, 以揭示果实类型与种子散布方式对恢复植被的影响。采用石林地质公园不同群落各1 hm ²样地记名计数法调查的维管束物种名录, 依据Flora of China对物种果实的描述确定其果实类型; 根据文献、数据库以及果实、种子形态性状确定种子散布方式。结果表明: (1)石林地质公园282种维管束植物共16种果实类型(含孢子), 其中瘦果、蒴果、浆果和核果的物种比例均大于10%。木本植物、草本植物、藤本植物的优势果实类型分别为核果、瘦果和浆果。石林地质公园各群落的木本植物、草本植物和藤本植物的果实类型谱差异不显著。在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中, 浆果和核果的物种比例减少, 瘦果、颖果和蒴果的物种比例增加。(2)石林地质公园植物种子以动物传播为主, 其次为风传播。在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中, 风传播的物种比例增加了73%-87%, 动物传播(包括鸟类传播)减少了31%-36%。(3)物种的种子散布方式直接影响到植被恢复物种和恢复策略的选择。基于恢复目标, 选择自然传播能力强的乡土物种或地带性植被关键种, 辅以传播廊道, 有助于喀斯特的植被恢复。     

Cd~(2+)胁迫对小桐子幼苗叶片抗氧化系统的影响

以小桐子幼苗为材料,设置不同浓度CdCl_2处理,测定Cd~(2+)胁迫对小桐子幼苗叶片中可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量,以及5种抗氧化酶活性和2种抗氧化剂含量的变化,探讨镉胁迫对小桐子幼苗抗氧化系统的影响。结果表明:(1)Cd~(2+)胁迫导致小桐子幼苗叶片中可溶性蛋白含量降低、MDA含量增加;(2)随着镉胁迫时间的延长,幼苗叶片中愈创木酚过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸专一性过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性表现出先升高然后降低的变化趋势;(3)幼苗叶片中还原型抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量随着胁迫时间延长而降低,但其中氧化型抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量则升高。研究表明,镉胁迫初期能诱导小桐子幼苗抗氧化系统活性显著增强,提高其抗氧化能力,但随着胁迫时间的延长,致使其抗氧化酶的活性和抗氧物质含量下降,植株遭受明显氧化胁迫,幼苗生长受到镉的严重毒害。