中国遗迹化石研究80年

中国遗迹化石研究经历了零星(1929-1978)、系统(1978-2004)和创新(2004～)研究3阶段.在前寒武纪一寒武纪之交遗迹化石研究;海相遗迹化石及其古环境和古生态意义研究;陆相遗迹化石及其与能源形成环境关系研究;前寒武纪遗迹化石与后生动物的起源与演化研究;拓扑遗迹分析;遗迹化石在浊流、风暴事件和层序地层研究中的应用;复杂遗迹化石的地球生物学研究和遗迹化石模拟与可视化研究8个方面取得了显著的进展和成就.研究队伍偏少且不稳定;原创、系统、有深度、有影响的研究成果不多;缺少有力度的学科交叉和国际合作是存在的主要问题.加强遗迹学人才和团队培育,稳定支持几个有特色的遗迹学研究方向;基于遗迹学资料的系统积累,拓展和深化遗迹化石的地球生物学研究;加强遗迹化石在海、陆相油气资源评价和储层研究中的应用;创新遗迹化石的研究方法手段,重视和加强现代生物遗迹研究是值得今后进一步关注的问题.     

滨河湿地不同植被对农业非点源氮污染的控制效果

滨河湿地作为连接河流水体和陆地的一个功能过渡界面区,是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带,也是保护河流水体的最后一道屏障,对水质净化和农业非点源污染控制起着非常重要的作用。以黄河湿地国家自然保护区孟津扣马段为研究对象,采取野外定位观测试验和稳定同位素示踪(人工富集15N源的同位素稀释法)相结合的方法,研究了滨河湿地土壤对农业非点源氮的持留作用、渗漏到地下水中的农业非点源氮和湿地不同植被对滞留在土壤中的农业非点源氮的吸收作用。结果显示:通过地表径流进入滨河湿地的农业非点源氮在3个实验样方的垂向和侧向都发生了渗漏。滨河湿地土壤对农业非点源氮的滞留作用主要发生在0—10cm,相当于一个过滤器的功能。3种受试植被土壤表层的滞留量为芦苇(0.045mg/g)藨草(0.036mg/g)水烛(0.032mg/g),分别占到土壤滞留氮的59.2%、56.3%和56.1%。滞留在土壤中的农业非点源氮污染存在一个相对较长的效应。滨河湿地特殊的氧化还原条件导致强烈的土壤微生物反硝化作用以及滨河湿地植被对氮素的吸收作用,使得0-10cm土层土壤外源氮变化速度最快,1个月后,滞留芦苇、水烛、藨草样方中15N下降了77.8%、68.8%和8.3%;3个月后,芦苇、藨草、水烛样方中的15N下降了93.3%、72.2%和37.5%。滨河湿地复杂的水文过程,使得滞留在土壤表层的农业非点源氮迁移转化更为复杂多变。监测数据显示,在实验设计的浓度和强度范围内农业非点源氮没有对地下水造成影响。不同植被和同一植物的不同生长时期对滞留在土壤中氮的吸收能力差别较大,吸收量依次为芦苇嫩芽(9.731mg/g)老芦苇(4.939mg/g)藨草(0.620mg/g)水烛(0.186mg/g)。通过对生物量计算得出滨河湿地芦苇、水烛和藨草对农业非点源氮的吸收能力分别为氮吸收量96.11、3.76、0.32kg/hm2。可见,滨河湿地作为连接河流与陆地的缓冲带,通过截留、过滤、植物吸收等过程能有效的削减农业非点源氮对临近地表水体污染,对农业非点源氮污染控制起着非常重要的作用。合理的滨河湿地保护与利用模式对河流水环境保护具有重要的意义。     

冻融循环期高寒草原典型物种紫花针茅氮吸收策略

氮(N)是高山和极地生态系统重要的限制性生长因子。目前对冻土区植物N利用机制的研究主要集中于完全融化期,而冻融循环期植物N吸收策略仍存在不确定性。以高寒紫花针茅为研究对象,分别在冻结期(晚秋)和融化期(早春)采用同位素示踪技术,分析植物对(¹⁵NH₄)₂SO₄和Na¹⁵NO₃的吸收量与偏好动态变化。研究结果显示冻结期紫花针茅冠层生长已停滞,融化期冠层尚未返青,但根系和立枯均可以吸收同化¹⁵N,具备吸收养分的需求。融化期紫花针茅¹⁵N在标记21天后¹⁵N-NH⁺₄和¹⁵N-NO^-₃的总回收率分别为4.44%和6.91%,而冻结期紫花针茅在¹⁵N标记21天后¹⁵N-NH⁺₄和¹⁵...     

遗迹化石:探索生物与环境相互作用的重要信息载体*

遗迹化石是地质历史时期生物在沉积物表面和内部所留下的生命活动记录.遗迹化石不仅与生物种类和生活习性密切相关,还受到环境因子和沉积介质的影响和控制.地质地史时期的软躯体生物很难保存为化石,而它们生命活动的行为习性都烙印在了遗迹化石里.因此,遗迹化石成为探索生物与环境相互作用的重要信息载体,在重建古环境和古生态、探索早期生命演化和理解重大地质转折期底栖生态系对极端环境事件的响应上具有重要意义.本文聚焦于近年来这三大方向遗迹学方面的研究进展,并对将来遗迹学的发展方向进行了展望.     

中华菊头蝠不同组织基因组DNA甲基化分析

DNA甲基化在动物组织发育和分化等生物过程中发挥至关重要的作用.本研究采用荧光标记甲基化敏感扩增多态性(fluorescence-labeled methylation sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)技术分析了中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)脑、心、肾、肝、肌肉、棕脂和白脂7种组织的基因组DNA甲基化模式和水平,及其组织差异性.结果表明,中华菊头蝠具有较高的总甲基化水平(平均58.5％),且组织间具有差异显著性(P=0.002);全甲基化为主要甲基化模式(平均36.8％),半甲基化也占据比较高的比例(平均21.7％),表明这两种甲基化模式在组织分化中可能均起到重要作用.相对于心、肌肉、棕脂和白脂4个组织,脑、肾和肝与之具有较显著的表观遗传差异(P＜0.001),其潜在功能有待进一步深入研究.本研究为进一步深入研究翼手目动物组织发育和分化、冬眠、免疫和环境适应性的内在表观遗传机制提供了基础数据.     

豫西寒武系苗岭统张夏组Talassinoides bacae 中莓状黄铁矿的成因及其生态学意义

豫西寒武系苗岭统张夏组薄层微晶灰岩中发育了大量的Thalassinoides bacae遗迹化石,利用微区X射线荧光光谱仪和扫描电镜观察,并结合能谱分析,对Thalassinoides bacae遗迹化石的元素分布及微观特征进行分析。结果表明:衬壁与围岩的元素特征相似,晕圈的Fe、Mg富集;在填充物与衬壁的边界处Fe的含量高,且有大量的莓状黄铁矿(微晶呈八面体、五角十二面体、立方体、球体和不规则形)、黄铁矿的自形单晶及其铁的氧化物。认为晕圈构造是受到铁白云石流体的影响而形成的成岩晕;莓状黄铁矿的特征表明其为生物成因,为Thalassinoides bacae的耕作行为习性提供了重要依据,表明造迹生物在潜穴衬壁的边缘培植微生物以提供食物来应对食物贫乏,这是早期生物行为习性进化及后生动物向不同环境辐射的重要标志。     

白菜rDNA及C0t-1DNA的荧光原位杂交及其核型分析

以早熟白菜苔为实验材料,从其基因组DNA中分离出C0t-1DNA并用生物素标记作探针,25SrDNA用地高辛标记作探针,对有丝分裂中期相染色体进行双色荧光原位杂交。每对染色体上均显示出了特定的C0t-1DNA荧光原位杂交带型,5对染色体上显示出了25SrDNA荧光原位杂交带型。双色荧光原位杂交证实了C0t-1DNA与25SrDNA二者具有一致的染色体位置特征,表明基于rDNA及C0t-1 DNA的荧光原位杂交核型分析技术,优于目前普遍采用的只基于rDNA的荧光原位杂交核型分析方法。结合C0t-1 DNA与25SrDNA的荧光原位杂交带型和传统的染色体的形态学标记分析方法及白菜已公布的基于rDNA分布的核型分析结果,创建了一个精确的白菜核型。     

豫西登封寒武系第三统张夏组凝块石灰岩及其控制因素

依据宏观生长形态和成因环境,豫西登封寒武系第三统张夏组凝块石灰岩可划分为三种型式。小柱状凝块石灰岩以发育分散小柱状凝块为主,形成于潮下带上部中—高能交替的沉积环境;块状凝块石灰岩以不规则块状凝块为特征,形成于潮下带下部低能环境,并受动荡水流影响;树枝状凝块石灰岩以发散的树枝状凝块为特征,形成于正常浪基面之下的深水低能环境。凝块石灰岩发育以风暴成因的竹叶状砾屑灰岩开始,以持续高能环境中发育的厚层鲕粒灰岩的出现为结束。凝块石灰岩形成的水深和水动力条件、依附基底特征和陆源泥质供给等影响凝块石灰岩内部结构和宏观形态,控制着凝块石灰岩的特征发育和整体演化。     

MSAP技术及其在植物遗传学研究中的应用

DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分,在调节植物基因表达、生长发育和抵御逆境等方面起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的不断深入,基于PCR检测DNA甲基化状态的技术DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)由于其检测多态性高,操作简单等优点被广泛应用于植物种质资源鉴定、植物改良、种群遗传结构分析及植物进化研究等遗传学各个领域.该文综述了MSAP技术的原理、实验方法以及其在植物遗传学研究中的应用,并对其今后应用前景进行了展望.     

EFFECTS OF ROOT PRUNING AT THE REGREENING STAGE ON DROUGHT TOLERANCE AND WATER USE EFFICIENCY OF WINTER WHEAT IN LATE GROWING STAGE

 通过盆栽试验研究了返青期根修剪对冬小麦(Triticum aestivum)后期耐旱性及水分利用效率的影响。在返青期设置了两个根修剪处理: 1)小剪根, 在植株一侧切去部分侧生根; 2)大剪根, 在主茎四周切去部分侧生根。不剪根者设为对照(CK)。研究结果显示, 两个根修剪处理均显著减少了小麦的根系, 但对根冠比没有显著影响。在花期, 两个根修剪处理的小麦旗叶的叶绿素荧光参数最大光化学效率(The maximum photochemical efficiency of PSⅡ, F_v/F_m)、 PSⅡ潜在活性 (PSⅡ potential activity, F_v/F_o)、实际光化学量子产量(Effective PSⅡ quantum yield, Φ_PSⅡ)、表观光合电子传递速率(Apparent rate of photosynthetic electron transport, ETR)、光化学淬灭系数( Coefficient of photochemical quenching, q_P)和非光化学淬灭系数(Coefficient of non-photochemical quenching, NPQ)值, 在停止供水7 d后, 均显著高于对照, 这表明根修剪小麦的耐旱性强于对照, 因此在干旱胁迫下有较高的光化学活性。小剪根处理在高水条件下对小麦产量无显著影响, 而在中度干旱条件下显著提高了小麦的产量, 因此, 小剪根处理显著提高了小麦的抗旱系数; 小剪根处理在高水分处理(土壤水分含量为田间持水量的85%)和中度干旱胁迫处理(土壤水分含量为田间持水量的55%)条件下, 均显著提高了小麦的水分利用效率。但大剪根处理由于严重影响了群体数量和产量, 水分利用效率和抗旱系数均没有提高。可见, 适当地减少根系有助于小麦的耐旱性和水分利用效率的提高。