油松人工林火烧迹地早期土壤入渗动态

土壤入渗是决定雨水或融水通过地表再分配给土壤的关键, 影响着森林生态水文过程。为研究北京油松(Pinus tabulaeformis)人工林火烧迹地早期土壤入渗特征及其结构性控制因素, 在火灾发生(2019年3月)的当年对火烧和对照样地的0-20 cm土壤进行为期8个月(5-12月)的采集, 测定分析土壤结构和入渗对火烧干扰的响应及随土壤深度和时间的变化, 并通过路径分析探讨火烧和土壤结构性质对土壤入渗的作用机制。结果表明: 1)土壤各结构指标(除小团聚体外)随土壤深度和时间变化总体具有浅层>深层和6-8月>其他月份的趋势。火烧改变了土壤结构原有的垂直分布特征和季节动态规律, 火烧后2个月土壤>5、2-5和1-2 mm团聚体含量和容重显著增加, 其余指标均显著减少。随土层加深和时间推移, 火烧的作用减弱, 但与土壤深度和时间变化具有明显的交互效应。2)土壤入渗特征随土壤深度变化缓慢, 但随时间变化显著, 表现为雨水较多且出现强降雨事件的8月土壤初渗速率、稳渗速率、入渗总量和饱和导水率最大。火烧后0-5 cm和6-9月的土壤入渗过程与对照相比差异较大, 各月土壤入渗特征均下降, 出现峰值时间提前1-2个月。3)火烧显著影响土壤结构性质, 而土壤入渗性主要受土壤结构性质的直接影响。在未受火烧干扰的情况下, 土壤的入渗性受到土壤团聚体、容重和持水量的正效应以及孔隙度的负效应, 有机质含量和初始含水率对入渗性的直接影响均不显著, 但有机质含量可以通过影响孔隙度或持水量间接影响入渗性。火烧后土壤初始含水率是唯一显著且直接影响入渗性的因素, 且初始含水率越高, 土壤入渗越慢。综上所述, 火烧会改变或解耦火烧迹地早期土壤结构对土壤入渗及其内部的作用程度及途径而间接影响土壤入渗。     

喀斯特关键带不同干扰梯度下土壤-岩石界面对土壤有机质水解酶活性的影响

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用,受土地利用方式影响强烈。喀斯特地区具有岩石出露面积广和土层浅薄不连续的特点,且随着人为干扰强度的增加而加剧。但是目前关于土壤碳氮循环酶活性对出露岩石(土壤-岩石界面)的响应受土地利用变化的影响的研究还较为薄弱。以贵州省喀斯特地区陈旗和天龙山流域为研究区域,探讨了原生林、次生林、弃耕地和耕地4种不同干扰梯度下土壤-岩石界面的土壤有机质水解酶活性的差异以及影响机制。研究结果表明:(1)当土地利用方式从森林转化为弃耕地或耕地后,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、硝态氮(NO~-_3-N)、铵态氮(NH~+_4-N)含量和SOC/TN随着人为干扰强度的增加呈现降低的趋势。在4种不同干扰强度的土地中,岩土界面的pH、SOC和NH~+_4-N含量较高。(2)土壤酶活性在不同干扰梯度下土壤-岩石界面和非交界处有明显的分异。与碳循环有关的β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、纤维素二糖水解酶(CBH)和α-1,4-葡萄糖苷酶(αG)酶活性均表现为弃耕地和耕地高于原生林和次生林。与氮循环有关的β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)在原生林和弃耕地中表现出更高的活性。所有水解酶均在弃耕地的土壤-岩石交界处活性最高。(3)RDA分析表明,可溶性有机碳(DOC)的含量对土壤水解酶活性影响最大,贡献率为33.4%(P=0.002)。土壤pH、SOC和NH~+_4-N与酶活性显著相关。综上,土地利用方式和岩石裸露显著影响土壤的理化性质和水解酶活性;同时弃耕地的土壤-岩石界面维持了较高的碳氮周转酶活性,反映出长期恢复下土壤的养分循环功能仍然存在,表明退耕还林还草对喀斯特地区生态系统恢复和土地资源可持续利用具有重要意义。     

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地（阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林）的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示：3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同：阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响（P>0.05）;云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shannon多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关：阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.     

生态保护政策对岷江上游地区土地利用/覆被的影响

采用CLUE-S模型模拟方法,对基于历史发展趋势以及“天然林保护工程”和“退耕还林还草工程”政策下2000-2020年间岷江上游地区土地利用/覆被变化进行了预案分析.结果表明：2000-2020年间,按历史发展趋势,作为研究区景观基质的林地面积将不断减少,而灌木林地和草地面积将不断增加,景观破碎化程度将不断加剧;“天然林保护工程”和“退耕还林还草工程”能够有效增加研究区林地面积,并使草地面积不断下降,同时能够扭转景观破碎化趋势,使景观格局向着更加优化的方向发展.     

动物转基因新技术研究进展

动物转基因技术是21世纪发展最为迅速的生物高新技术之一, 它是指通过基因工程技术将外源基因整合到受体动物基因组中, 从而使其得以表达和遗传的生物技术。动物转基因的关键限制因素是转基因效率和基因表达的精确调控。目前有多种转基因技术, 每一种技术各有其优缺点, 仍然需要进一步研究。随着研究的深入, 转基因技术必将在探讨基因功能、动物遗传改良、生物反应器、动物疾病模型、器官移植等领域有广阔的应用前景。文章综述了近年发展的提高转基因效率的生殖干细胞法、提高转基因精确性的基因打靶法、RNA干扰(RNAi)介导的基因沉默技术和诱导多能干细胞(iPS)转基因技术。新的转基因技术为转基因动物的研究提供了更好的平台, 可以加快促进人类医药卫生、畜牧生产等领域的发展。     

抗草鱼出血病病毒转基因稀有鮈鲫的初步研究

研究采用草鱼H1基因启动子,以草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)外衣壳蛋白VP7基因为靶基因,以增强型绿色荧光蛋白(eGFP)为报告基因,构建了3个小发卡RNA(shRNA)表达载体pH1siGCRV(x)-CMVeGFP。CIK细胞感染实验表明,pH1siGCRV2-CMVeGFP具有较高的病毒抑制作用。通过显微注射将pH1siGCRV2-CMVeGFP导入稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)受精卵,获得转基因稀有鮈鲫P0代群体。转基因稀有鮈鲫攻毒实验显示,转基因稀有鮈鲫死亡率为30%,抗草鱼出血病能力显著提高。进一步的实时荧光定量PCR检测证实,转基因稀有鮈鲫脾脏、后肠和肝脏中GCRV的含量显著低于对照鱼,并随着时间的延续逐渐减少,转基因稀有鮈鲫体内GCRV的复制受到有效抑制。研究为抗草鱼出血病转基因鱼育种奠定重要基础。       

小菜蛾抑制性谷氨酸受体的RNA干扰

谷氨酸门控的氯离子通道（glutamate-gated chloride channels, GluCls）或抑制性谷氨酸受体（inhibitory glutamate receptor, IGluR）是阿维菌素类药剂（avermectins）主要的作用靶标, 目前人们对于昆虫的IGluR知之甚少。本实验采用RNA干扰（RNAi）技术对小菜蛾Plutella xylostella IGluR的功能进行了初步研究。结果表明： 小菜蛾2龄和3龄幼虫中双链RNA（dsRNA）的最佳注射量分别为50.6 nL和71.3 nL。实时荧光定量（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）检测结果表明, 2龄和3龄幼虫在注射dsRNA 36 h和24 h后IGluR基因的转录后水平分别下降了32.67%和49.30%。幼虫发生RNA干扰后对阿维菌素的敏感性结果显示, 注射了IGluR dsRNA的幼虫死亡率显著低于对照。结果说明, 小菜蛾IGluR是阿维菌素的潜在靶标之一, 为进一步阐明小菜蛾对阿维菌素靶标抗性机理奠定了基础。     

微球包裹pcDNA3-GRF（1-32）在小鼠肌肉组织的表达及对生长的影响

以乳酸-乙醇酸共聚物为载体,采用复乳液中蒸发法制备载生长激素释放因子（Growth hormone releasing factor,GRF）真核表达质粒pcDNA3-GRF（1-32）微球,其中包封率达69%,平均粒径为2.20μm,载药量80μg/mg,收率70%;体内转染小鼠肌肉组织, 提取注射部位肌肉组织DNA 和总RNA,经PCR和RT-PCR,发现注射pcDNA3-GRF（1-32）微球组的GRF表达水平最高（UVIBAND Version 99分析）,释放的GRF表达质粒在小鼠肌肉内存在并表达的时间至少30d。体重统计结果表明,30d后微球包裹质粒组累积增重与其它组相比差异极显著（P<0.01）,比裸质粒组、质粒和空白微球混合物组、生理盐水组分别高12.87%,19.72%,58.58%;结论认为,载pcDNA3-GRF（1-32）微球具有缓释作用,并可实现GRF基因体内局部基因转染、表达,发挥其相应的生物学效应,有希望成为提高质粒在动物肌肉组织表达效率的新方法。     

生物信息学在工业生物催化研究中的应用

随着石油等不可再生资源的日益减少以及环境污染问题的日益严重,应用工业生物催化技术改造或取代传统化工工艺已经成为新世纪化学工业可持续发展的研究热点。工业生物催化技术的研究对象是生物催化剂及其催化过程。近来,利用生物信息学技术进行工业生物催化研究已经越来越受到人们的重视。随着工业生物催化的发展,生物信息学将直接指导并加快新型高效生物催化剂的发现及功能改造进程。