我国城市昆虫学研究的回顾与展望

我国城市昆虫学的研究兴起于20世纪80年代中期,此后,该领域的研究获得了长足的进展。城市生态系统不同于自然或农业生态系统,特别是城市化的进程对城市昆虫的生物学特性造成显著影响,致使城市害虫拥有自身的特点,其综合治理的理念和措施也相应有所变化。城市害虫主要包括卫生害虫、仓储害虫、园林害虫等,相关领域的研究也日益成为昆虫学家关注的焦点。本文从城市昆虫在城市化作用下的生物生态学基础、城市害虫群落发生特点、基因组测序概况、抗性分子机制以及城市害虫综合治理体系等方面入手,阐述城市害虫暴发成灾的内因及其抗性综合治理策略的制定原则。同时,本文对城市昆虫学未来研究方向和防控策略进行了展望,以期为我国城市害虫生物学特性及其防控策略的制定提供依据。此外,文中还讨论了基于分子生物学或昆虫不相容技术的具有应用前景的几种防控策略。     

自噬在病原真菌生殖中的作用

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。     

桑树内生拮抗菌的分离鉴定及其对桑断枝烂叶病的生防初探

【目的】本研究从健康桑树茎中分离筛选对桑断枝烂叶病菌具显著拮抗作用的内生细菌,为该病生物防治奠定研究基础。【方法】采用组织培养法分离桑树内生菌,抑菌圈法和平板对峙法筛选抑菌活性稳定的内生拮抗菌;根据形态学、生理生化特征检测和基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因的系统发育分析对拮抗菌进行菌种鉴定;利用抑菌圈法测定拮抗菌株活性发酵液热稳定性,菌丝生长速率法检测活性发酵液抑菌谱;并通过观察拮抗菌对桑断枝烂叶病菌BoeremiaexiguaGXH1菌株生长及菌丝形态的影响,扩增抑菌活性物质合成关键基因,以及采用酸沉淀法提取拮抗菌株脂肽类化合物并进行高效液相色谱串联质谱分析(LC-MS),初步探究可能的抑菌机制。【结果】从健康桑树茎中共分离获得17株桑树内生细菌,并从中筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌B.exiguaGXH1有稳定拮抗作用的桑树内生细菌NPJ13菌株。该菌株形态学、生理生化特征与芽孢杆菌属一致,基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因序列的系统发育分析结果显示该菌株与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)的亲缘关系最近,且处于系统发育树的最小分枝,故将NPJ13菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,命名为B. velezensis NPJ13。NPJ13菌株对灰霉病菌SWU5、核地杖菌SXSG-5、核盘菌PZ-2及烟草疫霉SWU20等12种病原真菌具有不同程度的拮抗作用,其活性发酵液具有较好的热稳定性。NPJ13菌株会导致桑断枝烂叶病菌GXH1菌丝发生扭曲、膨大、透明度增加、断裂等畸变现象;基因检测结果显示NPJ13菌株基因组中具有PKSI、NRPS、Sfp、ItuD、Srfc等5种抑菌活性物质合成关键基因,LC-MS检测结果表明菌株NPJ13脂肽类粗提物中含有表面活性素和伊枯草菌素。【结论】本研究分离筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌具有显著拮抗作用的桑树内生细菌B. velezensis NPJ13菌株,为桑断枝烂叶病的生物防治提供了候选菌株。     

蜡状芽孢杆菌S458-1对水产养殖系统中水质调节的作用

【目的】水产养殖过程中蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)作为益生菌被广泛应用。本研究旨在深入了解分离于养殖水体中的一株蜡状芽孢杆菌S458-1对养殖水体以及养殖对象的影响,以期为菌株S458-1在水产养殖生产上的应用提供理论依据。【方法】根据控制变量法,各试验组鲫鱼养殖模式设置相同温度、盐度、溶氧和pH,利用分光光度法测定水体的水化学指标;利用试剂盒法测定鲫鱼的血清生理生化指标。【结果】添加菌株S458-1处理组(终浓度分别为10~6、10~7、10~8CFU/mL)与对照组(未加S458-1菌)相比:水体活性磷浓度显著性增加(P0.05);同时具有把NH_4~+-N和NO_2~–-N转化为NO_3~–-N的趋势,但无显著性差异(P0.05);养殖鲫鱼血清检测结果显示谷草转氨酶(GOT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及丙二醛(MDA)含量均显著降低(P0.05)。【结论】蜡状芽孢杆菌S458-1具有脱氮解磷、调节水质的作用,并可增强养殖对象的生理健康状态,可作为益生菌应用于水产养殖中,具有较高的应用价值。     

果蝇求偶行为分子调控机制的研究进展

果蝇(Drosophila)的求偶行为受多个基因调控,例如fruitless(fru)、dissatisfaction(dsf)和retained(retn)等。它们通过不同的剪切方式产生特异性产物,利用这些产物来控制雌雄果蝇的求偶行为,它们的剪切方式是雌雄果蝇求偶行为和性别决定所必需的。主要阐述了这些基因在果蝇求偶行为方面的分子调控机制,为进一步研究果蝇的求偶行为和性别决定提供理论依据。     

6种草本植物对干旱胁迫和CO2浓度升高交互作用的生长响应

以CO2浓度升高为主要标志的全球气候变化及由其引起的极端气候变化对陆地生态系统产生了重要的影响。利用步入式CO2生长室模拟研究了CO2浓度变化(400和700μL/L)和干旱胁迫(水分充足CK:100%FC(田间持水量);中度干旱MS:40%FC;重度干旱SS:20%FC)的交互作用对草本植物网果酸模(Rumex chalepensis)、野豌豆(Vicia sepium)、泥胡菜(Hemmistepta lyrata)、风轮菜(Clinopodium chinense)、藜(Chenopodium album)和玉米石(Sedum album)生长特性的影响。结果表明:CO2浓度升高总体上刺激了网果酸模、野豌豆、泥胡菜、风轮菜和藜这5种C3植物在任何水分条件下的生长,也刺激了玉米石在水分条件较好下的生长;干旱胁迫总体上抑制了所有6种植物的生长,但中度干旱胁迫有刺激CAM植物玉米石生长的趋势。CO2浓度升高能否缓解干旱的负面影响具有明显的种间差异:CO2浓度升高减缓了干旱胁迫对泥胡菜和风轮菜的负面影响,这种缓解作用在网果酸模和野豌豆中显著降低,对藜没有明显的促进作用,对干旱下的玉米石的生长却起到了抑制作用。CO2浓度升高总体上增加了根质量分数和干物质含量;干旱胁迫明显提高了6种草本植物的根生物量的分配比例,降低了干物质含量;但CO2浓度升高和干旱胁迫的交互作用可导致不同的物种产生不同的响应,说明植物能够通过调节生物量分配和植株本身的水分含量保持能力来适应CO2浓度和干旱胁迫的交互影响,这种调节能力取决于植物在碳的吸收和水分散失之间的平衡"trade-off"。研究结果有助于增进草本植物对未来气候变化的适应性理解,为评估和预测全球气候和水文变化对植物的生理生态影响提供理论依据。     

城市公园景观秋冬季动态热效应

在北京市3个公园中选择裸地、道路、林地、草地4种主要景观类型,通过2013年10月、11月、12月的实地监测数据,定量揭示不同景观类型地表温度、近地表空气温度和湿度的日间变化特征,并分析日间温湿度的均值、幅度大小、空气温湿度的匹配程度。4种景观类型日间地表和空气温度均呈单峰变化趋势,裸地、道路、林地、草地的地表温度最高值分别出现在14:00、12:00、14:00、12:00,空气温度最高值则都在14:00,相对湿度最大值出现在8:00,最小值在14:00。从日间均值来看,地表温度为裸地道路草地、林地,裸地的日均空气温度最高,4种景观的相对湿度差异不显著。从日间变化幅度来看,所有景观类型的地表温度均明显大于空气温度,尤其是裸地和道路的日间变化比林地和草地更加明显。通过定量分析4种景观类型的日间热环境动态变化,可以为城市热环境改善、景观设计和生态规划提供科学依据。     

基于光谱参数对小白菜叶片镉含量的高光谱估算

为实现利用高光谱技术快速、准确、无损地检测叶类蔬菜叶片重金属镉污染情况,通过采用室内盆栽试验,检测了小白菜在6个不同的镉浓度梯度0 mg/kg(CK)、0.5 mg/kg(T1)、1 mg/kg(T2)、5 mg/kg(T3)、10 mg/kg(T4)和20 mg/kg(T5)下的叶片高光谱反射率及其镉含量。利用相关分析和逐步回归的统计方法对叶片原光谱、一阶导数光谱和光谱参数与镉含量进行统计分析,确定了反演叶片镉含量的敏感光谱参数,并建立了估算叶片镉含量的参数模型。结果表明:(1)在540 nm附近和红外区域,叶片光谱反射率随着处理浓度的增加呈下降趋势。T1组叶片光谱与对照组的光谱没有明显的变化差异;(2)原光谱与镉含量的敏感波段主要在690—1300 nm,相关系数最高的波段是782 nm。一阶微分光谱与镉含量的敏感波段在黄边、红外、近红外和远红外范围均有分布;(3)反映植物色素、水含量和细胞结构的参数MCARI(叶绿素吸收反射修正指数Modified Chlorophyll Absorption Reflectance Index),SDy(黄边面积Yellow Edge Area),WI(水质指数Water Index),DCWI(病态水分胁迫指数Disease Water Stress Index),SDr(红边面积Red Edge Area)和Dr(红边幅值The Amplitude of the Red Edge)可分别作为反演镉含量的敏感光谱参数,其倒数回归模型能够较好地反演镉污染下小白菜叶片的镉含量;(4)镉胁迫处理15 d时,建立的SDr的倒数模型估算处理30 d时小白菜叶片镉含量的效果最优。研究表明红边面积参数可以用于估算小白菜叶片的镉含量,可为评价小白菜的食用安全提供科学方法。     

Responses of the functional traits in Cleistogenes squarrosa to nitrogen addition and drought

植物功能性状被广泛地用于研究植物对环境变化的响应。糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是内蒙古草原重要的C4物种,其功能性状是如何对水氮环境的变化做出响应的,还不十分清楚。该文采用盆栽实验的方法,进行氮添加(0,10.5,35.0和56.0 g·m–2·a–1)和降水(自然降水和70%平均月降水量)处理,研究糙隐子草整株性状、叶形态性状和叶生理性状对氮添加和干旱的响应。结果表明,氮添加显著影响了糙隐子草的整株性状,氮、水处理及它们的交互作用显著影响了糙隐子草的叶形态性状和叶生理性状。各功能性状对氮添加的响应格局在自然降水和干旱处理下是不同的。根深、茎生物量和茎叶比在干旱条件下低和中氮添加处理中较高,而在自然降水下无明显变化;比叶面积在干旱条件下随氮添加量的增加而增加,而在自然降水下无增加趋势;自然降水下,高氮添加显著刺激了光合速率和蒸腾速率,增加了水分利用效率,而在干旱条件下氮添加对它们没有显著影响;叶片单位面积的氮含量在自然降水下随氮添加量的增加有增加趋势,而在干旱条件下显著降低。在自然降水下,氮添加主要影响糙隐子草的叶形态和生理性状,而在干旱条件下,氮添加主要影响糙隐子草的整株性状和形态性状。总之,糙隐子草的功能性状对氮添加表现出明显的响应,响应格局在不同的水分条件下不同,反映了其对氮水环境变化的弹性适应。     

高硫高砷金精矿生物预氧化条件优化

摘要:【目的】研究温度以及返回液添加量对体系中氧化效果以及金(Au)氰化浸出率的影响。【方法】针对某高硫高砷金精矿建立了一套连续生物预氧化体系(氧化时间6 d),比较不同的温度(40℃和45℃)和返回液添加量(0和600mL)对生物预氧化效果的影响:间隔8 h连续测定氧化体系中的氧化液、氧化渣以及氰化渣中的总Fe、总S、总As以及SO4 2－和Au含量;并用16S rRNA基因克隆文库的方法对体系中的浸矿菌群结构进行分析。【结果】结果显示,提高温度和添加氧化返回液都会改变体系:升高温度在一定程度上提高了体系的氧化程度,主要表现为显著降低了尾渣中总铁、总硫含量,显著提高了尾渣中的S6 + 比例,并且降低前三槽氧化体系的耗碱量;投加返回液则会降低体系的氧化程度,主要表现为显著提高了尾渣金品位和铁含量,显著降低了尾渣中的S6 + 以及Au 浸出率;Dissimilarity和DCA结果表明温度变化对体系的影响更为显著;氧化过程中的Au 浸出率、硫氧化率以及As 去除率,三者互为显著正相关;克隆文库结果显示,该浸矿菌群主要包括3类细菌: Acidithiocacillus caldu (71%)、Leptospirillum ferriphilum (23%)和Sulfobacillus thermosulfidooxidans(6%),基于97%相似性的OTU覆盖率达93.67%。【结论】研究结果表明,相对于添加返回液,温度变化会更显著的改变体系反应效率。提高体系温度有利于矿物的氧化,而添加返回液会降低Au浸出率。本文首次研究了连续生物预氧化过程中温度梯度和返回液添加对体系的影响,本研究结果对中温生物预氧化工业生产的工艺优化、降低工业运行成本具有重要的指导意义。