模拟氮沉降对不同类型生物土壤结皮生长和光合生理的影响

生物土壤结皮是荒漠生态系统的重要组分,其如何响应氮沉降的增加还鲜见报道。以古尔班通古特沙漠中3种不同类型生物土壤结皮为研究对象,设置0(N0)、0.3(N0.3)、0.5(N0.5)、1.0(N1)、1.5(N1.5)和3.0(N3)g N m-2a-16个不同氮素处理浓度,研究氮素增加对生物土壤结皮生长和光合生理的影响。结果表明,经过3a的模拟增氮实验,藻类结皮、地衣结皮和苔藓结皮的总叶绿素、实际光化学效率YII、可溶性糖含量以及苔藓个体生物量随着氮素增加先增加后减少,但各指标的最大值位于不同的浓度处理。氮素增加对藻类和地衣结皮类胡萝卜素影响不显著,而低氮(N0.3-N0.5)对苔藓类胡萝卜素具有促进作用。高氮(N3)对3种类型结皮的最大光化学效率Fv/Fm均具有抑制作用。氮素增加对藻类结皮和地衣结皮的可溶性蛋白影响较小,但对苔藓结皮可溶性蛋白的影响表现为先增加后降低的趋势。3种结皮类型中,苔藓结皮对氮素增加的响应最为敏感,受影响最大,其次是藻类和地衣结皮。研究表明,低浓度氮沉降对3种类型结皮生长的影响较小,但是高浓度氮沉降则具有明显的负效应。     

拟诺卡氏菌属放线菌研究进展

拟诺卡氏菌属是一个经典的丝状放线菌类群,在近十余年来获得了快速发展,目前已合格发表42个种、2个亚种。该菌群在土壤环境,尤其是天然高盐碱土样生境中广泛分布,同时从海洋、人居环境、临床样本、堆肥等生境中也能分离到。拟诺卡氏菌不仅能合成抗生素、酶抑制剂、生物表面活性剂等多种结构新颖的活性物质,而且还能产生多种具有潜在工业用途的酶,因此近年来引起了国内外学者的广泛关注。本文综述了拟诺卡氏菌分类学、生态分布与适应机制、代谢产物及遗传转化的研究进展,并对其研究趋势做了分析。     

旱地沙蜥的两性异形

旱地沙蜥Phrynocephalus helioscopus是一种在我国仅分布于新疆北部的蜥蜴。通过测量和比较采自新疆塔城地区旱地沙蜥的体长、口宽、头宽、头高、头长、眼间距、腹部长、尾长等8个形态特征研究旱地沙蜥的两性异形。本研究共采集到旱地沙蜥51只,其中,雌性23只,雄性28只。雌雄平均体长分别为48.03 mm和47.69 mm。结果表明旱地沙蜥两性体长的差异无统计学意义,其体长与口宽、头宽、头高、头长、眼间距、腹部长和尾长7个形态特征均显著正相关。在控制体长的基础上比较得出,雌雄个体在头高、头长、腹部长和尾长上的差异有统计学意义,口宽、头宽、眼间距的差异无统计学意义。其中,雄性的头高、头长和尾长均大于雌性,雌性的腹部长则明显大于雄性。旱地沙蜥的腹部长呈现明显的异形生长,雌性的生长速率明显大于雄性。旱地沙蜥的两性异形可能是性选择压力与生育力选择压力共同作用的结果,雄性头部更大、尾部更长,在性选择中具有优势;雌性腹部更长,能够繁育更多的后代。     

新疆艾比湖湿地国家级自然保护区发现四爪陆龟

正四爪陆龟(Testudo horsfeldii)又名草原龟,俗称旱龟、鳖盖,隶属于爬行纲(Reptilia)龟鳖目(Testudoformes)陆龟科(Testudinidae)陆龟属(史海涛1998)。四爪陆龟的标本最早由新疆大学许设科等于1957年在新疆伊犁州霍城县芦草沟乡采集(许设科等1984),并于1973作为中国新记录种首次报道(赵尔宓1973)。该物种目前在中国已知的分布区仅局限于新疆霍城四爪陆龟国家级自然保护区,其他地     

塔克拉玛干沙漠南缘防护林和自然群落中多枝柽柳的光合特征及水分利用效率

干旱区植物的生长和生存主要受水分限制,采用滴灌方式对防护林植物进行水分补给是维持人工生态屏障稳定性的重要手段.本研究通过测定塔克拉玛干沙漠南缘防护林和自然群落多枝柽柳的气体交换参数和稳定性碳同位素值,研究不同水分来源多枝柽柳的光合特征和水分利用效率.结果表明: 滴灌群落多枝柽柳受灌溉和土壤盐分的影响水势普遍较低;自然群落多枝柽柳清晨和正午水势较其他植物低,表明其遭受到严重的水分胁迫;滴灌群落多枝柽柳叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和最大光合速率(P_{n max})均明显低于自然群落多枝柽柳,表明滴灌群落多枝柽柳光合能力弱于自然群落多枝柽柳;灌溉造成的盐分胁迫导致滴灌群落多枝柽柳比自然群落拥有较高的长期水分利用效率.总之,现行的灌溉模式虽能提供防护林植物生长所需水分,但技术的缺陷和土壤盐分的积累可能会影响防护林体系的长期稳定性.     

新疆塔什库尔干野生动物自然保护区马可波罗盘羊潜在生态廊道识别

识别野生动物的适宜生境并在适宜生境之间构建生态廊道能够提高生境连通性, 有利于加强种群间基因交流并缓解生境破碎化带来的不利影响。本研究基于生境适宜性评价结果确定了塔什库尔干野生动物自然保护区内马可波罗盘羊(Ovis polii)的核心生境斑块, 运用廊道设计模型Linkage Mapper识别最低成本廊道并确定其优先级。结果表明, 马可波罗盘羊适宜生境主要分布在保护区西北部, 核心生境斑块少且破碎化明显, 夏冬两季核心生境斑块均为28个, 潜在生态廊道分别为45和47条。采用成本加权距离与欧几里得距离之比(CWD : EucD)以及成本加权距离与最低成本路径长度之比(CWD : LCP)两种度量方法评估了生态廊道的质量与重要性。以CWD : EucD来衡量, 夏季质量最高的4条廊道分别是皮斯岭至帕日帕克、同库至马尔洋、科克吐鲁克至帕日帕克, 以及哈尔努孜至同库; 冬季质量最高的3条廊道分别是其克尔克尔至亚希洛夫、萨提曼至依西代尔、其克尔克尔至科克吐鲁克。CWD : LCP分析表明, 夏季质量最高的廊道分别是哈尔努孜至阔克加尔和阔克加尔至马尔洋; 冬季质量最高的廊道分别是爱勒米希至塔萨拉、沙尔比列西南至依西代尔。利用流中心性评估各核心生境斑块和廊道的重要性表明, 帕日帕克、塔萨拉和马尔洋这三个斑块在促进马可波罗盘羊迁移扩散方面的贡献值最高。夏季皮斯岭至帕日帕克、同库至马尔洋和马拉特至其克尔克尔这3条廊道的贡献值最高; 冬季爱勒米希至塔萨拉、沙尔比列至沙尔比列西南和铁尔布尔列至沙尔比列这3条廊道的贡献值最高, 上述核心生境斑块和生态廊道在维持保护区马可波罗盘羊种群迁徙扩散中发挥着关键作用。此外, 赞坎、沙尔比列等斑块虽然面积小、贡献值低, 但起到了维持景观中重要斑块连通的踏脚石作用, 其重要性也不可忽略。研究结果可为塔什库尔干野生动物保护区马可波罗盘羊有效保护、保护区功能区划优化以及当地基础建设项目的规划选址提供科学指导。     

植物热激蛋白70基因家族及其生物学功能研究进展

植物热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)是热激蛋白家族中保守、普遍表达的家族,有两个主要功能区:N端核酸结合区和C端底物结合区。通常Hsp70具有分子伴侣功能,参与新生蛋白的折叠、转运、重折叠变性蛋白、协助降解变性蛋白;Hsp70不仅受高温胁迫诱导,且受其它多种胁迫诱导;同时,Hsp70参与植物正常发育过程。Hsp70基因分布广泛,序列高度保守,在植物基因组中以基因家族形式存在,最近广泛用于遗传多样性和系统发育研究。文章对植物中Hsp70的基因家族、结构、表达调控机制和生物学功能进行了综述。     

荒漠区不同微生境下齿肋赤藓对一次降雪的生理生化响应

耐旱苔藓广泛分布于干旱半干旱荒漠地区, 对荒漠生态系统稳定性与功能多样性具有重要作用。齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层的优势物种, 生于不同的微环境中。古尔班通古特沙漠冬、春季降雪频繁, 并能形成稳定的积雪层。目前关于降雪与微生境对齿肋赤藓生理生化特征影响的研究极为缺乏。该研究探讨了初冬一次降雪前后活灌丛、死灌丛和裸露地3种微生境下齿肋赤藓相关生理生化特征。结果表明, 与降雪前相比, 降雪后各微生境下齿肋赤藓植株的含水量、荧光活性、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均有明显提高, 但脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量有不同程度的降低。微生境对齿肋赤藓的生理指标有不同程度的影响, 而且与降雪具有显著的交互作用(脯氨酸除外)。降雪前后, 活灌丛下的齿肋赤藓具有较高的含水量和光合活性, 以及较低的保护酶(POD和SOD) 活性, 裸露地则表现出完全相反的特点。表明前者面临的胁迫最小, 生理活性最大, 但抗性较弱; 而后者具有更大的抗胁迫能力, 但生理活性低。降雪后, 脯氨酸、MDA、POD及SOD均与植株含水量呈显著负相关, 而荧光活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量与植株含水量为显著正相关, 表明降雪降低了齿肋赤藓的水分胁迫程度, 改善并促进了生理活性与光合作用, 而且初冬的低温也起到了促进作用。     

基于序列trnL-trnF和ITS的榉属系统发育与地理分布格局的初步分析

榉属(Zelkova)是包含6个种的榆科小属, 呈东亚、西亚和南欧间断分布。该文基于DNA序列trnL-trnF和ITS构建了榉属的分子系统发育树, 大体上把此属分为3个分支, 分别对应东亚、西亚和南欧的种类, 与前人仅依据ITS序列的结果不同。生物地理的扩散和隔离分化分析(DIVA)表明, 榉属的原始祖先分布区可能是欧亚北温带, 包括了东亚、西亚和南欧的某个大的区域。分化过程以隔离分化为主要特征, 即3个分布区域是逐步隔离分化的。由于东亚的物种多样性, 北太平洋有可能是起源中心。榉属的现代分布格局可能主要是由于渐新世发生的古地中海西退、中新世发生的青藏高原大范围隆升, 以及第四纪冰川活动引起的分布区的收缩。     

短时间热胁迫对疏叶骆驼刺光系统II、Rubisco活性和活性氧化剂的影响

生长在温带沙漠地区的植物在夏季时常遭受正午短时间的高温胁迫, 频繁和骤然的热胁迫在很大程度上限制了荒漠植物的光合作用。以塔克拉玛干沙漠南缘防风固沙的优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为材料, 分别用叶绿素荧光诱导动力学和CO₂响应方法分析热胁迫后光系统II (PSII)和RuBP羧化酶的热稳定性。结果表明: (1)在叶片温度超过43 ℃后PSII最大光化学量子产量、有活性反应中心数目、活力指数均出现明显的降低; 中高温度下PSII的电子供体侧比电子受体侧组分更容易受到热胁迫的伤害; 在58 ℃出现明显的K点(300 μs), 说明放氧复合体放氧结构受到破坏而失去活性。(2)随着叶片温度的上升, Rubisco活性先升高后降低, 在34 ℃时具有最高的活性水平。(3)叶片受到高温胁迫时, 细胞内氨态氮和活性氧分子等大量积累。(4)疏叶骆驼刺叶片处于短时间的高温环境时, 光合作用的光反应和暗反应阶段均表现出功能的不稳定性, 其中PSII和Rubisco是主要的热敏感位点。