生物结皮胞外多糖理化特性及菌群结构的季节动态

胞外多糖(EPS)是蓝藻重要抗逆物质,也是生物结皮中主要的碳储存形式,对结皮的物质循环、稳定度等具有重要作用。本研究以古尔班通古特沙漠不同季节(1月、4月、7月、10月)生物结皮为对象,对其EPS含量、组成、形貌特征及微生物群落结构进行了动态研究。结果表明: 1)EPS的分泌格局呈现明显的季节动态变化特征。1、4、7、10月EPS含量分别为81.72、52.46、76.77、70.54 μg·cm^-2,叶绿素a含量分别为2.7、4.94、4.2、5.98 μg·cm^-2,说明冬、夏两季蓝藻将固定的有机碳更多地分配给EPS,而春、秋两季则更多地用于自身生物量的积累。2)各个季节的EPS均由7种单糖组成,且葡萄糖和半乳糖的相对摩尔百分比之和为46%～56%,显著高于另外5种单糖;EPS的单糖组分与气温和降水之间具有显著的相关性;各季节EPS的傅里叶红外图谱无明显差别。3)原子力显微镜观测结果显示,7月、10月EPS具有更多的丝状及粗绳状结构,而1月、4月则呈块状结构。4)16S rDNA高通量测序结果表明,4个季节下蓝藻门和微鞘藻属始终为生物结皮优势细菌门和属,其相对丰度显著高于其他细菌门和属。变形菌门的相对丰度与岩藻糖和半乳糖的相对摩尔百分比呈显著正相关关系,说明单糖的百分比组成对结皮中异养细菌影响显著。在荒漠生境中,温度、水分等环境因子随季节变化显著,结皮胞外多糖理化特性及细菌群落的季节性变化受温度、水分、光照等气象因子的共同调控。     

中国东北地区基于环志监测的田鹀迁徙趋势和数量动态北大核心CSCD

许多长距离迁徙的雀形目鸟类的种群数量正在持续下降,田鹀(Emberiza rustica)种群数量下降趋势更为突出。通过对田鹀种群数量长期监测和迁徙动态分析,可为此物种保护提供科学依据。从2001年开始,陆续在黑龙江省高峰、青峰、帽儿山、新青和大沾河,吉林省珲春和吉林市,辽宁省的辽宁鸟类研究中心(大连)和旅顺老铁山,以及内蒙古乌尔其汗鸟类栖息的临水林缘处布网环志。截至2018年,累计环志田鹀184181只,其中春季88571只,秋季95610只;各年度环志数量波动较大,总体呈现急速下降趋势。幼鸟的越冬损失率高达41.3%。田鹀106只次的回收信息表明,自然条件下田鹀寿命可达11年以上;日迁飞距离最快可达到300 km,飞行速度可达30 km/h。中国东北地区是田鹀等鸟类的重要迁徙途经地;田鹀的迁徙路线相对稳定,在瑞典北部繁殖的种群经中国东北地区迁徙到天津以南越冬。通过环志发现,近些年田鹀种群数量急速下降。通过比对,发现中国东北地区田鹀的环志数量变化趋势与瑞典的田鹀环志数量变化趋势相似;相对于环志数量最多的年份,环志数量下降95%以上,值得关注。栖息地破碎化、非法猎捕等是影响田鹀生存的主要受威胁因素。建议依据田鹀等鸟类生物学习性,加强鸟类栖息地的保护,坚持长期标准化的鸟类环志监测,进一步探索鸟类迁徙规律,以助于鸟类种群的恢复。     

重组细菌多药外排泵AcrAB-TolC的转运功能和动态组装

【背景】多药外排泵多以膜蛋白复合体形式存在,是导致细菌耐药性的重要原因。外排泵的转运功能和组装过程对于细菌耐药性和药物研发具有重要意义。【目的】以多药外排泵耐药结节细胞分化家族(resistance-nodulation-division family, RND)的重要成员AcrAB-TolC复合体为对象,研究其转运活性和体外组装特性。【方法】基于大肠杆菌AcrAB-TolC复合体基因序列,分别构建含有acrA、acrB、tolC基因的重组质粒,表达和纯化复合体各亚基,利用荧光光谱、等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC)等技术分析复合体及亚基的转运功能、亚基与底物的相互作用,以及亚基间的相互作用和动态装配。【结果】实现了AcrAB-TolC复合体各组分的表达和纯化(纯度>98%),证实表达有各组分的活细胞提高了对于溴化乙锭(ethidium bromide,EB)的转运活性,并发现群体感应效应信号分子N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL)能够抑制AcrB、TolC对于EB的转运活性。ITC结果进一步证实了C6-HSL与AcrB、TolC的相互作用。ITC结果还显示AcrA分别与AcrB、TolC之间存在明显的相互作用,而AcrB与TolC之间无明显的相互作用。在体外装配实验中观测到AcrAB-TolC亚基的单分子荧光强度随时间增加,证实了复合体亚基在膜上的动态组装过程。【结论】实现了AcrAB-TolC外排泵及亚基的表达和纯化,证实了AcrAB-TolC对底物的转运活性及与底物的相互作用,观察到AcrAB-TolC的动态组装过程。以上结果为研究多药外排泵导致的细菌耐药性及抗菌策略具有重要意义。     

基于动态当量的乐山市生态系统服务价值时空演变及驱动力研究

生态系统服务价值评估作为土地资源合理配置、生态环境保护和生态补偿标准制定的重要前提,是当前的研究热点之一。以乐山市为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,运用生态系统服务价值动态当量法、地理探测器模型等方法,定量分析乐山市2000—2015年间生态系统服务价值时空变化规律及驱动机制。结果表明:(1)2000—2015年乐山市生态系统服务价值整体呈下降趋势,仅在2005—2010年有所回升,总量共减少了23.22亿元,主要与林地大量减少和建设用地大量增加有关;(2)空间上呈现西南高、东北低的分布态势,且各区域变化不同,西南方向山地以下降为主,东部平原丘陵以上升为主,河流两侧上升明显;(3)影响生态系统服务价值时空分布的主导因素为土地利用、NPP、降水量和坡度,除此之外气温、高程、土壤类型也有较大决定力;(4)自然因子决定力大于社会经济因子,但社会经济因子的影响越来越突出。研究揭示了乐山市生态系统服务价值的时空变化规律及驱动因子,为该地区土地利用规划与生态环境保护机制的建立提供了科学参考。     

中华虎凤蝶湖南种群栖息地特性及其生态保护策略

自2009年首次在湖南乌云界国家级自然保护区发现中华虎凤蝶种群以来,在该保护区持续开展了10余年的野外调查监测。通过对中华虎凤蝶湖南种群6个分布点的野外观测数据分析,结果表明中华虎凤蝶湖南种群栖息环境中的植被以禾本科、菊科、蔷薇科、百合科及豆科植物为主,共计有46科96属128种;不同栖息生境中种群数量差异较大,高山灌草丛为中华虎凤蝶湖南种群的主要生境,而梯田生境、乔木林生境中,其种群数量均很低,展现出与低矮芒草丛的保温遮阴特性以及寄主植物的分布密切相关。寄主植物的复壮和围栏的建设对中华虎凤蝶湖南种群的栖息环境起到了明显的保护作用、对其种群数量的增效作用显著。为深入研究中华虎凤蝶湖南种群的生物学和生态学特性提供了基础数据,为中华虎凤蝶湖南种群的保育工作开展奠定了理论基础,也为当地保护区的保护措施优化提供了科学依据。     

2013-2018年武夷山亚热带常绿阔叶林乔木层动态

从植物群落组成和结构的角度研究森林群落的演替规律,是探究森林群落的退化与恢复过程及相关机制的重要途径,对于指导天然林保护和恢复具有重要理论价值和实践意义。2018年,对面积为9.6 hm~2的武夷山亚热带常绿阔叶林样地进行了第2轮调查,并从重要值、物种多度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、死亡率、补员率、种群大小变化率、相对适合度、胸径变异系数等角度分析了乔木层群落动态。结果表明：2018年的乔木个体为48科88属174种,较2013年增加了1种。Margalef丰富度指数上升,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均略有下降。DBH≥1 cm的乔木个体从68336个减少到63897个,共死亡7430个个体,补员2991个个体。群落的年死亡率为2.30%,年补员率为0.96%,种群大小变化率为-1.34%,相对适合度为0.42。群落的平均胸径从5.02(±0.02) cm上升为5.49(±0.03) cm。28个重要值之和由71.92%下降为71.81...     

干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征

为了解枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征,以宁夏绿洲枸杞林为研究对象,于2018年的春、夏、秋季节,采用陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物功能群季节分布特征及其与环境因子之间的关系。结果显示:(1)枸杞林地面节肢动物功能群包括植食性、捕食性、腐食性和杂食性动物,个体数分别占6.31%、86.75%、2.01%和4.89%,其中以捕食性动物为主。(2)植食性地面节肢动物个体数和生物量表现为春季显著高于秋季,夏季居中;类群数表现为夏季显著高于秋季,春季居中。捕食性地面节肢动物生物量表现为夏季和秋季显著高于春季;个体数和类群数在不同季节间均无显著差异。腐食性地面节肢动物个体数、生物量和类群数在不同季节间均无显著差异。杂食性地面节肢动物个体数和类群数表现为春季显著高于夏季,秋季居中;生物量在不同季节间均无显著差异。(3)相关分析表明,捕食性地面节肢动物个体数与土壤含水量呈正相关关系,腐食性地面节肢动物个体数与土壤全磷呈正相关关系,杂食性地面节肢动物与土壤全氮呈正相关关系。但植食性地面节肢动物个体数则与土壤含水量呈负相关关系,杂食性地面节肢动物个体数与土壤温度和土壤全碳呈负相关关系。(4)pRDA分析表明,土壤含水量是影响地面节肢动物功能群结构季节分布的主要环境因子。结论:随着季节更替,宁夏干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物的功能群组成差异较大,功能多样性差异较小。说明每个功能群的个体数和类群数对季节变化敏感,但功能多样性较稳定。     

基于环境DNA宏条形码技术的辽东湾典型围海养殖池塘内水母多样性研究

研究使用环境DNA宏条形码技术(eDNA metabarcoding)检测辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,探索适用于水母种类物种鉴定和监测的新方法。利用环境DNA宏条形码技术,分别基于18S rDNA和COI宏条形码检测了辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程,从围海养殖池塘7个采样点中获得可检测的采样点数据。结果显示,基于18S rDNA宏条形码检测出8种水母种类,其中钵水母纲大型水母2种、水螅水母总纲小型水母6种;基于COI宏条形码技术共检测出19种水母种类,其中钵水母纲大型水母5种、水螅水母总纲小型水母14种;两种DNA条形码标记都显示养殖种类海蜇(Rhopilema esculentum)为优势种。研究结果表明,环境DNA宏条形码技术作为一种新兴的生物多样性监测手段可用于快速检测水母种类多样性,在水母类物种鉴定、监测及早期预警中有较大的应用潜能。     

亚热带-温带过渡区秦岭落叶阔叶林幼苗组成及数量动态研究

以秦岭落叶阔叶林25 hm²固定样地的木本植物幼苗为研究对象,于2015 - 2019年对幼苗种类、数量、萌发和死亡情况进行调查,并对幼苗的物种组成、数量及动态特征进行分析。结果显示：5年间调查到的幼苗分属24科42属,共69个物种,累计记录 11 408 株;样地中的树种组成和优势树种组成基本不变,但整体物种数有减少趋势;幼苗数量在年际间和不同物种间有较大差异,17个物种幼苗数量较多,大于100株,其总和占幼苗总量的56.28%,产生新增幼苗的物种有53个,累计增加6280株;死亡幼苗6929株,其中4469株为新生幼苗,占新增幼苗总数的74.14%,新苗的死亡数远远大于旧苗死亡数;幼苗新增和死亡的高峰期大致吻合,出现在每年的5 - 7月。整体看来,秦岭大样地的幼苗数量处于平稳波动状态,物种更新较为稳定。     

入侵性杂草皱匕果芥在中国的适生区预测及分析

[目的]对入侵性杂草皱匕果芥在我国的适生区进行预测,为入侵风险评估和损失预测提供数据支撑,同时为控制预案制定提供科学依据。[方法]先用ENMTools和SPSS分别对分布数据和环境变量进行筛选,再调用R程序包Kuenm校准MaxEnt模型确定最优参数设置,然后使用MaxEnt和ArcMap对皱匕果芥在中国的适生区进行预测,并将已公布的进境粮食指定监管场地、进口粮食加工企业地理位置与皱匕果芥在中国的适生区进行匹配分析。[结果]最冷月份最低温度、温度季节变化标准差和最冷季度降水量是对MaxEnt模型拟合重要性排名前3位的环境变量,最冷月份最低温度可能是影响皱匕果芥发生分布的最重要的自然因素;皱匕果芥在中国的中度适生区占中国陆地总面积的15.13%,主要集中在秦岭-淮河以南、龙门山-大凉山以东的亚热带季风气候区域;高度适生区占中国陆地总面积的1.67%,主要形成川渝、湖北-湖南和长三角3个中心。在皱匕果芥的中、高度适生区分布有901个进口粮食加工企业和57个进境粮食指定监管场地。[结论]皱匕果芥的中、高度适生区内存在我国粮棉等作物的重要产区,一旦该杂草大面积发生,将给我国粮棉等作物种植造成非常不利的影响。进口粮食的国际贸易是皱匕果芥入侵中国的主要途径,应当加强对进口粮食接卸、运输、加工等高风险区域和环节的监管力度,并积极实施外来入侵杂草的监测和调查,确保做到早发现、早防除,防止进一步扩散和危害。