不同施氮水平对冬小麦生长期土壤呼吸的影响

在目前全球氮沉降不断增加的背景下, 研究农田土壤呼吸对氮沉降的响应有助于理解未来生态系统碳循环对全球变暖的潜在影响。为探讨不同施氮浓度对华东地区冬小麦(Triticum aestivum)生长期土壤呼吸的影响, 该实验设计了对照组(不施加氮肥)和3种浓度施氮处理组(低浓度施氮15 g·m^-2·a^-1, 中等浓度施氮30 g·m^-2·a^-1, 高浓度施氮45 g·m^-2·a^-1)。使用便携式土壤CO₂通量观测仪LI-8100测定不同施氮浓度处理下冬小麦生长期(2013年12月至2014年5月)的土壤呼吸速率, 并探讨土壤呼吸与土壤温度、湿度等环境因素的关系。结果表明: 低、中、高3种浓度施氮处理的土壤呼吸速率平均值分别为5.29、6.17和6.75 μmol·m^-2 ·s^-1, 与对照组(土壤呼吸速率平均值为4.90 μmol·m^-2·s^-1)相比, 分别增加了7.8%、23.6%和37.8%; 地上生物量分别增加39.9%、104.4%和200.2%, 并与冬小麦生长季的总土壤呼吸正相关。5 cm深度土壤的温度与土壤呼吸速率呈指数关系(p < 0.05), 土壤呼吸季节变化的65%-75%由土壤温度引起, 其温度敏感性为2.09-2.32。结果表明, 添加氮肥促进了植物的生长, 增加了生物量, 从而增加了冬小麦农田的土壤呼吸速率。     

外来种互花米草和土著种芦苇空中凋落物氮动态的比较研究

土壤氮含量是限制植物生长的重要因素, 所以入侵植物要入侵成功必须突破土壤氮限制的瓶颈。近年来, 外来种互花米草(Spartina alterniflora)在中国海岸带盐沼中快速取代土著种芦苇(Phragmites australis), 引起了多方面的生态学后果。为了解互花米草与本地种芦苇空中凋落物的氮含量是否存在差异及产生这种差异的机制, 2003年11月至2004年4月, 作者在长江口九段沙湿地对互花米草与芦苇空中凋落物氮含量(单位面积凋落物的总氮量, N g/m²)进行了测定, 结果表明互花米草的氮含量比芦苇高。在空中分解过程中, 互花米草茎(包括叶鞘与秆)凋落物的氮含量显著上升, 但芦苇茎凋落物的氮含量显著降低。2006年1月, 又对中国海岸带6个地点的盐沼中互花米草的凋落物进行取样和氮浓度测定, 发现互花米草空中叶鞘与秆的老凋落物(2004年冬季产生)的氮浓度均显著高于其新产生的凋落物(2005年冬季产生), 表明在空中分解过程中, 互花米草叶鞘与秆凋落物氮含量增加具有普遍性。进一步的温室受控实验结果表明, 互花米草凋落物氮含量增加可能是由腐生固氮微生物引起的。以上结果表明,互花米草取代芦苇后, 改变了空中凋落物的氮动态, 增加了生态系统中氮的输入, 可能有利于互花米草的快速扩张。     

转基因逃逸及其环境生物安全评价研究进展——抗虫水稻案例分析

转基因技术研发为提高我国水稻产量和减少劳动力投入提供了巨大机遇。我国对转基因水稻研发进行了大量的投入,目前已培育了具有不同新性状的转基因水稻品系,许多品系已进入生物安全评价阶段。风险评价对转基因水稻的安全生产至关重要,是其商品化生产之前必须解决的问题,其中包括转基因逃逸及其潜在环境影响。对水稻抗虫转基因逃逸及其潜在环境风险的评价包括3个重要环节：（1）通过田间试验和模型模拟检测转基因漂移到非转基因栽培稻及其野生近缘种的频率;（2）检测转基因在栽培稻和野生近缘种后代中的表达;（3）确定转基因对野生近缘种群体适合度和进化潜力的影响。大量研究表明,在近距离的空间范围内栽培稻品种之间的基因漂移频率很低（〉0.1%）,但栽培稻与其野生近缘种的基因漂移频率变异很大。进一步研究还表明,Bt抗虫转基因在栽培稻与普通野生稻后代中均能正常表达,但在其不同生长阶段,表达量有很大变异。在有较高水平的害虫虫压下,含有抗虫转基因的栽培稻及野生近缘种杂交后代与不含转基因的对照相比,抗虫性显著提高且适合度利益明显;但是,在虫害发生水平较低时,含有抗虫转基因的群体与不含抗虫转基因的群体相比没有显著的适合度优势。综上,转基因逃逸到非转基因水稻的频率极低,并且可以通过空间隔离阻断其逃逸。虽然抗虫转基因向杂草稻以及与栽培稻距离较近的野生稻群体的逃逸无法避免,但是野生稻和杂草稻群体周围环境中的总体虫压较低,所以基因漂移带来的环境影响应十分有限。     

鄱阳湖浅碟湖泊沉水植物冬芽的分布及对植食水鸟的食物贡献

沉水植物的冬芽是植食性水鸟在越冬期的重要食物。鄱阳湖是长江中下游地区极为重要的水鸟越冬地,了解沉水植物冬芽的空间分布及其对越冬植食性水鸟的食物贡献可为水鸟保护提供科学依据。2012年10月和2013年4月,采用样方法调查了鄱阳湖典型蝶形湖泊(沙湖)内沉水植物冬芽的种类、密度和空间分布。调查共记录到两种沉水植物冬芽,分别为刺苦草(Vallisneria spinulosa)和罗氏轮叶黑藻(Hydrilla verticillata var.rosburghii)冬芽。10月份两种冬芽的密度分别为(9.53!1.73)个/m2和(25.78!3.97)个/m2,显著高于4月份的密度(2.52!0.91)个/m2和(4.76!1.17)个/m2(Z=3.712,P0.01;Z=5.738,P0.01);10月份两种植物冬芽的生物量(干重)分别为(3.07!0.65)g/m2和(5.43!0.75)g/m2,也显著高于4月份平均生物量(0.89!0.35)g/m2和(2.21!0.59)g/m2(Z=3.118,P0.01;Z=3.821,P0.01)。10月份罗氏轮叶黑藻冬芽密度显著高于刺苦草冬芽密度(Z=3.466,P0.01),但4月份两种冬芽密度之间无显著差异(Z=1.677,P=0.09)。丰水期(4—9月)能形成冬芽的两种沉水植物的平均水深分别为(2.63!0.15)m和(2.61!0.12)m。沙湖冬季刺苦草冬芽和罗氏轮叶黑藻冬芽是植食性水鸟的重要食物。估计水鸟越冬期在沙湖摄取两种植物冬芽约1.04×108个,共1.9×104kg。     

春、秋季崇明东滩盐沼潮沟大型浮游动物群落分布简

正大型浮游动物(Macrozooplankton)是指体长介于1 mm和1 cm之间的浮游动物[1]。它们主要以碎屑、细菌、藻类、原生动物和中小型浮游动物等为食,同时本身又是鱼类、虾蟹类和水鸟等动物的饵料[2,3],在生态系统食物网中处于中间环节,通过能量传递联系着生产者和次级消费者。     

SSR标记揭示的云南地方稻品种遗传多样性及其保育意义

为了探索水稻(Oryza　sativa　L.)地方品种的遗传多样性及其有效保育方法,对采自云南省17个村寨的82个水稻地方品种和3个国际常用的典型籼稻和粳稻品种进行了微卫星(SSR)分子标记的分析。利用19对SSR引物在85个水稻品种中共扩增出了83个基因型,其分子量变异在100～500　bp之间。基于各品种SSR基因型遗传相似系数聚类分析而获得的UPGMA树状图表明各水稻品种之间存在较大的遗传多样性,其相似系数变异在0.15～0.90之间。但这些地方品种的遗传多样性并非呈均等的地理分布。这85个水稻品种在相似系数为0.52之处分为二组,其中一组包括几乎所有的籼稻品种,而另一组包括全部的粳稻品种,表明SSR标记能很好揭示水稻籼-粳分化。同时,有些来自不同采集地的同名品种表现出一定的遗传差异,说明同名异物的现象存在。云南水稻地方品种具有丰富的遗传多样性,对其有效保育十分重要和迫切,　但只有根据遗传多样性的水平和分布特点,采用正确的保育对策和取样方法才能确保对云南水稻地方品种的有效保育。结果进一步表明,选用适当的微卫星引物,可以为准确鉴定籼稻和粳稻品种及研究其进化规律提供有效的分子标记方法,并有利于有目标的水稻遗传资源保育和育种创新。     

种间杂种染色体配对所揭示的披碱草属植物StY基因组分化及其进化意义

在同倍体(homoploid)植物杂交-分化的物种形成(speciation)过程中,杂交后代与亲本之间的有效生殖隔离是新物种形成的关键。杂种与亲本在时间、空间、生态环境和基因水平上的隔离,保证了杂种后代的分化和稳定,并逐渐形成新物种。为了研究披碱草属(Elymus)含StY基因组四倍体物种的系统演化关系,本文对来自亚洲不同地理分布区的26种披碱草属植物进行了大规模的种间杂交和杂种F1减数分裂染色体配对行为的分析。结果表明各物种之间有不同程度的杂交亲合力,杂交结实率在各杂交组合之间有较大的变异(在4．8％-100％之间);但各物种之间的杂种F1完全不育。证明各物种之间形成了明显的生殖隔离。种间杂种F1减数分裂中期-I染色体配对分析的结果进一步表明,StY基因组随各披碱草属物种地理分布的不同而有不同程度的分化。来自同一分布区(如东亚或西亚分布区之内)物种的StY基因组分化程度较低,但来自不同分布区(如东亚和西亚)物种之间相同的StY基因组具有显著的分化。表明地理隔离对含StY基因组物种的分化起到了十分重要的作用。通过对种间和种内杂种F1的减数分裂异常现象和染色体配对频率变化规律的分析,作者认为细胞学水平的变化,如基因组同源性的分化和染色体结构的变异等都在杂种后代与亲本之间产生生殖隔离并逐渐形成新物种的进化过程中起到了积极的作用。     

不同生境下黄帚橐吾（Ligularia Virgaurea）个体大小依赖的繁殖分配

 研究了不同生境和密度下黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)个体大小依赖的繁殖分配。结果表明无论在种群水平还是在个体水平上,黄帚橐吾都表现出：1) 在不同的生境和种群密度中,个体大小与繁殖体大小均不相同,其排列顺序依次为沙地＞坡地＞滩地、裸地＞非裸地、低密度＞高密度;2) 繁殖分配和单株种子均重在不同生境和种群密度中,其差异程度均从不显著(p>0.05)到极显著(p<0.01)不等;3) 繁殖体大小与个体大小在不同生境和种群密度中均呈极显著的正相关关系(p<0.01);4) 单株种子均重与个体     

受NaCl诱导的盐藻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶cDNA的克隆及其在烟草中的表达

采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术, 获得了盐藻(Dunaliella salina)受诱导表达的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶全长cDNA (DsALDP). 蛋白质序列分析发现, DsALDP与许多植物叶绿体的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(AldP)具有较高的同源性(66%~73%). 系统进化分析进一步证明DsALDP与藻类的AldP亲缘关系最近. 就表达谱而言, DsALDP是NaCl诱导下新表达的转录本, 其表达水平随诱导时间的不同而呈显著变化. 筛选的DsALDP cDNA构建到双元载体pBI121并导入农杆菌用以转化烟草, 对4个T₁代转基因植株进行Southern检测, 证明DsALDP已整合入转基因植株的基因组. RT-PCR分析显示DsALDP在这些植株中均得到有效表达. 生物测试表明, T₁-1, T₁-2和T₁-3植株在100~200 mmol/L NaCl下仍保持醛缩酶活性, 且其脯氨酸含量均有不同程度的升高.     

黄帚橐吾花序结构的资源配置与环境的关系

 为了系统地了解黄帚橐吾(Ligularia virgaurea) 自然种群的繁殖对策,在其繁殖分配研究的基础上,通过统计不同部位头状花序的生物量投入,进一步分析了存在于总状花序内资源分配上的结构效应及其对不同生境条件的反应。结果表明：1）总状花序、不同部位头状花序在资源投入上受其栖息生境各种生态因子的影响而在不同生境和平均种群密度间存在着差异,并表现出一定的趋势;2）可代表个体水平的总状花序大小、头状花序大小、头状花序数量和头状花序平均重量等特征,都与种群密度呈现出程度不同的负相关关系,而总状花序内不同部位的头状花序大小则与种群密度变化无关;3）总状花序内的资源分配存在着位置依赖性,这种显著差异表现为顶部头状花序比基部和中部头状花序有较大的资源分配;4）总状花序顶部、中部和基部头状花序的资源分配与总状花序大小表现出极显著或显著的负相关关系。