赤潮过程中“藻-菌”关系研究进展

微生物对促进海洋物质循环,维持水生环境的生态平衡具有重要作用。在赤潮事件中,基于微生物(尤其是细菌)的多样性和重要性,它们与藻类之间的相互关系成为了研究的热点。过去20年里,人们从不同角度对"藻-菌"间的关系进行了探索,包括物理学过程、生物学过程、环境过程以及化学过程。就化学过程而言,它作为一种较早出现的技术,在以往的研究中带给人们许多认识藻菌关系的方法。随着学科的渗透,化学法有了拓展与延伸,为人们认识藻菌关系带来了新的契机。从化学生态学领域来梳理"藻-菌"关系中涉及的现象和行为,包括菌对藻的有益面、菌对藻的有害面、以及藻类应答细菌行为的化学途径;并从信号语言(群体感应、化感作用)的角度来阐释两者之间的互生或克生关系。通过文献综述的方式来解读藻菌关系的互作过程和机理,为认识赤潮的发生和防控方法提供借鉴。     

锥状斯氏藻藻华期间群体感应信号菌株的动态变化

群体感应信号(quorum sensing, QS)是细菌的一种特殊交流方式, 它具有调节种群密度、生物膜形成、毒素产生以及色素的形成等多种功能。藻菌关系是藻华过程中重要的一环, 为了探求藻华过程中信号微生物的动态变化, 我们以深圳大鹏湾的锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)藻华中的QS 菌株为研究对象, 应用报告菌株和环境微生物宏基因组方法, 监测了藻华爆发期间信号微生物的动态变化过程, 并构建了藻类、QS 微生物与其它微生物的相关性关系。结果表明:在筛选的QS 菌株中经去冗余和重复后成功鉴定了7 种不同的细菌, 分别是冷杆菌Psychrobacter cryohalolentis、普罗维登斯菌Providencia sneebia、假单胞菌Pseudomonas stutzeri、微小杆菌Exiguobacterium sp. AT1b、产酸克雷伯菌Klebsiellaoxytoca、球形赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus sphaericus 和鲍氏不动杆菌Acinetobacter baumannii。相关性分析发现P.sneebia 的丰度与藻类数量变化呈正相关, 而L. sphaericus 和P. stutzeri 的丰度与藻类数量变化呈负相关, 其它QS 微生物中未见显著相关性。综合实验的结果来看, QS 微生物在藻际微生物的群体结构中扮演着一定的生态作用, 它帮助我们从一个新的视角了解藻华过程中QS 微生物的丰度变化和网络关系, 为认识藻菌关系提供了新的思路。     

不同马铃薯品种(系)耐旱性综合评价及其指标筛选

以4个马铃薯品种(系)为供试材料,采用盆栽人工控水和组培条件下PEG-6000胁迫两种不同的模拟干旱形式进行处理,通过形态与生理指标综合评价其耐旱性差异,为马铃薯抗逆栽培及耐旱品种的选育提供依据。盆栽苗设置正常灌水(CK)和2个干旱胁迫处理：中度干旱(T1,土壤相对湿度指数45%±5%)、轻度干旱(T2,土壤相对湿度55%±5%),组培试管苗设置4个PEG-6000浓度(5%、10%、15%和20%),对干旱胁迫下盆栽马铃薯的单株平均产量、9个形态指标、6个生理指标进行测定,使用3种方法对实验数据进行分析,评价了供试材料的耐旱性强弱并以组培苗进行验证。结果表明：经两种不同的模拟干旱处理后,筛选出的耐旱种质较为一致,耐旱性较好的品种(系)均为高代品系D1520和“滇薯97”,对干旱敏感的品种均为“青薯9号”和“滇薯1418”;从15个指标中简化出脱落酸含量、过氧化物酶活性、叶片数、株高、节数、分支数和叶片夹角7个对干旱胁迫敏感指标;各品种(系)的叶片数指标经组培试验验证后,可作为耐旱评价的重要指标。     

湖南茶陵普通野生稻保护区优势种的空间分布和生态位分析

用2m×2m的样方调查了湖南茶陵普通野生稻保护区群落,绘制了群落优势种水平分布图。选用斑块数量、总斑块面积、平均斑块面积、标准差、变异系数、中值、最大斑块面积、最小斑块面积和优势度等几个描述统计量,来刻画斑块大小的分布特征。选取9个不同生态条件的样地计测了其中10个主要物种的生态位宽度;以群落间接生境梯度代替生态因子梯度,计算了其生态位重叠值,进行了生态位重叠排序。结果表明：各物种斑块在群落中呈异质分布,物种在群落中发生现实生态位分离,这种分离主要是由生境条件特别是生境水位决定的。根据生态位重叠排序可把物种分为3组：莼菜(Brasenia schreberi)、水竹叶(Murdannia triqeutra)、莲(Nelumbo nucifera)、锐棱荸荠(Eleocharis acutangula)、水毛花(Scirpus triangulatus)、慈姑(Sagittaria trifolia)等分布于20cm以上的深水位生境;普通野生稻(Oryza rufipogon)、李氏禾(Leersia hexandra)等分布于10～20 cm中水位生境;柳叶箬(Isachne globosa)分布于10cm以下浅水位生境。排序的结果与物种在群落中的空间分布情况相符合。在普通野生稻的保护实践中,适宜生境尤其是适宜水位的维持十分重要。     

刈割频度对普通野生稻实验种群的影响

本文通过考察普通野生稻(Oryza rufipogon)实验种群对不同频度刈割的反应,揭示刈割对该种群的密度、株高、生物量、单枝生物量和有性生殖份额等有明显的抑制作用,对累积株高增长和光合系统份额则有一定的促进作用。刈割频度越大,作用越大。但对后两者的促进是以消耗地下部分的物质和能量为前提的,超过一定频度的刈割不仅可使其有性生殖份额降至零,还可导致种群消亡。提示过频破坏普遍野生稻地上部分是该种部分种群发生地方性绝灭的重要原因之一。     

生物标志物（Biomarkers）在海洋环境监测中的研究与进展

污染物的存在给海洋环境和生态健康带来了巨大的压力,如何监测这些污染物并对其毒性进行科学的评价,成为当今环境科学关心的热点问题。生物标志物（Biomarkers）是毒理学研究的重要工具,它能对污染事件进行早期预警,并能在一定程度上评估生态风险。对近十多年来生物标志物的研究与应用进行了回顾,总结了不同水平（分子、细胞、个体、系统）生物标志物的种类、特征、检测方法和应用特点,并对现存挑战和未来发展趋向进行了展望,旨在系统的认识生物标志物,并为其在海洋环境监测中的合理应用提供理论借鉴。     

微生物的交流信号

多年来微生物一直被认为是相对孤立的个体,在环境中独立地生存,但近些年的研究使人们认识到微生物也使用复杂多样的方式进行种内、种间,甚至与其他生物间的跨界信息交流。这些交流由特定的信号分子来完成,称之为微生物语言。借助这些交流语言使微生物在特定的生态位中与其相邻个体或种群建立了多样的互动关系,包括合作、竞争与资源共享等,通过协调群体行为,共同应对多变的环境。随着现代分子科学对自然微生物群落的不断深入研究,人们对微生物交流也逐渐有了更为清晰的认知。本综述总结了原核和真核微生物所使用的主要信号物质(如群体感应、群体猝灭、抗生素等)和交流方式,讨论了这些通讯语言在种内(同种微生物)、种间(异种微生物),以及跨界(微生物与宿主)交流上的表现。旨在更为深入地解读这一有趣的多学科交叉研究领域,更好地理解微生物交流语言的形式、机制和目的,为微生物行为的解读和生态事件的解析获取基于化学生态学的新思路。     

湖北斧头湖浮叶水生植物群落学研究I．菱群落的结构

本文从三方面考察了斧头湖菱群落的结构,并对之进行了周年观察。菱群落内共有１５种植物）可归为５个生活型１３个生长型,组成种类较为丰富。利用生活型－生长型分析能较好揭示菱群落的结构。从大范围看,菱群落呈带状或斑块状分布;从小范围看,菱种群呈群聚分布,聚块大小从０．１６－８ｍ￣２不等。群落垂直结构分两层：浮叶植物层和沉水植物层,浮叶水生值被的光合作用系统和生物量多集中在水面层）无发达地下根茎系统。菱群落内菱种群的生物量６－７月达最大值,其空间生态位与荇菜和水鳖等部分重叠,但通过时间序列发生生态位分化,以缓和对空间生态位的竞争。     

斧头湖挺水植被的群落学研究——Ⅰ.菰群落(Com.Zizania latifolia)的结构

本文从物种结构、水平结构和垂直结构三个方面结合其时间特征对湖北省武昌县斧头湖的菰群落进行了分析。结果表明:①菰群落的区系组成和生长型较为丰富,菰是该群落中唯一的建群种;②菰群落内部表现出不同物种的种群分布在水平方向上的分化。菰群落内部小环境多样,存在着许多小群落。菰的抽条为群聚分布,表现出形态学格局;③菰群落垂直结构简单,多数情况下仅存在一个挺水植被层。群落生产结构的变化与水位及其本身的生长特性有关。菰群落的地下成层现象也是一个值得注意的问题。     

湖南、江西普通野生稻居群变异的数量分类研究

本文运用数量分类方法,对产于湖南、江西两省的普通野生稻居群和性状进行了聚类分析。结果初步揭示了分布于我国北界的普通野生稻居群的类型和性状间的关系,表明环境因素是决定居群类型的重要原因;东乡县两居群高度游离于所有其它居群,充分说明了其高度的特殊性和它们之间的遗传异质性。