小叶锦鸡儿灌丛化对典型草原群落结构与生态系统功能的影响

草原灌丛化是全球干旱半干旱地区面临的重要生态问题。灌丛化对草原生态系统结构与功能的影响较为复杂, 有待于在更广泛的区域开展研究。该研究在内蒙古锡林郭勒典型草原选择轻度、中度和重度灌丛化草地, 通过群落调查, 结合植物功能性状和土壤理化性质观测, 研究了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化对草原群落结构(物种多样性、功能多样性和功能群组成)和生态系统功能(初级生产力、植被和土壤养分库)的影响。结果表明: 1)不同程度灌丛化草地的物种丰富度、功能性状多样性和群落加权性状平均值差异显著, 其中, 中度灌丛化草地的物种多样性和功能多样性较高, 表明一定程度的灌丛化有利于生物多样性维持。2)重度灌丛化草地的地上净初级生产力(ANPP)显著高于轻度和中度灌丛化草地, 其原因主要是随着灌丛化程度加剧, 群落内一/二年生草本植物显著增加, 而多年生禾草和多年生杂类草显著减少。三个灌丛化草地的植被叶片和土壤碳、氮库差异均不显著。3)灌丛化对草原生态系统功能包括ANPP、植被和土壤养分库均没有直接的影响, 而是通过影响功能群组成、土壤理化性质和功能多样性, 间接地影响生态系统功能; 灌丛化导致功能群发生替代和土壤旱碱化是最重要的生物和非生物因素。     

2008-2017年度微生物资源分类方向申请与资助情况

本文简要统计分析了2008至2017年度国家自然科学基金微生物学科在资源、分类和系统发育方向的项目申请、受理和资助情况。针对本方向项目资助与管理过程中的突出问题,对未来工作提出若干建议。     

Cd2+、Cu2+胁迫对黑藻(Hydrilla verticillata)的生长及光合荧光特性的影响

以黑藻(Hydrilla verticillata)为供试材料,采用Cd2+和Cu2+等两种重金属分别在5个浓度梯度水平下的河砂水培方法,研究Cd2+或Cu2+不同浓度胁迫对黑藻株高、生物量、成活率和叶绿素含量的影响,以及对黑藻叶片最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm),PSⅡ最大量子产率(QYmax,)、稳态下的PSⅡ反应中心关闭程度(1-Qp_Lss)、稳态下的非光化学淬灭(NPQ_Lss)等光合荧光参数及其荧光成像的影响,探讨各个参数分别随镉、铜浓度递增的变化规律。研究结果表明,Cd2+胁迫下黑藻的株高显著下降,说明Cd2+可能对黑藻叶片的维管束结构产生伤害作用;Cd2+和Cu2+胁迫对黑藻鲜重均无显著影响,说明与水生植物自由水含量存在一定关系;Cd2+和Cu2+胁迫均使黑藻干重显著下降,其中Cu2+胁迫对黑藻干重的影响更显著,说明Cu2+胁迫对黑藻累积生物量的影响远大于Cd2+;Cd2+和Cu2+胁迫下叶绿素各值均呈下降趋势,而Cu2+胁迫对叶绿素的影响更大,说明Cu2+对黑藻叶绿体的毒害比Cd2+更大。随着Cd2+或Cu2+胁迫浓度梯度的增加,黑藻的叶绿素荧光参数(Fo、Fm、QYmax)呈显著下降趋势,(1-Qp_Lss)呈上升趋势,而NPQ_Lss先上升后下降。黑藻在不同重金属胁迫下的生理指标、荧光参数及成像特征等方面所表现出的变化差异性,反映出同等浓度下黑藻受重金属胁迫的影响程度为:Cd2+胁迫Cu2+胁迫;黑藻可以在Cu2+浓度低于1 mg/L的环境下具有正常的光合活性,可推测将黑藻用于低浓度Cu污染水域的修复;在Cu2+浓度达3 mg/L以上环境下黑藻即无法长时间生存,可推测黑藻可以作为Cd污染水环境的指示种。     

凋落物去除和添加处理对典型草原生态系统碳通量的影响

为揭示凋落物去除和添加处理对草原生态系统碳通量的影响, 2013和2014年连续两年在成熟群落围封样地进行凋落物去除实验、在退化群落放牧样地进行凋落物添加实验, 并运用静态箱法探讨碳通量变化规律并分析其主要影响因子。结果表明: 两种群落的净生态系统CO₂交换(NEE)有明显的季节性变化。对成熟群落而言, 去除50%凋落物显著增加了NEE, 去除100%凋落物显著降低了NEE, 而对生态系统总初级生产力(GEP)和生态系统呼吸(ER)均无显著影响; 对退化群落而言, 凋落物添加显著增加了GEP和NEE, 而对ER无显著影响。两种群落的GEP与10 cm土壤温度显著正相关, 但NEE和GEP的变化规律与土壤温度相反, 与10 cm土壤湿度相同。由此可见, 凋落物去除和添加处理对生态系统碳通量的影响主要是改变土壤湿度和地上生物量,而不是改变土壤温度。该研究为合理利用凋落物改善草地生态系统管理和促进草地恢复提供了理论依据。     

炭样小单孢菌中抗生素生物合成相关蛋白的筛选

目的：筛选一株具有广谱抗菌活性的炭样小单孢菌JXNU-1中核苷类抗生素生物合成相关蛋白。方法：通过iTRAQ定量蛋白质组学技术对JXNU-1菌体生长期（36h）和产物合成期（108h）的差异蛋白进行鉴定和功能分析。结果：基于iTRAQ定量蛋白质组学技术共鉴定出炭样小单孢菌总蛋白质2390个,差异表达蛋白172个,在产物合成期（108h）表达上调76个、表达下调96个。通过蛋白GO和COG注释等功能分析,筛选出12个与抗生素合成密切相关蛋白和5个生物合成基因簇。结论：利用iTRAQ技术筛选出炭样小单孢菌JXNU-1的抗生素合成相关蛋白,为阐明该抗生素的生物合成机制奠定实验依据。     

鄱阳湖具刚毛荸荠居群遗传多样性和克隆结构的初步研究

采用ISSR标记对鄱阳湖的2个具刚毛荸荠(Heleocharis valleculosa f.setosa)居群共120个个体的遗传多样性和克隆结构进行了研究.5条ISSR引物共检测到85个位点,其中49个为多态位点,占57.65%.具刚毛荸荠具有较高的遗传多样性(在物种水平上,Nei's基因多样性指数H=0.1545,Shannon信息指数I=0.2400),两居群间遗传分化很小.具刚毛荸荠的克隆多样性很高(D=0.9975),两居群不具有共同的基因型.空间自相关分析表明,具刚毛荸荠居群内遗传变异为随机分布格局.     

亚洲玉米螟两个不同地理种群对暗期干扰的滞育反应

为了探明亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)不同地理种群对暗期干扰的滞育反应, 本文在研究了亚洲玉米螟南昌种群（28°41′N, 115°53′E）和哈尔滨种群（44°56′N, 127°10′E）光周期反应的基础上, 在室内分别测试了25℃和28℃温度下1 h的光脉冲干扰光周期L9∶D15和L12∶D12对这两个不同地理种群幼虫滞育抑制的影响。结果表明： 在25℃和28℃下, 哈尔滨种群的临界日长分别比南昌种群延长了1 h 40 min和2 h; 在所有测试的暗期干扰实验中, 除了极少数光脉冲干扰点外, 南昌种群幼虫滞育的发生率显著低于哈尔滨种群; 1 h光脉冲干扰光周期L9∶D15的滞育发生率明显低于干扰光周期L12∶D12, 且前者表现了暗期的中间对光脉冲最敏感, 而后者显示了暗期的初期对光脉冲最敏感; 28℃下光脉冲对滞育的抑制效果强于25℃。这些结果进一步提示, 即使在同种昆虫中, 如果地理种群和实验条件不同, 暗期干扰对滞育抑制的效果也可能不同。     

亚洲玉米螟体重和体型的地理变异

为探明亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis体重和体型地理变异,我们详细比较了来自4个不同地理种群（海南乐东18.8°N, 109.2°E),广西阳朔24.8°N, 110.5°E),江西南昌28.8°N, 115.9°E)和河北廊坊39.5°N, 116.7°E)）亚洲玉米螟的体重、体型大小及其与采集地纬度的关系。结果表明：不同地理种群的亚洲玉米螟卵重随纬度的升高而逐渐增大,符合贝格曼法则(Bergmann’s law), 而雌雄蛹重及成虫体长、后足腿节长和前翅长均随纬度的升高而逐渐减小, 符合反贝格曼法则(Converse Bergmann’s law)。雌虫的前翅显著长于雄虫, 其性体型二型性符合任希法则(Rensch’s rule),即在雌虫体型较大的种群中,雄虫前翅比雌虫前翅增长幅度相对较大。本文结果进一步揭示了即使在同一种类昆虫中,其各个虫态体重和体型的地理变异也可能不同。     

温周期对不同地理种群棉铃虫幼虫发育及蛹滞育的影响

为了探明不同地理种群棉铃虫Helicoverpa armigera (Hiibner)对温周期的反应,本研究系统调查了棉铃虫广东广州种群(23.08°N,113.14°E)、江西水修种群(29.04°N,115.82°E)、山东泰安种群(36.15°N,116.59°E)和辽宁喀佐种群(41.34°N,120.27°E...     

气候变化对鄱阳湖白鹤越冬种群数量变化的影响

分析了1983—2011年鄱阳湖国家级自然保护区越冬白鹤种群数量的年际变化趋势,检验了白鹤种群动态与繁殖地和越冬地气候变化的相关性,气候变量包括月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温和月降水量。研究结果表明,鄱阳湖国家级自然保护区内的白鹤年最大数量平均为(2 130±153)只,呈显著地线性增长趋势(R2=0.454,F=22.441,df=28,P=0.000),但年际波动较大。在越冬地,越冬当年10月、11月、12月的气候变量与白鹤种群数量没有显著的相关性,但越冬初期10月份和越冬后期翌年3月份的气温变量与第4年、第5年、第6年及第7年的白鹤种群数量存在显著的正相关,表明越冬地气候对白鹤种群大小的影响存在时滞效应。越冬初期和末期可能是白鹤补充能量的关键阶段,而且越冬初期的气候可能也与冬季食物的数量或质量相关,因此这两个阶段的适宜气温可能有利于个体尤其是幼鹤的存活,使更多的个体参加繁殖,由于白鹤的性成熟年龄在3—5a,因此其对白鹤种群增长的有利影响会在3a以后表现出来。白鹤种群数量变化与繁殖地繁殖期的降水量没有显著的相关性,而与7月份的气温变量存在显著的正相关。多元线性回归分析结果表明,6a前的10月份平均最低温度、2a前的10月最高温度及5a前的10月平均气温是白鹤种群数量变化的显著预测因子,共同解释了鄱阳湖国家级自然保护区白鹤种群数量变化的74.8%(F=23.807,df=27,P=0.000)。