外来入侵植物的根系觅养行为研究进展

土壤养分分布具有高度空间异质性, 植物的根系觅养行为是其对土壤养分异质性的一种适应。不同植物为了适应养分异质性会产生不同的根系觅养行为, 通过调整自身的根系觅养范围、觅养精度和觅养速度来更好地吸收利用土壤中的养分。外来植物与本地植物的竞争是决定其成功入侵的重要因素, 土壤养分等环境因素会影响它们之间的竞争关系。近年来, 外来入侵植物的觅养行为逐渐受到人们的关注, 关于入侵植物根系觅养行为的研究成果陆续出现: (1)总体来看, 外来入侵植物具有较强的根系觅养能力, 但根系觅养范围与觅养精度之间的权衡关系还不确定; (2)营养异质性会影响入侵植物与本地植物之间的竞争, 反过来, 二者之间的竞争也会影响根系觅养行为对营养异质性的响应; (3)丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能够提高入侵植物的根系觅养能力, 外来植物入侵能够改变入侵植物对AMF的偏好性, 形成AMF对入侵的正反馈作用, 而本地植物与AMF的相互作用也会影响入侵植物的竞争力。未来还应加强营养异质环境下种间竞争和AMF共生对入侵植物根系觅养行为的影响机制研究, 以及全球变化背景下入侵植物根系觅养行为的变化与机制方面的研究, 可以更深入地认识外来植物的觅养行为在其成功入侵中的作用, 并为利用营养调控来防控入侵植物提供理论依据。     

鹞落坪落叶阔叶林蔷薇科主要树种的空间分布格局及种间关联性

为探讨大别山森林群落的构建和演替机制, 本文基于安徽鹞落坪落叶阔叶林11.56 ha动态监测样地的定位监测资料, 采用最近邻分析和O-ring函数、Monte Carlo拟合和零模型选取的方法, 分析了落叶阔叶林蔷薇科主要树种水榆花楸(Sorbus alnifolia)、山樱花(Cerasus serrulata)和中华石楠(Photinia beauverdiana)不同年龄阶段的空间分布格局及种间关联性。结果表明: (1)在整个样地中3个树种的小树和成年树阶段都为聚集分布, 且随年龄增加聚集性减弱, 在老树阶段转为随机和均匀分布。(2)在0-50 m尺度范围内, 以完全随机模型(complete spatial randomness, CSR)为零假设时, 3个树种整体及小树都在小尺度(≤ 10 m)上呈聚集分布, 成年树与老树多为随机分布。以异质性泊松模型(heterogeneous Poisson, HP)为零假设时, 树种的聚集与生境异质性间呈负相关, 3个树种只在≤ 4 m尺度上出现聚集现象。(3) 3个树种种内各个年龄段之间在较大范围内多为负相关和无显著相关性, 同时各树种及不同年龄段之间受种间竞争和密度制约效应影响在小尺度上(≤ 10 m)多为负相关, 随尺度增加相关性减弱。综合而言, 大别山落叶阔叶林中蔷薇科植物的分布格局整体上多为聚集分布, 随树龄增加聚集性减弱, 在中大尺度上受生境异质性效应的影响显著, 在小尺度上多为负相关, 各树种内部各龄级相互之间也多为负相关。     

Komagataeibacter rhaeticus 3-15全基因组及葡萄糖脱氢酶基因缺失体的构建

细菌纤维素(BC)是一种新型的可再生、可降解的生物高分子材料。为了最大程度的发挥BC生产菌株K.rhaeticus 315的生产能力,本文首先对K.rhaeticus 315进行全基因组测序,通过功能基因的注释、分析碳源代谢流向。结果显示,该菌株碳代谢特征之一是缺乏磷酸果糖激酶的编码基因,不能通过EMP途径代谢糖类碳源,而是主要通过PPP途径和TCA途径代谢碳源,维持菌体生长和BC合成。由于葡萄糖脱氢酶的存在,该菌株在合成BC的同时生成大量副产物—葡萄糖酸。为此,本文通过敲除葡萄糖酸合成酶相关基因,即葡萄糖脱氢酶基因gcd,构建葡萄糖脱氢酶基因缺失重组株(gcd^-),将葡萄糖酸的生成量降低了77%。     

临安区不同森林类型竞争指数比较研究

竞争对树木生长有重要影响,通常用竞争指数定量描述树木之间的竞争关系。以浙江省杭州市临安区的乔木林为对象,利用2004年临安区森林资源监测数据,基于Voronoi图的Hegyi竞争指数,在区域尺度上对临安区多种森林类型的竞争关系进行分析。结果表明：在单木水平上,不同森林类型单木的总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数在胸径5-10 cm最大;单木平均竞争指数随着胸径的增大而降低,胸径 > 30 cm的竞争压力得以缓解;临安区林木的竞争主要来源于种内竞争,天然林的种内竞争占总竞争指数的比例 > 50%,人工林的种内竞争占总竞争指数的比例 > 60%。径级平均总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数与胸径的关系均服从对数函数关系。在林分水平上,不同森林类型的林分总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数存在显著差异。平均总竞争顺序为：天然阔叶林 > 天然针阔混交林 > 人工针叶林 > 天然针叶林 > 人工针阔混交林 > 人工阔叶林。种内平均竞争顺序为：人工针叶林 > 天然阔叶林 > 天然针叶林 > 天然针阔混交林 > 人工针阔混交林 > 人工阔叶林。种间平均竞争顺序为：天然针阔混交林 > 人工针阔混交林 > 天然阔叶林 > 天然针叶林 > 人工针叶林 > 人工阔叶林。人工阔叶林的平均总竞争指数、种内竞争指数和种间竞争指数均为最小,该森林类型以山核桃经济树种为优势树种,说明为提高山核桃产量,人为控制低种植密度的经营措施有效降低了林分竞争强度。     

烟草青枯病劳尔氏菌与拮抗菌对根系分泌物的竞争作用

[目的]研究青枯病病原菌与拮抗菌的营养特性及其对烟草根系分泌物的响应差异,对提高拮抗菌定殖能力、有效生物防控烟草青枯病具有非常重要的意义。[方法]本研究通过筛选与鉴定贵州烟区青枯病病原菌株及拮抗菌株,通过Biolog表型芯片技术分别检测病原菌与拮抗菌的特征性碳、氮源,利用气质联用(GC-MS)检测烟草主栽品种K326根系分泌物的主要物质,在此基础上进行病原菌与拮抗菌对其利用能力、利用强度以及共培养的研究。[结果]经鉴定,分离、筛选到的病原菌株和拮抗菌株分别为青枯劳尔氏菌(Ralstonia solawacearum)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);在含量为0.01μg/mL以上的根系分泌物中,12种物质的含量从高到低排序为:果胶>葡萄糖>木糖>阿拉伯糖>半乳糖>核糖>蔗糖>苯甲酸>果糖=D-甘露醇>棕榈酸>富马酸,果胶含量最高且明显高于其他物质;拮抗菌(LX4)对碳源利用能力高于病原菌(Rs)的碳源有阿拉伯糖、木糖和核糖,分别是病原菌利用能力的1.22、1.95和2.17倍;前12 h拮抗菌利用果糖强度高于病原菌,不同碳源共培养24 h后LX4对gfp-Rs(绿色荧光蛋白标记后的青枯病病原菌)抑制率为18.34%(阿拉伯糖)、53.23%(木糖)、63.53%(核糖)和52.09%(果糖)。[结论]拮抗菌对烟草根系分泌物的利用不及病原菌,但在特定碳源条件下拮抗菌能够利用根系分泌物中的某些碳源产生某种拮抗物质抑制病原菌,拮抗菌与病原菌之间同时存在利用性竞争和干扰性竞争关系,研究结果为进一步研究烟草青枯病的生物防控提供了新的理论依据。     

鸭源鸡杆菌ompW、gtxA双基因缺失株的构建及其相关特性分析

鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis,G.anatis)是家禽中常见的条件性致病菌,主要引起蛋鸡生殖道疾病,造成产蛋量下降。【目的】为探究RTX样毒素GtxA及外膜蛋白(OmpW)对鸭源鸡杆菌生物学特性和致病力的影响。【方法】本研究采用自然转化法对突变株RZ△ompW进一步缺失gtxA构建突变株RZ△ompW△gtxA,通过分析其生长特性、黏附能力、引起细胞凋亡程度及对小鼠致病性等,探究其与生物学特性及致病性可能的关系。【结果】结果显示,RZ△ompW△gtxA能稳定遗传gtxA的缺失;单双基因突变株溶血活性均消失、与RZ株相比菌落形态及生长速率并未出现显著改变;相比RZ、RZ△ompW和RZ△gtxA,双基因缺失株RZ△ompW△gtxA在不同时段对鸡原代输卵管上皮细胞的黏附能力显著降低(P0.05),诱导鸡输卵管上皮原代细胞发生凋亡的能力明显减弱,对小鼠的致病力显著降低。【结论】GtxA毒素和外膜蛋白OmpW在鸭源鸡杆菌毒力、黏附宿主细胞及诱导其细胞凋亡中起重要作用,且可能存在明显的协同关系。本研究为鸭源鸡杆菌感染机制的阐明奠定基础。     

产志贺毒素大肠杆菌O18 XZ113 株主要毒力基因eaeA、stx2、ehxA 突变株的构建及其对小鼠的致病作用

[目的]探讨毒力基因eaeA、stx2、ehxA与产志贺毒素大肠杆菌O18致病力的关系.[方法]利用λ-Red重组系统,构建STEC XZ113株eaeA、stx2、ehxA基因缺失突变株并进行一系列生物学特性的研究.[结果]细胞粘附试验表明突变株XZ113△eaeA对HEp-2细胞的粘附能力明显降低;Vero细胞毒素试验表明突变株XZ113 △stx2失去了使Vero细胞发生病变的能力;溶血活性试验表明突变株XZ113△ehxA无法在血平板上产生溶血圈,丢失了溶血能力.回复株在以上表型方面与野生株XZ113一致;与亲本株的体外竞争试验结果表明,突变株竞争力减弱,体内竞争结果表明突变株XZ1 13△eaeA被中度致弱;突变株XZ113 △stx2和突变株XZ113△ehxA被高度致弱.[结论]stx2、ehxA基因在STEC O18 XZ113株的致病过程中发挥着更为重要的作用.     

集胞藻6803光合自养生长突变株的筛选与鉴定

集胞藻(Synechocystis sp.)PCC6803(以下称集胞藻6803)是一种单细胞蓝藻,既可进行自养生长,也可在光合系统失活的情况下利用葡萄糖进行异养生长[1],具有天然的DNA转化系统,为筛选光合自养生长突变株和基因功能的鉴定提供了便利.其全基因组序列已于1996年公布[2].     

玉叶金花种内性状置换的初步研究

通过对茜草科玉叶金花属植物玉叶金花传粉生物学及种内形态分化和分布特点的初步研究,发现该种的两个变种玉叶金花和白花玉叶金花在形态和生境适应上都有一定的规律。研究表明,楠藤与开黄花的玉叶金花原变种的传粉者主要是鳞翅目昆虫,而玉叶金花的白花变种的有效传粉者是膜翅目昆虫。认为变种白花玉叶金花居群的出现与同属植物楠藤的同域分布及避免相互竞争传粉者有关。白花玉叶金花变种的出现属于性状置换现象。     

CHO工程细胞株低血清培养的初探

以DMEM: F12(1: 1)为基础培养基,对CHO细胞的低血清培养进行了初步探索,降低培养基中血清含量,观察了细胞在10%、5%和1%等不同浓度低血清培养条件下生长状态和外源蛋白表达活性的变化.试验结果表明:在含1%血清的F12: DMEM(1: 1)培养基中,细胞仍能保持良好的生长状态,且培养上清中的目的蛋白活性与常规血清浓度10% DMEM培养条件下的活性接近.从而达到了既可以降低生产成本,又可以降低纯化难度的目的.