海北高寒草甸生态系统研究定位站没有发现C4植物——来自于稳定性碳同位素的证据

通过对海北高寒草甸生态系统研究站25个科、70个属、102种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,以确定植物群落的光合型。结果表明,所测定的102种植物的稳定性碳同位素比值(δ^13C)介于-28．24‰和-24．84‰之间,说明这102种植物均属于C3植物,无C4植物或CAM植物。植物这种光合型的分布与该生态系统中的环境因子密切相关,是低温、强辐射等环境因素长期作用的结果,也反映了植物对这种特殊环境的适应。     

gTME构建共发酵木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母

利用全转录工程（gTME）方法将全局转录因子spt15随机突变并克隆表达, 构建突变库。将突变基因连接到表达载体 pYX212上, 醋酸锂法转化入不利用木糖的酿酒酵母YPH499中, 经特定的培养基初筛获得高效利用木糖并共发酵木糖和葡萄糖的酿酒酵母重组菌株。对获得的重组菌株进行了初步研究, 该菌株能够很好的利用木糖并共发酵木糖和葡萄糖。在30oC, 200 r/min, 发酵96 h时, 50 g/L木糖和葡萄糖的利用率为94.0%和98.9%, 乙醇产率为32.4%和31.6%, 原始菌株乙醇产率为44.3%; 当木糖和葡萄糖以质量比1:1混合发酵时, 木糖和葡萄糖利用率分别为91.7%和85.9%, 乙醇产率为26%。木糖醇的含量极低。     

反卷积在生物组织光传输特性研究中的应用

生物组织中的光传输特性可以以点扩散函数表征,即在线状光束入射条件下,生物组织中某一深度层面上的光强度场分布。为获得点扩散函数的具体形式,已发展了多种理论分析方法,其中以Monte Carlo模拟方法最具代表性。但现有理论计算方法都要以生物组织的光学参数已知为前提,而光学参数的准确度直接影响着计算的精度。从线性平移不变系统理论出发,生物组织内一定深度层面上的光强分布被看成是光源强度分布与点扩散函数的卷积,从而提出通过测量在轴对称的准直扩展光源照射条件下,组织中特定层面上的光强度分布,利用反卷积重建生物组织的点扩散函数的方法,并将这种方法应用于典型生物组织透射面上点扩散函数的重建,得到了相应的点扩散函数。实验结果与Monte Carlo模拟的结果吻合较好,表明该方法从实验上获得生物组织点扩散函数的正确性和有效性。     

马毛色遗传机理研究进展

动物毛色是人类正向选择产生的表型之一,在遗传与进化过程中扮演着重要角色。其中马的毛色丰富多变,单从表型无法准确判别其属于哪种毛色,造成马品种登记时毛色性状记录不准确,因此研究马毛色形成机理在育种工作中具有重要意义。随着基因组学及测序技术的日益成熟,马毛色形成遗传机理的研究不断深入,并发现不同毛色性状与特定疾病之间的相关性。本文从遗传学的角度对马的毛色进行归类,对与其形成的相关基因、作用机理及应用等研究进展进行了综述,以期为马毛色形成机理的系统性研究和马匹选育提供借鉴和参考。     

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。     

不同年龄巴山木竹种群克隆结构

很多竹类植物是典型的克隆植物,也是大熊猫的食物。研究典型竹子种群克隆结构的形成和发展对竹林的生产和抚育具有理论和实践意义,可为预测该竹林群落的演替趋势和大熊猫保护提供科学依据。利用SSR标记研究不同年龄A(7龄)、B(30龄)和C(60龄)巴山木竹种群的克隆结构和多样性,探讨小尺度范围内不同年龄巴山木竹种群的克隆结构及斑块的建立和发展。8对SSR引物共扩增出了118个位点,3个种群样地的256个样本共检测到了49个克隆(基因型),A、B和C种群分别检测出31、10个和8个克隆。随着种群年龄的增长,巴山木竹克隆面积增加,克隆数量减少;A和B样地各克隆分布格局为团块状,而C样地克隆既有团块状又有离散状。这一结果显示出在幼苗定居的初期,基株可能以短距离的克隆延伸为主从而呈现出团块状;而随着年龄的增长,克隆面积不断扩大,当复轴混生型的巴山木竹克隆受到强大的压迫时,基株可能会进行较多的单轴和长距离克隆延伸,呈现出离散状。Mantel检测和空间自相关分析都支持3个样地在小尺度范围内存在明显的克隆空间遗传结构。3个样地在10 m等级下显著的正相关空间遗传结构距离为3.1、28、48 m,X-轴截距为9.051、30.698和50.536,空间自相关系数的范围分别为0.1—0.167、0.008—0.703和0.006—0.735。由此可推断,随着年龄的增长,巴山木竹克隆斑块的规模在不断地扩大,同一克隆的分株数量增加,在均匀取样情况下,正相关空间遗传结构距离范围内取到具有相同基因型的可能性越大。A、B和C 3样地的基因型比率(G/N)为1、0.14和0.055,Simpson多样性指数(D)分别为1、0.876和0.744。这说明巴山木竹幼苗期基因型比例远远高于成年的竹林,随着年龄的增长巴山木竹克隆多样性虽有所降低,但由于有性繁殖的作用仍然保持了较高的多样性。聚类和主坐标分析均表明总体上各样地的克隆被聚为一类,但不同样地少数克隆的基因型有重叠和聚集,可推断出不同巴山木竹种群之间可能存在着基因流动和近似的克隆起源。     

1960—2014年松嫩草地极端气候事件的时空变化

基于1960—2014年松嫩草地13个气象站点的日值记录数据,计算与区域水旱寒热灾害、植被生长发育密切相关的14个极端气候指数;利用线性趋势法、间断趋势分析法、Mann-Kendall检验、Sen斜率估计和滑动t检验等方法,分析松嫩草地极端气候事件的发生趋势与时空格局.结果表明: 表征极端高温指数的夏日日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续指数均呈显著上升趋势,表征低温指数的霜日日数、冷昼日数、冷夜日数、冷持续指数均呈明显下降趋势,区域变暖趋势显著;区域极端低温的增幅大于极端高温的增幅,夜间增温幅度大于白昼;1970—2009年区域气候变暖趋势较为明显,各指数突变也集中发生在这一时期;表征极端降水的各指数变化趋势不显著,普通日降水强度和持续干燥指数呈下降趋势,5日最大降水量、强降水量、年湿期降水总量和持续湿润指数呈微弱上升趋势,表明区域气候呈微弱的暖湿化特征;松嫩草地南部和北部地区是对气候变暖响应最显著的区域;对极端降水指数而言,各指数南北分异特征明显,区域北部以变湿为主要特征,而南部则以变干为主要特征,尤其是区域西南部的干旱风险较高.     

UV-B辐射增强对芦苇光合生理及叶绿体超微结构的影响

在UV-B辐照增强条件下,研究不同辐照梯度对芦苇光合特性、光合色素含量及叶绿体超微结构的影响. 结果表明: 与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,且随辐照强度增大,降低程度加剧,胞间CO₂浓度升高,光合效率显著降低;与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片光合色素含量(包括叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素),且随辐照强度增大,降低程度加剧;UV-B辐射增强条件下,叶绿体超微结构遭到破坏,表现为叶绿体结构变形,类囊体片层排列稀疏紊乱、膨胀甚至模糊不清,并且UV-B辐射强度越大,损伤越大,高强度UV-B辐射对叶绿体超微结构的影响大于低强度辐射.     

祁连山两种优势乔木叶片δ13C的海拔响应及其机理

以分布于祁连山北麓中段的两种优势乔木祁连圆柏(Sabina przewalskii)和青海云杉(Picea crassifolia)为研究对象, 分析了高山乔木叶片δ¹³C值对海拔(2 600-3 600 m)、土壤含水量和叶片含水量、叶片碳氮含量的响应及其机理。结果表明, 这两种乔木叶片δ¹³C值均随海拔升高呈增重趋势, 与海拔呈显著正相关关系(p < 0.000 1)。海拔2 600-3 600 m阳坡树种祁连圆柏叶片的δ¹³C值显著高于同海拔梯度阴坡树种青海云杉。祁连圆柏和青海云杉叶片的δ¹³C值均与年平均气温呈显著负相关关系(p < 0.000 1), 与年平均降水量呈显著正相关关系(p < 0.000 1)。祁连圆柏叶片δ¹³C值与土壤含水量(p < 0.000 1)、叶片含水量(p = 0.01)和叶片碳氮比(C/N) (p < 0.000 1)呈显著正相关关系, 与叶片全氮呈显著负相关关系(p < 0.000 1)。而青海云杉叶片δ¹³C值与土壤含水量、叶片全氮、叶片碳氮比和叶片含水量不相关。说明海拔变化引起的水热条件的改变, 尤其是温度变化对高山乔木叶片碳同位素分馏起主要作用, 但各个因子综合对高山植物叶片碳同位素分馏的作用机制可能比较复杂, 需进一步深入研究。     

二次翻耕起垄与稻草还田对土壤养分和烟叶产质量的影响

为探讨二次翻耕起垄与稻草还田两种栽培措施及其相互作用对土壤养分和烟叶产质量的影响,以烤烟品种K326为试验材料,按照两种不同翻耕起垄方式(一次性翻耕起垄和先翻耕晒垡再二次翻耕起垄)与是否稻草还田进行随机区组设计,在湖南宜章县烤烟种植区进行田间试验,分析比较各处理间的土壤养分和烟叶产质量差异。结果表明,与一次性翻耕起垄(T1+T2)和无稻草还田(T1+T3)相比,二次翻耕起垄(T3+T4)和稻草还田(T2+T4)能显著增加土壤有机质含量,提高烟叶糖碱比、氮碱比以及烟叶产量、产值和生产效益,并且两者表现出显著的相互作用;此外,二次翻耕起垄还能显著提高烟叶总糖和还原糖含量,并显著降低烟碱含量,使得糖碱比和氮碱比更趋合理。在感官评吸方面,稻草还田能显著提高烟叶感官评吸质量。从生产效益上分析,由于二次翻耕增加了生产成本,对于基础地力较好的砂质土壤,开展一次性翻耕起垄结合稻草还田可获得更好的经济效益。研究结果为湖南烟稻轮作区烤烟种植提供了科学参考依据。