植物基因选择性剪接: 断舍离合, 达权知变

选择性剪接是基因转录后的mRNA通过不同的剪接方式产生多样性成熟转录本的过程, 是真核生物细胞中一种重要的转录后调控方式。植物基因也常通过这种断舍离合的方式产生一专多能的转录本, 达到调节多种生命活动的目的。相较于动物, 植物中该领域的研究起步较晚, 但近年来也取得了长足的进步。该文综述了植物基因选择性剪接的生物学意义、剪接方式和机制、研究方法以及在生长发育与环境胁迫适应性调节中的作用, 并展望了未来的研究方向。     

冻融作用对大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物的影响

利用室内模拟冻融试验,以5 ℃未冻融为对照,研究冻融强度(-5～5 ℃、-10～5 ℃)和冻融频次(1、5、10、15次)对我国大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物群落结构的影响。结果表明: 试验共分离到土壤节肢动物4198只,隶属于4纲9目24 科 33属;强冻融(-10～5 ℃)显著降低了土壤节肢动物的个体数和类群数,而轻冻融(-5～5 ℃)尤其是短期(1次冻融循环)处理则使某些类群的个体数增加;在轻冻融处理中类群数、Margalef指数和Shannon指数随着冻融频次的增加显著降低,但在强冻融处理中并未表现出规律性变化;越冬虫态是土壤节肢动物抵御低温胁迫的生存策略之一,同时蜱螨亚纲具有较好的耐寒性。土壤节肢动物对冻融作用的差异性响应、物种间的协同作用以及土壤环境均是影响其群落组成的主要因素。本研究将为我国中高纬多年冻土区土壤节肢动物多样性研究和保护提供数据支持和理论依据。     

晋阳湖丝状蓝藻的形态学分析与分子鉴定北大核心CSCD

蓝藻是地球上最古老的生物之一,其形态结构较为简单,为产氧型光合作用的原核生物。山西省晋阳湖为华北地区最大的人工湖,该研究以采自晋阳湖水体及岸边附着的蓝藻为材料,采用经典毛细管法分离纯化出5株丝状蓝藻,利用光学显微镜观察其形态结构特征(如细胞形状、藻丝体宽度、是否有鞘)和显微结构,并采用16S rRNA序列分析其系统发育关系,以明确晋阳湖的蓝藻种类,为预防湖泊蓝藻水华的发生、维护水资源环境稳定与生态平衡提供理论数据。结果显示:(1)所分离纯化的5株丝状蓝藻依形态特征归属于3个科,其中2株(JYH005和JYH012)为细鞘丝藻亚科(Leptolyngbyaceae),2株(JYH008和JYH022)为伪鱼腥藻科(Pseudanabaenaceae),1株(JYH010)为沙丝藻科(Desertifilaceae)。(2)基于16S rRNA序列构建的系统发育树显示,5株丝状蓝藻中JYH005为结丝藻属(Nodosilinea)的一种;JYH008可归为Arthronema,该株蓝藻在培养条件下观察到不同的形态特征,可能为新物种;JYH010为沙丝藻属(Desertifilum)的一种;JYH012可归为细鞘丝藻属(Leptolyngbya);JYH022与伪鱼腥藻科聚为一支,由于与该科其他藻相似度低于90%,且不能聚为一支,因此只能归为伪鱼腥藻科。研究表明,基于16S rRNA序列系统发育分析与形态学鉴定结果相一致。该研究结果丰富了山西省晋阳湖丝状蓝藻的多样性,为该湖的资源利用和环境保护提供了一定的科学依据。     

模拟增温对青藏高原高寒草甸根系生物量的影响

在青藏高原高寒草甸布设模拟增温实验样地,采用土钻法于2012—2013年植被生长季获取5个土层的根系生物量,探讨增温处理下根系生物量在生长季不同月份、不同土壤深度的变化趋势及其与相应土层土壤水分、温度的关系。结果表明:(1)根系生物量在2012年随月份呈增加趋势,其中7—9月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为3810.88 g/m~2和4468.08 g/m~2;在2013年随月份呈减小趋势,其中5—6月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为4175.39 g/m~2和4141.6 g/m~2。增温处理下的总根系生物量高出对照处理293.97 g/m~2,而各月份总根系生物量在处理间的差值均未达到显著水平。表明在增温处理下根系生物量略有增加,但在生长季不同月份其增加的程度不同,致使年际间的增幅出现差异。(2)根系生物量主要分布在0—10 cm深度,所占百分比为50.61%。在增温处理下,0—10 cm深度的根系生物量减少,减幅为8.38%;10—50 cm深度的根系生物量增加,增幅为2.1%。相对于对照处理,增温处理下0—30 cm深度的根系生物量向深层增加,30—50 cm深度的根系生物量增加趋势略有减缓。可见,在增温处理下根系生物量的增幅趋向于土壤深层。(3)根系生物量与土壤水分呈极显著的递减关系,在增温处理下线性关系减弱;与土壤温度呈极显著的递增关系,在增温处理下线性关系增强。表明土壤水分、温度都可极显著影响根系生物量,但在增温处理下土壤温度对根系生物量的影响较土壤水分更为敏感而迅速。     

芦芽山华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)树轮宽度年表对气候因子的响应

在芦芽山地区采集3个不同海拔的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii),在传统去趋势的基础上,采用"signal-free"方法对拟合曲线进行修正,避免了中等频率的气候信息引起的拟合偏差,最终建立3个不同海拔树轮宽度标准年表(STD)。同时以10a为界对上述年表进行滤波处理,得到3个低频年表。年表特征值表明,随着海拔升高,年轮平均轮宽变窄,敏感性和高频信息增强,低频信息减弱,这可能与逐渐恶劣的生境有关。中、低海拔年表的低频信息更一致,中、高海拔的高频信息更接近,而高、低海拔无论是标准年表还是高频、低频年表相似性均较差。树轮气候响应分析显示,低海拔STD年表与5月最低温负相关最为显著,STD和低频年表均与5、6月份土壤温度显著负相关,说明生境暖干,树木主要受生长季的干旱胁迫;中海拔STD年表与当年5月最高温正相关最为显著,STD和低频年表与土壤温度相关均不显著,说明生境逐渐变得冷湿,生长季的低温成为树木生长的限制因子;高海拔STD年表与气象要素相关不显著,低频年表与当年4月土壤温度正相关,说明高海拔最为冷湿,并有季节性冻土分布,生长季的土壤低温成为树木生长的限制因子。因此,全球变暖的趋势将更有利于高海拔树木的生长,而低海拔树木的干旱胁迫进一步加剧。     

新疆蒲公英属一新种

本文报道了新疆产蒲公英属植物一新种——新源蒲公英Taraxacum xinyuanicum D．T．Zhai et Z. X．An,并对其模式产地种群中其它个体的形态变异做了进一步的说明,同时还指出它与药用蒲公英 T.officinale Wigg．和堆叶蒲公英T．compactum Schischk 的异同;花粉体积变异、败育率和染色体数目的统计表明它是一个二倍体,与后面的两个多倍体种有明显的差别。     

山西植被空间格局及演替

在ArcGIS软件中采集1984年和2005年山西植被类型的图形,得到山西群系、森林、灌丛、草本植被及栽培植被的图形及面积,用叠置分析和景观格局分析方法研究植被的空间分布及其演替、空间格局及其变化。森林在西南部相对集中分布,在西北角增加明显,它在山西植被中所占面积及比重都最小,最为破碎。油松林在山西森林中占优势,恢复森林主要是油松林、小叶杨林、辽东栎林。1984年灌丛的面积在植被中最大,所占比例也最高,超过50%,集中连片分布面积较大,但灌丛缩减迅速,主要在中南部,在山西植被中遭破坏最为严重。沙棘、虎榛子灌丛和黄栌、连翘灌丛对灌丛的影响最大。草本植被主要在北部减少,在中南部分散增加,更加破碎。白羊草草丛在山西草本植被中占优势,蒿、禾草草原和百里香、禾草草原变化最大。栽培植被明显增加,在植被中所占比重急剧增加,成为山西优势植被。森林、栽培植被分别增加24.3%、71.5%,而灌丛、草本植被却分别减少70.3%,15.6%,演替主要是人为因素造成的。     

10个蕨类植物名称的后选模式指定

在整理保存于中国科学院植物研究所标本馆(PE)的模式标本时,根据《国际植物命名法规》(墨尔本法规)规则9.5,发现陕西铁线蕨(铁线蕨科)、长盖铁线蕨(铁线蕨科)、宿蹄盖蕨(蹄盖蕨科)、无柄短肠蕨(蹄盖蕨科)、济州岛双盖蕨(蹄盖蕨科)、长羽狗脊蕨(乌毛蕨科)、台湾鳞毛蕨(鳞毛蕨科)、长圆膜蕨(膜蕨科)、峨眉红腺蕨(球盖蕨科)、鹿角石韦(水龙骨科)名称的模式为合模式。遵照规则8.1、9.11和9.12,以及辅则9A.2和9A.3的精神,对这10个名称做出后选模式指定,以规范这些名称的模式。     

洱海蓝藻水华暴发期浮游植物群落变化及影响因素

对洱海水质和浮游植物进行了调查, 分析了洱海藻类水华暴发季节水质营养水平及浮游植物多样性, 并探讨了洱海浮游植物种群演替的环境机制. 研究结果表明, 洱海蓝藻水华在6-10月份大量暴发, 蓝藻数量高达107 cells/L, 水华种类为微囊藻(Microcystis)属的一些种, 微囊藻在6-10月份占绝对优势, 最高可达90%以上. 分析5-11月洱海营养水平, 其中7月营养水平最高, 浮游植物生物量10月份最大(以叶绿素a表示). 使用SPSS里的pearson分析了浮游植物和各理化因子的关系, 结果表明相对于其他浮游植物种类, 总磷(TP)对微囊藻的影响比较大.       

亚高山草地土壤原生生物群落结构和多样性海拔分布格局

生物多样性分布格局与维持机制即群落构建机制,是群落生态学研究的热点领域。微生物生态学中的一个关键问题是量化确定性过程和随机过程对微生物群落构建的相对贡献。尽管原生生物是土壤微生物群落中重要的组成部分,在微生物食物链中扮演着关键角色,但与细菌和真菌相比,目前对原生生物群落构建机制知之甚少。运用Illumina Miseq高通量测序技术,分析了五台山亚高山草地生态系统（海拔2000-3061 m范围内）土壤原生生物群落组成和多样性维持机制。结果表明,四个海拔梯度的土壤共获得有效序列520673条,分属于8个超群、24个门、65个纲、125个目、222个科和350个属。门水平上,丝足虫门（Cercozoa）、褐藻门（Ochrophyta）、纤毛门（Ciliophora）和顶复门（Apicomplexa）为主要优势类群。LEfSe分析显示,17个生物标志物对海拔梯度非常敏感,不同海拔梯度富集了不同的原生生物种群。尽管海拔对土壤原生生物群落的α多样性没有显著影响,但非度量多维尺度分析（NMDS）和相似性分析（ANOSIM）结果表明,原生生物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异（P<0.05）。冗余分析（RDA）显示海拔、土壤含水量、总氮和植物丰富度指数与原生生物群落结构存在显著相关性（P<0.05）。方差分解分析（VPA）和偏Mantel分析表明环境因子和空间变量对原生生物群落海拔分布格局均有显著影响,但是环境因子的相对作用（7.9%）明显大于空间变量（1.8%）。土壤原生生物群落之间的Bray-Curtis距离与海拔距离呈显著正相关关系（P<0.05）,说明选择过程可能是亚高山草地土壤原生生物群落分布格局的主要驱动因素。零模型分析进一步证实了确定性过程在原生生物群落构建中的相对作用大于随机过程。总之,五台山亚高山草地土壤原生生物群落组成和结构沿海拔梯度具有显著的变化格局,群落构建主要由确定性过程和随机过程驱动,但确定性过程占主导地位。