昆虫内共生菌及其功能研究进展

昆虫内共生菌与宿主之间的互作关系已逐渐成为昆虫学的研究热点之一。昆虫内共生菌具有协助宿主营养代谢、 逃避天敌攻击和增强抗药性等功能： 通过协助宿主营养代谢, 提供食物中缺乏的营养物质来弥补食物中营养物质的不足; 分泌抗菌肽、 毒素等物质以增强对外源寄生物等的防御能力, 抑制对宿主的不利影响; 同时, 也可以增强宿主抗逆性, 调控植物生理反应, 抑制植物对宿主的不利影响; 利用对抗逆性基因精确的表达调控来增强宿主抗药性等。因此, 内共生菌介导的宿主生物学性状的改变, 扩大了宿主昆虫的生态位, 成为昆虫生长发育过程中的重要调控因子。目前, 昆虫内共生菌的功能往往是通过研究宿主感染共生菌前后性状的变化而证实。近几年, 转录组学、 蛋白质组学、 基因组学等技术的进步, 促进了内共生菌与宿主昆虫共生机制研究的发展。通过研究内共生菌及其功能基因在昆虫种群动态中的作用, 特别是内共生菌感染对宿主生殖、 存活、 适应环境能力的影响, 将有利于揭示内共生菌与宿主的共生机制, 并最终为开发新的防控技术提供理论依据。本文针对昆虫内共生菌的功能进行了综述, 并对日后的研究方向进行了展望, 提供了研究昆虫内共生菌与宿主互作关系的方法及建议。     

传统农业生态系统中桤木改良土壤效应研究综述

桤木(Alnus nepalensis)是一种重要的非豆科固氮植物,广泛分布于喜马拉雅山脉东部地区。在东南亚地区的传统农业生态系统中,多用桤木作为休耕树种,或将其与农作物间作。桤木根瘤固氮量随季节和年龄而变化,在桤木-小豆蔻(Elettaria cardamomum)系统中15年达到高峰(155 kg·hm^-2);桤木通过共生固氮对系统产生的氮增加量在纯桤木林中7年达到高峰(117 kg·hm^-2)。桤木与农作物间作可显著提高农作物的产量,桤木-小豆蔻立地上小豆蔻的经济产量是在森林-小豆蔻立地上的2.2倍。桤木休闲地的休闲效果明显好于自然休闲地,其地上部分生物量在休闲6年后是自然休闲地的4倍,N蓄积量是自然休闲地的3倍,P、K蓄积量是自然休闲地的2倍。桤木根系特征似乎最适合混农林系统,其细根生物量(FRB)集中于土壤剖面上层10 cm范围内,在此范围内,FRB在“树+农作物”间作条件下比在“只有树”条件下高5%;在两种立地条件下,60%以上的细根都分布于树干周围0.5 m内,大部分木质根(直径>0.5 mm)都分布于土壤上层0~10 cm处,长度都不超过1 m。桤木可加速系统的养分循环。桤木凋落物降解速率比非固氮植物快,并且与其它植物凋落物混合后的降解速率与自身凋落物降解速率一样快。在传统刀耕火种系统中,用桤木替代自然林休闲在3~6年内即可恢复土壤肥力,改善土壤理化性质,显著缩短休闲周期。该文综述了近30年来桤木在传统农业生态系统中改良土壤效应的研究成果,以提高人们对桤木的生态作用的重视程度,使人们更好地将桤木利用到农业生态系统中,达到发展山区农业和保护生态环境双赢的目的。     

珍稀共生食用菌松口蘑的人工驯化

松口蘑是与松树共生的一种外生菌根真菌 ,被国内外誉为“蘑菇之王” ,极其珍稀昂贵。松口蘑的研究内容涉及到与近缘种的进化关系 ,与松树共生的生态环境 ,菌丝体的分离 ,纯化 ,培养方法及其真伪鉴定 ,纯培养的菌根建成 ,以及松口蘑半人工栽培试验等方面。讨论了目前人工驯化栽培松口蘑存在的问题及可能的解决途径。     

基于共生理论的兵团与地方城市“三生”功能跨界整合发展研究

基于共生理论，选取乌鲁木齐市、五家渠市、昌吉市为研究案例区，构建"三生"空间评价指标体系及"三生"功能评价指标体系，探讨乌五昌地区"三生"空间时空分异格局，借助共生度模型，识别兵团城市与地方城市"三生"功能共生发展模式，并对兵地城市跨界融合发展提供理论建议。结果表明：（1）研究区生产和生活空间面积呈上升趋势，生态空间面积呈下降趋势。（2）在生产功能方面，五家渠市与乌鲁木齐市、昌吉市共生模式分别为正向非对称共生、反向非对称共生，生活功能与生态功能方面，均为正向非对称共生，各功能城市间影响程度不同。（3）基于"三生"空间格局及"三生"功能共生模式，提出兵地融合发展建议，生产方面建立四区，三轴，一基地，生活方面加强交通路网建设，生态方面兵地协同建立生态保护区。     

我国科学家破解“超级害虫”入侵之谜

1月31日，美国科学促进会全球科学新闻网在“重点新闻”栏目公布：中国科学家发现生物入侵新机制——被称为“超级害虫”的B型烟粉虱与其传播的植物双生病毒存在互利共生关系。浙江大学昆虫科学研究所教授刘树生是该课题组负责人。     

探究奇特的共生关系

你有没有听说过：一种植物离不开它的寄生虫,失去了虫的寄生,植物就将无法传粉和结实,永远消失在地球上。你有没有听说过：全由这种植物哺育的昆虫,似乎非常懂得“知恩图报：大部分的雌虫专为这一种植物传粉效力,而它自己却怀着满腹的虫卵死去。本文就向你介绍这样一对动、植物——薜荔榕小蜂与薜荔,它们恰则皆旺,分则皆亡”的共生关系,以及这一发现的历程。     

造礁石珊瑚与其共生藻(Symbiodinium)共生研究进展

对造礁石珊瑚与其共生藻共生研究现状及其在全球变化下的适应能力进行较全面的综述.造礁石珊瑚与遗传和生理功能独特的共生藻组成内共生关系是成功演化的范例.近年来对珊瑚共生体的分子系统学研究表明共生藻遗传多样性极为丰富,当前认为共生藻属至少包括8个(A-H)各自包含亚系群的世系或系群.珊瑚-共生藻共生功能体对诸如全球变化引起的海水温度上升等环境变化十分敏感.由于珊瑚以及珊瑚礁面临气候变化的严峻挑战,对珊瑚与其共生藻共生关系和共生功体适应能力的研究将是未来重要的研究领域之一.     

巴西固氮螺菌Yu62的EGFP标记及其在小麦体内的定殖研究

以质粒pEGFP-C1为模板,采用PCR方法特异性扩增增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因全长序列,将其与原核表达载体pVK-100连接,构建成重组载体pVK-EGFP.利用电转化法将重组载体导入巴西固氮螺菌Yu62中,得到EGFP标记菌株.用EGFP标记菌接种小麦'小偃107'种子,室内限菌条件下培养10 d后,用荧光显微镜观测标记菌在小麦体内的定殖规律并观察接菌植株的田间生长状况.结果显示,巴西固氮螺菌Yu62能定殖于小麦根毛区、茎组织的细胞间隙等部位,而且接菌小麦'小偃107'植株在根系发育、株高、分蘖数等方面比对照有较明显的优势.研究表明,巴西固氮螺菌Yu62能够定殖于小麦根茎内,并具有促进植物生长的作用.     

东北次生林主要树种比叶面积对光照强度的响应

通过测定不同光照条件下（15％透光、30％透光、60％透光、全光）东北次生林主要树种（红松、红皮云杉、胡桃楸、水曲柳和黄波罗）的比叶面积,探讨了不同树种对光照变化的响应与适应。结果表明:不同树种比叶面积存在明显的差异,尤其是常绿针叶树种与落叶树种之间差异显著（P<0.001）,指示不同功能型树种存在不同的生存策略;随着光照强度降低,所有树种比叶面积呈现增加的趋势,尤其是弱光照（15％）和低光照（30％）相对于全光和中光照（60％）差异显著（P<0.05）;不同树种比叶面积随光照强度的变化幅度明显不同,且变化最显著的光照区域也有所不同;不同年龄红松比叶面积的变化趋势一致,但变幅不同,4年生幼苗对光照响应则更为明显。本研究结果表明,所有树种均能通过改变叶形态来适应光照条件的变化,在低光条件下通过增加单位质量叶面积,提高叶片光捕获能力;但各树种对光照强度变化的不同响应则表明树种之间不同的光适应机制,这对森林生态系统内部树种的共生具有重要意义;年龄较小的幼苗对光照的强响应指示其在植物更新过程中叶片水平上生理生态学机理研究中的重要性。     

类芦和狗牙根内生固氮菌初步研究

为探索水土保持禾草的固氮能力,利用乙炔还原法(ARA)对类芦(Neyraudia reynaudiana)和狗牙根(Cynodon dactylon)植株内生固氮菌的固氮酶活性进行研究.结果表明:在类芦茎部和狗牙根叶片中存在高固氮酶活性的内生固氮菌群;这些菌群在无氮培养基上经划线分离纯化得到40个菌株,其中26株有微弱固氮酶活性,14株检测不到固氮酶活性;从类芦茎部和狗牙根叶片中筛选到的固氮菌群在兼性厌氧的环境中有较高的固氮酶活性,且在石蜡油密封条件下,两者的固氮酶活性均最高;在不改变自然界微生物之间的协同关系情况下,混合菌群均具有较高的固氮酶活性,而人为组配混合得到的菌群固氮酶活性较低. reynaudiana)和狗牙根(Cynodondxtylon)植株内生固氮菌的固氮酶活性进行研究.结果表明:在类芦茎部和狗牙根叶片中存在高固氮酶活性的内生固氮菌群;这些菌群在无氮培养基上经划线分离纯化得到40个菌株,其中26株有微弱固氮酶活性,14株检测不到固氮酶活性;从类芦茎部和狗牙根叶片中筛选到的固氮菌群在兼性厌氧的环境中有较高的固氮酶活性,且在石蜡油密封条件下,两者的固氮酶活性均最高;在不改变自然界微生物之间的协同关系 况下,混合菌群均具有较高的固氮酶