氮源对阿维菌素合成的影响及基于二氧化碳释放速率的阿维菌素发酵调控

中国是世界上最大的也是唯一的阿维菌素原料生产国,但在工业规模生产中与同类型大环内酯类抗生素相比其产量相对偏低。文中通过研究不同氮源对阿维链霉菌生长、代谢的影响,发现氮源在发酵中后期对菌丝活性、菌丝浓度以及阿维菌素B1a的合成都有较为显著的影响。在100 L生物反应器中,于发酵中后期基于二氧化碳释放速率(CER)控制补入酵母粉,效价达到8697mg/L,与原工艺相比,提高了26.9%。这一结论若在实际工业生产中应用,有望带来实际的经济效益。     

一株红假单胞菌的分离及生理特性研究

光合细菌在水处理和水生态修复领域应用前景广阔, 对其生理特性研究具有重要价值。从武汉东湖分离得到一株不产氧光合细菌PUF1, 通过对菌落形态、细胞超微结构、特征吸收光谱以及系统发育等分析, 初步确定为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)紫色非硫光合细菌。PUF1细胞呈直的或稍弯曲的杆状, 长3.05—10.06 μm, 直径0.32—0.68 μm, 具有片层膜结构。PUF1培养物呈深紫红色, 主要色素为细菌叶绿素a (Bchl. a)和类胡萝卜素。初始pH 6.0—8.0, 光照强度500—3000 lx, 稳定期细菌生物量无显著差异, 但培养液pH>8.0会显著抑制PUF1最大光量子产量(F_v/F_m)。试验进一步研究了细菌不同生长阶段粗蛋白含量、ATP酶(ATPase)活性及F_v/F_m的变化规律。结果表明, PUF1不同生长阶段其蛋白含量有所差异, 以稳定期为最高(>60%), 而ATPase活性随培养时间的延长而逐渐降低。此外, PUF1光合作用与其生长状态也有一定的关系, 具体表现为细菌生长周期内F_v/F_m变化规律适用单峰高斯模型, 且以对数期F_v/F_m为最高。研究结果可为光合细菌生理生化特性研究提供重要的参考依据。     

基于水分活度测定的发酵胡萝卜浓缩汁细菌检测方法研究

摘要：目的：从水分活度测定以及影响水分活度的关键限值（温度和pH）出发,研究发酵胡萝卜浓缩汁细菌生长情况。方法：选取山东绿维胡萝卜浓缩汁,由该发酵胡萝卜浓缩汁剥离提纯的萄球菌、铜绿假单细胞菌、大肠埃希氏菌、腐生酵母菌,用1mol/L的盐酸和氢氧化钠对胡萝卜浓缩汁的酸碱度进行调整,以80%的甘油溶液调整水分活度,测定细菌最大生长率、生长迟滞时间、细菌生长条件理论最低值以及细菌生存概率。结果：水分活度,以及影响水分活度的温度和pH两个关键限值,都是细菌滋生的必要条件,当温度设置在37℃时,随着水分活度的不断增加,以及影响水分活度的关键限值pH值增加,发酵胡萝卜浓缩汁的葡萄球菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单细胞菌的逐渐增加,生长速率呈上升趋势,3种细菌的最低水分活度是0.97,水分活度的最低温度以及最低pH值分别是4.53℃和3.93;影响发酵胡萝卜浓缩汁风味的腐生酵母菌随着水分活度的不断升高,最大生长率不断提升,迟滞时间逐渐缩短。结论：水分活度,以及影响水分活度的关键限值温度和pH值在细菌滋生的时候相互作用,水分活度越高,影响水分活度的关键限值温度和pH越高,发酵胡萝卜浓缩汁细菌的生长速率越快,存活率越好。     

云杉碳氮化学计量比对土壤水分和氮有效性的响应

以西南亚高山针叶林优势种——粗枝云杉(Picea asperata)为研究对象,探究不同土壤水分状况和氮添加下云杉碳氮化学计量比的变化及其响应过程。采用两因素(水分×氮素)随机区组实验,设置5个土壤水分梯度和3个氮添加浓度,其中土壤水分梯度分别是土壤田间持水量的40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)和100%(W5),氮添加浓度分别为0(N0)、20(N1)、40(N2)gNm~(-2) a~(-1)。结果表明:(1)土壤水分和氮添加显著影响了云杉碳氮化学计量比(P0.05),具体为:云杉植株和器官碳氮比在N0W4处理下最大值,随土壤水分有效性的降低而减小,随氮添加浓度的增加而降低。(2)随土壤水分有效性的降低,根和叶的碳含量显著升高(P0.05),茎和叶的碳含量随着氮添加浓度的增加而降低。此外,土壤水分有效性的降低显著提高了根和茎的氮含量(P0.05),各器官的氮含量随着氮添加浓度的增加而增加。在相同水分和氮添加浓度处理下表现为碳含量:叶茎根,氮含量:叶根茎。(3)云杉净光合速率随土壤水分有效性的降低先升高后降低,随氮添加浓度增加而增加,在N2W4达到最大。(4)根对NH~+_4和NO~-_3的净吸收速率随土壤水分有效性的降低而减小,随氮添加浓度的增加而显著增加(P0.05)。此外,根对NH~+_4的净吸收速率与土壤有效氮含量呈显著负相关关系(P0.05)。本研究表明,土壤水分和氮添加影响了云杉的碳同化和氮吸收过程,改变植物的碳、氮分配策略和养分利用效率,从而导致碳氮比的变化。     

救护白鹤与野生白鹤迁徙路线和活动规律差异分析

受伤和体弱白鹤的救护及放归是白鹤保护的重要方式之一。2014—2016年间,先后对8只救护白鹤和2只野生白鹤进行环志并安装卫星跟踪器,根据所获得的卫星跟踪数据来分析比较救护白鹤与野生白鹤在秋季迁徙路线和在重要中途停歇地的最大日活动距离、活动区分布和面积、生境类型等方面的异同。结果显示,救护白鹤放归当年与放归次年以及救护白鹤放归当年与野生白鹤的秋季迁徙路线和活动规律之间存在明显差异,但救护白鹤放归次年与野生白鹤之间差异不明显。(1)放归当年,4只救护白鹤在农田和水塘停歇1个月左右,停歇时长明显高于野生白鹤和放归次年的救护白鹤。(2)救护白鹤放归当年在跨海方式、登陆地点、停歇地点以及登陆后的迁徙方向上表现出多样性和不确定性,其中部分个体在迁徙过程中有停顿徘徊、迷失迁徙方向的现象,且跨越渤海和大别山的距离大于放归次年的救护白鹤和野生白鹤。(3)救护白鹤放归后4天内每日最大活动距离小,而后高低分化明显,无明显规律,而救护白鹤放归次年的每日最大活动距离规律变化与野生白鹤较一致。(4)与救护白鹤放归次年以及野生白鹤的活动规律相比,救护白鹤放归当年的栖息地位点变化频繁,具体表现为生境类型选择的多样化,且无明显规律,同时活动区面积较小。探索救护白鹤放归野外后与野生白鹤迁徙路线和活动规律的差异,对救护白鹤的科学放归具有指导意义。     

基于GIS的滨海盐渍化农田土壤空间变异及其分区管理

针对滨海盐渍化农田盐碱瘠薄、土壤属性空间变异大、粗放管理效益低的现实,研究管理分区精准划分方法,采取差异化措施,提升盐渍化土地利用水平。该文以无棣县农田为研究区,采用网格法结合土地利用现状定点野外采样、室内化验分析获取土壤属性数据,运用ArcGIS 10.2地统计方法分析土壤属性的空间变异特征;在MATLAB R2016a中采用模糊c-均值聚类法（FCM）计算各样点的模糊隶属度,通过插值预测模糊隶属度的空间分布,基于最大隶属度原则进行分区;通过变异性分析和最小极差法（LSR）差异显著性检验,对分区结果进行精度验证。结果表明：无棣县农田土壤总体呈轻中度盐渍化,有效氮含量偏低,有机质、有效磷含量中等,速效钾含量较高;有机质、有效氮、有效磷、速效钾和含盐量呈中等变异性（变异系数25.0%-52.3%）,空间变异性较大,应分区调控;速效钾、含盐量和pH的块金效应值小于25%,主要受土壤质地、地下水矿化度等结构因素影响,有机质、有效氮和有效磷的块金效应值在50%-75%之间,受耕作方式、施肥等人为因素影响较大。将全县农田划分为3类管理区,估算面积分别为2.56万hm²、1.76万hm²、3.24万hm²;各分区土壤养分变异系数分别为23.9%-51.5%、15.9%-50.3%、14.7%-33.0%,检验结果表明各分区间差异显著,而各分区内部变异性明显低于未分区。管理分区与土壤属性空间分布特征具有较高的拟合度,分区结果可以作为差异化管理的作业单元。研究结果为各分区内部统一、不同分区间差异化管理提供了依据,研究有助于推进滨海盐渍化农田精准化管理水平的提高。     

四川鞍子河保护地水鹿和羚牛栖息地适宜性评价与重叠性分析

水鹿(Rusa unicolor)和羚牛(Budorcas taxicolor)是国家重点保护野生动物,了解和掌握濒危物种的空间分布格局和对栖息地的利用特征是制定相关保护和管理策略的前提和基础。利用红外相机和样线法收集四川鞍子河保护地内水鹿和羚牛的实体、粪便和痕迹等点位信息,在得到水鹿124个、羚牛79个有效点位的基础上,结合15个环境因子,利用最大熵模型对保护地内水鹿和羚牛进行了栖息地适宜评价及其重叠性分析。结果表明:(1)水鹿和羚牛栖息地的适宜性评价结果均达到良好水平,其AUC值分别为0.888和0.813;(2)水鹿适宜和较适宜栖息地主要分布在保护地的中、南部海拔1474—3336 m区域,面积分别为943.23 hm~2和3390.15 hm~2,分别占保护地总面积的6.25%和22.48%;(3)羚牛适宜和较适宜栖息地主要分布在保护地中、西部海拔1467—3823 m区域,面积分别为1808.37 hm~2和8384.35 hm~2,分别占保护地总面积的11.99%和55.59%;(4)水鹿和羚牛生态重叠指数较高,其D和I值分别为0.6739和0.9098,适宜和较适宜栖息地重叠面积分别达261.10 hm~2和2048.41 hm~2,且主要集中在保护地中、南部低山河谷区,受人为活动影响大。加强水鹿、羚牛、斑羚等同域偶蹄目动物的食性研究以及食性特征与栖息地选择利用之间的相关性是未来的研究方向之一。     

全球变化格局下重要传粉昆虫大蜜蜂的潜在适生区变化

【目的】当前全球气候变化、土地利用改变、人类活动加剧等正威胁着传粉昆虫的多样性及分布;蜜蜂是生态系统中重要的传粉昆虫类群,对气候、环境变化响应敏感。本研究以重要的传粉昆虫大蜜蜂Apis dorsata为对象,探讨全球变化格局下其潜在适生区变化以及影响其分布的关键因子。【方法】通过文献、馆藏和野外调查系统收集了全球范围内大蜜蜂的物种分布数据,使用13个环境变量通过MaxEnt模型模拟了大蜜蜂当前的潜在适生区;使用9个气候变量并结合公共地球系统模型(CCSM4)模拟了大蜜蜂过去、当前和未来的潜在适生区。【结果】AUC比率显示MaxEnt模型对大蜜蜂的潜在适生区模拟具有较高的准确性,模拟结果表明大蜜蜂的中高潜在适生区主要分布在南亚和东南亚湿润的热带雨林、热带季节性雨林和低地雨林。人类影响、温度季节性变化、等温性、最冷季均温和海拔是影响大蜜蜂潜在适生区的5个最主要因子;在人类影响下大蜜蜂的潜在适生区向山区和连片的湿润常绿森林区收缩,中高潜在适生区显著减少且呈破碎化趋势。基于9个气候变量和CCSM4气候模型对过去、当前和未来的模拟结果显示：在过去的末次冰盛期,东南亚地区可能是大蜜蜂的避难所;在未来,广布于热带地区的大蜜蜂适生区与当前的相近,且部分地区适生指数升高。【结论】基于气候的模拟结果显示大蜜蜂能积极应对未来气候变暖,但随人类活动的加剧及全球气候变化,大蜜蜂仍然面临较大的威胁,需要加强其在南亚和东南亚的中高潜在适生区的重视和保护。     

老爷岭南部狍冬季移动、卧息生境选择及其适宜性评价

在动物生境研究中,移动生境和卧息生境是生境研究的焦点。开展移动生境和卧息生境选择,并在此基础上进行生境评价,有利于深入了解动物对移动和卧息生境条件的需求,制定科学合理的栖息地保护计划。以东北虎（Panthera tigris altaica）的主要猎物物种之一-狍（Capreolus pygargus）为研究对象,于2017-2019年冬季积雪覆盖期在老爷岭南部通过随机布设28个大样方和84条用于足迹链跟踪的样线收集狍的移动点和卧息点信息,再结合近年来收集的东北虎出现点,利用广义可加模型（GAM）和最大熵模型（MaxEnt）进行狍移动、卧息生境选择及评价研究。移动生境选择研究表明,狍在移动的过程中偏好选择坡度小、距农田距离>500 m、远离道路、居民点和低海拔或较高海拔的区域;移动生境评价分析表明,移动适宜和次适宜生境面积之和为1318.16 km²,占研究区域面积的51.28%,当加入虎活动点影响因子后,狍移动适宜和次适宜生境面积之和为901.52 km²,适宜和次适宜生境面积之和减少了31.61%。狍卧息生境选择研究表明,水源、农田、道路和雪深是影响狍卧息的关键因素,其中雪深对狍卧息生境选择的贡献率达到70.13%;卧息生境评价表明,卧息适宜和次适宜生境面积之和为1243.77 km²,占研究区域面积的48.39%,当加入虎出现点因子后,适宜生境和次适宜生境面积之和减少了61.00%,仅为485.02 km²。研究认为,虎的出现对狍移动和卧息生境选择均产生影响,虎的活动及捕食行为可能会减少狍的活动范围和频次,狍远离虎活动区域卧息休息,压缩了狍适宜卧息的空间。     

模拟冻融环境下亚高山森林凋落物分解速率及有机碳动态

森林凋落物分解是森林生态系统物质循环的重要环节,季节性冻融交替是影响凋落物分解的重要环境因素之一,但不同林型的凋落物对冻融响应的差异性很少被量化。为了解冻融环境对森林凋落物分解进程的影响,以川西亚高山森林地区阔叶林、针叶林和针阔混交林3种典型林型的凋落物为实验材料,从凋落物基质质量、冻融环境等影响凋落分解的因素着手,采用模拟冻融循环过程（-5-5℃）,研究了冻融循环中3种林型凋落物分解速率和有机碳含量的动态变化。结果发现,3中典型林型凋落物经过不同冻融处理后,其质量损失、质量损失速率均存在显著差异（P<0.05）。混交林凋落物和针叶林凋落物的分解速率呈慢-快-慢的趋势,而阔叶林凋落物的分解速率逐渐减小。在冻融循环处理下,3种林型的凋落物碳绝对含量呈波动下降的趋势,说明微生物固定外源碳和凋落物释放碳间存在动态平衡。相同林型的凋落物在不同冻融处理下,有机碳释放有显著差异（P<0.05）。其中,冻融环境显著（P<0.05）促进了混交林凋落物和针叶林凋落物有机碳的释放,但是对阔叶林凋落物有机碳的释放没有起到促进作用。这表明全球气候变暖情景下,亚高山森林土壤冻融事件频发将加快凋落物的分解,但变化程度受到凋落物质量控制。