青藏高原草地产量与草畜平衡变化

深入了解青藏高原草地生产力与草畜平衡状态的变化,是青藏高原生态屏障建设和生态环境保护的基础。利用遥感植被指数和叶面积指数产品,基于VIP生态水文过程模型,模拟分析了青藏高原2000—2018年间草地生产力的时空格局,并结合同期农牧业统计资料,分析了青藏高原县域尺度草畜平衡状态的变化。结果表明:青藏高原草地多年平均净初级生产力(NPP)为158.4 g C·m^-2·a^-1;近20年来草地生产力上升趋势明显,显著上升面积的比例为44.7%。气候变暖、降水量增加、草本植物生长期延长和大气CO₂浓度升高是青藏高原草地生产力提高的主要驱动因素。基于草场产量估算的青藏高原平均理论载畜量为1.17 SU·hm^-2,年增长率为0.011 SU·hm^-2。2000年以来青藏高原草地超载情况总体趋于好转,严重超载县的面积比例已降至20%以下,其中超载程度较严重的地区,畜牧业的维持和发展主要依靠作物秸秆补饲。研究结果可为区域农牧业结构调整和生态环境保护提供科学依据。     

多巴胺系统调控鸣禽鸣唱相关神经核团及鸣唱行为

鸣禽的鸣唱与人类的语言产生相似,是一种复杂的习得性行为.因此,鸣禽可以作为研究人类语言学习与产生的重要模式动物.鸣禽鸣唱受到相互联系的鸣唱控制核团调控.多巴胺作为脑内重要的神经递质,参与调控哺乳动物多种活动.多巴胺及其受体在鸣禽鸣唱相关神经核团大量分布.近期研究表明,多巴胺通过调控鸣唱相关核团,促进鸣禽幼年期鸣曲学习、成年期鸣曲保持以及求偶性鸣唱的产生.本文结合本课题组的研究工作,对近年鸣禽多巴胺系统调控鸣唱相关神经核团及鸣唱行为的研究进展进行了综述,并提出了多巴胺信号调控鸣禽鸣唱学习行为的潜在机制.     

乌苏里江洪泛湿地蜻蜓目幼虫对水文连通阻断的生态响应

大型底栖动物的群落组成完整性能够指示和预测水生态环境的健康程度和变化趋势,已经在大量研究中得到验证。然而,群落水平的全部样品采集过程的复杂性并不利于它们的便捷应用。蜻蜓目幼虫是大型底栖动物中相对易于捕捉和识别的类群,并且拥有特别的两栖生命周期,它们的多样性特征以及对水体性质变化的敏感反应,使其成为湿地生态系统中非常广泛且适宜的指示生物。本研究通过比较乌苏里江人工堤坝内外两侧不同河段的河滨湿地中蜻蜓目幼虫的群落组成,分析堤坝阻隔对河滨湿地的生态影响,评估蜻蜓目幼虫对河滨湿地的环境指示特征。结果表明,随着乌苏里江由上游至下游,河滨湿地蜻蜓目幼虫的多样性愈加丰富;阻隔水文连通对蜻蜓目幼虫的生存繁育产生负面的作用,且越趋近下游,蜻蜓目幼虫受到人工堤坝的影响程度越显著;堤坝两侧不同物种的密度变化差异较小,主要区别在于直接与河流水文连通的样点多样性指数值的波动范围相对较大。     

北京市植物物候对热岛效应的响应

都市的快速发展致使城市热岛效应日渐加剧。城市绿化对缓解热岛效应有一定的作用,但同时其物候也受到了影响。本文基于遥感影像数据,通过对照北京市热岛区与非热岛区、不同热岛强度等级的植物物候差别,研究热岛效应对植物物候的影响。采用Landsat 8影像对北京市地表温度进行反演,结合空间分析进行热岛效应分区分级识别;通过MOD13A1的归一化植被指数(NDVI)数据,采用Dallimer平均值法和动态阈值法提取植被生长季始期(SOG)、生长季末期(EOG)、生长季长度(LOG)等重要植被物候参数,研究植被物候在热岛区与非热岛区、不同热岛强度等级之间的差异。结果表明:北京市夏季与冬季相比,热岛效应更为显著;利用Dallimer平均值法提取的北京市热岛区SOG比非热岛区提前4 d,EOG延迟9 d,LOG延长13 d;利用动态阈值法提取的SOG提早10 d,EOG推迟4d,LOG延长14 d,动态阈值法提取的物候信息与观测的物候信息更为接近;随着热岛强度等级提高,SOG提前,EOG推迟,LOG延长。本研究丰富了我国华北地区植被物候对热岛效应的响应机制,同时对研究全球变暖对生态系统的影响具有一定价值。     

北盘江大峡谷流域浮游生物资源调查及多样性分析

为探究北盘江大峡谷流域内浮游生物群落组成及多样性情况,于2017年10月对该流域进行浮游生物调查及多样性分析.结果表明该流域内浮游植物共有7门40属61种、其中绿藻门、硅藻门和蓝藻门种类分别为21种、19种和12种,分别占到34.43％、31.15％和19.67％,浮游植物平均密度为4 298.33(375～9 500)ind./L,Shannon-Wiener藻类生物多样性指数均处于1和2之间;浮游动物3门12属21种,其中轮虫类、枝角类和桡足类种类分别为11种、5种和5种,各占到52.38％、23.81％和23.81％,浮游动物平均密度为436.11(55～1 437.5)ind./L,Shannon-Wiener生物多样性指数均处于1和2之间.本研究结果该地区水生生物资源积累了本底资料.     

利用基因组改组技术提高短杆菌素产量及其培养条件优化*

短杆菌素是一种广谱抗菌肽,对细菌和真菌均有较好的抑制作用,具有潜在的抗生素替代价值。通过对侧孢短芽孢杆菌fmb70进行紫外诱变、亚硝基胍诱变、常压室温等离子体诱变,获得3株短杆菌素产量提高的诱变菌株。随后以诱变菌株为亲本进行两轮基因组改组,获得融合子F₂-24,其短杆菌素产量为(340.5±16.35) μg/mL,是野生菌株fmb70短杆菌素产量的1.92倍。融合子传代5代后,该菌株短杆菌素产量无明显差异,说明菌株稳定性良好。最后对该菌株产短杆菌素的培养基和发酵条件进行优化,优化后的培养基为:4%蔗糖、2%牛肉膏、0.5%氯化镁,发酵温度30℃、培养24 h、培养基初始pH6.0。优化后的短杆菌素产量可达(442.45±9.58)μg/mL,是初始培养条件的2.50倍。     

玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

种子无刺毛野生胡萝卜雄性不育材料的创制与鉴定

胡萝卜雄性不育使得胡萝卜杂交优势得以利用,而种子刺毛严重影响胡萝卜播种质量和效率。通常,需要在播种前去除胡萝卜种子的刺毛。胡萝卜种子无刺毛雄性不育材料对于胡萝卜遗传育种有重要的意义。本研究利用从武汉洪山地区野生胡萝卜(武野)筛选到的雄性不育材料(武野-不育)和筛选到的种子无刺毛材料(武野-无毛)进行杂交和后代筛选,获得了种子无刺毛的雄性不育材料(命名为武野-雄无毛)。武野-雄无毛材料为典型的瓣化型雄性不育,其叶片、叶柄、茎等表现出光滑无茸毛,植株颜色为深绿色。在育性线粒体基因上,武野-雄无毛只含有短片段的atp6基因,不含长片段的atp6基因。武野-雄无毛与武野及栽培胡萝卜黑田五寸杂交,种子均表现出无刺毛特征,且获得的杂交种发芽所需时间短于武野和黑田五寸。     

楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌群落结构和多样性

以1、2、3年生的楸树实生苗和嫁接苗（梓树砧木）根系为研究对象,通过对ITS rDNA区域标记扩增子的Illumina MiSeq测序,分析不同苗龄楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌的结构组成和多样性。获得根相关真菌OTU共842个,分属4门、24纲、70目、134科、233属、347种;丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）AMF-OTU共42个,分属1门、1纲、3目、3科、3属、13种。根相关真菌和AMF的OTU数量、丰度和多样性在实生苗中均随苗龄的增加而降低,而在嫁接苗中则随着苗龄的增加而增加。门水平上,实生苗与嫁接苗根相关真菌的优势菌都是子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和接合菌门Zygomycota,但它们的相对丰度有所差异;属水平上,实生苗和嫁接苗根相关真菌的优势菌种在组成和数量上都具有一定的差异性。楸树根相关真菌拥有3种营养模式和12个生态功能群,其中实生苗根系中病理营养型真菌的比例大于嫁接苗,腐生营养型则差异不大,而共生营养型则小于嫁接苗。生态功能群分析显示大多数楸树根系真菌表现出多种生存策略,部分真菌可以在植物-真菌-动物中跨界侵染。该研究可为楸树根相关真菌的利用提供一定的理论依据和基础。     

拮抗临床致病菌的一株地衣内生真菌

本研究运用组织分离法对采自贵州省都匀市斗篷山景区的地衣进行内生真菌分离,乙酸乙酯萃取菌株液体发酵物,通过打孔法筛选地衣内生真菌提取物并对9株临床致病菌株及耐药菌株进行抑菌活性实验。结果表明一株分离自星点梅衣属地衣Punctelia sp.的内生真菌DPS-165-9对其中的6株显示抑制活性。此6株菌为金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus 25923和6538、耐药表面葡萄球菌Staphylococcus epidermidis Z12、耐药布氏杆菌Brucella sp. B103、耐药枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 163和耐药藤黄微球菌Micrococcus luteus 261。经鉴定DPS-165-9为蔡氏轮层炭壳菌Daldinia childiae。本研究为下一步挖掘新的抗菌物质奠定基础。