奥陶纪苔藓动物的多样性演变——兼论苔藓动物的起源

苔藓动物是一类多为海生、滤食性的群体生物。奥陶纪是苔藓动物发生、演化辐射和灭绝的重要时期,也是苔虫礁形成的最早时期。已知最老的化石苔藓动物发现于中国特马豆克晚期。构成苔藓动物基本分类框架的狭唇纲(包括变口目、隐口目、泡孔目和管孔目)和宽唇纲(包括窗孔目和栉口目)也都是在奥陶纪时期逐步形成的,其中,变口目出现于特马豆克期Tr2时间段,在弗洛期和大坪期,多样性较低,但从达瑞威尔期开始,经桑比期至凯迪期,多样性不断增高,并出现辐射。隐口目(特别是"双叶类隐口目苔虫")也经历了与变口目相类似的发展过程,但它首次出现的时间要相对略迟于变口目。这两个目在整个奥陶纪苔藓动物群中一直占据主导地位。泡孔目、管孔目和窗孔目,先后首次出现在弗洛期Fl2时间段、大坪期Dp1和Dp2时间段,但它们在整个奥陶纪期间一直处于低多样性态势。至于栉口目,它首次出现的时间可能更迟,在凯迪期Ka4时间段,犹如昙花一现。苔藓动物的演化在接近奥陶纪末时呈两幕式灭绝,一次发生在凯迪期Ka2时间段(可能相当于塔凯和安斯蒂的"拉夫塞伊灭绝"),另一次发生在赫南特期Hi2时间段(可能相当于塔凯和安斯蒂的"赫南特灭绝")。分子生物学和形态学证据表明,苔藓动物属原口动物,而不是以前长期认为的后口动物,或介于原口动物和后口动物之间的过渡类型;而且,苔藓动物与腕足动物、帚形动物之间没有直接的亲缘关系。苔藓动物可能起源于一种叫原内肛动物的生物,它们的目一级分类单元之间的系统发育关系目前尚未形成共识,本文绘制的谱系图还有待于化石记录的不断补充和分子生物学研究的逐步介入以使其日趋完善。     

紫外辐射的细胞生物学效应及其机制

地球表面的生物体会受到来自阳光紫外辐射的照射。两极臭氧层空洞的形成使地球表面的紫外辐射水平,特别是UVB的水平增加,进而对生物体的危害日益加重。因此,深入研究紫外辐射生物学效应的信号转导机制并阐明其损伤机制和生物体的反应机制等具有重要意义,也可为紫外辐射损伤防护的研究提供新思路。本文综述了本领域近年来的相关研究,从紫外辐射所致生物学效应的信号转导机制(包括对DNA的直接损伤作用、细胞膜激酶和非激酶受体通路、细胞质通路以及microRNA)等方面对紫外辐射的损伤机制进行了比较系统的阐述和总结。     

极地雪衣藻的研究进展

综述了富含类胡萝卜素(虾青素)的极地雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)研究的最新进展,并对其研究前景作了分析。     

紫外辐射诱导植物叶片DNA损伤敏感性差异

单细胞凝胶电泳（彗星检测,cometassay）技术已广泛应用于动物细胞DNA损伤检测,但在植物细胞DNA损伤检测中的应用尚不多见。本研究通过对动物细胞彗星检测方法的改进,利用植物细胞原生质体作为材料,研究了不同发育期九里香（Murraya panicuata）叶片对UV-B诱导的DNA损伤的敏感性差异。彗星检测结果表明,九里香叶片DNA的损伤程度与UV-B辐射的剂量呈正相关：在相同UV—B辐射剂量下,九里香幼嫩叶片比成熟叶片的DNA损伤量大,表明其幼嫩叶片对UV-B辐射的敏感性比成熟叶片高。     

抗辐射菌中DNA损伤修复主要基因群的研究进展

抗辐射红色球菌对电离辐射具有很高的放射线抵抗性,该菌具有惊人的DNA的二条链切断的修复能力,由辐射等引起的切断损伤DNA在几至十几小时内能高效正确地进行完全修复。在对切断的双链DNA进行修复时,除了大肠杆菌等生物在切断的双链DNA修复时出现的蛋白质以外,还有该菌所特有的修复蛋白质也参与修复。本文对该菌所特有的DNA二条链的切断损伤修复的主要基因及其相互作用进行了简要介绍。     

非生物胁迫下耐辐射异常球菌drB0118基因功能分析

【目的】鉴定和确定被预测为编码干燥相关蛋白的耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans) drB0118基因功能,探讨该基因对盐、渗透和氧化胁迫抗性的作用。【方法】构建drB0118基因缺失突变株(ΔB0118),通过氯化钠、D-山梨糖醇和过氧化氢等胁迫冲击实验及氧化胁迫条件下qRT-PCR分析,研究drB0118突变对非生物胁迫反应及氧化胁迫相关基因表达的影响。【结果】drB0118突变导致菌株对NaCl和D-sorbitol胁迫的抗性降低;对氧化胁迫(H2O2)敏感;qRT-PCR分析显示,drB0118突变引起氧化胁迫抗性基因pod和oxyR分别下调4倍和10倍。【结论】D. radiodurans中drB0118参与了盐、渗透和氧化等多种非生物胁迫反应。     

紫外辐射对水生生物的影响研究进展

紫外辐射对陆生植物的生物学效应已被广泛研究,对水生生物也能产生一系列影响。本文在综述国内外紫外线在水体中渗透状况及影响因素的基础上,阐述了紫外辐射对浮游细菌和微型浮游生物、浮游植物、浮游动物、大型藻类、鱼卵和幼鱼、鱼类及两栖动物的生物学效应,从直接效应和间接效应两方面介绍了紫外辐射对水生生物作用的机理。未来研究应该注重紫外辐射与气候变化、酸沉降、水污染等环境因子联合作用对水生有机体产生影响,其研究对象应扩展至沉水植物、底栖生物等大部分水生有机体,这些研究将对深入研究水生生态系统的演化、水生生态系统退化及其修复起重要作用。     

不同水氮处理对玉米-大豆间作群体内作物光能截获、竞争和利用的影响

通过田间试验研究了不同水氮处理对玉米-大豆间作群体的光能截获、竞争与利用的影响。试验设置充分供水和水分亏缺两种水分处理以及施氮(亩施纯氮7.5 kg)和不施氮两种氮肥处理。结果表明,在生育中后期,同一氮肥处理条件下,充分供水处理间作作物的光能截获率显著高于水分亏缺处理;相同水分条件下,施氮处理间作大豆的光能截获率略高于不施氮处理,但未达到显著水平,而施氮处理间作玉米的光能截获率则显著高于不施氮处理。从播后第64天到成熟,同一氮肥处理条件下,充分供水提高了间作玉米的光能竞争比,但却降低了间作大豆的光能竞争比。从播后第73天到成熟,相同水分条件下,施氮处理间作玉米的光能竞争比显著高于不施氮处理,而大豆的光能竞争比在两个氮肥处理间则没有显著差异。充分供水条件下,施氮处理间作玉米的光能利用效率(LUE)为3.87 g/MJ,略高于不施氮处理(3.81 g/MJ);水分亏缺条件下,施氮处理间作玉米的LUE(3.86 g/MJ)比不施氮处理(3.72 g/MJ)高3.6%。充分供水条件下,施氮处理间作大豆的LUE(1.62 g/MJ)比不施氮处理(1.57 g/MJ)高3.2%;水分亏缺条件下,施氮处理间作大豆的LUE为1.55 g/MJ,与不施氮处理(1.54 g/MJ)基本相同,表明与氮肥处理相比,水分状况对大豆LUE的影响更为明显。     

高温胁迫对华北地区冬小麦灌浆及产量的影响

冬小麦灌浆期高温是制约我国北方冬小麦产量的一个重要气候因素,随着全球气候变暖,日趋频繁的极端温度事件可能引起该地区冬小麦产量的大幅波动。为了明确冬小麦灌浆期异常高温对冬小麦产量的影响程度,在河北固城生态与农业气象试验站自然大田条件下,采用自由空气红外辐射增温技术,开展了冬小麦灌浆中后期短期高温处理模拟试验。结果表明,灌浆中后期短期高温胁迫致使冬小麦灌浆速率下降及灌浆持续时间缩短从而使粒重降低,在消除了影响粒重的其它因素的作用后,短期高温处理期间的午间平均冠层气温与粒重之间存在显著的负线性相关关系。高温对冬小麦产量的威胁程度由高温强度及其持续时间两个因素决定。结合了高温强度及其持续时间综合作用的高温有效度时被证明是一个能全面反映灌浆中后期高温胁迫影响的特征量。     

产毒与不产毒铜绿微囊藻对模拟酸雨及紫外辐射的生理响应

为了比较研究酸雨与紫外辐射对淡水水体常见藻华蓝藻的生理学影响,选取铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒(FACHB-905)与不产毒(FACHB-469)株系作为实验材料,通过人工模拟酸雨,研究了不同p H处理后2藻株的光合生理变化以及对紫外辐射的敏感性的异同。实验设置3个p H梯度,p H7.10为对照组(正常培养基培养的藻体),两模拟酸雨处理组(p H5.65和p H4.50);两种辐射处理,可见光处理(PAR)以及全波长辐射处理(PAB)。研究结果表明,905藻株细胞粒径在各p H处理下都要显著高于469藻株,模拟酸雨处理显著降低了两藻株细胞的平均粒径及体积,但叶绿素含量显著提高;酸雨处理同时也引起细胞死亡率的增加,表现为藻体有效光化学效率显著降低,生长速率显著受到抑制,低p H下呈负增长,且这种抑制程度在469下更为显著。高的可见光以及紫外辐射处理,使两株系有效光化学效率随p H的降低而呈降低趋势,其中469藻株降低至更低的水平,且高光辐射以及紫外诱导的抑制率要显著高于905藻体,这可能与469藻株较低的光保护色素有关(较低的类胡萝卜素以及紫外吸收物质)。在未来全球变化背景下,不同种类的浮游植物对环境变化的响应及适应能力不同,可改变水体的群落结构和种群丰度,铜绿微囊藻905较469较强的耐受酸雨以及紫外辐射的能力,可能会使该株系在竞争力上占据优势。