外源水分和温度对冬型梨木虱存活的影响

冬型梨木虱是中国梨木虱Psylla chinensis的越冬虫态。本文研究了不同温度和有、无水分条件下对冬型梨木虱存活的影响。结果显示：在5~25℃范围内,冬型梨木虱成虫的存活能力随温度的升高而下降,各温度间差异显著。5℃时,成虫存活时间最长,达157.8±3.59 d(无外源水分)和209.8±1.47 d(有外源水分)。25℃时,分别为7.8±0.36 d(无外源水分)和12.3±0.98 d(有外源水分)。有外源水分条件下成虫存活时间明显高于无外源水分条件,水分和温度对冬型梨木虱的存活有明显交互影响作用。结果表明：较高温度和缺水环境不利于冬型梨木虱生存。本研究对了解中国梨木虱的生态适应能力和防控具有理论借鉴意义。     

温度、pH、溶氧对添加植物乳杆菌构建生物絮凝系统的影响

生物絮凝技术和微生物制剂在水产养殖业中广泛应用,但向生物絮凝系统中添加益生菌最优条件研究甚少。本试验采取L_9(3~3)安排3因素3水平关于溶氧(厌氧0.5 mg/L,有氧5 mg/L,厌氧-有氧交替)、pH (5.5, 7, 8.5)、温度(25℃, 30℃, 35℃)正交试验,开展35 d以植物乳杆菌为添加剂培养生物絮团试验,通过比较三态氮的变化情况、脱氢酶活性(dehydrogenase activity, DHA)及微生物种群结构,得出以植物乳杆菌为添加剂培养生物絮凝的最佳工艺。结果表明:在有氧、pH值8.5、30℃时,生物絮凝培养用时最短,为13 d,生物脱氮效率高;温度和溶氧对脱氢酶活性有显著性影响,25℃,厌氧-好氧交替,pH值7条件下培养的生物絮团脱氢酶活性最高;微生物群落结构分析表明生物絮团中主要为变形菌门(70%),其次为拟杆菌门;植物乳杆菌在有氧、35℃、pH值5.5条件下丰度最高,为1.8%。综合实际生产,添加植物乳杆菌构建生物絮凝系统最佳条件为30℃、p H值7、有氧条件(DO5 mg/L)。     

Climate drives differences in the germination niche of a globally distributed invasive grass

外来入侵物种在入侵地经常面临很强的选择压力,这常常导致种内变异。在生活史事件发生的时间上,种群分化对气候梯度的响应被认为是促进许多入侵物种扩张的重要机制。对于产生种子的植物来说,种子萌发的时间决定了萌芽所经历的第一个环境条件,这对入侵植物的成功定植、种群建立和传播具有重要意义——尽管对于萌发在植物入侵成功中所起的作用仍然知之甚少。在本研究中,我们评估了入侵植物石茅(Sorghum halepense)在北美分布的10个种群的种子萌发在温度和降水梯度上的动态变化,以及这种变化是否与本地气候有关。种子被放置于一个较宽的温度范围(11-48˚C)以及两个水分梯度处理中。我们发现,石茅的种子可以在很宽的温度范围下萌发,但在不同的种群中,种子萌发的比例随温度和水分的不同而有较大的变化。有证据表明,当石茅的生长范围从温暖的气候扩展到寒冷的气候时,种子萌发温度的生态位也同时发生了向低温的转变。我们的研究结果表明,石茅种子的萌发已经适应了当地的气候,使其在整个生长范围内的萌发最大化,这可能是其入侵新环境的一个重要贡献因素。     

温度诱导Targetron系统用于大肠杆菌高效基因失活

构建基于TeI3c/4c嗜热二型内含子的温度诱导Targetron基因失活系统 (Thermotargetron),并应用于中温微生物基因编辑。在大肠杆菌HMS174 (DE3) 基因组中,选择Subunit of flagellum基因 (fliC) 和C4 dicarboxylate orotate:H+ symporter基因 (dctA) 为靶基因。根据TeI3c/4c DNA识别规则,在fliC和dctA基因中选择fliC489a、fliC828s、fliC1038s和dctA2a位点为基因打靶位点。使用重叠延伸PCR方法,基于pHK-TT1A质粒构建打靶载体。打靶载体转化HMS174菌株,对数期转化子培养液48 ℃热激1 h后涂布于氯霉素抗性LB平板上。使用菌落PCR和DNA测序检测突变株并计算基因失活效率。获得突变株后,通过琼脂穿刺和碳源代谢实验,鉴定ΔfliC、ΔdctA突变株表型变化。菌落PCR测序结果表明,TeI3c/4c插入到fliC和dctA基因设计位点,且打靶效率高达100%。突变株表型验证实验表明,ΔfliC突变株运动能力显著下降,ΔdctA突变株苹果酸代谢能力缺失。综上所述,文中建立了一套适用于嗜中温微生物的温度诱导型、高效基因失活系统,该系统可通过控制宿主菌在48 ℃保温时间实现高效、靶向、精准基因失活。     

不同规格拉萨裂腹鱼温度耐受性研究

实验旨在探讨三种规格拉萨裂腹鱼(Schizothorax waltoni)的温度耐受能力。通过每4h升高或者降低1℃, 其中升温或者降温1h, 平衡3h, 直到试验鱼全部死亡或水温降至0。结果表明: 大规格[(100.93±13.12) g、(19.71±1.04) cm]、中规格[(15.11±5.03) g、(10.05±1.19) cm]和小规格[(1.37±0.32) g、(4.51±0.35) cm]极限最高温度分别是30℃、30℃和33℃; 极限最低温度均为0, 均能在冰水混合的水中生存; 温度耐受幅分别是30℃、30℃和33℃; 在不同温度条件下拉萨裂腹鱼呼吸频率不同, 且不同规格拉萨裂腹鱼间呼吸频率存在着显著差异(P<0.05)。因此, 在高海拔和温度变化幅度较大的区域均适合拉萨裂腹鱼规模化养殖培育, 但在冬季人工养殖过程中, 由于小规格拉萨裂腹鱼耐受能力差, 应移入温室大棚中养殖, 从而保证较高成活率和正常生长。     

闽南三市绿地景观格局与地表温度的空间关系

深入探索绿地景观格局对热环境的影响机制,对于改善城市生态环境具有重要意义。基于厦门、漳州、泉州三市的Landsat遥感数据,应用景观生态学与空间自相关理论,探讨了绿地景观与地表温度的空间分布特征,并用双变量空间自相关与空间自回归模型分析两者之间的空间关系。结果表明:闽南三市绿地与地表温度均具有显著的空间自相关性;内陆的高海拔地区,绿地分布密集,地表温度较低,而城区、乡镇及大片的耕地,绿地分布较少,地表温度较高;漳州、泉州绿地景观格局对地表温度的影响更显著,厦门最弱;绿地的景观类型比例、最大斑块指数、聚集度指数、平均斑块面积与地表温度呈负相关,斑块密度与地表温度呈正相关;边缘密度、平均形状指数与地表温度的关系存在不确定性;空间滞后模型与空间误差模型能更好地解释绿地景观格局与地表温度的空间关系。     

温度变化对家蟋蟀卵孵化率的影响

对低温萌动温度和高温孵化温度变化条件下家蟋蟀Acheta domesticus卵的孵化率变化进行研究,旨在探讨温度变化对家蟋蟀卵孵化的影响,为温度影响昆虫卵孵化提供一个新的证据。在低温萌动温度(4℃和7℃)和高温孵化温度(25℃和29.5℃)下观察记录家蟋蟀卵孵化的个体数量,采用方差分析方法检验温度变化对卵孵化率的影响。结果表明,低温萌动温度显著影响家蟋蟀卵的孵化率,而高温孵化温度对家蟋蟀卵的孵化率则无显著作用,但二者存在显著的互作效应。在同一孵化时间内,不同温度处理下家蟋蟀卵孵化率之间的差异有统计学意义。在不同温度处理下,家蟋蟀卵达到最大孵化率的时间不同。说明低温萌动和高温孵化是家蟋蟀卵孵化的重要影响因素。本研究为家蟋蟀人工饲养的较有利的温度条件设置提供一定的理论指导。     

中国森林生态系统土壤呼吸温度敏感性空间变异特征及影响因素

土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)是陆地碳循环与气候系统间相互作用的关键参数。尽管已有大量关于不同类型森林Q₁₀季节和年际变化规律的研究, 但是对Q₁₀在区域尺度的空间变异特征及其影响因素仍认识不足, 已有结果缺乏一致结论。该研究通过整合已发表论文, 构建了中国森林生态系统年尺度Q₁₀数据集, 共包含399条记录、5种森林类型(落叶阔叶林(DBF)、落叶针叶林(DNF)、常绿阔叶林(EBF)、常绿针叶林(ENF)、混交林(MF))。分析了不同森林类型Q₁₀的空间变异特征及其与地理、气候和土壤因素的关系。结果显示, 1) Q₁₀介于1.09到6.24之间, 平均值(±标准误差)为2.37 (± 0.04), 且在不同森林类型之间无显著差异; 2)当考虑所有森林类型时, Q₁₀随纬度、海拔、土壤有机碳含量(SOC)和土壤全氮含量(TN)的增加而增大, 随经度、年平均气温(MAT)、平均年降水量(MAP)的增加而减小。气候(MAT、MAP)和土壤(SOC、TN)因素间存在相互作用, 共同解释了33%的Q₁₀空间变异, 其中MAT和SOC是Q₁₀空间变异的主要驱动因素; 3)不同类型森林Q₁₀对气候和土壤因素的响应存在差异。在DNF中Q₁₀随MAP的增加而减小, 而其他类型森林中Q₁₀与MAP无显著相关性; 在EBF、DBF、ENF中Q₁₀随TN的增加而增大, 但Q₁₀对TN的敏感性在EBF中最高, 在ENF中最低。这些结果表明, 尽管Q₁₀有一定的集中分布趋势, 但仍有较大范围的空间变异, 在进行碳收支估算时应注意尺度问题。Q₁₀的主要驱动因素和Q₁₀对环境因素的响应随森林类型而变化, 在气候变化情景下, 不同森林类型间Q₁₀可能发生分异。因此, 未来的碳循环-气候模型还应考虑不同类型森林碳循环关键参数对气候变化的响应差异。     

增温对青藏高原高寒草甸呼吸作用的影响

生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)是草地生态系统碳排放的关键环节,其对气候变化极为敏感。高寒草甸是青藏高原典型的草地生态系统,其呼吸作用对气候变化的响应对区域碳排放具有重要的影响。以高寒草甸生态系统为对象,于2012—2016年采用模拟增温的方法研究呼吸作用对增温的响应。结果表明:增温对高寒草甸ER的影响存在年际差异,2013年和2014年增温对ER无显著影响,其他年份显著增加ER(P0.05),综合5年结果,平均增幅达22.3%。增温显著促进了高寒草甸SR(P0.05),较对照处理5年平均增幅高达67.1%;增温总体上提高了SR在ER中的比例(P0.05),最高增幅达到59.9%。ER和SR与土壤温度有显著的正相关关系(P0.05),与土壤水分没有显著的相关关系(P0.05)。对照样地中,土壤温度分别能解释33.0%和18.5%的ER和SR变化。在增温条件下,土壤温度可以解释20.5%和13.0%的ER和SR变化。在增温条件下,SR的温度敏感性显著增加,而ER的温度敏感性变化较小,导致SR的比重进一步增加。因此,在未来气候变暖条件下,青藏高原高寒草甸生态系统碳排放,尤其是土壤碳排放有可能进一步增加,土壤碳流失风险增加。