长期施肥对黄土高原典型草原群落稳定性的影响及机制研究

施肥是当前草地生态系统最常见的人为干扰方式之一,可导致草地生物多样性和生态系统稳定性发生显著变化。该研究以黄土高原典型草原为研究对象,通过连续8年的氮肥(尿素)野外添加试验,分析不同氮肥处理(分别为0、5、10、20、40和80 g·m^-2)对草地群落稳定性的影响,并分析检验可能影响群落稳定性的四个潜在机制(物种多样性、物种同步性、投资组合效应和优势度),以明确施肥对群落稳定性的影响及其潜在机制,为黄土高原恢复草地的合理利用提供理论依据。结果表明:(1)随着施肥水平的增加,群落稳定性(S)降低,并在施肥处理为20 g·m^-2时开始极显著下降(P<0.01)。(2)施肥极显著降低了物种的丰富度(R)和优势度指数(D)(P<0.01),但物种同步性(B)和均值-方差的比例指数(z)并没有发生显著变化(P>0.05)。(3)物种丰富度(R)与群落稳定性(S)之间呈正相关关系,而优势度指数(D)与群落稳定性(S)不相关。研究认为,在人为施肥干扰下,黄土高原典型草原的物种丰富度下降导致群落稳定性下降,表明物种多样性对维持草地群落稳定具有重要作用。     

露天煤矿排土场边坡植被组成特征及其群落稳定性评价

研究植被恢复过程中植物群落组成、结构及稳定性的变化,可进一步了解到植物群落的演替过程及规律。采用空间代时间的方法对内蒙古锡林郭勒盟北电胜利露天煤矿4个排土场边坡人工恢复植被进行群落调查,在此基础上采用多样性指数与优化后的M.Godron稳定性指数对植物物种组成、物种多样性及其群落稳定性进行分析,探究不同恢复年限排土场边坡植被在恢复过程中群落特征及稳定性变化特征。结果表明：（1）排土场边坡植物物种组成共有16科44属56种,植物群落组成较简单,其中禾本科种类最多,生长型以草本植物为主。（2）随着恢复年限的增加,植物生活型由一、二年生转变为多年生,坡面优势种由人工种植植物转变为本土植物。（3）整体看,随着恢复年限增加,物种多样性呈下降趋势,群落稳定性整体呈上升趋势。（4）由于不同坡向土壤微环境差异,北坡恢复效果及稳定性好于南坡。本研究在一定程度上可为露天煤矿排土场边坡人工修复过程中植物物种及合理配置模式的选择提供科学依据。     

水分梯度下荒漠植物多样性与稳定性对土壤因子的响应

荒漠生态系统多样性的研究对维持荒漠区群落稳定性有着重要意义。以艾比湖流域荒漠植物群落为研究对象,基于野外样方调查数据及实验分析,探讨不同水分梯度下植物多样性与稳定性的变化规律及土壤因子对二者的影响。结果表明：（1）随土壤水分含量下降,Shannon-Wiener多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）、Pielou均匀度指数（J）、Margalef丰富度指数（R）和种群密度稳定性（ICV）指数均呈下降趋势,且当土壤含水量低于4.65%时,荒漠植物多样性与群落稳定性总体显著降低（P<0.05）;（2）不同水分梯度下影响艾比湖流域植物多样性的土壤因子具有差异性,高水梯度为硝态氮与有机质,中水梯度下影响植物多样性的因子为pH,低水梯度为全氮和有机质;（3）仅在环境适宜的情况下,土壤因子（土壤含盐量与有机质）才能对群落稳定性产生显著影响（P<0.01）;（4）三种梯度下,物种多样性均对群落稳定性有显著性影响（P<0.001）,植物多样性与群落稳定性存在正相关关系。     

亚热带典型森林地上和地下凋落物输入对土壤新老有机碳动态平衡的影响

凋落物是森林土壤有机碳(SOC)形成、稳定和周转的重要影响因子。目前针对亚热带不同类型森林地上和地下凋落物对新SOC累积和老SOC输出动态平衡的影响仍不清楚。本研究以中亚热带常绿阔叶天然林、马尾松人工林和杉木人工林为对象,基于C3/C4植物-土壤置换试验,利用稳定同位素¹³C示踪方法开展3年野外定位试验,分析了森林地上、地下凋落物输入对SOC周转的影响。结果表明: 森林类型、凋落物处理和时间均能显著影响SOC含量、土壤δ¹³C值、新SOC和老SOC含量,且存在显著的森林类型×凋落物处理交互效应。地上和地下凋落物输入均能显著提高SOC含量和净增量,与杉木人工林相比,天然林SOC对凋落物输入的响应更敏感。凋落物输入显著降低了土壤δ¹³C值,且天然林、马尾松人工林土壤δ¹³C显著低于杉木人工林。在马尾松人工林,地下凋落物处理的新SOC含量显著高于地上凋落物;在天然林和马尾松人工林,地下凋落物输入处理的老SOC含量显著低于地上凋落物处理。此外,地上凋落物归还量和地下根生物量与SOC含量和净增量呈显著正相关,而地下根凋落物量和C/N与新SOC含量呈显著正相关。森林地下凋落物比地上凋落物输入对SOC周转的影响更重要,且不同森林凋落物输入对SOC的影响存在差异性。本研究可为揭示亚热带典型森林土壤有机碳库的形成和可持续管理提供依据。     

有机磷水解酶纳米胶囊的调控及其对酶活性和稳定性的影响

纳米胶囊化是提高有机磷水解酶（organic phosphorus hydrolase,OPH）稳定性,进而实现其实用化的最具前景的解决方案。纳米胶囊一方面能够有效保护有机磷水解酶免于失活,但另一方面胶囊的存在也会阻碍底物与酶活性中心的接近。因此,通过调节纳米胶囊的结构来调控有机磷水解酶纳米胶囊活性和稳定性是十分值得研究的课题。本文用N-羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯（N-succinimidyl acrylate,NAS）将有机磷水解酶表面丙烯酰化,以丙烯酰胺（acrylamide,AAM）和N-（3-氨丙基）甲基丙烯酰胺盐酸盐（N-(3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride,APM）为单体,在有机磷水解酶蛋白表面进行原位自由基聚合反应,制备了单分散的有机磷水解酶纳米胶囊（OPH nanocapsule,nOPH）。用透射电镜和傅里叶红外光谱对nOPH结构进行了表征。研究了不同NAS投料量在37℃下对有机磷水解酶纳米胶囊活性,及其热稳定性和有机溶剂稳定性的影响规律。当NAS投料量在75∶1以下时,纳米胶囊的存在对有机磷水解酶活性未见影响,而当大于这一投料比时,酶活性会因胶囊致密程度的上升而下降。在加热下或有机溶剂中,有机磷水解酶纳米胶囊的酶活性呈现出随着NAS投料比的增加先增加而后下降的趋势。以上结果表明,酶活性可以通过在由有机磷水解酶制得有机磷水解酶纳米胶囊的过程中,调节纳米胶囊至合适的致密程度来最大程度的保留。合适的致密程度还能显著提高有机磷水解酶纳米胶囊热稳定性和有机溶剂稳定性。这对进一步实现有机磷水解酶的实用化具有重要意义。     

金钱松群落优势种群种间联结及群落稳定性研究

种间联结反映了植物群落中的种间关系和群落稳定程度, 对群落恢复和目标物种的保护具有重要意义。为了解金钱松群落的种间关系及群落稳定性, 采用方差比率法(VR)、x2检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Pearson相关系数、Spearman秩相关系数以及M. Godron稳定性测定等数量分析方法, 对浙江长兴金钱松群落中的18个优势种群、153个种对的种间相关性及群落稳定性进行分析。结果表明: 金钱松群落内的18个优势种群总体联结性呈不显著的正联结, 植物种类累积倒数百分比与累积相对频度交点坐标为(40, 60), 远离稳定交点坐标(20, 80), 说明群落处于不稳定状态。卡方检验表明绝大多数种对之间的联结性均不显著, 只有2个种对存在显著关联。联结系数和共同出现百分率也表明, 群落各种对相关性较弱, 各物种间呈独立分布格局。Pearson相关检验和Spearman秩相关检验发现, 金钱松与水竹之间呈显著负相关。结论: 金钱松群落种间关联性弱, 群落处于不稳定阶段。为保护和促进金钱松种群的恢复, 应进行适当的人为干扰和限制竹类植物在群落中的生长。     

一种pH稳定的黄色漆酶的快速纯化和性质特征

通过丙酮沉淀和 DEAE- cellulose DE52 柱层析, 快速、有效地从一株白腐菌 Trametes sp. SQ01 的发酵液中纯化了漆酶。纯化的漆酶并非传统漆酶那样呈现蓝色, 而是一种黄色蛋白。以 ABTS 为底物时, 该酶的最适 pH 和温度分别是 pH 4.5 和 70°C, Km 为 0.029 mmol/L。T. SQ01 漆酶在 pH 3.0~11.0时, 酶活相对稳定, 在 pH 5.0 时最为稳定, 是目前报道的 pH 稳定性最好的漆酶。低浓度的金属离子(1 mmol/L) Cu2+、Mg2+ 、Ca2+ 和Co2+ 对漆酶有促进作用, 而高浓度(5 mmol/L)的Co2+、Zn2+、 Mn2+、Mg2+ 却抑制漆酶酶活。SDS 对该酶有激活作用, 当其浓度为1 mmol/L时, 漆酶相对酶活达到128%。DTT对漆酶强烈抑制, 即使是浓度为1 mmol/L, 亦可完全抑制漆酶酶活。纯化后的漆酶对亮蓝(RBBR) (100 mg/L)的脱色能力显著, 0.5 U/mL 的漆酶在 10 min内即可达到 80%的脱色率。T. sp. SQ01 漆酶的快速纯化以及高效脱色的能力表明该酶在染料脱色降解方面有着广阔的应用前景。     

一种pH相对稳定的栓菌T. sp. SQ01漆酶

漆酶 (p-diplaenol:oxygen oxidorecluctase,EC 1.10.3.2)在生物制浆、生物漂白、脱色以及有毒化合物的降解等方面具有较为广泛的应用前景,同时也是相关学科领域的研究热点.     

孕酮对蒙古绵羊输卵管上皮细胞β-防御素mRNA表达的影响

建立蒙古绵羊输卵管上皮细胞培养体系作为体外实验模型,分别添加10^-6、10^-7、10^-8、10^-9和10^-10 mol/L孕酮,运用实时荧光定量PCR方法测定孕酮对上皮细胞内β-防御素相对表达量的影响。结果显示,与对照组比较,10^-6和10^-7 mol/L孕酮组β-防御素相对表达量显著升高（P<0.05）;10^-8和10^-9 mol/L孕酮组极显著升高（P<0.01）;而10^-10 mol/L孕酮组未见显著性差异。孕酮添加组间比较显示,10^-8和10^-9 mol/L孕酮组极显著高于10^-10 mol/L组（P<0.01）,其它孕酮添加组间未见显著性差异。分析认为,一定浓度的孕酮（10^-9－10^-6 mol/L）对培养的输卵管上皮细胞β-防御素的表达有促进作用。且不同浓度的孕酮对β-防御素表达的影响程度不同。因而推断,雌性生理周期下,雌性生殖道β-防御素的表达与孕激素相关。     

相对定量和绝对定量-以CsSAMDC基因表达分析为例

以无芒隐子草干旱诱导的cDNA文库中获得的SAMDC序列为基础,应用实时荧光定量RT-PCR技术同时结合相对定量和绝对定量方法,以分析无芒隐子草SAMDC基因在不同组织、不同胁迫梯度下的表达为案例,详细介绍并比较相对定量和绝对定量在基因表达方面的应用.分别采集无芒隐子草幼苗自然干旱0,2,4,6,8,10d以及恢复浇水1,4d的叶片和根系材料,相对定量采用2-ΔΔCT.法;以相应基因的质粒扩增产物为标准品制作标准曲线,对定量PCR的引物浓度进行了优化,而后筛选最稳定的内参基因,以内参基因获得的标准化因子对绝对定量数据进行标准化.相对定量2-ΔΔCT法结果显示CsSAMDC基因在干旱胁迫8d后,叶片中的表达量为胁迫前的0.62±0.13倍,根中的表达量为胁迫前的5.93±0.71倍.绝对定量表明,CsSAMDC基因只在胁迫第8d和第10d的根组织中检测到表达量显著增大,胁迫第4～6d和恢复浇水后1～4d,CsSAMDC基因在叶和根组织中的表达较对照降低.相对定量和绝对定量在DsSAMDC基因表达研究中显示相对一致的趋势.