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。     

‘培矮64S’与其eui突变体‘长选3S’穗颈节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻‘长选3S’为材料,温敏核不育水稻‘培矮64S’为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2 d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究。结果表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与‘培矮64S’相比,‘长选3S’中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质。(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与‘长选3S’抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关。(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,‘长选3S’的2(Os10g08550)、7(Os12g42876)、8(Os01g55830)基因的表达量较‘培矮64S’明显下调,而24(Os06g48760)、35(Os05g25850)、36(Os07g42300)基因的表达量较‘培矮64S’显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致。研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

水稻粒长QTL定位与主效基因的遗传分析

该研究利用短粒普通野生稻矮杆突变体和长粒栽培稻品种KJ01组配杂交组合F_1,构建分离群体F_2;并对该群体粒长进行性状遗传分析,利用平均分布于水稻的12条染色体上的132对多态分子标记对该群体进行QTL定位及主效QTLs遗传分析,为进一步克隆新的主效粒长基因奠定基础,并为水稻粒形育种提供理论依据。结果表明:(1)所构建的水稻杂交组合分离群体F_2的粒长性状为多基因控制的数量性状。(2)对543株F_2分离群体进行QTL连锁分析,构建了控制水稻粒长的连锁遗传图谱,总长为1 713.94 cM,共检测出24个QTLs,只有3个表现为加性遗传效应,其余位点均表现为遗传负效应。(3)检测到的3个主效QTLs分别位于3号染色体的分子标记PSM379～RID24455、RID24455～RM15689和RM571～RM16238之间,且三者对表型的贡献率分别为54.85%、31.02%和7.62%。(4)在标记PSM379～RID24455之间已克隆到的粒长基因为该研究新发现的主效QTL位点。     

灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径研究

韧皮部卸载和韧皮部后运输在调节同化物在果实中的分配和积累方面起着至关重要的作用,而且很大程度上决定着果实的产量和质量。为探讨灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径,以4个时期灵武长枣果实为实验材料,对各个发育时期果实维管束的显微结构进行观察,并综合运用荧光染料活细胞示踪与激光共聚焦扫描显微镜技术实时观察果实内韧皮部同化物卸载路径的变化,为灵武长枣果实同化物积累和品质调控奠定基础。结果显示：(1)膨大前期不仅果实的韧皮部中具有明显的CF绿色荧光,同时在周围薄壁细胞中也分布着CF绿色荧光,筛管伴胞复合体和周围薄壁细胞之间存在着共质体联系。(2)快速膨大期,CF绿色荧光主要局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中分布较少,筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间主要以共质体隔离为主,但也存在着一定的共质体联系。(3)着色期和完熟期,CF绿色荧光局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中基本没有CF绿色荧光,果实筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间是共质体隔离状态,但引入CFDA的同时引入具有质膜通透作用的洋地黄皂苷时,周围薄壁细胞中CF绿色荧光分布明显增加。研究认为,灵武长枣在膨大前期果实韧皮部同化物为共质体卸载途径,快速膨大期果实主要以质外体途径运输同化物,但也通过共质体卸出同化物,着色期和完熟期果实通过质外体途径运输同化物。     

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。     

一株稀有海洋真菌Stachybotrys longispora FG216的De Novo测序及基因组学分析

【背景】长孢葡萄穗霉菌(Stachybotrys longispora) FG216是一株稀有海洋真菌,其次生代谢产物FGFC1具有纤溶活性。进行S. longispora FG216的基因组序列分析,将充实和促进海洋微生物功能基因和次生代谢产物合成生物学的基础研究和应用研究。【目的】解析S. longispora FG216的基因组序列,分析基因组生物功能和同源相似性关系,分析次生代谢产物纤溶活性化合物FGFC1的相关基因。【方法】基于Illumina HiSeq高通量测序平台对S. longispora FG216菌株进行De Novo测序,使用SSPACE、Augustus等软件进行组装、编码基因预测、基因功能注释、物种共线性分析以及预测FGFC1次生代谢产物合成基因簇。【结果】S. longispora FG216的基因组测序总长度为45622830bp,共得到605个Scaffold,GC含量为51.31%,注释预测得到13329个编码基因和169个非编码RNA。基因组测序数据提交至国家微生物科学数据中心(编号为NMDC60016264),其中13 053、8 422、8 460、7 714和2 847个基因分别能够在NR、KEGG、KOG、GO和CAZy数据库匹配到注释信息。比较基因组学分析发现,Stachybotrys具有保守性,核心基因占基因家族总数目的71.44%,S. longispora FG216与S. chlorohalonata IBT 40285的相似性最高;同时,预测得到101个次生代谢产物合成基因簇,其中18个基因簇与已知的化合物相匹配。通过antiSMASH预测,Cluster57是编码合成FGFC1母核结构异吲哚啉酮的基因簇,与S.chlorohalonataIBT40285中的基因簇相似度为40%。【结论】海洋稀有真菌S.longisporaFG216的基因组信息已上传至国家微生物科学数据中心公开使用,为Stachybotrys种属的研究提供了重要的参考意义,同时发现了S. longispora FG216次生代谢产物纤溶活性化合物FGFC1母核部分编码基因是Cluster 57。     

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。