大口黑鲈池塘工程化循环水养殖系统的溶解氧时空变化及菌群响应特征

采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术, 从不同角度(密度、区域、溶氧、季节)分析大口黑鲈(Micropterus salmoides)池塘工程化循环水养殖系统中溶解氧和水温对细菌群落结构和丰富度的影响。结果表明: 菌群丰富度在9月份最高, 在10月份最低。在昼夜变化中, 溶解氧最低时的菌群丰富度整体上高于溶解氧最高时。在不同区域中, 粪便收集区的菌群丰富度高于养殖区。在7—11月份的季节变化中, 变形菌、放线菌、拟杆菌和蓝细菌的相对丰度占据前四位; 在属水平上, 假单胞菌、黄杆菌和聚球菌为优势物种; 几乎每种细菌都具有显著或极显著的月份差异。假单胞菌的相对丰度与溶解氧和水温皆具有极显著的相关性。聚球菌、蓝细菌、CL-500_marine_group和Alpinimonas皆与水温具有极显著相关性。分枝杆菌、MNG7与溶解氧极显著相关。此外, 不同菌群之间也具有显著或极显著的相关性。实验结果表明放养密度、养殖区域、溶氧浓度和季节变化都会影响水体菌群丰富度。     

氨基酸代谢调控在大鳞副泥鳅应对氨暴露中的作用

将大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)暴露于30 mmol/L NH4Cl溶液中以研究高浓度环境氨对其血浆、肝脏及肌肉组织中游离氨基酸含量的影响。氨暴露会显著影响大鳞副泥鳅血浆、肝脏及肌肉组织中游离氨基酸含量(P0.05)。随着氨暴露时间的延长,大鳞副泥鳅血浆中丙氨酸的含量显著增加,且显著高于对照组(P0.05)。在氨暴露12h后,其肝脏组织中游离谷氨酸含量显著上升(P0.05),而在暴露72h后迅速下降(P0.05)。而游离丙氨酸含量在氨暴露的前24h内基本保持恒定,随后开始显著上升(P0.05)并持续至72h。在氨暴露大鳞副泥鳅12h后,肌肉中游离谷氨酸含量显著上升(P0.05),随后快速下降至初始水平并持续到实验结束(P0.05),且在暴露72h和96h时显著低于对照组(P0.05)。肌肉中游离丙氨酸含量随着氨暴露时间的延长呈现先上升后降低的趋势,并在暴露12h和48h时出现2个峰值,且显著高于对照组(P0.05)。在氨暴露下,其血浆、肝脏及肌肉中游离谷氨酸含量显著降低,且谷氨酰胺含量和谷氨酰胺合成酶活性显著提高,说明在高环境氨条件下,大鳞副泥鳅会利用谷氨酰胺合成酶将谷氨酸和NH_4~+合成无毒的谷氨酰胺以降低氨毒性。随着氨暴露时间的延长,大鳞副泥鳅血浆和组织有明显的丙氨酸累积且游离谷氨酸、精氨酸和脯氨酸含量显著降低,说明其可通过代谢这些特定氨基酸生成丙氨酸以降低体内氨的累积。     

污染湖泊生态系统服务净价值评估——以滇池为例

水污染是我国湖泊生态系统面临的主要环境问题,评估污染条件下湖泊生态系统服务价值对认识和恢复污染湖泊生态功能具有重要意义。针对当前湖泊生态系统服务价值评估方法中未体现水污染负面影响的问题,在传统生态系统服务功能价值评估框架的基础上,将水污染造成的经济损失内化到生态系统服务功能价值中,提出了针对污染湖泊的生态系统服务功能价值评估方法。应用该方法核算了滇池生态系统服务净价值。结果表明:2006—2015年滇池年均生态系统服务功能价值为386.55亿元/a,水污染改变了滇池的价值结构,供水价值丧失,气候调节、旅游和蓄水等成为滇池生态系统服务功能价值的主体;滇池水污染对流域内外经济社会发展造成的损失达到15.23亿元/a,主要经济损失体现在生态补水费用和蓝藻去除费用;综合湖泊生态系统服务的正向价值和水污染的负向损失,滇池的净生态系统服务价值为371.33亿元/a,占流域GDP的11.7%。将水污染损失纳入湖泊生态系统服务功能价值评估中增强了评价结果的合理性,能够更加真实地反映湖泊生态系统对人类经济社会发展的综合影响。     

基于“风感”的紧凑型城市开放空间风环境实测和CFD模拟比对研究

城市开放空间的风场不仅影响微环境的"风感"舒适度还影响宏观尺度的城市气候。从景感生态学的角度出发,首先阐述"风感"的定义,总结了街道峡谷空间风场的基本规律和特点。运用Kestrel NK4500手持气象站对城市开放空间的风环境进行实测,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟软件Fluent 14.0对不含绿地的同一空间进行风环境模拟,通过两者的数据比对来研究紧凑型城市开放空间内绿地对行人高度风场的实际干扰程度。结果发现,紧凑型城市开放空间的"风感"受建筑和绿地空间布局的共同影响。当建筑高于绿地时,风场受建筑的控制;当林带高于建筑时,林带对风环境的影响程度受其疏密度影响。疏密度较高的常绿林带对风向和风速影响很大,而疏密度较低的林带会影响风速,对风向影响不大。影响风速的主要因素是空间围合所形成的空气域,相比实体、多孔介质,空气域对风的阻力要小的多。如铺装、草坪上方的通风廊道是影响行人高度层通风、导风的关键因素。紧凑型空间内的绿地在行人高度应保持通畅以保证通风,并通过建立平面和竖向上的通风、导风廊道体系,促进空气循环。     

利用红外相机调查祁连山国家公园(青海片区)兽类和鸟类多样性

2017年5-9月,采用红外相机调查祁连山国家公园(青海片区)兽类和鸟类多样性。共布设154个相机位点,累计12 096个相机日,共获得9 675张有效独立照片,鉴定23种野生兽类和50种野生鸟类物种,分别隶属5目10科和9目19科,另记录到家畜5种。相对多度指数最高的前五种野生动物依次为岩羊(Pseudois rnayaur)(18.23)、喜马拉雅旱獭(Marmota himalayarea)(15.98)、灰尾兔(Lepus oiostolus)(5.06)、红嘴山鸦(Pyrrhocorax pyrrhocorax)(3.39)、高原鼠兔(Ochotona curzoniae)(2.49)。中国特有物种有荒漠猫(Felis bieti)、白唇鹿(Ceryus albirostris)、西藏马鹿(Cervus wallichii)、藏原羚(Procapra picticaudata)、红耳鼠兔(Ochotana erythrotis)、蓝马鸡(Crossoptilon auritum)和地山雀(Pseudopocdoces humilis)7种。国家Ⅰ级重点保护野生动物有4种,国家Ⅱ级重点保护野生动物有20种;被中国脊椎动物红色名录评估为极危、濒危、易危、近危的物种分别有1种、6种、3种、14种。红外相机调查结果反映出祁连山国家公园(青海片区)兽类和鸟类现状,为祁连山国家公园体制试点生物多样性保护和管理提供基础数据。     

不怕蓝耳病的基因编辑猪

猪呼吸与繁殖综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)是PRRS病毒引发的一种严重危害养猪业的传染病,具有高变异性、持续性感染和免疫抑制等生物学特性。因病猪具有耳部变蓝的症状被俗称为"蓝耳病",又被称为养猪业中的"艾滋病"。猪肺泡巨噬细胞上的CD163蛋白是猪呼吸与繁殖综合征病毒的主要受体,研究者利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除猪受精卵中的CD163基因第七外显子,成功制备出具有猪呼吸与繁殖综合征抗性的活体猪。这是抗猪呼吸与繁殖综合征的相关工作中一项里程碑式的研究成果,为该病未来的防治工作提供了新的思路和广阔的应用前景。     

基于红外相机的四川亚丁国家级自然保护区鸟兽多样性初报

2017年5～11月,我们在四川亚丁国家级自然保护区内共布设64台红外相机,对保护区内的兽类和鸟类多样性进行了调查。经过8 394个相机工作日的调查,我们共鉴定出分属9目26科共56种的野生兽类和鸟类,其中国家Ⅰ级、Ⅱ级重点保护野生动物分别有5种和13种,被IUCN红色名录评估为濒危(EN)、易危(VU)、近危(NT)的野生动物分别有2种、3种和6种。相对多度指数居前三位的兽类和鸟类分别是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、珀氏长吻松鼠(Dremomys pernyi)、猕猴(Macaca mulatta)和血雉(Ithaginis cruentus)、大噪鹛(Garrulax maximus)、雉鹑(Tetraophasis obscurus)。本次调查初步了解了亚丁保护区内鸟兽的种类、丰富度、分布以及人为干扰情况,是亚丁国家级自然保护区第一次开展鸟兽的本底资源调查和研究。我们的调查结果对掌握亚丁国家级自然保护区的鸟兽种类和分布现状等本底资料具有重要意义,同时也为保护区今后的科研工作及开展野生动物的保护管理和长期监测提供了数据支持和指导。     

类受体激酶——植物环境适应性的调节枢纽

“莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。”大雨滂沱,苏轼拄着竹杖穿着蓑衣寻找避雨之所……树林竹叶虽不能避雨,却也不怕大雨的击打,这全都依赖于植物进化出了一套高度精密的信号响应机制来“趋利避害”,实现对环境变化的适应。植物感受环境信号需要类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)。类受体激酶是一类定位在细胞膜上的单次跨膜蛋白,包括一个感受外界信号的胞外受体结构域,一个跨膜结构域和一个胞内激酶结构域。常见的类受体激酶信号通路中,首先由胞外受体结构域感受和识别细胞外界信号,将信号传递到细胞质一侧,胞质激酶结构域与下游蛋白相互作用,并启动其生化反应(如磷酸化),最终通过细胞核-细胞质穿梭信使将信号传递到细胞核内,调控下游基因表达进行信号输出,从而实现对环境快速变化的适应。     

滇西北高山微水体与溪流生境底栖动物多样性和环境特征

高山微水体由于面积微小且通过地表径流形成串联结构常常被认为与高山溪流具有类似的生境, 然而由于这两类生境中环境因子与底栖动物多样性存在差异, 它们在生态系统中的作用可能完全不同。滇西北地区是全球生物多样性热点区域之一, 境内高山微水体和高山溪流分布密集, 在区域底栖生物多样性维持方面具有重要的功能, 然而目前对这两类高山淡水生态系统的研究较少。为了比较这两类生境环境因子的异同及其对底栖动物多样性的维持作用, 2015年6月, 作者在云南省怒江州贡山县的高山峡谷内, 对27个高山微水体和同区域分布的1条高山溪流(海拔高差500 m范围)的底栖动物多样性和水环境因子进行了实地调查。结果表明: (1)高山微水体和高山溪流底栖动物群落中优势分类单元种群数量均比较庞大, 而稀有分类单元数量较多且种群较小; (2)两种生境在环境因子、物种多样性、功能多样性和群落结构方面的差异明显, 高山溪流有较高的物种丰富度、物种多样性和功能多样性; (3)高山微水体底栖动物多样性的分布与水环境因子无关, 而高山溪流底栖动物多样性与群落结构的形成受到与流速关联的水环境因子和海拔的影响。因此, 高山微水体与高山溪流不能简单地视为类似的生境类型, 它们对区域底栖动物多样性和生态功能维持可能具有不同的作用。     

洞察景观环境影响蜜蜂之新视角: 肠道微生物

作为生态服务提供者的传粉蜜蜂与景观生态息息相关, 而以农田为主的景观组成显著降低了传粉蜜蜂的多样性。目前调查研究显示, 农田的扩张与蜜蜂多样性下降相关, 且农药残留对蜜蜂损害严重。景观中的开花植物决定了蜜蜂的食物(营养)组成, 其中花粉蛋白含量与蜜蜂的生长发育紧密相关。尽管研究已证实景观环境会显著影响蜜蜂蜂群的发展和个体的生长繁殖能力, 但未来还需要加强景观组成变化直接作用于蜜蜂的机制研究。另一方面, 大量研究表明蜜蜂肠道共生菌是影响宿主健康的重要因素: 可促进宿主吸收营养和抵抗病原菌。作为传粉者, 蜜蜂接触到的主要外部环境——花粉和花蜜都含有特殊的微生物, 很多研究暗示花源微生物是蜜蜂肠道菌来源之一。研究表明景观环境相关的食物(营养)、农药残留以及环境微生物都会显著影响肠道微生物。现有少量的研究证明不同景观的蜜蜂肠道微生物有差异, 景观环境可能通过作用于蜜蜂肠道微生物进而影响蜜蜂健康。然而不同景观环境中的微生物, 尤其是花源微生物和蜜蜂肠道菌之间的关联有待证明。景观对蜜蜂肠道微生物的影响值得研究, 希望可以从肠道菌的视角鉴别对蜜蜂友好的景观环境, 进而指导土地合理利用和蜜蜂保护。