华山松不同生态位上蚜虫的快速鉴定——基于DNA条形码

DNA条形码技术是利用一个短的DNA标记对生物进行快速鉴定。模糊式快速鉴定则是在当前数据库信息不足的情况下利用DNA条形码技术,结合形态测量学在短时间内完成大量样品的鉴定。华山松(Pinus armandii Franch)是我国特有的重要用材树种之一,蚜虫是华山松的重要害虫,对其快速准确的鉴定有助于害虫的准确而有效的防治。本文以华山松上的蚜虫为研究对象,基于线粒体COⅠ序列构建了NJ树,采自不同地区华山松上的蚜虫样品分为13个支,各节点的支持率均达到90%以上,蚜虫种内个体间平均遗传距离在0⁰.0536之间,种间遗传距离在0.05540.0536之间,种间遗传距离在0.0554⁰.1444之间。分析结果表明,不同的蚜虫种类占据华山松上不同的部位,取食部位多样性的分化是蚜虫物种竞争并占据不同生态位的结果。模糊式快速鉴定不仅能够快速的区分华山松上的不同蚜虫物种,而且有助于发现隐存分类单元。在当前数据库信息量不足的情况下,模糊式快速鉴定是在短时间内解决大量样品物种分类的行之有效的方法。     

嗜碱单胞菌的新型羧基转移酶α亚基基因Aa-accA及其抗盐碱性能

[目的]探讨解淀粉嗜碱单胞菌(Alkalimonas amylolytica)N10来源的羧基转移酶α亚基(Acetyl-coenzyme A carboxylase subunit alpha,AccA)基因Aa-accA对细菌及植物细胞耐盐碱性的作用.[方法]通过PCR方法从嗜碱菌N10基因组中扩增基因Aa-accA,并在大肠杆菌(Escherichia coli)K12中表达,通过测定工程菌及对照菌在不同盐浓度[0%,2%,4%,6%(W/V) NaCl]及不同碱性pH(8.0,8.5,9.0,9.5)的LB中生长12 h后的OD600值,以及二者在分别含6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中的生长曲线,评价Aa-accA对大肠杆菌耐盐碱性的影响.同时以pPZP111为载体,构建了植物细胞重组表达载体,通过农杆菌介导方法将该基因转入烟草BY-2悬浮细胞表达,利用FDA染色方法测定经盐碱溶液处理后残存的活细胞数量评价该基因对植物细胞耐盐碱性的影响.[结果]PCR扩增得到基因Aa-accA,其ORF含957 bp,编码318个氨基酸的多肽,BLAST比对显示该基因为羧基转移酶α亚基(AccA)家族中的成员,其氨基酸序列与E.coli的AccA具有76%同源性;含有Aa-accA的E.coli K12相较于对照组在不同NaCl浓度及不同碱性pH的LB中表现出了明显的生长优势,特别是在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中培养12 h后,终OD600分别是对照菌的2.6倍和3.5倍;缺失体实验结果显示基因缺失的突变体E.coli K12△accA在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中不能正常生长,而含有Aa-accA基因的重组质粒使得E.coli K12△accA在同样条件下OD600值达到0.5和0.2;转入此基因的烟草BY-2细胞,经盐碱溶液处理后,其存活细胞比例高于野生型.[结论]本研究首次发现了Aa-accA基因与盐碱性的相关性,可提高大肠杆菌及烟草BY-2细胞的耐盐碱能力.     

不同区域森林火灾对生态因子的响应及其概率模型

火灾是影响森林生态系统过程的重要干扰之一,其对森林生态系统内各生态因子的响应各不相同.由于植被状况及生态环境的不同,森林火灾的时空分布特征在中国不同植被气候类型内表现不同,根据植被气候类型分类系统,将中国主要森林火灾地区划分为4个区域:东北(冷温带松林)、华北(落叶阔叶林)、东南(常绿阔叶林)和西南(热带雨林),应用遥感监测数据和地面环境数据,以时空变量、生态因子(植被生长变化指数、湿度等)为可选自变量,应用半参数化Logistic回归模型,就森林火险对不同生态影响因子的响应规律进行了分析,建立了基于生态因子的着火概率模型和大火蔓延概率模型,通过模拟及实际数据散点图、火险概率图,评估了模型应用价值.结果表明,土壤湿度及植被含水量在落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带雨林地区对着火概率影响显著.在4个植被气候区内,土壤及凋落物湿度对大火蔓延的作用较小.在冷温带松林、落叶阔叶林、常绿阔叶林地区,植被生长的年内变化对火灾发生的影响显著,在常绿阔叶林地区,年内植被生长变化对大火蔓延的作用较小.森林火险概率与各生态因子的相关关系主要呈现出非线性.不同植被气候区内,火险概率受不同生态因子组合的影响,这与不同区域的植被状况及生态环境不同有关.在不同植被气候类型,应用时空变量、生态因子建立半参数化logistic回归模型,进行着火概率和大火蔓延概率的模拟具有可行性和实际应用能力.为进一步分析森林生态系统与火灾之间的动态关系、展开生态系统火灾干扰研究提供了理论基础.     

增氮对青藏高原东缘高寒草甸土壤甲烷吸收的早期影响

研究大气氮沉降对青藏高原高寒草甸土壤CH4吸收的影响,对于揭示氮素调节土壤CH4吸收的机制和评价氮沉降增加背景下大气CH4收支平衡至关重要.通过构建多形态、低剂量的增氮控制试验,测定土壤CH4净交换通量和相关土壤理化性质,分析高寒草甸土壤CH4通量变化特征及其主要驱动因子.研究结果表明:自然状态下高寒草甸土壤是大气CH4汇,CH4平均吸收量为(35.40±1.92) μg· m-2· h-1.土壤CH4吸收主要受水分驱动,其次为土壤NH4+-N和NO3-N含量.NH4+-N抑制CH4吸收,NO3--N促进CH4吸收;不同剂量氮素输入对土壤CH4吸收影响也不尽相同,低氮处理促进土壤CH4吸收,而中氮和高氮处理抑制土壤CH4吸收.结果显示青藏高原高寒草甸土壤是重要的大气CH4汇,在未来大气氮沉降加倍的情景下CH4汇功能增强,但当氮沉降量增加两倍以上时CH4汇功能将会减弱.     

1961-2005年东北地区气温和降水变化趋势

利用东北地区96个气象站1961-2005年的日平均气温和日降水量资料,采用线性倾向率法,累积距平法,Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对东北地区近45年来的气候变化和突变现象进行了研究.结果表明:近45年来,东北地区年平均气温变化在2.45-5.72℃之间,年均温呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.38 ℃/10 a(P＜0.01),1988-1989年间发生了由低温到高温的突变;东北地区四季平均气温均呈现增高的趋势,其中冬季气温增幅最大,气候倾向率达到0.53℃/10 a,夏季气温增幅最小,0.24 ℃/10 a.东北地区年均温和季节均温年代际变化亦呈现明显的增暖趋势,年均温,春季均温和冬季均温均在1981-1990年开始变暖,夏季均温和秋季均温在1991-2000年开始变暖.东北地区气温增暖幅度随纬度的升高而增大,大兴安岭北部和小兴安岭地区是增温最明显的地区,增暖幅度较小的地区为辽河平原,辽东半岛和长白山南部地区.东北地区年降水量变化在430.40-678.72 mm之间,降水量变化趋势不明显,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-5.71 mm/10 a(P＞0.05),1981-1990年为降水最多的年代,1982-1983年间发生了降水量由少到多的突变.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.降水量减少较明显的地区为辽东半岛和长白山南段,降水量增多较明显的地区为大兴安岭北部和松嫩平原.Morlet小波分析结果表明,东北地区年平均气温存在11a的强显著周期,此外还有24 a和6a尺度的变化周期;东北地区年降水量存在16a的强显著周期和6 a的小尺度变化周期.通过以上分析,近45 a东北地区总体气候呈现明显暖干化趋势.     

内蒙古武川县农田退耕还草对粪金龟子群落的影响

2006年5-9月,诱捕法采集粪金龟子,以农田为对照,选择内蒙古武川县不同农田退耕管理方式为研究样地,分析了农田退耕后采取不同管理方式对粪金龟子群落的影响,以为农田退耕还草管理措施生态效应的评价和完善提供依据.共捕获粪金龟子21671头,隶属于3科5属25种.优势种为直蜉金龟(Aphodius rectus)和蜉金龟属(Aphodius sp.7),占总捕获量的比例分别为59.34％和11.71％.几种退耕管理方式都导致粪金龟子群落物种丰富度、生物量和多度提高,且具有显著的季节特征.Pearson相关分析表明,粪金龟子群落的物种丰富度、生物量和种数以及不同功能群和主要种的个体数与退耕年限、平均草高和植物群落盖度的变化存在显著正相关关系(P＜0.01或P＜0.05).由于长期农业耕作以及缺少大型食草动物和较大面积放牧草地,研究地区的粪金龟子群落组成以功能群Ⅱ和Ⅲ为主,功能群Ⅰ的多度和物种丰度较低.可以认为,在研究地区以农田景观为主要基质的区域,采取多样化的农田退耕管理方式,提高了生境的空间异质性,在减少人为耕作活动对粪金龟子影响的基础上,对粪金龟子物种丰度和多度的维持起到了促进作用.农田退耕、保留适当面积放牧草地或适当数量大型放牧家畜将有利于功能群Ⅰ物种丰度和多度的提高,有益于粪金龟子群落物种多样性和整体生态功能的维持.     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素.研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平.平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H')均极显著低于坡地.西坡土壤微生物AWCD值和H'高于南坡,但AWCD和H'与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性.坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力.火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异己不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关.     

狩猎采集觅食模式及其在旧石器时代考古学中的应用

狩猎采集觅食模式是1970年代以来在西方考古学中发展起来的理论分析方法,通过借助民族学资料及模拟研究,结合考古学、古环境学、古生态学的研究数据,对石器加工技术、人类行为、社会组织结构等进行模拟与重现.本文对西方考古学对狩猎采集觅食模式的应用史加以回顾,简要介绍其基本模式,对狩猎采集觅食模式在中国旧石器时代考古学运用前景进行简单展望.     

温度对中型指环虫产卵和孵化的影响

指环虫病是严重影响鱼类养殖的寄生虫病.为了有效控制指环虫病,实验研究了寄生在金鱼(Carassius auratus)鳃部的中型指环虫(Dactylogyrus intermedius)卵、纤毛幼虫的形态,以及在离体条件下温度对其产卵和孵化的影响.成熟的中型指环虫虫卵大部分为梨形,长30 μm左右,后端有一个卵柄.纤毛幼虫呈圆筒状,两端稍尖,眼点两对;后吸盘具有若干对小锚钩;在前部、中部和尾部分别具有一圈纤毛.实验研究了4℃、10℃、22℃、30℃和35℃条件下中型指环虫的产卵和孵化情况,在4℃条件下,中型指环虫基本不产卵也不孵化;在其他4个温度条件下,产卵量随着温度的升高而增加,其平均产卵量分别为3.30、4.10、4.13和4.24枚/虫.统计结果显示:在35℃条件下的产卵量明显高于10℃(P＜0.05),其他温度条件下的平均产卵量没有显著性差异.中型指环虫的产卵速率随着温度的升高而加快,产卵维持的时间分别为4d、23h、15h和llh.孵化率在22℃时最高,为72.7％,在30℃和35℃的孵化率为50％左右,卡方检验显示:4种温度下的孵化率之间没有显著性差异p＞0.05);随着温度的升高,孵化速率逐渐加快,而孵化时间和纤毛幼虫的存活时间则缩短,平均孵化时间分别为24d、3d、42h和26h,纤毛幼虫的最长存活时间分别为4d、3d、56h和34h.结果显示,当水温为22℃时,中型指环虫的产卵数量和纤毛幼虫的存活时间都比较高,且孵化率最高,表明该温度条件较适合中型指环虫的种群增长.     

箭叶淫羊藿居群形态及遗传多样性比较研究

箭叶淫羊藿（Epimedium sagittatum）是淫羊藿属中分布最广、形态变异最大、分类学最难处理的一个物种,不同箭叶淫羊藿居群其形态、活性成分等差异较大,质量极其不稳定。本实验选择湖北罗田等12个不同的箭叶淫羊藿地理居群,在武汉植物园进行同园栽培,分析其主要形态数量性状及遗传多样性。结果发现箭叶淫羊藿不同居群在形态上表现出各自明显的差异。基于AFLP数据进行的遗传多样性分析显示,各居群聚类关系与地理分布密切相关,柳州居群（LZ）、西南居群（CL、HH、ZY）、华东华中居群（YT、WN、NF、HS、QZ、SG、LY、LT）依次分出。而形态分层聚类分析显示各居群形态变异复杂,只有部分与遗传多样性有一定的相关性。本研究结果对箭叶淫羊藿分类研究及资源筛选具有重要指导作用。