太行山片麻岩山区造地边坡植被恢复过程中植物多样性与土壤特性的演变

为了探究太行山片麻岩山区造地后坡面植被的演变规律,以太行山片麻岩山区不同治理年限的坡面为研究对象,研究了坡面的植被状况与土壤理化性状。结果表明:随着治理年限的增加,坡面植被覆盖度、地上生物量和植物种类均显著增加,分别由第2年的18.00%、67.52 g/m~2、10种增加到了第7年的92.67%、379.91 g/m~2、19种。随治理年限的增加,坡面土壤的理化性质得到改善,土壤容重由第2年的1.40 g/cm~3降低到了第7年的1.29 g/cm~3,土壤有机质含量由第2年的4.91 g/kg增加到了第7年的7.18 g/kg;土壤总孔隙度、全氮、碱解氮、速效钾含量分别由第2年的47.15%、0.17 g/kg、16.10 mg/kg、26.58 mg/kg增加到了第6年的51.60%、0.61 g/kg、62.18 mg/kg、57.40 mg/kg,在第7年又分别降低为51.42%、0.50 g/kg、37.80 mg/kg、30.90 mg/kg。坡面植被多样性与土壤多项理化性状表现为显著相关。随着治理年限延长,造地后的坡面土壤的理化性质发生改变,土壤有效养分增多,持水能力增强,植被覆盖度与植物种类均显著增加,植物多样性稳步提高,生态环境得到有效改善。     

反复冻融对枯草芽孢杆菌St-zn-34抑制链格孢菌活性的影响北大核心CSCD

【目的】以从冬枣分离的内生枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis St-zn-34)为供试菌株,明确反复冻融对菌体形态及其发酵滤液抑制枣缩果病初侵染病菌(Alternaria alternata)活性的变化。【方法】对供试菌株分批发酵后进行反复冻融,采用梯度稀释计数法、滤纸片法分别测定活菌数量和芽孢含量、发酵滤液抑菌活性,对供试菌株的形态变化进行电镜观察。【结果】发酵培养中pH值、活菌量、芽孢量及抑菌活性随发酵时间的增加均呈先上升后下降的趋势,其中发酵60 h发酵滤液抑菌活性最大,对此时的发酵液反复冻融,冻融3次枯草芽孢杆菌活菌量和发酵滤液抑菌活性依次减少,以后再冻融差异不显著(P>0.05),电镜观察发现随冻融次数增加,菌体变小,表面凹陷、扭曲,胶状物流出。抑菌谱检测发现发酵滤液对12种植物病原菌具有抑菌能力。不同温度和蛋白酶处理发酵滤液表明,低于60℃以下,抑菌活性与对照相比差异不显著;80℃以上抑菌活性随温度上升而下降,与对照相比差异显著;蛋白酶K可降低抑菌活性。【结论】反复冻融影响细菌形态并降低发酵滤液的抑菌活性。     

Responses of plants to changes in Qinghai–Tibetan Plateau and glaciations: Evidence from phylogeography of a Sibiraea (Rosaceae) complex

The genetic structure and phylogeographical history of the alpine shrubs Sibiraea angustata (Rosaceae) and Sibiraea laevigata from the Qinghai–Tibetan Plateau (QTP) were investigated to identify alpine plant responses to changes in the QTP and glaciations. Fifty-five populations were analyzed using four chloroplast DNA (cpDNA) regions and (nuclear ribosomal internal transcribed spacer) nrITS sequence data. In all, 21 cpDNA haplotypes and 13 nrITS sequence types were detected. Analyses of the genetic diversity and phylogenetic relationships detected two rarely reported glacial refugia. One was the Yushu–Nangqian area, and the other consisted of the area from the Songpan Plateau to the southeastern margin of the QTP. Sibiraea species populations experienced divergent evolution and founder effects when they recolonized the QTP platform and adjacent high-altitude regions following glaciations. The divergence times of the main lineages and haplotypes were in the range of 1.60–2.58 Ma. The population size of Sibiraea species in the QTP decreased approximately 23-fold during the last 0.12 Ma, indicating that Sibiraea species were significantly affected by environmental changes in the QTP. Therefore, the rapid uplift of the QTP and subsequent glaciations likely played an important role in driving genetic divergence and population size changes of Sibiraea species in the QTP.     

不同耕作方式下草甸栗钙土燕麦田土壤微生物特征

河北坝上地区高寒半干旱的独特生态环境,土地沙化风蚀严重,作物产量低,土壤微生物的活动尚未有深入研究,尤其是人为干扰下的土壤微生物在作物生长季的动态变化。为了明确耕作方式对草甸栗钙土土壤微生物性状的影响特征,依托定位12a的免耕、深松、常规耕作田间试验基础,通过辅助设置12a免耕、深松后的翻耕处理,监测了燕麦田土壤微生物量碳、活跃微生物量和土壤呼吸速率等性状。结果表明,土壤微生物量碳与活跃微生物量围绕燕麦抽穗期为"W型"时序变化,长期免耕与深松下呈现0—10 cm表层土壤富集微生物量碳的空间分布特征。免耕与深松有利于提高0—10 cm土层土壤微生物量,多年免耕和深松后翻耕能使土层间土壤活跃微生物量差异减小。燕麦田土壤呼吸速率呈现"U型"时序变化,免耕0—10 cm土层呼吸速率具有较其他耕作方式更高的趋势。在燕麦生育期内,土壤呼吸商一直处于较低而平稳的水平,燕麦收获后进入土壤微生物的高活性期;0—10 cm土层翻耕与多年免耕与深松后的翻耕处理土壤呼吸商有高于免耕处理的趋势。翻耕对于促进冷凉区土壤库存养分的活化与适时供应具有重要作用。     

粉红聚端孢侵染新红星苹果的侵入途径与侵染时期

粉红聚端孢Trichothecium roseum引致的苹果霉心病发生严重。对于新红星品种,T. roseum的侵染过程尚未明确。本研究利用T. roseum荧光标记菌株TR45分析其在新红星品种上的侵染时期和侵入通道。发现T. roseum可以侵染花器组织,引起枯萎坏死;落花后10-15 d,受侵染的花器残体被萼片包裹于萼筒内,随后T. roseum从离生花柱合并处的孔口部位入侵进入合生花柱,沿花柱内的多细胞毛状体间扩展;花后30 d左右,花柱缝逐渐开裂,随果实膨大心室腔壁也开裂,逐渐形成一条贯通萼筒与心室开放通道——萼窦;花后60 d左右,T. roseum的菌丝沿着萼窦扩展进入心室腔,从心室上的裂缝进入果肉组织,最终引起果实霉心。本研究结果有助于解析新红星苹果品种发病重以及难防治的原因,对苹果霉心病防控新策略构建具有重要理论意义。     

Plant pan-genomics: recent advances,new challenges,and roads ahead

Pan-genomics can encompass most of the genetic diversity of a species or population and has proved to be a powerful tool for studying genomic evolution and the origin and domestication of species, and for providing information for plant improvement. Plant genomics has greatly progressed because of improvements in sequencing technologies and the rapid reduction of sequencing costs. Nevertheless, pan-genomics still presents many challenges, including computationally intensive assembly methods, high costs with large numbers of samples, ineffective integration of big data, and difficulty in applying it to downstream multi-omics analysis and breeding research. In this review, we summarize the definition and recent achievements of plant pan-genomics, computational technologies used for pan-genome construction, and the applications of pan-genomes in plant genomics and molecular breeding. We also discuss challenges and perspectives for future pan-genomics studies and provide a detailed pipeline for sample selection, genome assembly and annotation, structural variation identification, and construction and application of graph-based pan-genomes. The aim is to provide important guidance for plant pan-genome research and a better understanding of the genetic basis of genome evolution, crop domestication, and phenotypic diversity for future studies.     

间伐对杨桦次生林冠层结构及林下光照的影响

自然或人为干扰产生的森林冠层结构和林下光照差异是造成林下环境异质性、物种多样性的主要原因,对森林生态系统的结构、过程与格局具有重要作用.以桃山林场2块50 m×50 m的杨桦次生林固定样地为研究对象,分别作为间伐和对照样地,于2012—2016年、2018年获取样地冠层影像,通过方差分析、马尔科夫模型等方法分析其冠层结构、林下光照动态及间伐后林冠的恢复规律.结果表明: 间伐措施能显著调整冠层结构和林下光照,并能持续较长的作用时间,但调整效果随时间逐渐降低;间伐后冠层结构及林下光照的变化速度随时间推移而降低,间伐后前3年林冠恢复速度较快,3年后恢复速度降低并趋于平缓;林下光照与林冠开度呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关,其中林下散射辐射与冠层结构参数的相关性最大,且间伐样地冠层结构与林下光照的相关性大于对照样地;间伐后冠层的恢复速度与林冠开度大小有关,林冠开度越大,林冠恢复越快,向更小林冠开度转移的时间越早.马尔科夫模型能够模拟冠层结构分布的变化,可用来预测冠层结构动态.     

彰武松、樟子松光合生产与蒸腾耗水特性

本文采用Li-6400光合测定系统对性成熟(18a)阶段彰武松(Pinus densiflora var.zhangwuensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)光合及蒸腾指标不同季节日变化进行了测定,并采用切枝蒸腾法对两个树种叶片气孔蒸腾和角质层蒸腾进行对比测定,评价了气孔开闭敏感性,探讨了两个树种光合生产与蒸腾耗水特性。结果表明：在同样生境条件下,彰武松比樟子松有较大的光合速率(Pn)和较小的蒸腾速率(Tr)。在5月和7月,彰武松的Pn和Tr日变化呈现明显双峰型,其Pn和Tr“午休”现象均主要受气孔限制;在10月呈单峰型。樟子松的Pn和Tr日变化在整个生长季均呈单峰型,而且,彰武松日光合量(DAP)均高于樟子松,是樟子松的163.4%(5月)、211.1%(7月)和183.6%(10月)。光响应曲线参数表明：在不同月份,彰武松最大光合速率(Pmax)均大于樟子松,且光饱和点(LSP)较高,光补偿点(LCP)较低。在任意被测时刻,彰武松气孔导度(Gs)和Tr都小于樟子松。彰武松具有较小气孔和角质层蒸腾速度,并且在同样干旱条件下,彰武松气孔下陷,其气孔的开闭反应更加敏感。彰武松水分利用效率(WUE)较高,约是樟子松的2.29倍。这些结果暗示,彰武松以其高的光合速率和低的蒸腾耗水特性,提高水分利用效率,以其敏感的气孔开闭机制和旱生叶片结构进而实现在干旱半干旱地区的速生特性。     

白洋淀异养鞭毛虫群落特征及其与环境因子的相关性

于2010年4月至2011年3月调查了白洋淀3个典型湖区表层水体异养鞭毛虫丰度和生物量及环境因子的周年变化,分析了异养鞭毛虫群落与环境因子的相关关系。白洋淀表层水体异养鞭毛虫的丰度和生物量分别介于100-3200 个/mL和35.98-2328.85 μg/L之间,周年平均值分别为1054 个/mL和532.93 μg/L。白洋淀小型异养鞭毛虫(＜7 μm)的丰度占总丰度的47.11%,而生物量只占总生物量的6.82%;中型异养鞭毛虫(约7-14 μm)的丰度占总丰度的37.42%,生物量占总生物量的39.21%;大型异养鞭毛虫(＞14 μm)的丰度虽只占总丰度的15.47%,却贡献了53.97%的生物量。相关性分析表明,异养鞭毛虫丰度与总氮和氨氮呈显著性负相关,与pH值、细菌丰度、纤毛虫丰度及叶绿素a含量呈显著性正相关;异养鞭毛虫生物量与pH值、溶解氧、纤毛虫丰度及叶绿素a含量显著正相关,与总氮、氨氮呈显著负相关。结果表明异养鞭毛虫群落在微食物环中起着枢纽作用。