基于生态系统服务供需平衡的宁夏固原生态修复分区与优化策略

科学开展生态修复分区是落实差异化修复策略和促进区域提质建设的重要前提。本研究以宁夏固原市为例,基于多源数据,运用InVEST模型、耦合协调度模型、空间自相关等方法,以乡镇为尺度单元量化区域生态系统服务供给量和需求量,构建供需匹配与协调关系,划定生态修复分区,并根据分区内部自然资源和社会经济发展特征提出相应优化策略。结果表明: 固原市产水、固碳、土壤保持和生境质量4种服务供给较高的地区主要位于南部乡镇,人口密度、经济发展水平较高且对生态系统服务需求较大的地区主要位于中心城区和各县城政府驻地所在乡镇。各乡镇生态系统服务供需匹配关系以低供给-高需求和高供给-低需求的空间错配型为主导,且平均协调度指数为0.5,表现为供需关系基本协调。结合生态系统服务供需关系和区域自然地理格局,将固原市划分为生态重点修复区、生态潜在修复区、生态经济重整改造区、特色农业发展区、生态核心保护区和生态产业提质建设区6类,同时提出差异化生态修复路径,为针对性开展生态修复实践提供科学支撑。     

生态安全格局视角下的生态保护红线评估——以浙江省为例

为评估浙江省陆域生态保护红线科学性,本研究从生态安全格局视角出发,基于生态系统全过程的理念评价其生态效应。在明确生态保护红线三重内涵的基础上,构建评价指标体系,应用InVEST模型、净初级生产力定量分析等方法识别生态源地,评估红线斑块重要性;应用最小阻力值模型、重力模型等方法构建生态廊道体系,评估红线连通性;此外,通过景观格局指数、叠置分析等方法评估红线破碎化与协调性。结果表明: 从生态保护重要性看,浙江省生态保护红线保护规模较大,但13.5%的红线区保护重要性不高,省级生态源地中约40%的斑块未被纳入生态保护红线保护区。从空间结构整体性看,生态保护红线连通性不足,核心生态廊道占有率低于15%,部分县市红线斑块较为破碎。从系统间协调性看,生态保护红线跨行政区衔接性较好,但仍需注意平原地区因供需矛盾而导致的划定不实与破碎化现象。借鉴生态安全格局提出红线优化调整的相关策略,可为生态空间管理提供科学参考。     

紫色土线虫对长期不同施肥措施的响应

土壤线虫在农田生态系统中数量丰富且对土壤环境变化敏感, 可用于评估不同田间管理条件下的土壤健康。本文探究了紫色土区长期不同施肥措施及土壤团聚体粒径对线虫群落的分布及其生态功能多样性的影响。试验设置了5个施肥处理: 不施肥(对照, CK)、单施化肥(NPK)、生物炭 + 化肥(BCNPK)、商品猪粪 + 化肥(OMNPK)和秸秆 + 化肥(RSDNPK)。团聚体粒径分为: 原状土(BS)、大团聚体(> 2 mm; LA)和小团聚体(0.25-2 mm; SA)。结果表明, 与对照相比, 施肥可促进线虫数量增长, 其中单施化肥处理下增幅最小(66%); 有机物料与化肥配施对线虫数量的提升更为显著, 秸秆 + 化肥处理下增幅达206%。不同施肥处理间线虫类群相对丰度差异显著, 大小均表现为: 食细菌线虫(BA) > 杂食/捕食线虫(OP) > 植食线虫(PP) > 食真菌线虫(FU)。小团聚体较其他土壤团聚体的杂食/捕食线虫丰度更低, 食细菌线虫丰度较高。秸秆与化肥配施处理下线虫群落结构指数和富集指数显著增加, 且各施肥处理下线虫功能足迹呈现明显差异。有机肥与化肥配施(尤其是秸秆 + 化肥)可提高土壤养分供应且有利于形成稳定健康的土壤生态系统, 助推区域农业的可持续发展。     

木聚糖酶生产菌Saccharothrix variisporea YJ的筛选、发酵条件及酶学性质研究

以Azo-xylan为底物,利用双层平板法从堆肥中筛选到可降解木聚糖的菌株,16S rRNA测序分析显示该菌株与糖丝菌属（Saccharothrix variisporea）的同源性最高（99.33%）,命名为S. variisporea YJ。研究发现以酵母提取物或(NH₄)₂SO₄作为氮源、甘蔗叶作为碳源、初始pH值 7.0、发酵温度40 ℃、发酵时间5 d时,发酵液中木聚糖酶的酶活性最高。酶学性质研究表明该木聚糖酶的最适反应温度及pH值分别为55 ℃和8.0,在55 ℃以下及pH值 4.0~10.0的范围内保持较高稳定性。Na⁺能有效提高木聚糖酶活性,Mg²⁺和Mn²⁺没有明显影响,Cu²⁺则严重抑制木聚糖酶活性。此外,发酵液还可以直接对天然底物玉米芯进行降解。     

柴达木沙漠链霉菌S10T阿糖腺苷的大孔树脂分离工艺优化与结构鉴定

为了获得具有药用价值的活性天然产物,采用4种大孔吸附树脂对柴达木沙漠链霉菌（Streptomyces qaidemensis）S10^T发酵液进行静态吸附和解吸实验,优化分离工艺。结果显示,AB-8型树脂具有良好的吸附和解吸性能,该树脂对柴达木沙漠链霉菌S10^T发酵液中的活性天然产物吸附工艺为发酵液pH值9,吸附时间4 h,洗脱液70%甲醇溶液。经正向硅胶、反相硅胶和葡聚糖凝胶Sephadex LH-20分离得到了一个化合物,¹H-NMR和¹³C-NMR结合高分辨质谱（LC-HR-MS）鉴定该化合物为阿糖腺苷（vidarabine）,是一种具有抗病毒活性的核苷类抗生素,并简单探究了其在柴达木沙漠链霉菌中的生物合成过程。     

响应面法优化金针菇栽培工艺的研究

以提高金针菇单瓶产量为目的,以常规生产为对照,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面优化法、验证试验分析培养基装瓶量、灭菌前pH、接种量、搔菌深度、搔菌补水量对金针菇单瓶平均产量的影响。单因素试验结果表明,单瓶平均产量分别在装瓶量1 000 g、灭菌前pH值 6.80、接种量35 mL、搔菌深度10 mm、搔菌补水量10 mL时达到最大值;Plackett-Burman试验表明装瓶量、灭菌前pH和搔菌补水量是影响金针菇单瓶平均产量的关键因素;响应面优化法预测的最优化条件为培养基装瓶量1 004.05 g、灭菌前pH值6.83、搔菌补水量11.41 mL,金针菇单瓶平均产量为473.81 g;结合单因素试验及响应面预测,将验证试验设置为培养基装瓶量(1 000±5) g、灭菌前pH值(6.80±0.10)、搔菌补水量(11±1) mL、搔菌深度(10±2) mm、接种量(35±5) mL,金针菇单瓶平均产量为466.36 g,比对照组提高11.63 g,与预测值接近,相对误差为1.57%,试验设计符合生产需求。     

海洋来源担子菌产葡萄糖氧化酶发酵条件优化

为提高从大连渤海海域海泥中筛选到的菌株Basidioascus sp. LG-31产低温葡萄糖氧化酶活性性,对菌株Basidioascus sp.LG-31进行了单因素发酵条件优化,结果表明,菌株Basidioascus sp.LG-31产低温葡萄糖氧化酶活性显著提高。单因素优化结果：蔗糖4%（质量分数）、酵母粉0.3%（质量分数）、NaNO₃ 0.4%（质量分数）、无机盐（KH₂PO₄ 0.02%(质量分数)、KCl 0.10%（质量分数）、MgSO₄·7H₂O 0.10%（质量分数））、初始pH值7.0、装液量125 mL/250 mL、接种量2%（体积分数）、转速200 r/min、温度20 ℃。最高酶活性达435.37 U/mL,相对于优化前的最高酶活性15.28 U/mL,提高了28.49倍。为下一步酶学性质研究及低温葡萄糖氧化酶在工业中的应用提供参考。     

萎缩芽胞杆菌(Bacillus atrophaeus)GJW2-1可湿性粉剂研制及对党参灰霉病的防治效果

以萎缩芽胞杆菌（Bacillus atrophaeus）GJW2-1为试验材料,研制一种对党参灰霉病具有良好防治效果的可湿性粉剂。采用单因素法和正交试验法筛选出对菌株GJW2-1活性影响最小的载体和助剂及其配比,并对其稳定性和盆栽防效进行评价。结果表明,萎缩芽胞杆菌 GJW2-1 可湿性粉剂最佳配方为载体高岭土35%,分散剂羧甲基纤维素钠4%,紫外保护剂β-环糊精3%,湿润剂十二烷基苯磺酸钠10%。该可湿性粉剂活菌含量1×10⁹ cfu/g,湿润时间57 s,悬浮率81%,pH值7.1,含水率2.03%,且具有较好的稳定性。盆栽防效结果表明,该可湿性粉剂100倍稀释液对党参灰霉病的预防和治疗效果最好,分别为81.75%和71.56%。     

抗性基因报告系统辅助选育厦门霉素A高产菌株

【背景】厦门霉素A是厦门链霉菌(Streptomyces xiamenensis) 318菌株的主要次级代谢产物,具有显著的抗纤维化活性及药用潜力。但野生型菌株中厦门霉素A的产量仅有14 mg/L,其生产水平亟待提升。【目的】通过随机诱变-抗性标记筛选获得高产菌株并进行培养基优化,以提高厦门霉素A的产量。【方法】在厦门霉素A的生物合成基因簇后融合一个抗性基因,用于报告整个基因簇的表达水平。对构建的基因工程菌株进行常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变,从抗性水平高的突变菌株中筛选高产菌株,并通过培养基优化,使厦门霉素A产量显著提升。【结果】构建携带卡那霉素抗性标记的产厦门霉素A的工程菌MT-XN作为出发菌株,对该菌株进行一轮ARTP诱变,使用90 mg/L卡那霉素筛选,得到了厦门霉素A产量为101.7 mg/L的突变菌株MA-8。进一步通过响应面法优化培养基配方,在最佳培养基中MA-8菌株产生的厦门霉素A达到134.2 mg/L,较野生型菌株提高了845.1%。【结论】采用随机诱变-报告基因筛选系统,可快速筛选出厦门霉素A产量大幅提升的高产菌株,为后续的药物开发奠定良好的基础。     

黄海沉积物柱状样中有孔虫古DNA的提取和PCR扩增的方法学初探

海洋沉积物柱状样有孔虫古DNA是近年来国际新兴的研究技术,对于解释海洋全球变化可以获取到传统形态学检获不到的遗传信息,并对其进行比较和补充。目前国际上有孔虫古DNA的研究主要开展于深海和极地等有利于DNA保存的环境,但对于近海陆架海域尚无相关有效的技术研究。为了探索适合提取和扩增陆架浅海环境沉积物柱状样中的有孔虫古DNA的方法,本实验以采自山东半岛附近的黄海沉积物柱状样为研究对象,通过改进DNA提取过程的涡旋震荡时间和洗脱液体积、比较不同的PCR扩增条件和引物对,对陆架浅海地区沉积物柱状样中有孔虫古DNA提取和PCR扩增的方法进行了探索。借助ImageJ软件对PCR产物的凝胶电泳图像进行了定量分析与比较。研究结果显示,延长涡旋震荡时间和减少洗脱液体积可以提高对海洋沉积物环境总古DNA的提取效能,使用引物对s14F0和s15以及优化后的PCR条件能成功扩增陆架浅海环境沉积物中的有孔虫古DNA。本文探索了适用于陆架浅海环境沉积物柱状样的有孔虫古DNA的研究技术,可为古海洋和古环境研究提供新的研究思路。