模拟UV-B辐射增强条件下灯盏花居群的生理差异及其遗传背景

在温室条件下,研究了模拟UV-B辐射（280～320 nm）增强对6个灯盏花居群的类黄酮、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性的影响及其种内差异,并利用ISSR分子标记技术对灯盏花居群进行遗传背景分析.结果表明：在UV-B辐射增强条件下,灯盏花D01、D53、D63和D65居群在成苗期、盛花期和成熟期的类黄酮含量均显著增加,成苗期与盛花期MDA含量显著降低;而D47和D48居群3个生育期的MDA含量和盛花期类黄酮含量均显著增加,成熟期显著降低.D01居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、盛花期CAT活性与盛花期SOD活性均显著升高;D47居群3个生育期的SOD、CAT和APX活性,成熟期POD活性显著下降;D48居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、成熟期的SOD活性均显著下降;D53居群成苗期和盛花期SOD、APX活性,盛花期CAT活性显著增加;D63居群3个生育期的SOD、POD和APX活性均显著上升;D65居群除成熟期的CAT和APX活性没有显著变化外,3个生育期的4种抗氧化酶活性均显著上升.灯盏花居群对UV B辐射增强的响应有明显的种内差异,D01、D53、D63和D65为UV耐性居群,而D47和D48居群的UV敏感性较高.灯盏花居群不同生育期对UV-B辐射的响应为盛花期>成苗期>成熟期.居群间的遗传多样性差异明显,在遗传距离为0.11的水平上,可将D01、D53、D63和D65居群归为一类,D47和D48居群为另一类,这与根据生理响应指数判断的UV耐性与敏感居群的结果基本一致.     

吉林蛟河针阔混交林树木生长的空间关联格局

以吉林蛟河21.12hm2(660m×320m)针阔混交林样地为对象,利用2009年和2014年森林生长观测数据,研究树木生长的空间自相关格局及其生境影响机制。在样地生境型划分结果的基础上,采用Ripley's L(r)函数分析不同生境型中树木种群空间分布特征;利用标记相关函数分析不同生境型中树木生长特征的空间关联格局。研究结果表明:(1)红松(生境型3:1—5m)、蒙古栎(生境型3:1—3m)、胡桃楸(生境型2:1—2m;生境型3:1—7m)、黄檗(生境型2:1—3m;生境型4:1—5m)、水曲柳(生境型3:1—2m;生境型4:1—2m)、瘤枝卫矛(生境型2:1—15m)在特定生境和空间尺度上呈随机分布,但空间格局仍以聚集性分布为主;其余10个物种则在全部0—30m尺度上呈聚集分布。(2)标记相关函数分析显示春榆、毛榛、色木槭、瘤枝卫矛和千金榆的径向生长至少在一个生境中表现出正相关格局;暴马丁香、胡桃楸、裂叶榆、瘤枝卫矛、水曲柳、紫椴、糠椴、毛榛、色木槭和白牛槭的径向生长至少在一个生境中表现出负相关格局;红松、黄檗、蒙古栎和簇毛槭的径向生长在全部尺度上均未检测到显著的空间关联格局。因此,不同树种径向生长的空间自相关特征不同,树种生长特征的空间关联格局具有明显的生境依赖性。     

洱海蓝藻爆发的时空特征及影响因子

湖泊生态环境对区域气候变化和流域人类活动十分敏感。随着流域的持续开发,洱海作为云贵高原第二大淡水湖泊面临着严重的生态与环境问题,主要包括水质恶化和生态功能的衰退,其中蓝藻水华问题尤为突出。针对湖泊现代监测数据存在时间序列较短、连续监测记录缺乏、监测位点不完全一致等问题,应用沉积物记录开展色素等多指标分析和环境变化重建研究,并对洱海湖区南、中、北3个湖盆的沉积物记录进行对比分析,从而探讨洱海富营养化与蓝藻爆发的历史与变化特征,并识别藻类响应模式的空间异同。沉积物色素记录结果表明,洱海蓝藻生物量变化具有明显的时空差异性,呈现由南至北,先后增加、最后呈现蓝藻水华全湖性持续爆发的模式。进一步的简约模型方差分解结果表明气候变暖和营养盐富集是洱海蓝藻生物量变化的主要驱动因子,此外相对较浅的南部湖盆还受到水位波动、水动力减弱、水生植物演化的综合影响。因此,在气候变暖的背景下,控制水体营养盐输入、合理调控湖泊水位、提高水体透明度并恢复水生植物是控制洱海蓝藻水华爆发和进行生态恢复的重要措施。     

黄渤海甲壳类的分类多样性

为了解黄渤海甲壳类的分类多样性特征, 我们统计了2010-2015年中国水产科学研究院黄海水产研究所调查捕获的黄渤海甲壳类(软甲纲: 十足目与口足目)物种名录。结合历史文献, 进一步系统整理得到黄渤海甲壳类物种总名录。基于这2个名录, 应用分类阶元包含指数(the inclusion index at taxonomic level, TINCL_i)、平均分类差异指数(average taxonomic distinctness index, Δ⁺)和分类差异变异指数(variation in taxonomic distinctness index, Λ⁺)研究了其分类多样性特征。结果显示: 2010-2015年调查名录中, 甲壳类共93种, 隶属于2目39科66属, 其中10种为新分布种; 对虾科、藻虾科、长臂虾科、梭子蟹科和弓蟹科的物种数最多, 合计占总物种数的38.71%; TINCL_i分别为1.41种/属和2.38种/科; Δ⁺和Λ⁺分别为50.25和35.20。总名录中, 甲壳类共228种, 隶属于2目53科123属, 其中藻虾科、豆蟹科、对虾科、弓蟹科和鼓虾科的物种数最多, 合计占总物种数的30.70%; TINCL_i分别为1.85种/属和4.30种/科, Δ⁺和Λ⁺分别为50.18和30.87。对虾科的相对丰富度指数(the relative richness index, R_r)最高(100), 其次是梭子蟹科(71.43)和长臂虾科(62.50), 豆蟹科最低(6.25)。黄渤海甲壳类的平均分类差异指数(Δ⁺)明显小于鱼类(P < 0.05)。2010-2015年调查的Δ⁺计算值高于理论值, 且在理论值的95%置信区间内, 说明黄渤海甲壳类群落正处在中等程度的干扰中。     

苯并[α]芘对不同修复潜力羊茅属植物的根系分泌物中几种低分子量有机物的影响

根系分泌物是植物与土壤间进行物质交换和信息传递的重要载体, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 也是构成根际微生态特征的关键因素。根系分泌物与有机污染物的植物修复密切相关, 研究胁迫条件下不同修复潜力植物间根系分泌物的释放特征有助于揭示植物修复的内在机制。该文借助根际袋土培试验研究了苯并[α]芘(BaP)胁迫下5种羊茅属(Festuca)植物根系不同生长期(30-70天)几种低分子量有机物的分泌特征。结果表明: 1) BaP浓度在10.25-161.74 mg·kg^-1范围内时, 待试植物能有效地促进土壤中BaP的去除, 其修复潜力依次为苇状羊茅(F. arundinacea) > 草原羊茅(F. chelungkiangnica) ≥ 毛稃羊茅(F. rubra subsp. arctica) ≥ 贫芒羊茅(F. sinomutica) > 细芒羊茅(F. stapfii)。2) BaP胁迫增强了植物根系对可溶性糖的分泌: 随着胁迫强度的增大、胁迫期的延长, 其分泌量变化呈“先升后降”趋势。3) BaP胁迫促进了植物根系低分子量有机酸的释放, 植物的修复潜力越大, 有机酸高峰值出现时的胁迫浓度越高; 组成成分较稳定, 草酸、乙酸、乳酸和苹果酸为主要组分(>97.34%), 在修复潜力较强植物的根系分泌物中检测出微量的反丁烯二酸。4) BaP胁迫对氨基酸种类影响不大, 但对分泌量影响较大。其中, 苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸的分泌量随BaP胁迫强度的增强而剧增; 脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸近乎以加和效应甚至协同效应的形式参与植物对BaP胁迫的应激反应: 参与应激组分的分泌量随胁迫强度的增强而剧增, 植物的修复潜力越强, 参与的组分越多。可见BaP胁迫下, 5种羊茅属植物根系分泌物中几种低分子量有机物的释放特征与植物自身的修复潜力有关: 修复潜力越强, 释放量越多且成分也越复杂, 并呈现出较强的环境适应性及生理可塑性。     

水东湾红树林不同生长位置生长差异性研究

通过对茂名水东湾近岸岛屿试验区现有红树林资源的调查, 对比研究红树林在不同的滩面高程、林中位置和波能区的生长差异性, 研究结果表明: (1)红树植物在不同滩面高程中的生长表现具有显著差异性, 不同的红树植物所适合生长的滩面高程也不尽相同, 最适合生长的滩面高程范围拉关木为平均海平面以上(下同)0-10 cm, 白骨壤为15-25 cm, 红海榄为0-20 cm; (2)红树植物在林中不同位置的生长表现具有显著的差异性, 位于林分边缘的无瓣海桑和拉关木明显优于林分内部; (3)红树植物在不同的波能区生长具有一定的差异性, 背风的低能区更加适合红海榄和拉关木的生长。研究结果对认识红树林生长发育规律和指导红树林人工种植具有一定参考意义。     

葡萄糖诱导绿色杜氏藻转录组及相关通路差异分析

绿色杜氏藻是研究耐盐机理的模式绿藻．葡萄糖不仅是营养物质,而且还是信号物质．目前,对绿色杜氏藻转录组、糖处理后差异表达基因和β-胡萝卜素生物合成途径关键基因表达还不清楚．本研究通过Illumina HiSeqTM 2000高通量测序,获得葡萄糖处理和未处理绿色杜氏藻转录组信息．利用P value值和差异倍数对样本进行差异表达分析,共111条转录本存在差异表达,3条为上调转录本,108条为下调转录本．利用RT-qPCR检验差异表达分析的准确性. 结果表明,转录本表达结果与转录组分析结果一致．GO功能富集结果表明,71条下调转录本与代谢相关,占所有下调转录本的65.74%．KEGG富集分析结果表明,21条KEGG通路含89条下调转录本,14条通路与代谢相关．代谢中通路最多的为能量代谢（6条）,含63条下调转录本．能量代谢中与光合作用相关的下调转录本最多,为29条．通过分析找到2条与β-胡萝卜素生物合成相关通路（MVA/MEP途径及β-胡萝卜素合成途径）,并发现通路的关键基因hmgs、dxs、dxr、psy、pds、chyb,对其进行差异表达分析,均不存在差异表达．研究表明,葡萄糖抑制了绿色杜氏藻光合作用,代谢受阻,但未影响β-胡萝卜素生物合成相关通路及关键基因．     

苏云金芽孢杆菌的cry2A芽孢期启动子和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa蛋白表达的影响

[目的]分析苏云金芽孢杆菌的cry2A型芽孢期启动子对晶体蛋白Cry11Aa的协调作用和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa表达的促进功能.[方法]3个包括cry11Aa编码区的重组质粒pHcy1、pHcy2和pHcy4被构建并电激转化到苏云金芽孢杆菌晶体缺陷株4Q7中,其中pHcy1质粒携带cry11Aa基因自身启动子和分子伴侣p19基因,pHcy2携带cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因,pHcy4质粒在pHcy1的上游插入了cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因.SDS-PAGE分析了Cry11Aa蛋白在各重组苏云金菌株中的表达情况,并通过生物测定确定了其对蚊虫的生物活性.[结果]SDS-PAGE结果表明,Cry11Aa蛋白在4Q7(pHcy1)和4QT(pHcy4)均获得了表达,在4Q7(pHcy2)中未检测到Cry11Aa蛋白,推测晶体蛋白Cry11A不能利用cry2A型启动子进行表达调控;Cry11Aa蛋白在等体积4Q7(pHcy4)培养液中的表达量是4Q7(pHcy1)菌株的1.25倍,暗示着分子伴侣ORF1-ORF2在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量.4Q7(pHcy1)和4Q7(pHcy4)形成的Cry11Aa蛋白晶体的形状和大小相似,两者对致倦库蚊的生物活性没有明显差异,LC50s分别为59.33 ng/mL和66.21 ng/mL,.[结论]推测晶体蛋白Cry11A能否成功表达与其使用启动子的类型和两者的协调配合有关.分子伴侣ORF1-ORF2虽然在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量,但对提高Cry11Aa蛋白的杀蚊毒力没有显著性帮助.     

金沙江干热河谷区田菁根瘤菌多样性与系统发育

[目的]揭示金沙江干热河谷区这一特殊地理环境下田菁根瘤菌的多样性和系统发育地位. [方法]采用了数值分类、16S rDNA PCR-RFLP、16S rDNA和GSⅡ序列分析方法.[结果]数值分类结果表明:在93%的水平上,待测菌株分布于6个群,其中4个群分别与R.tropici、 R.etli、 S.saheli、A.rubi的参比菌株聚在一起,两个群没有参比菌株与之聚群.16S rDNA PCR-RFLP结果与数值分类基本一致,只有两个独立群有所差异.16S rDNA序列分析表明:两独立群中心菌株SCAU176 和SCAU144与R.huautlense聚在一起,与该种同源性分别为100%和98.9%.GSⅡ序列分析中SCAU176 和SCAU144单独聚在一起,与最近的参比菌株R.tropici的同源性系数在90%以下.[结论]金沙江干热河谷区田菁根瘤菌具有较为丰富的多样性,在系统发育地位上分布于Sinorhizobium、Agrobacterium和Rhizobium三个属.     

一株粘质沙雷氏菌烈性噬菌体污水分离及特性

[目的]以粘质沙雷氏菌(8039)为宿主菌从医院污水中分离噬菌体并对其基本生物学特点进行研究.[方法]四步法污水分离噬菌体;单、双层平板噬菌斑实验筛选烈性噬菌体并观察噬菌斑形态;纯化后2%磷钨酸染色电镜观察;手工法提取噬菌体核酸酶切后琼脂糖凝胶电泳分析;利用双层平板噬菌斑实验测定最佳感染复数和完成一步生长实验.[结果]从医院污水中成功分离出粘质沙雷氏菌烈性噬菌体一株(SM701),该噬菌体有一个正多面体立体对称的头部,头径约64nm,无囊膜,有一长尾,无收缩尾鞘,尾长约143nm;基因组核酸能被双链DNA内切酶BamH Ⅰ及Hind Ⅲ切开,大小约57kb;噬菌斑圆形透明,直径1mm左右(培养12h,),边界清楚;当感染复数(multiplicity of infection,MOI)为10时,子代噬菌体滴度较高;按照一步生长实验结果绘制出一步生长曲线,可知感染宿主菌的潜伏期是约为30min,爆发期约100min,平均爆发量约为630[结论]按照国际病毒分类委员会分类标准,该噬菌体属于长尾噬菌体科(siphoviridae)烈性噬菌体,按照Bradley和Ackermann形态分类法属于B1亚群;噬菌斑与周围红色细菌生长区,颜色差异明显,非常便于观察和计数;噬菌体头部大小和形态与呼吸道病毒中的呼肠病毒和腺病毒最为接近;国内尚未见粘质沙雷氏菌噬菌体相关报道.