淹水培养过程中水稻土细菌丰度与群落结构变化

水稻土是非常复杂又典型的生态系统, 分析淹水培养过程中水稻土细菌的丰度和群落结构变化规律, 可以客观反映水稻土中细菌群落结构信息, 为深入探讨水稻土细菌微生物对稻田的影响和在生态系统中的作用(营养元素转换、重金属还原与抑制甲烷生成过程等)提供实验基础与理论依据。作者采用淹水非种植水稻土微环境模式系统, 提取水稻土淹水培养1 h和1、5、10、20、30、40、60 d后的微生物总DNA, 利用Real-time PCR和PCR-DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis)技术检测了淹水培养过程中细菌丰度与群落结构的变化。结果表明: 淹水水稻土中细菌的丰度在1 d时最大, 并在40 d到达第二个峰值, 说明淹水过程改变了细菌的丰度。基于16S rRNA基因V3区的DGGE图谱分析显示, 淹水过程中细菌的群落结构发生了演替性变化: r-策略生存的细菌仅存在于淹水初期; k-策略生存的细菌存在于淹水后期; r-和k-策略共生存的细菌存在于整个淹水过程中, 淹水后期k-策略的细菌占据优势。淹水培养过程中优势种群多样性指数大体呈现先上升后减小的趋势。主成分分析(PCA)将淹水处理过程分成几类不同的生境, 反映出中、后期细菌群落结构较为稳定; 测序结果表明, 32个优势条带所代表的细菌分别属于厚壁菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、变形菌门和酸杆菌门, 且与来自不同地域的水稻土、其他类型土壤、活性污泥以及湖泊沉积物等生态系统的细菌关系密切。     

近10年典型区红壤性水稻土有机碳库平均驻留时间变化特征

弄清土壤有机碳库平均驻留时间的时空变化特征对采取有效措施增强农业生态系统碳“汇”尤为关键。本研究基于历史采样信息开展新一轮土壤样品采集，进行100 d土壤呼吸培养实验，借助三库一级动力学模型拟合获得土壤活性碳库(MRT_a)和缓效性碳库平均驻留时间(MRT_s),揭示了2009—2019年江西东乡红壤性水稻土表层土壤MRT_a和MRT_s的时空变化特征及其影响因子。结果表明，东乡2019年红壤性水稻土表层土壤MRT_a与MRT_s均值分别为26.5 d和14.1 a,与2009年相比，未发生显著性变化。整体上，东乡南部地区活性碳库和缓效性碳库更为稳定，且东乡地区红壤性水稻土MRT_a与MRT_s存在明显的时空分异，不同地理位置的MRT_a与MRT_s变化幅度分别达-1.3%～544.5%和-6.7%～1375.5%。这种时空变异，部分源于土壤活性碳和缓效性碳组分构成的空间分异。尽管存在较大...     

一氧化氮参与调控油菜素内酯增强高山离子芥悬浮细胞抗寒性

为探究油菜素内酯(BRs)诱导提高植物的抗寒性是否受一氧化氮(NO)信号分子调控，以高山离子芥(Chorispora bungeana)悬浮细胞为材料，分别用24-表油菜素内酯(EBR)、NO供体SNP、NO清除剂PTIO、一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME、EBR+PTIO以及EBR+L-NAME进行处理，分析在低温胁迫下以上处理对细胞抗寒性、活性氧(ROS)水平以及抗氧化防御系统的影响。结果表明：(1)外源EBR处理可以缓解低温胁迫对悬浮细胞活力的抑制以及离子渗漏和膜脂过氧化程度的加剧，从而增强细胞对低温的抗逆能力。SNP处理对上述生理指标的影响与EBR类似。(2)在低温胁迫下，与EBR处理细胞相比，EBR+PTIO以及EBR+L-NAME处理会导致悬浮细胞活力下降，离子渗漏和膜脂过氧化程度显著升高，表明阻断NO信号会降低EBR诱导提高的抗寒性。(3)与仅受低温胁迫的细胞相比，外源EBR处理导致细胞NO含量和NOS活性进一步升高，而EBR诱导的NO积累可以被PTIO或L-NAME所抑制。(4)EBR、SNP处理均可以明显抑制低温胁迫下离子芥悬浮细胞过氧化氢(H_2<...     

天然水体中两种主要异嗅物质的来源及迁移转化研究进展

近年来,水中嗅味问题逐渐引起关注。研究发现,天然水体中异嗅物质主要是微生物和藻类的挥发性次级代谢产物。总结了天然水体中常见的两种异嗅物质土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(MIB)的来源及其在生物体内的合成途径。介绍了异嗅物质通过吸附、挥发、光解、生物降解等一系列作用在饮用水水源中的迁移转化以及其进入水体生物的途径。     

高海拔生境下怀玉山高山马铃薯和本土农家薯的全基因组重测序分析

为了探究怀玉山高山马铃薯只限于高海拔生境下的适应机制,本研究以高海拔生境下怀玉山高山马铃薯和怀玉山本土农家薯采后块茎萌发的芽为材料,进行了全基因组重测序分析。结果表明:HAP的总SNP数量为2 835 211,SNP的密度为3.925 212,编码区nsSNP总数为104 456;LAP的总SNP数量为3 968 618,SNP的密度为5.427 855,编码区nsSNP总数为141 060。经CV分析后,LAP和HAP共有319个nsSNP关联了315个基因,其中76个基因具有超过1个的nsSNP。nsSNP的防御反应、蛋白氨基酸磷酸化、蛋白激酶等GOterms显著富集。HAP的总Indel数量为159 797,编码区的Indel数量为1 850;LAP的总Indel数量为154 291,编码区的Indel数量为1 714;两组的总Indel数量远远小于两组的总SNP数。经差异分析后,共有1 629个Indel关联到了726个基因。Indel的防御反应、胁迫应答、细胞凋亡等GOterms显著富集。nsSNP和Indel的GOterms大多与高海拔生境和光合作用相关。nsSNP和Indel分布在端粒附近相对于中心粒具有更高密度的变异。LAP和HAP共获得了1 490个CNV,其中缺失(Deletion)为610个,中性(Neutral)为548个,扩增(Amplification)为332个。本研究结果可为高海拔生境下怀玉山高山马铃薯的SNP和Indel相关标记的开发、优异基因的挖掘提供重要理论依据。     

封面植物介绍——塔黄北大核心CSCD

塔黄(Rheum nobile J.D.Hooker et Thomson),又名高山大黄,隶属于蓼科大黄属。多年生高大草本。根及根状茎粗壮,可入药。茎单生,挺直,高1~2 m,具多数基生叶、茎生叶和叶状苞片。基生叶数片呈莲座状,圆形或近心形,直径20~30 cm。茎生叶及叶状苞片向上渐小,近圆形,直径5~13 cm。     

一株耐热珊瑚共附生真菌的鉴定及抗氧化活性的研究

珊瑚共附生真菌及其代谢产物研究活跃，产物种类多样，活性丰富，但珊瑚中的耐热真菌未见报道。对耐热珊瑚共附生真菌C21-5B进行鉴定，研究其生理学特性及代谢产物的抗氧化活性，为该菌的深入研究及利用提供依据。通过形态学观察、18S rRNA序列分析鉴定菌株；通过测量不同海精盐浓度、pH、温度条件下的菌落直径研究该菌生理特性；根据DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率测定该菌抗氧化活性；通过薄层层析和高效液相色谱分析代谢产物活性成分。珊瑚真菌C21-5B经鉴定为土曲霉（Aspergillus terreus）。生理特性研究表明，菌株C21-5B能够生长的条件：海精盐浓度0.0%~20.0%、pH值 2.0~12.0、温度15~45 ℃；最适生长条件：海精盐浓度0.5%~3.5%、pH值6.0~8.0、温度35 ℃。该菌代谢产物的乙酸乙酯萃取物具有较高的抗氧化活性，DPPH和ABTS自由基的EC50分别为0.113、0.504 mg/mL。经薄层层析和高效液相色谱分析，发现该菌代谢产物的中性极性成分偏多，含有生物碱、类脂化合物、还原性物质、黄酮类物质、芳香胺类。菌株C21-5B为耐热、兼性海洋真菌，具有极强的耐酸碱能力，代谢产物种类丰富，并具有明显的抗氧化活性，具有开发利用潜力。     

利用蚁巢土进行的生态学探究实验

利用常见的蚂蚁巢穴中的土壤进行一系列探究实验,以此来说明一种生物因素(蚂蚁)是如何通过影响土壤的微环境,进而影响植物生长的,使学生对生态系统的整体性有一个亲身的体验与更加深刻的认识.