Wolbachia与昆虫寄主关系研究进展

Wolbachia pipientis是一种广泛存在于节肢动物和线虫生殖组织中的细胞内共生菌,通过母系生殖细胞在寄主种群内垂直传播。据分析,Wolbachia在昆虫中的感染率大约为66%,是昆虫中分布最广泛的胞内共生菌。Wolbachia能够以多种方式调控寄主的生殖行为,包括诱导细胞质不亲和、诱导孤雌生殖、雌性化、杀雄作用等。近10年来,Wolbachia的研究在多个领域都取得了长足进展。本文介绍了Wolbachia的多样性与分布、对寄主生殖行为的影响、基因组结构,以及其与寄主在基因组水平上的相互作用等领域的最新研究成果,并展望了Wolbachia研究的发展趋势。     

黄斑巨鳖分布的历史变迁

通过考古、文史和动物学文献的考证,对黄斑巨鳖Rafetus swinhoei分布的历史变迁进行了研究,该种历史上曾广泛分布于黄河、长江、太湖、钱塘江、红河、马江流域和台湾澎湖水道,这些区域历史上记录的"鼋"都应为黄斑巨鳖而非亚洲圆鳖Pelochelys cantorii。黄斑巨鳖在台湾澎湖水道仅记录于1万年前,主要是由于人为影响,黄河种群自11世纪后未再有记载,近代其分布区更是急剧缩小,长江中游种群于19世纪末即已绝灭,长江下游和钱塘江种群在20世纪中叶绝灭,太湖流域目前已野生绝灭,红河和马江流域分布区虽未有明显变化,但在最近30年中密度急剧下降,野生种群濒临灭绝。建议重点在红河流域开展研究和保护工作。红河与钱塘江之间是否有分布仍存疑问,需要进一步研究。     

九龙江河口浮游植物的时空变动及主要影响因素

于2009年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）在九龙江河口水域进行了水文、化学和生物的生态完全示范区综合外业调查,研究了九龙江河口浮游植物的种类组成、密度分布、季节变化、空间差异及主要影响因素,并结合前期资料分析了年际变动。结果表明,九龙江河口的浮游植物共记录7个门类75属134种。主体是硅藻,绿藻次之,甲藻和蓝藻较少,黄藻检出率高,裸藻和金藻零星检出。种类组成的空间差异大,绿藻在河口内区淡水水域比硅藻更占优势, 中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、短角弯角藻（Eucampia zodiacus）、圆筛藻（Coscinodiscus spp.）、颗粒直链藻（Melosira granulata）、微小小环藻（Cyclotella. caspia）是河口区咸淡水水域及近海区的主要种类。浮球藻（Planktosphneria gelotinosa）、栅藻（Scenedesmus spp.）、盘星藻（Pediastrim spp.）、小席藻（Phormidium tenus）是河口内区淡水水域的主要种类。根据浮游植物的生态类型及其生境特征大致可分为三大类群。浮游植物密度夏季最高,平均为358.68103cells/L,密集中心的季节变化明显,密度分布由优势类群的密度分布决定。中肋骨条藻和短角弯角藻的数量庞大,导致优势种突出,多样性降低,种间分布不均匀,群落结构简单化。与史料比对,种类组成因淡水藻类的列入而更丰富,密度年际降低,中肋骨条藻仍是第一优势种,但优势度有较大降幅,优势类群有重大年际变化,细胞个体较小的种类占优。盐度和营养盐对浮游植物的分布及密度变化造成极大的时空差异,存在线性、复合线性、多项回归等复杂的相关关系。     

北方两省农牧交错带沙棘根围AM真菌与球囊霉素空间分布

2009年7月在内蒙古和河北两省农牧交错带沙棘(Hippophae rhamnoides L)集中分布区选取3个典型样地,分别从0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-40cm和40-50cm土层采集沙棘根围土壤样品,研究了沙棘根围AM真菌与球囊霉素空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙棘能与AM真菌形成良好的疆南星型(Arum-type)丛枝菌根。AM真菌定殖率和孢子密度与样地生态条件密切相关。大梁底村和多伦东样地AM真菌不同结构定殖率及孢子密度无明显差别,但均显著高于黄柳条村样地,只在大梁底村发现丛枝定殖;孢子密度在3个样地均随土层加深而降低,不同结构定殖率在大梁底村随土层加深而降低,其他2个样地无明显变化规律;AM真菌最高定殖率和最大孢子密度均出现在0-30cm浅土层。根围土壤总球囊霉素(TEG)和易提取球囊霉素(EEG)含量在3个样地均随土层加深而降低。相关性分析表明,孢子密度与菌丝定殖率、泡囊定殖率和总定殖率极显著正相关。AM真菌菌丝、泡囊和总定殖率与土壤pH值、有机C、碱解N和速效P含量、脲酶和碱性磷酸酶活性极显著正相关,丛枝定殖率与土壤碱解N含量和脲酶活性显著正相关。多元线性回归方程表明,AM真菌不同定殖结构和土壤因子对TEG和EEG含量贡献不同,对于TEG:菌丝>孢子>泡囊;有机C>速效P>酸性磷酸酶>pH值,对于EEG:泡囊>孢子>菌丝;有机C>速效P。结果建议,AM真菌孢子密度、菌丝定殖程度和土壤球囊霉素含量在一定程度上能综合反应土壤AM真菌群落、有机C动态和养分循环进程,可以作为土壤质量及功能评价的新指标进一步深入研究。     

扎龙湿地昆虫群落结构及动态

湿地是介于水体与陆地之间的特殊的生态系统,其中昆虫扮演着重要的角色。通过选取扎龙村、烟筒屯、土木台和育苇场为样地以诱集夜间活动的昆虫为主,对扎龙湿地昆虫群落结构进行了探讨。结果表明:扎龙湿地夜间活动的昆虫分属14目54科139种,以鳞翅目、鞘翅目和双翅目为优势类群。各区域昆虫群落种-多度关系均表现为对数正态分布。物种丰富度为扎龙村＞烟筒屯＞育苇场＞土木台,而群落多样性和均匀度均为烟筒屯＞扎龙村＞土木台＞育苇场,Shannon-Wiener 多样性指数(H') 与均匀度(J')和物种丰富度(S)时间动态关系表现为:烟筒屯Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均一致;扎龙村和育苇场Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')一致,而与物种丰富度(S)弱相关;土木台 Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均表现为弱相关。研究得出扎龙湿地总体环境质量较好,但局部地区(如土木台)有退化的趋势,并分析造成上述结果的原因。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系

采用剖面法对宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)的根系分布特征进行了研究;采用管式TDR系统对土壤剖面含水率变化动态进行了连续观测,并据此计算林木根系吸水速率,以探讨土壤含水率、根系分布和根系吸水分布之间的相关关系。研究结果表明:毛白杨的总平均根长密度在林带两侧和不同径向距离处非常接近(P>0.05);但在不同土层间变化很大(P<0.01),其中0-20和60-150 cm土层为根系主要分布区域,其根系所占比例共达86%;不同径阶间的根长密度差异显著(P<0.01),且其比例关系会随空间位置的改变而发生变化。不同栽植方位下,林带东侧毛白杨根系分布的浅层化程度高于西侧,且在径向240-280 cm内其0-0.5 mm的极细根显著多于西侧(P<0.05)。因此,宽窄行栽植模式下,深度和径阶是毛白杨根系分布的主要影响因子,而栽植方位会对其形态构型产生影响。毛白杨根系吸水模式受细根分布的影响,但会随土壤剖面水分有效性分布的变化而变化:当表土层水分有效性增加时,根系吸水主要集中在表土层;当表土层水分有效性降低时,深层土壤根系的吸水贡献率会逐渐增加;当土壤剖面水分条件异质性较高时,根系吸水主要集中在根系密度与水分有效性均较高的区域;当土壤剖面水分分布均匀且不存在水分胁迫时,根系吸水分布与细根分布最为一致。     

覆膜对土壤-莴苣体系氮素分布和植物吸收的影响

覆膜种植作为全球广泛采用的农作物栽培方式,能改变土壤的水热生态效应,并影响元素的赋存状态。本文采用野外栽培实验,研究了覆膜对土壤—莴苣体系中氮素分布和植物吸收的规律。相比于不覆膜方式,覆膜对土壤含水率、pH值及脲酶活性的影响不明显,但减少了6.0%的土壤有机质、10.4%的硝态氮和1.3%的全氮含量,增加了6.5%的土壤铵态氮。单因素方差分析表明,土壤有机质及全氮含量的组间差异达到了显著性水平。覆膜方式下,氮素生理群落微生物中反硝化细菌占生理群落总数的77.8%—96.2%,氨化细菌、亚硝化细菌及硝化细菌各占1.8%—16.5%、0.6%—5.1%和0.4%—2.8%。与不覆膜相比,覆膜使氨化细菌平均值减少了28.2%,亚硝化、硝化及反硝化细菌平均值分别增加了119.8%、26.7%和48.7%。莴苣植株中的全氮含量变化规律为叶片>茎部>根部。覆膜使根部全氮含量降低了2.8% ,茎部与叶部则分别增加了10.5%和6.8%。覆膜使莴苣根部全氮的富集系数平均值降低了1.5%,迁移系数TF1（莴苣茎部和根部全氮的比值）和TF2（莴苣叶部和根部全氮的比值）平均值分别提高了12.5%和9.5%,影响较小。相关性分析表明,有机质与土壤全氮呈显著正相关（P < 0.05）,而脲酶、铵态氮及无机氮三者与亚硝化细菌均呈显著负相关（P < 0.05）。     

浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析

采用空间自相关分析方法对浙江天台山亚热带常绿阔叶林优势种甜槠种群全部个体及不同年龄级个体的小尺度空间遗传结构进行了分析,以探讨甜槠种群内遗传变异的分布特征及其形成机制。根据11个ISSR引物所提供的多态位点,经GenAlEx 6软件计算地理坐标和遗传距离矩阵在10个距离等级下的空间自相关系数。在样地内,甜槠种群内个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩为9.945。甜槠种群的空间遗传结构与其种子短距离传播和广泛的花粉传播有关。Ⅰ年龄级、Ⅱ年龄级和III年龄级个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩分别为11.820、9.746和9.792。当距离等级为5 m时,其空间自相关系数r分别为0.068、0.054和0.070。Ⅳ年龄级个体在所有空间距离等级中均不存在显著的空间遗传结构。甜槠是多年生、长寿命植物,自疏作用是导致IV年龄级个体空间遗传结构消失的主要原因。     

荒漠沙蒿根围AM真菌和DSE的空间分布

2009年7月在内蒙古黑城子北、多伦县城东和正蓝旗元上都遗址3个样地分别从0-10 cm、10-20 cm、20-30cm、30-40 cm和40-50 cm 5个土层采集沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围土壤和根样,系统研究了沙蒿根围AM真菌和DSE(Dark septate endophytes)的空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙蒿根系能被AM真菌高度侵染形成典型的I-型(Intermediate type)丛枝菌根,并发育形成泡囊和丛枝结构, 并与DSE形成良好的共生关系,样地生态条件和采样深度对AM真菌分布和活动有显著影响。黑城子样地孢子密度最高,元上都样地泡囊定殖率最高,不同样地间丛枝、菌丝、总定殖率和DSE定殖率无显著差异。孢子密度峰值出现在0-10cm表层土,并随土壤剖面深度增加而降低;泡囊定殖率峰值出现在10-20cm土层;AM真菌其他结构定殖率及DSE定殖率在各土层间差异不显著或变化无规律。孢子密度与AM真菌不同结构定殖率无显著相关性,与各土壤因子极显著正相关。泡囊定殖率与脲酶和碱性磷酸酶极显著负相关,与酸性磷酸酶显著负相关。菌丝定殖率、总定殖率及DSE定殖率与各土壤因子均无显著相关性。土壤碱解N和有机C与脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶极显著正相关;土壤速效P与碱性磷酸酶极显著正相关,与脲酶显著正相关。对沙蒿根系AM真菌和DSE真菌分布和定殖规律的研究,可进一步明确AM真菌和DSE的生态功能,为利用菌根生物技术促进荒漠植被恢复和生态重建提供依据。     

围栏放牧下土壤-植被碳密度空间分布格局

对围封13年且放牧的冷季高寒矮嵩草草甸,进行了从围栏入口到内部不同距离植被和土壤碳密度状况的调查.结果表明:1)入口到50 m植被现存碳密度平均为1298.0gC·m-2,60～180m有所下降(平均为997.3 g C·m-2),200～300 m反而升高(平均为1285.5 g C·m-2).当年净初级生产碳密度分布趋势与其相同,0～50 m、60 ～180 m和200～300 m平均分别为742.5、571.0和745.7 g C·m-2.这种分布趋势与放牧过程中绵羊觅食频度和强度有关.一般在中央地带放牧强度大,绵羊觅食时间长,边缘地带受围栏效应或围栏外环境因素影响,放牧强度相对较弱,一定程度上对植被生长发育起到了保护作用,使边缘地带植被碳密度得到提高.2)从围栏入口到草场内部土壤碳密度变化趋势表现复杂,入口到100 m增加,100～170 m减小,然后略有升高.土壤碳密度最高值出现在95 m处(15.42 g C·m-2),最低值出现在170 m处(14.12 gC· m-2).目前尚不清楚为何出现这种格局,但至少认为,土壤有机质的动态转化过程受多种因素影响,与植被碳密度相比具有一定的迟滞效应.具体如何影响有机质的动态转化及其迟滞效应,有待进一步研究.