大兴安岭林区南、北部天然樟子松生长对气候变化的响应差异

利用树木年代学方法,建立大兴安岭林区南、北部樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)年轮宽度年表,探讨樟子松径向生长对气候变化的响应差异。结果表明,南部(阿尔山、海拉尔)树轮宽度主要与当年4—9月的平均标准化降水蒸散指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)极显著正相关(r=0.639,P0.01),而北部(漠河、塔河)树轮宽度主要与同时期的平均最低温极显著正相关(r=0.488,P0.01)。说明南部樟子松径向生长主要受当年4—9月的水分限制,北部主要受同期平均最低温调控。两个地区树木生长对降水的响应一致,对当年4—9月(6月除外)的温度响应相反。近几十年来随着温度显著升高(P0.01),南部树木生长对4—9月平均最高温的负响应不断增强,而北部树木对同时段平均最低温的正响应更加明显。同时,南部樟子松生长量快速下降(r=0.612,P0.001),而北部生长量显著增加(r=0.474,P0.001)。研究发现,高温加剧干旱胁迫是南部樟子松生长量下降的主要原因,而北部樟子松生长量增加是受到4—9月平均最低温和降水量的相互作用。如果持续变暖,未来樟子松分布区可能北移。     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。     

阿维菌素生产菌的常压室温等离子体诱变育种及培养基优化

【目的】通过诱变筛选技术选育阿维菌素高产突变株,对其发酵培养基进行响应面优化,提高阿维菌素产量。【方法】采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,结合链霉抗性和卡那霉素抗性筛选法及96深孔板高通量筛选法,筛选阿维菌素高产株。在单因素实验的基础上,应用响应面分析法对其发酵培养基进行优化,最后确定最佳培养基配方。【结果】获得一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株K-1A6,其阿维菌素产量达到4.22 g/L,比出发菌株9-39提高了23.4%,在最佳培养基中阿维菌素产量达到5.36 g/L,较优化前提高了27.01%。【结论】通过对阿维链霉菌9-39菌株进行ARTP诱变筛选及发酵培养基优化研究能显著提高阿维菌素的产量。     

一株高效丙烯腈降解细菌Rhodococus rhodochrous BX2的丙烯腈降解条件优化

【目的】以丙烯腈为目标污染物,利用实验室已筛选获得的一株高效腈降解菌Rhodococus rhodochrous BX2,研究其对丙烯腈的降解特性,优化降解条件以提高菌株对丙烯腈的降解能力。【方法】通过单因素试验和响应面分析相结合的方法优化Rhodococus rhodochrous BX2对丙烯腈的降解条件。考察外加碳、氮源对BX2的生长及丙烯腈降解的影响,并确定其在丙烯腈合成废水中对丙烯腈的处理效果。【结果】菌株BX2优化后的最佳降解条件为:底物浓度403.51 mg/L、p H 7.44、温度34.46°C,在此条件下丙烯腈的降解率为95.1%。外加碳源为葡萄糖,或外加氮源为氯化铵对菌株生长及丙烯腈降解有明显的促进作用。菌株Rhodococus rhodochrous BX2能够高效降解合成废水中的丙烯腈,在30 h时其丙烯腈降解率可达89.4%。【结论】降解条件优化以及外源物质的添加强化了菌株对丙烯腈合成废水的处理效果,为生物法处理丙烯腈废水新方法的开发提供技术支持。     

高盐环境可培养细菌噬菌体的研究进展

病毒广泛存在于各类环境中并担负着重要的生态功能,其中包括高盐环境。对高盐环境病毒的研究已成为极端环境微生物研究领域的新热点,目前已被报道的100多株盐病毒中,90多株感染古菌,仅有14株感染细菌。本文综述了目前已知的14株高盐环境细菌噬菌体的形态特征、盐度响应及基因组学的研究进展,并分析了高盐噬菌体的形态多样性、生存策略以及包含在基因组中的进化和起源信息,分析结果表明:高盐噬菌体以有尾噬菌体为主;它们具有广盐性(Euryhaline)的特征,盐度极大地影响其吸附和增殖;它们与非高盐环境噬菌体可能具有共同的起源。高盐噬菌体虽然历经近30年的研究历程,但仅有14株被分离与培养,所以其分离纯化是今后重要工作之一,且结合免培养技术揭示高盐噬菌体的多样性与生态功能是其研究的发展方向。     

可见光响应的CdTe/TiO2复合纳米颗粒体外PDT灭活HL60细胞的研究

文章采用溶胶凝胶法制备核壳CdTe/TiO_2复合纳米颗粒,探讨了该复合纳米颗粒体外PDT对HL60细胞的灭活作用。通过扫描电镜(TEM)、X射线光电子衍射仪(XPS)对CdTe/TiO_2进行表征。文中,用紫外可见光吸收光谱(UV-vis)测得尺寸为2-5 nm的CdTe QDs吸收峰为460 nm。研究表明,CdTe/TiO_2复合纳米颗粒尺寸在80 nm左右,其吸收光谱相较于TiO_2的光响应区拓展至可见光区。将CdTe/TiO_2与HL60细胞进行共同孵育,采用CCK-8法研究了其在暗室条件下细胞的生长情况和浓度对细胞相对存活率的影响以及在不同浓度的CdTe/TiO_2复合纳米颗粒PDT后的细胞活性。实验结果表明:在共同孵育16 h后CdTe/TiO_2对HL60细胞的毒性最强,10~320μg/mL浓度的CdTe/TiO_2样品对HL60细胞均具有较强的灭活作用。当添加CdTe/TiO_2样品浓度为320μg/mL时,光照1 h后PDT灭活效率达到87.7%。     

WRKY转录因子与植物逆境响应

WRKY转录因子是高等植物特有的一类转录调控因子,也是植物生命活动中不可或缺的调控枢纽。研究发现,WRKY转录因子参与植物生长发育过程及多种生物与非生物逆境响应。本文分析了WRKY转录因子的分类及结构,对其多种作用机制包括上游调控、下游调控、蛋白质相互作用等进行了归类,总结了近年来在各类植物上发现的WRKY转录因子调控植物生长发育和参与植物响应生物及非生物逆境的多重功能。并针对目前WRKY转录因子的研究所存在的问题,提出部分意见,为进一步挖掘WRKY家族的功能机制奠定了基础。     

粤东沿岸生态系统对夏季沿岸上升流响应的生态模型初探

粤东上升流是出现于汕头沿岸直至福建沿岸南日群岛附近季节性上升流, 通常发生于6-9 月, 七月中旬最强。利用物理耦合生态动力学模型(ROMS-NPZD), 可以较好地模拟出粤东沿岸生态系统对夏季沿岸上升流的响应。根据模拟结果, 由于沿岸上升流的影响, 粤东沿岸海域在此期间表层海水会出现低温、高盐现象, 营养盐和高浮游植物最大浓度分布水层会出现上移, 但是浮游植物最大生物量出现时间会比粤东上升流最强的时期晚10 天左右。     

猫儿山荷木林不同层次土壤含水量的降雨响应

以漓江上游猫儿山林区典型荷木林(Schima superba)为研究对象, 对0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm, 60-80 cm等4 个层次的土壤进行土壤含水量定位监测, 分析各层次土壤含水量的降雨响应。结果表明: (1)0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-80 cm 4 个层次土壤土壤含水量差异显著, 年均值分别为: 50.66%, 41.71%, 47.23%, 34.92%, 垂直变化复杂, 降雨与各层次土壤含水量呈极显著正相关; (2)4 个层次土壤含水量上升拐点出现的时间依次滞后, 随着深度的增加, 土壤含水量对降雨的响应变慢; (3)在前期土壤含水量较低的情况下, 土壤含水量都会出现一个“平台”期, 然后迅速升高, 达到最高值; (4)深层土壤对降雨的响应与产生饱和界面, 地下水位抬高有关; (5)在大雨和暴雨条件下, 60-80 cm 深层土壤由于初始含水量低, 随降雨增速很快; 降雨结束后, 该层次的土壤含水量下降最快。为揭示漓江上游森林植被对降水径流的调节作用, 客观评估漓江上游水资源潜力、加强流域水资源管理和森林经营提供科学依据。     

最大电子传递速率的确定及其对电子流分配的影响

非直角双曲线模型(简称模型I)是Farquhar、von Caemmerer和Berry提出的生物化学光合模型(简称FvCB生化模型)的主要子模型。在植物光合作用对光响应曲线的拟合中, 模型I得到广泛的应用和验证。同时, 模型I也可用于估算植物叶片的最大电子传递速率(J_max)。然而, 由模型I估算植物叶片的J_max是否与实测值相符, 尚未得到严格的验证。该文应用LI-6400-40光合测定仪测定了遮阴和全日照条件下大豆(Glycine max)叶片的光合速率和电子传递速率对光的响应曲线, 然后分别用模型I和电子传递速率对光响应机理模型(简称模型II)进行了拟合。结果表明, 由模型I估算遮阴和全日照条件下大豆叶片的J_max与观测值之间存在显著差异; 由模型II计算得到的J_max与实测值之间不存在显著差异。此外, 用模型I估算的J_max将高估光合电子流分配到光呼吸的量, 从而高估光呼吸对植物的光保护作用。因此, 在估算植物叶片J_max和准确评估光呼吸对植物光保护作用方面, 模型II更合理。