杉木叶片内生真菌定殖对凋落物分解及其微生物活性的影响

【背景】植物内生真菌在植物组织由衰亡转入腐生过程中发挥重要的作用,但这种作用可能因植物及其内生真菌种类不同而具有差异。【目的】分析不同优势度种类内生真菌定殖对于凋落物分解及其相应微生物活性的影响。【方法】采用凋落物分解袋法,选取优势树种杉木凋落叶作为分解底物。【结果】不同优势度类型的内生真菌单菌或组合定殖在分解过程前期几乎均显著加速了凋落物分解,而在分解后期,除了Irpex lacteus和Colletotrichum sp.,这种加速效应几乎均在减弱,甚至抑制了分解过程。微生物活性各变量对内生真菌定殖处理的响应与失重率并不完全一致,这依赖于分解时期。CO2释放速率在前期与失重率相关性不强,而后期则密切相关;分解前期羧甲基纤维素酶(carboxymethylcellulase,Cx酶)对失重率贡献较大,然而后期漆酶与过氧化物酶对失重率的贡献升高。总之,内生真菌定殖对凋落物分解及相应的微生物活性均产生了较大影响。【结论】对内生真菌定殖效应的研究有助于人们对森林生态系统土壤碳库平衡和养分循环维持机制的理解,同时对于贫瘠人工林土壤肥力的恢复研究也具有重要的意义。     

二化螟的多次交配及其对雌蛾产卵量的影响

【目的】利用性诱防控和监测水稻二化螟Chilo suppressalis的有效性在田间已经得到认可。但雄蛾具有多次交配能力,致使性诱防治二化螟的应用策略一直存在争论。本研究的目的是探索二化螟雄蛾的多次交配及其对雌蛾繁殖力的影响,认识性诱防控害虫的机理。【方法】利用行为学方法调查了雌雄蛾以不同比例配对(1∶1, 4∶1和10∶10)时雄蛾的交配次数和交配持续时间,并结合解剖学方法,观察分析了二化螟雄蛾的交配次数对精巢、交配囊和精包大小以及雌蛾产卵量的影响。【结果】二化螟雌雄蛾按1∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为74.0%和36.0%,平均交配1.7次,首次交配主要发生在0-1日龄,绝大部分具有多次交配能力的雄蛾的首次交配发生在0-1日龄。雌雄蛾按4∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为69.4%和51.3%,平均交配2.1次,显著高于按1∶1配对。雌雄蛾按10∶10配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为65.5%和37.8%,平均交配1.9次。雄蛾第3次交配的持续时间显著长于第1和2次交配,但是交配1-3次雄蛾的精巢体积无显著差异。与不同交配次数雄蛾进行交配的雌蛾交配囊和精包体积无显著差异,雌蛾产卵量也无显著差异。【结论】二化螟中仅有部分雄蛾能够多次交配,多次交配雄蛾的首次交配主要发生在0-1日龄,部分雄蛾一生都不会交配。研究结果为二化螟的性诱防治提供了理论依据。     

辽宁省潜在蒸散量演变规律及归因分析

根据辽宁省21个气象站点1965—2017年的逐日实测气象数据,利用Penman-Monteith法、小波分析法、敏感系数和因子分析法探究潜在蒸散量的时空变异规律及其主要气象要素多年变化定量分析。结果表明:(1)从变化趋势来看,在时间尺度上,辽宁省潜在蒸散量下降趋势显著,变化率为2.89 mm/a,多年平均值为955.82 mm,21个气象站点中有20个气象站点潜在蒸散量呈递减趋势,仅有1个气象站点呈递增趋势;在空间尺度上,辽宁省潜在蒸散量由西向东呈递减趋势。(2)潜在蒸散量对相对湿度最为敏感,对最低气温敏感性最小。(3)平均风速是对潜在蒸散量影响最大的气象因子,相对湿度与潜在蒸散量呈负相关。     

常绿阔叶林外生、内生菌根树种细根化学计量学性状对N添加的响应

为揭示不同菌根类型树种细根化学计量学性状对N添加的塑性响应,在福建省建瓯市万木林自然保护区常绿阔叶林内选择外生菌根树种罗浮栲(Castanopsis faberi)和内生菌根树种木荷(Schima superba)为研究对象,采用根袋法开展N添加试验,细根在根袋内生长半年后测定化学计量学指标(C、N、P、C/N、N/P、C/P)。结果表明:根序对细根化学计量学性状有显著影响,随着根序的增加,罗浮栲与木荷细根C浓度、C/N、C/P明显增加,N浓度与P浓度明显下降。N添加对细根C、N浓度均有极显著的促进作用,但对细根P浓度影响不显著,从而导致细根C/N维持稳定,但N/P、C/P升高,细根受P限制增加。细根化学计量学性状对N添加的塑性响应在不同序级间以及在外生菌根树种罗浮栲和内生菌根树种木荷之间均无显著差异。结论表明,研究所选内生、外生菌根树种细根化学计量学性状对N添加具有基本相似的响应。     

模拟不同春季降雨量下典型草原土壤微生物磷周转特征

春季降雨是内蒙古典型草原生产力最重要的影响因素之一,土壤湿度与微生物活性密切相关,但春季降雨对土壤微生物量磷周转的影响目前知之甚少。本研究2015年4月底在内蒙古锡林浩特毛登牧场,设立不降雨(W0)、一次模拟降雨20 mm(W1)和两次模拟降雨,每次20 mm(W2)试验,旨在比较不同模拟降雨量条件下,典型草原土壤微生物量磷季节变化特征,了解土壤微生物量磷周转特征及其与植物磷素营养的关系。结果表明:(1)模拟春季降雨显著地提高了土壤微生物量磷,W1和W2分别从W0的6.91μg/g提高到7.47μg/g和8.29μg/g(全年平均值),尤其是模拟2次降雨,土壤微生物量磷周转期缩短至0.53年,周转通量增大至33.16 kg hm~(-2) a~(-1),而W0分别为0.59年和26.82 kg hm~(-2) a~(-1);(2)模拟春季降雨总体上降低了土壤酸性磷酸酶活性,但提高了碱性磷酸酶活性;(3)模拟降雨显著地提高了植物生物量和全磷含量,但是植物生物量和全磷含量与土壤微生物量磷、酸性和碱性磷酸酶活性及土壤有效磷含量之间没有显著的相关性。这可能反映出内蒙古典型草原土壤微生物量磷周转、土壤磷素供给及牧草磷素营养之间存在复杂的关系;土壤微生物与牧草竞争土壤磷素,从而影响牧草磷素营养。     

不同年龄毛竹林养分分布及生物循环特征

毛竹林是我国重要的森林资源类型,由于片面追求经济效益,许多竹阔混交林被改造为纯林,造成其土壤质量和立地生产力不同程度退化。因此研究毛竹林生产力和营养元素循环特征,对保持毛竹林持续生产力具有重要意义。以湖南桃江县桃花江林场毛竹林作为研究对象,将同一年龄毛竹的株数占据60%以上林地的标准划分各年龄段毛竹林,并研究不同年龄(1年,3年和5年)毛竹林生态系统营养元素含量、积累和分布格局以及生物循环特征。结果表明:竹林层营养元素平均含量均以N和K含量最高,Ca和P较低,各营养元素在毛竹不同器官的含量存在差异且随竹龄变化而变化;因毛竹林年龄不同,死地被物各层次的营养元素含量不同,并且同一年龄毛竹林亦随层次不同而异;土壤层N、P、K元素随着土层深度的增加而递减,Ca则随土层深度增加而增加。竹林层营养元素总积累量为338.31—1104.72 kg/hm~2,死地被物层为37.69—46.94 kg/hm~2,土壤层为56952.67—63783.22 kg/hm~2。不同年龄毛竹林生态系统营养元素年吸收量为237.41—338.3 kg/hm~2,归还量为20.84—86.47 kg/hm~2,存留量为216.57—267.05 kg/hm~2,利用系数为0.27—1.00,循环系数为0.09—0.25,周转时间在6.17—40.33年之间。     

来源于嗜碱芽孢杆菌N16-5甘露聚糖利用基因簇的乙酰酯酶AesA的克隆及性质分析*

天然来源的多糖底物上常存在乙酰基取代,特异性的乙酰酯酶能够切割这些底物上的乙酰基,从而有利于聚糖底物的进一步降解.对Bacillus sp. N16-5甘露聚糖利用基因簇上编码的乙酰酯酶AesA进行了基因克隆和异源表达,并对其酶学性质进行了研究.aesA基因长957bp,编码318个氨基酸,属于碳水化合物酯酶第7家族.AesA对4-甲基伞形酮乙酸酯(4-methylumbelliferyl-acetate)表现出较好的催化活性,金属离子Fe³⁺,Fe²⁺,Mn²⁺及Cu²⁺对AesA活性均有不同程度的促进作用.AesA与甘露聚糖酶ManA对乙酰化的甘露聚糖底物具有显著的协同作用.此项研究有助于理解嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.N16-5对甘露聚糖的水解机制,并且在甘露聚糖降解中具有潜在的应用前景.     

樟子松无性系生长性状与结实量变异研究

为选育高产、优质的樟子松种质资源,本研究以吉林省白城市林木种子园的304个樟子松无性系为材料,对其生长性状（树高、地径、胸径、3 m处直径、冠幅、分枝角度和侧枝粗度）和结实性状（2015、2016和2017年的结实量）进行调查分析。方差分析结果表明除冠幅外无性系间各性状差异均达极显著水平（P<0.01）;各指标表型变异系数的变化范围为3.79%~65.22%,重复力变化范围为0.24~0.70;相关性分析结果表明除侧枝粗度与3 m处直径相关未达到显著水平外,树高、胸径、地径、冠幅与侧枝粗度间相关均达极显著水平,不同树龄的结实量与大部分生长性状相关未达显著水平。依据生长性状,以5%的入选率对无性系进行综合评价,15个无性系入选,入选无性系在树高、地径、胸径、3 m处直径、分枝角度和侧枝粗度等指标的遗传增益分别为5.47%、4.48%、15.18%、11.78%、2.38%和6.66%;依据3年结实量,以5%的入选率对无性系进行综合评价,15个无性系入选,入选无性系在2015年、2016年和2017年的平均结实量的遗传增益分别为2.89%、46.32%和13.88%。该研究为樟子松种子园优良无性系的选择提供材料,也为吉林西部樟子松良种选育提供基础。     

储存条件对花绒寄甲成虫寿命及产卵量的影响

花绒寄甲Dastarcus helophoroides Fairmaire是天牛类林木蛀干害虫的重要天敌昆虫,释放成虫是利用该天敌控制害虫的重要手段之一。为保持成虫释放时仍具有有效活力,本文研究了成虫在释放前的储存温度和储存时长对其产卵量和寿命的影响。试验采用饲喂和未饲喂的成虫在16±1℃、12±1℃、8±1℃和4±1℃下储存,测定成虫的死亡率,同时测试成虫在同一储存温度下保存不同时长后的产卵量与寿命。结果显示,成虫在12℃储存条件下死亡率最低,且羽化后的新成虫在储存前未饲喂更利于其存活。经历不同的储存时间后,花绒寄甲的产卵量均随时间变化呈现先升后降的规律,且不同储存时长的累积产卵量差异显著（F7,16=83.12, P<0.001）其中储存60 d的成虫产卵量最高,各处理间的累积死亡率差异显著（F7,16=277.82, P<0.001）,其中储存60 d的死亡率最低为38%。储存温度与时长对花绒寄甲成虫寿命及产卵量有显著影响,成虫适合在12℃条件下保存,保存时长在60 d效果最好。     

真菌基因组de novo测序组装的方法与实践

真菌基因组较其他真核生物基因组结构简单,长度短,易于测序、组装与注释,因此真菌基因组是研究真核生物基因组的模型。为研究真菌基因组组装策略,本研究基于Illumina HiSeq测序平台对烟曲霉菌株An16007基因组测序,分别使用5种de novo组装软件ABySS、SOAP-denovo、Velvet、MaSuRCA和IDBA-UD组装基因组,然后通过Augustus软件进行基因预测,BUSCO软件评估组装结果。研究发现,5种组装软件对基因组组装结果不同,ABySS组装的基因组较其他4种组装软件具有更高的完整性和准确性,且预测的基因数量较高,因此,ABySS更适合本研究基因组的组装。本研究提供了真菌de novo测序、组装及组装质量评估的技术流程,为基因组<100 Mb的真菌或其他生物基因组的研究提供参考。