基于3种线粒体标记探讨中日沿海角木叶鲽遗传多样性差异

角木叶鲽(Pleuronichthys cornutus)是东亚沿海重要的鲽形目经济鱼类, 为更好地保护和开发利用其种质资源, 有必要全面了解其遗传背景。本研究测定了中国和日本沿海7个群体200尾角木叶鲽线粒体控制区(CR) 5'端、细胞色素b (Cytb)和NADH脱氢酶第二亚基(ND2)基因序列, 比较不同标记在解析遗传多样性和种群结构上的可行性与有效性, 阐明中日沿海角木叶鲽群体间出现遗传分化的分子机制。CR序列分析发现中日沿海7个角木叶鲽群体遗传多样性表现出较高的单倍型多样性(H_d = 0.9699)和较低的核苷酸多样性(π = 0.0061); 各群体间无显著的遗传分化(F_ST = -0.0197-0.0184, P > 0.05); 单倍型网络未显示出明显的地理聚群和谱系结构; 分子方差分析(AMOVA)表明变异主要发生在群体内部(> 99.17%)。进一步通过Cytb和ND2基因分别与CR序列对比分析, 结果表明群体遗传多样性均表现为高H_d (0.9683-0.9829)低π (0.0050-0.0063)模式, 仅有ND2基因分析F_ST值(F_ST = 0.0302, P < 0.05)显示了中国碣石(GDJS)和日本明石(JAP)群体间显著的低水平遗传分化现象。CR、Cytb和ND2的单倍型网络图均无明显的地理聚类和谱系结构, AMOVA分析也显示变异主要来源于群体内(> 98.39%)。种群历史动态分析结果显示, 角木叶鲽可能在第四纪中更新世晚期经历了群体扩张事件, 扩张时间分别为31.93-9.58万年前(CR)、27.53-22.02万年前(Cytb)和26.99-18.75万年前(ND2)。综上所述, 中日沿海的角木叶鲽具有较高遗传多样性, GDJS和JAP群体间存在低度分化; ND2基因比CR和Cytb序列更适于分析角木叶鲽种群遗传结构, 选择多个遗传标记可有效弥补单一标记分析遗传多样性的局限性; 推测冰期两大独立避难所的形成及GDJS和JAP群体距离相隔较远是其发生遗传分化的主要原因。研究结果为中日沿海角木叶鲽渔业资源的种质保护与可持续利用提供了理论依据。     

土壤呼吸温度敏感性的影响因素和不确定性

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一, 其对温度升高的敏感程度在很大程度上决定着全球气候变化与碳循环之间的反馈关系。为了深刻理解地下生态过程对气候变化的响应和适应,本文综述了土壤呼吸温度敏感性（Q10）的影响因子及其内在机制,并分析了当前研究存在的不确定性。土壤生物、底物质量和底物供应显著调控着土壤呼吸的Q10值,但研究结论仍然有很大差异。温度和水分等环境因子则通过对土壤生物和底物的影响而作用于土壤呼吸的温度敏感性,一般情况下,随着温度的升高,土壤呼吸的Q10值下降;水分过高或过低时Q10值降低。另外本文从土壤温度测定深度、时空尺度、土壤呼吸不同组分温度敏感性差异、激发效应以及采用方法的不同等几方面分析了温度敏感性研究存在的不确定性。并在此基础上, 指出了未来拟重点加强的研究方向:（1）土壤呼吸不同组分温度敏感性差异的机理;（2）底物质量和底物供应对温度敏感性的交互影响;（3）生物因子对土壤呼吸温度敏感性的影响。     

60Coγ射线辐照对花魔芋农艺性状的影响

本试验开展了^60Coγ射线辐照对花魔芋(Amorphophallus konjac)农艺性状影响的研究。结果表明：辐射诱发了大量有利的或损伤的数量性状变异。这些可观察或可检测的变异有形态异常,主要表现为植株矮小及叶片畸形(包括叶片黄化、缺刻、叶卷曲及主叶脉粘连不分离等);还有其它的性状变化,如生长期、根系、鞭状茎分化、耐寒性,球茎增重和产量等。观察发现,辐射效应的主要特征是抑制和损伤,并有一定程度的生理修复。通过分析,这些数量性状的变化符合统计规律,如植株叶片面积的变化与辐射剂量关系可拟合成三次曲线,其它的性状变化与剂量成二次曲线。在花魔芋生长期间发现了大叶片植株、耐寒植株、少鞭状茎分化植株和高球茎增重系数植株等有益突变。大叶片可增加光合作用面积,提高产量;少鞭状茎分化可减少球茎物质分流,使积累更加有效;耐寒抗寒既可延长生长期,也可扩大种植范围和向适宜地区推广。通过实验,得出花魔芋的辐射敏感性强,诱变效应显著,性状变异有可选择性,辐射诱变育种和种质改良可行。此外,魔芋种植多采用无性繁殖方式,有些有利的变异性状可直接作为育种和引种驯化的基础材料利用。     

60Coγ射线辐照花魔芋球茎的早期诱变效应研究

本试验开展了花魔芋早期诱变效应研究。通过^60Coγ射线辐照后的植株苗期发育观察和根尖细胞学检测分析,结果表明魔芋辐射诱变效应显著：辐照诱发核畸变和染色体畸变,且变异频率与剂量呈二次曲线关系;低剂量时对细胞分裂有刺激作用;辐照抑制芽体发育、苗期生长,抑制效应随剂量增加而加大,直至产生致死作用。依据花魔芋的辐射敏感性,建立了魔芋辐照诱变体系,以催芽球茎为诱变材料,诱变剂量范围为0Gy～50Gy,剂量率为1Gy／min,中等适宜剂量为7Gy～10Gy,致死剂量50Gy。     

生态环境大数据发展现状与趋势

随着大数据时代的到来生态环境大数据给生态环境领域研究带来了新的机遇与发展。本文回顾了生态环境大数据在收集、监测、分析与应用方面的发展现状。虽然生态环境大数据研究相对于其他领域起步较晚,但是目前正处于蓄势待发的状态。生态环境大数据研究未来的发展趋势为: 一、建立数据共享机制;二、需要跨区域的不同监测站点甚至不同观测网络进行联合观测与研究, 建立从样地到区域甚至到全球多尺度的、系统的观测与研究, 并且应该推进观测的标准化和规范化, 进一步统一不同生态环境观测网络的观测标准, 建立国际统一的观测标准和规范;三、需要开发针生态环境对大数据的统计分析软件, 尤其应该重视地理信息技术与统计分析技术的结合,特别是过程模型与大数据的结合。最后, 虽然生态环境大数据的应用研究相对薄弱但未来的发展空间是巨大的, 未来生态环境大数据的应用主要应该体现在生态环境资源管理、生态环境动态监测、生态环境评价等方面。     

光催化降解敌百虫农药废水的影响因素分析

在TiO₂悬浮体系,对农用敌百虫有机磷农药进行光催化氧化降解反应。发现光催化降解过程中适当补充NaOH溶液,可以维持较高的有机磷降解率,对于处理有机磷农药废水保持一定的pH值有作用。敌百虫农药有机磷含量起始浓度处于3.1mg·L^-1和31mg·L^-1之间,在50mg的催化剂TiO₂作用下90min内无机磷浓度变化符合零级反应,而且反应速率常数和敌百虫起始浓度呈线形关系,实验中探讨了降解过程中出现的影响因素。     

镉对固定化小球藻除磷效果的影响

采用人工配制污水进行静态模拟实验,研究了镉对被海藻酸钙凝胶包埋固定的小球藻去除磷能力的影响.结果表明:在各光照及pH条件下,镉对固定化小球藻吸收磷的效果随着实验时间的推移而变化,在实验的第一天时影响最大;总体而言,镉抑制了固定化小球藻的除磷能力,但在某些条件下镉反而提高了藻对磷的吸收;固定化处理减弱了镉对小球藻除磷能力的影响.具体的光照、pH值与镉的影响效果的关系尚待进一步探讨.     

抗菌肽CP10A在大肠杆菌中的融合表达

CP10A是一种由抗菌肽Indolicine经过序列改造,且对多数革兰氏阳性病源细菌具有较强抗菌活性的多肽序列。本研究根据已报道的CP10A氨基酸序列,兼顾大肠杆菌密码子偏好性,设计CP10A的核苷酸序列,利用PCR技术合成相应的DNA序列,后克隆构建重组表达载体pET32a（+）-CP10A,转入大肠杆菌AD494菌株。经IPTG诱导表达和15% SDS-PAGE电泳检测后发现产物以包涵体形式存在,且融合表达量占总蛋白的50%。在变性条件下经Ni-NTA亲合柱层析及复性,最终获得了较高纯度的可溶性重组蛋白。本研究首次实现了CP10A抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达,为进一步研究其生物学活性及应用奠定了一定的基础,同时也为研究抗菌肽表达提供了一种方法。     

加工番茄种质资源的SSR分析

为探明加工番茄种质资源间的亲缘关系,利用SSR标记对20份加工番茄品种及育种材料进行了多样性分析。结果表明:从49对SSR引物中筛选出12对扩增稳定、条带清晰且多态性丰富的引物进行分析,共获得43个位点,多态性位点为37个,多态位点比率86%;供试材料间的遗传相似系数介于0.419~1.000之间,说明加工番茄种质资源间存在一定的遗传差异;通过UPGMA法聚类分析,将20份材料分为3大类群,其中亲缘关系较远的不同类群间及亚类间的种质资源可作为杂交育种的亲本。     

木本植物非结构性碳水化合物变化及其影响因子研究进展

非结构性碳水化合物(NSC)是植物新陈代谢过程中重要的供能物质,NSC库的动态变化不仅反映了植物体内的碳收支状况,还影响着植物的生理代谢活动.为了预测树木甚至整个森林生态系统对未来气候变化的响应和适应能力,本文综述了树木NSC研究的最新进展,重点介绍了NSC库的季节和区域性变化,分析总结了影响树木NSC含量和分配格局变化的主要环境因素.最后还对未来气候变化背景下树木NSC库可能的响应策略和适应状况进行了讨论,展望了未来树木NSC领域的研究方向.