北方风沙区生态修复的科学原理、工程实践和恢复效果

北方风沙区位于欧亚草原的东部,是我国生态环境最为脆弱的地区之一,其在北方生态安全屏障和丝绸之路经济带建设中具有十分重要的战略地位。在国家一系列生态保育工程的支持下,该地区的生态环境得到明显改善。但是,由于受人类活动和全球气候变化的影响,该地区仍然面临着严峻的环境压力。在中国科学院科技服务网络计划(STS计划)等项目支持下,开展了北方风沙区土地沙化成因及退化土地空间分布研究,集成了北方风沙区重点脆弱区生态恢复的理论和技术体系,以内蒙古中部的阴山北麓地区、内蒙古浑善达克沙地和蒙辽交界的科尔沁沙地为重点研究区域,进行了高效人工草地建植、天然草地恢复和管理、沙化草地治理等相关工程技术的示范,开展生态恢复模式的效果跟踪监测和生态效益评估,确定生态恢复技术和模式的技术参数和指标,明确不同集成技术与模式在北方风沙区的适用区域和范围,为技术模式的推广应用提供科学依据。通过上述研究,可以为中央和地方政府制定生态系统管理和退化生态系统恢复政策、建立我国北方生态安全屏障提供决策依据,为生态修复产业提供技术指南,为相关研究提供全面系统的基础数据支撑。     

凋落物去除和添加处理对典型草原生态系统碳通量的影响

为揭示凋落物去除和添加处理对草原生态系统碳通量的影响,2013和2014年连续两年在成熟群落围封样地进行凋落物去除实验、在退化群落放牧样地进行凋落物添加实验,并运用静态箱法探讨碳通量变化规律并分析其主要影响因子。结果表明:两种群落的净生态系统CO_2交换(NEE)有明显的季节性变化。对成熟群落而言,去除50%凋落物显著增加了NEE,去除100%凋落物显著降低了NEE,而对生态系统总初级生产力(GEP)和生态系统呼吸(ER)均无显著影响;对退化群落而言,凋落物添加显著增加了GEP和NEE,而对ER无显著影响。两种群落的GEP与10 cm土壤温度显著正相关,但NEE和GEP的变化规律与土壤温度相反,与10 cm土壤湿度相同。由此可见,凋落物去除和添加处理对生态系统碳通量的影响主要是改变土壤湿度和地上生物量,而不是改变土壤温度。该研究为合理利用凋落物改善草地生态系统管理和促进草地恢复提供了理论依据。     

中海拔地区慢性暴露大鼠心肌及肝脏的光镜及电镜观察

目的 探讨中度海拔高度地区慢性低氧大鼠心肌、肝的组织学及超微结构变化。方法 本实验用Wistar大鼠20只,雌雄各半,六日内从海拔5米运至海拔3418米饲养,8周后断头处死大鼠,留取心肝组织作光电镜观察,同时高原暴露前后测定血RBC数及Hb含量。结果 心肝组织学改变主要为细胞水肿,即心肌颗粒变性,肝细胞疏松化,其次为心肌、肝细胞嗜酸性变。心肌组织有少量小灶状坏死,肝组织中未见坏死。超微结构主要有肌浆网扩张,线粒体肿胀,糖元颗粒减少,未见不可逆性损伤如线粒体出现杆状嵴、三膜嵴及核染色质边聚现象。毛细血管内皮细胞多有突起伸向管腔,胞质空泡变性,微饮泡较少。另外,高原暴露后RBC数及Hb含量明显升高。结论 该海拔地区慢性低氧大鼠心肌、肝组织及毛细血管的病变是可逆性的; 左右心室病变程度无显著性差异; 肝组织的病变程度明显轻于心肌组织。     

云南水稻地方品种月亮谷的群体多样性分析

月亮谷是云南元阳梯田种植历史悠久、种植面积最大的优良水稻地方品种之一,当地少数民族具有引种或换种的稻作习惯。为揭示这种稻作习惯对月亮谷群体遗传多样性的影响,本研究对该品种群体内和群体间进行了遗传多样性的比较和分析,目的是为更好地了解月亮谷的群体遗传结构,为持久利用地方品种提供理论依据。首先采用分层随机取样的策略从元阳梯田不同海拔获得24个原位栽培群体,采用形态指数分类法和抗病性测定对24个群体共720个单株样品的月亮谷进行形态学分类和稻瘟病抗性鉴定,并分析了这些单株材料在48个SSR位点的遗传多样性。研究结果表明,形态上月亮谷属于栽培稻的籼稻类型,其群体对稻瘟病具中抗水平,但无论是在群体内还是群体间,均普遍表现出明显差异,说明不同来源的月亮谷存在抗病功能表型上的变异;遗传多样性分析显示,48对SSR引物共检测出91个多态位点,多态性位点百分率为77.08%,Nei多样性指数平均值为0.064,变幅为0~0.4302。24个群体之间的遗传相似系数在0.9753~0.9866之间,群体内个体之间的遗传相似系数在0.86~1.00之间;AMOVA分析显示,以地理村寨作为自然居群单位,居群间的变异为3.36%,居群内群体间的变异为33.15%,居群内的变异为63.49%;聚类分析显示,村寨群体间的遗传多样性与村寨间的地理空间距离有一定相关性。     

银杏叶发育过程的解剖结构观察

利用半薄切片、扫描电镜和透射电镜技术,对不同发育时期的银杏叶片解剖结构变化进行连续观察.结果显示:(1)展叶期叶片无栅栏组织和海绵组织分化,细胞排列紧密;展叶后叶肉分化为栅栏组织1~2层,细胞呈长椭球形,海绵组织发达,细胞呈横向排列的椭球形,并形成通气系统;衰老期部分海绵组织细胞变小,并纵向排列,通气系统发达.(2)除叶基和叶缘外,成熟叶片的维管束直径基本相同,维管束鞘发达.(3)早期叶片上表皮有较多气孔分布,展叶后气孔密度迅速降低;下表皮气孔数量较多,但气孔密度随叶片的成熟逐渐下降.(4)叶绿体类囊体在展叶期结构简单,常含1~2个较大淀粉粒;生长期类囊体结构逐渐完善,淀粉粒较少,无嗜锇滴;衰老期类囊体瓦解,嗜锇滴大量累积.     

植物罹病组织中南方、爪哇、花生根结线虫的LAMP快速检测

【目的】建立一种基于环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术,从植物罹病组织中直接检测3种常见的根结线虫,为根结线虫的监测和防治提供技术支持。【方法】分别采用3种根结线虫的种类特异性引物对所选择的根结线虫的DNA片段进行PCR扩增,扩增产物纯化、回收并测序。根据3种根结线虫的测序结果,针对种类特异区段,采用PrimerExplorerV4软件,分别设计3种根结线虫的LAMP引物。设计的引物组人工合成后,以提取的纯化种群线虫DNA为模板,分别进行引物组的特异性测试,筛选出分别针对3种根结线虫的最佳引物组。【结果】研究设计的3种根结线虫的LAMP特异性引物能够直接从植物根结中检测出南方、花生、爪哇3种常见根结线虫,LAMP快速检测体系为:dNTPS浓度为1 mmol·L~(-1),Mg~(2+)的浓度为5 mmol·L~(-1),不添加甜菜碱,反应时间为45 min。【结论】本实验建立的南方、花生、爪哇根结线虫LAMP快速分子检测方法,具有特异性强、灵敏度高、简单、快速、经济等特征,能够从罹病植物组织中快速准确地检测出南方、花生和爪哇根结线虫,具有极高的实践应用价值。     

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全, 提升生物多样性保护成效的重要载体, 对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段, 也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络, 缺少统一的联网监测指标体系, 导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明, 应对生物多样性保护新问题的能力不足, 并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此, 亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络, 以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容, 参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系, 确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则, 建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系, 并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标, 有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地, 能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测, 并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。     

中华鳖日本品系体内氟苯尼考药物代谢动力学研究

应用液相色谱-串联质谱技术研究了氟苯尼考在中华鳖日本品系(Pelodiscus sinensis Japanese strain)体内的残留代谢规律.在(25.0±2.0)℃水温下,150只体重为(250±50)g健康中华鳖日本品系连续7d投喂含30 mg/kg氟苯尼考的饲料,分别于最后一次给药后1h、2h、4h、8h、16 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h、168 h、240 h、360 h采集肝、血液、肌肉和肾样品.样品中氟苯尼考的残留量采用乙酸乙酯提取,正己烷净化,电喷雾负离子多反应监测模式下进行测定,内标法定量,并利用3P97药动学软件进行数据分析.结果表明,氟苯尼考在中华鳖日本品系血液、肌肉、肝和肾中达峰浓度分别为167 μg/kg、188 μg/kg、67.15μg/kg和85.71μg/kg,达峰时间分别为4h、8h、8h和8h,消除半衰期分别为14.9 h、9.4h、29.5 h和13.0h,药动学方程分别为:C血液=210.332e-0.070 6t+ 938.161e-0.0465t,C肌肉=5 642.635e-0.077tt+5 765.891e-00744t,C肝=111.596e-0.0360t+ 4.339e-00235t和C肾=176.509e-0.0654t+ 615.697e-0.0536t.说明氟苯尼考在中华鳖日本品系体内残留代谢较快,建议休药期为15 d.     

拟松材线虫纤维素酶活性与其致病性关系

【目的】研究拟松材线虫是否分泌纤维素酶以及纤维素酶与其致病力的关系。【方法】对拟松材线虫的不同致病性种群以及松材线虫的虫体蛋白提取液、分泌液的纤维素酶活性进行定量测定,比较群体间纤维素同工酶谱型差异。【结果】拟松材线虫也含有纤维素酶,并向体外分泌;且不同致病性种群的纤维素酶活性与其致病性有一定相关性,致病性越强纤维素酶活性越强。【结论】纤维素酶活性大小是导致拟松材线虫不同种群间致病性差异的重要原因,这对于全面认识松树线虫萎蔫病的致病机理有重要意义。     

变形链球菌对不同牙科充填材料的粘附及早期生物膜的形成

目的探讨变形链球菌对不同牙科充填材料的粘附和早期生物膜的形成.方法比较经放射性同位素3H-TDR(3H-胸腺嘧啶核苷)标记的变形链球菌对3种唾液包被的充填材料的粘附.采用蛋白质测量试剂盒定量分析其对唾液蛋白的吸附量;采用凝胶电泳和图像分析系统定量分析其对唾液白蛋白和α-淀粉酶的吸收率.结果各种材料对变形链球菌的粘附能力,对唾液蛋白的吸附能力均随着材料的不同而不同.Fuji IX对细菌的粘附量很高,但是对蛋白的吸附量却很低;而F2000对细菌的粘附量很低,对蛋白的吸附量却很高.结论在不同充填材料表面形成的生物膜是不同的,提示早期生物膜的形成具有一定的特异性.这种生物膜的差异对口腔微生态环境及龋病和/或牙周病的发展具有重要意义.