油松天然群体的种实性状表型多样性研究

为了揭示油松天然种群在不同地理环境条件下表型变异的程度和规律,在油松整个天然分布范围内选择了12个具有代表性的居群作为研究对象,对其球果、种子、种翅等12个种实性状的变异程度及其与环境因子间关系进行了比较分析。结果显示:(1)各个性状在居群内和居群间均存在较大的变异(CV>12%)。其中千山(QS),曾家镇(ZJ)和互助(HZ)3个居群表现出了较高的变异(CV>20%),而球果干重(CDW)和种子长(CL)是所有表型性状中变异幅度最大的(CV分别为31%和21%),但种翅性状与其他性状相比具有较高的稳定性。(2)巢式设计方差分析表明,在居群内表型分化系数(Vst)变化在3.18%~89.86%之间,而群体间的Vst为38.97%;与其他针叶树种相比,油松拥有较高的表型分化系数,且居群内的变异程度远高于居群间的变异,尤其是千山(QS)、曾家镇(ZJ)和互助(HZ)3个居群,这说明油松具有较高的环境异质性适应能力或恶劣环境耐受能力。(3)相关性分析表明,该研究的各形态特征与潜在蒸发量均为负相关,且大部分形态指标间及它们与潜在蒸发量间存在显著相关性,表明潜在蒸发量是油松形态特征变化的最重要环境影响因子,预示油松最适宜生长于温暖潮湿的环境中;并表明因各形态特征间相互紧密关联,所以它们受环境条件影响而共变。     

芒草种植对土壤细菌群落结构和功能的影响

芒草作为第二代能源植物的代表,其生长过程中根际土壤细菌群落的结构与功能尚不清楚.本研究以种植5年的芒草(湘杂芒1号)为研究对象,选取裸地作为对照,采用16S rRNA基因Miseq测序技术研究其细菌群落组成,同时采用PICRUSt功能预测分析其功能.结果表明: 芒草根际细菌由变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门等23个门、231个属的细菌组成,表现出群落组成的丰富性.细菌群落分析表明,种植湘杂芒1号改变了根际细菌群落结构,其细菌群落多样性低于裸地对照.PICRUSt功能预测分析表明,湘杂芒1号根际细菌主要涉及氨基酸运输和代谢、细胞壁/细胞膜/膜结构的生物合成、信号转导机制等24个基因功能家族,表现出功能上的丰富性,并有22个基因功能家族预测基因相对丰度高于裸地,表明种植湘杂芒1号提高了根际细菌功能.对氮、磷循环相关基因进行分析表明,种植湘杂芒1号改变了土壤氮、磷代谢能力.     

三江平原不同湿地类型土壤活性有机碳组分及含量差异

土壤活性有机碳对土壤干扰的反应较快,是土壤有机碳早期变化的敏感性指标。近50年来,三江平原湿地土壤有机碳库受农事活动影响较大。为了探讨不同湿地类型土壤活性有机碳主要组分土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和易氧化有机碳(Easily oxidized organic carbon,EOC)的分布差异及主要影响因子,选择了三江平原洪河自然保护区4种典型的湿地类型(小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地)为研究对象。分析了不同湿地类型土壤可溶性有机碳,微生物量碳和易氧化有机碳在0—30 cm土层内的分布特征和分配比例及其与有机碳、土壤养分和酶活性指标(蔗糖酶、纤维素酶和过氧化氢酶)之间的相关关系。结果表明:(1)4种湿地类型土壤DOC、MBC和EOC含量均随土层深度的增加而减少。不同湿地类型之间土壤活性有机碳含量在0—30 cm土层内存在显著性差异(P0.05),相对于长期淹水的毛苔草湿地和芦苇湿地而言,未淹水的小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地具有较高的DOC,MBC和EOC含量。(2)土壤DOC、MBC和EOC占有机碳比例分别为0.27%—0.63%,1.27%—5.94%和19.63%—41.25%。土壤DOC所占比例呈先增后减的变化趋势,最大的比例均出现在10—20 cm。MBC所占比例在土壤剖面上则未表现出一致的变化规律,而EOC所占比例则随土层深度的增加而逐渐减少。(3)土壤DOC占SOC比例以小叶章湿地最高,MBC和EOC占SOC的比例则以小叶章+沼柳湿地最高。而长期淹水的毛苔草湿地和芦苇湿地则具有更低的DOC,MBC和EOC比例。(4)综合分析表明,4种湿地类型土壤DOC,MBC和EOC两两之间存在极显著相关性关系,它们除了与碳氮比相关性不显著外,与土壤有机碳,全氮,全磷养分和酶活性指标间相关性均达到极显著水平,尤其是与有机碳和全氮的相关性系数更高,此外DOC与纤维素酶,MBC与过氧化氢酶相关性更大。由此可见,土壤碳氮磷养分和酶活性是影响土壤活性有机碳组分分布的重要因素。     

不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化系统的影响

以拟水狼蛛为研究对象,采用原子吸收光谱法测定了不同生境汞在土壤和蜘蛛体内的含量,研究了不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化酶的影响.结果 表明:4个采集样点(S1、S2、S3和S4)拟水狼蛛体内重金属汞的含量差异显著(P<0.05).在重金属胁迫下,重金属汞含量高(S1、S2和S3)的拟水狼蛛体内GSH含量显著高于对照组(S4),是对照组的2.4~3.8倍.GSH含量与重金属汞含量显著正相关(r2=0.9624,P<0.01).对于GST、CAT和SOD,重金属汞含量高则酶活性低,GST、CAT和SOD酶活性与重金属汞含量显著负相关.因此检测拟水狼蛛体内的酶活性变化即可知环境中重金属汞的污染程度,提示拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物.     

华南地区瓜类疫霉对甲霜灵的田间抗药性

【目的】了解华南地区瓜类疫霉(Phytophthora melonis)对甲霜灵的田间抗药性。【方法】2007-2010年从广西、广东两省(区)9个市冬瓜和黄瓜产区采集疫病样品,分离纯化瓜类疫霉,分别采用菌落生长速率法和叶盘漂浮法测定瓜类疫霉对甲霜灵的敏感性,并用药剂驯化方法从敏感性菌株诱导瓜类疫霉抗甲霜灵突变体。【结果】从9个市24个样点共分离纯化获得193株瓜类疫霉,抗药性检测结果表明,敏感菌株、中等抗性菌株和抗性菌株分别占测试菌株的29.0%、18.1%和52.8%;不同地区、不同寄主分离的菌株的抗性频率和抗性水平差异较大,来源于广东的菌株抗性频率和抗性水平一般高于来源广西的菌株,分离自黄瓜的菌株高于分离自冬瓜的菌株,大部分样点抗性菌株占据优势群体,个别菌株的抗性指数高达4226.9,叶盘漂浮法测定结果和菌落生长速率法相似;在含药平板上对敏感菌株进行甲霜灵抗性诱导结果表明,从60%的敏感菌株中成功诱导出对甲霜灵抗性稳定的突变体,突变体的抗性水平为敏感性亲本的189-407倍;9株来源于未施用过甲霜灵等苯基酰胺类杀菌剂样点的菌株均为敏感性菌株,其EC50值为0.0429-0.5461μg/mL,将它们EC50的平均值0.3200±0.1617μg/mL确定为华南地区瓜类疫霉对甲霜灵的敏感性基线;对两个样点的监测结果表明,瓜类疫霉抗甲霜灵菌株的频率及抗性指数有逐年增高趋势。【结论】华南广西和广东两省(区)瓜类疫霉对甲霜灵抗性普遍发生,瓜类疫霉对甲霜灵抗药性产生与其和药剂的接触密切相关。瓜类疫霉敏感性基线的建立,可为今后瓜类疫霉抗甲霜灵的评价和进一步监测提供科学依据。     

应用反频次比较法研究浙江双栉蝠蛾幼虫空间分布格局

本文应用反频次比较法在福建邵武市11块毛竹Phyllostachys heterocycla cv. pubescens林样地上调查浙江双栉蝠蛾Bipectilus zhejiangensis幼虫的空间分布格局及该虫的发生与生态环境的关系。调查结果表明： 以每株毛竹笋为单位, 通过正频次比较法分析, 浙江双栉蝠蛾幼虫在总计抽样的550株竹笋上的分布符合负二项分布。以样地为单位, 经过反频次比较法分析11块样地上浙江双栉蝠蛾的分布类型, 结果为： 样地1, 2, 4, 5和8属于奈曼分布, 样地7, 9, 10和11属于负二项分布, 样地3和6属于奈曼分布或负二项分布。判别分析法判别函数能够100%正确分组, 依据F值大小, 6个环境指标的重要性从大到小依次为： 土壤有机质（X₅）、 林地卫生（X₆）、 坡位（X₃）、 坡向（X₄）、 竹林结构（X₂）、 立竹度（X₁）。由此得出： 无论是以每株毛竹笋为单位, 还是以每个样地为研究对象或单位, 都表明浙江双栉蝠蛾幼虫在空间分布上属于非均匀的聚集型分布。土壤腐殖质厚、 林地卫生差可使双栉蝠蛾幼虫密度增大, 立竹度、 竹林结构、 坡位和坡向单个指标对浙江双栉蝠蛾幼虫密度的影响不明显, 但综合作用明显; 反频次比较法比聚集度指标评价更为详细科学。     

线虫区系分析指示土壤食物网结构和功能研究进展

土壤食物网结构复杂,功能众多,直接测定土壤食物网各功能群生物量并结合数学模型来推断土壤食物网结构和功能,工作量大且分析过程繁琐。线虫生态学的发展为土壤食物网的研究开辟了一条新的思路,即利用线虫区系分析来定性推断食物网的结构和功能。线虫作为土壤中数量最丰富的后生动物,占据着土壤食物网的中心位置,其物种多样性、食性多样性、生活史策略多样性、功能团多样性奠定了其作为土壤食物网结构和功能指示生物的生态学基础。线虫区系分析根据发展历史可以分为个体分类、生活史策略分类、功能团分类和代谢足迹分类四个时期,其中后两个时期主要用于推断土壤食物网结构和功能。基于功能团的线虫区系分析将线虫的食性和生活史策略结合起来,发展出一系列指数来判断土壤食物网的连通性、食物网链长度、外界养分投入情况、分解途径及对外界干扰的响应等。基于代谢足迹的线虫区系分析在功能团分析基础上,加入线虫能流分析,从而定性反映了土壤食物网功能的大小。两者在指示土壤食物网自下而上调节及对植物线虫控制等方面起着重要的作用。     

环境因子对太白山高山植被物种组成和丰富度的影响

高山植被是一类具有重要生态和经济价值的植被类型,了解其物种组成和丰富度与环境因子的关系对于该类型植被保护、管理以及植物资源合理开发利用策略的制订具有重要指导意义。基于太白山高山植被和环境因子野外调查及室内实验数据,采用CCA排序法探索了环境因子对物种组成的影响,偏CCA计算了各环境因子对物种组成的总效应和净效应,GLM回归模型拟合了物种丰富度对环境因子的响应。结果表明,13个环境因子共解释了物种组成变异的31.7%,其中海拔、坡度、土壤碱解氮含量、全磷含量、坡向、岩石盖度、p H值、土壤厚度、有机质含量、有效磷含量和全氮含量对物种组成的净效应达显著水平(P0.05),但其作用强度依次减小。GLM拟合结果显示,物种丰富度与环境因子存在4种显著(P0.05)关系,即物种丰富度沿海拔和土壤厚度梯度单调递增,沿坡度和土壤全氮含量梯度单调递减,沿坡向、土壤p H值、碱解氮含量和全磷含量梯度呈单峰分布,与土壤有机质含量和全钾含量呈倒单峰关系。在这些显著的环境因子中,海拔、土壤碱解氮含量,p H值、有机质含量和坡向解释的物种丰富度变异量最大。     

三江平原4种典型湿地土壤碳氮分布差异和微生物特征

选择三江平原洪河湿地保护区4种典型湿地类型：小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地作为研究对象,分析了不同湿地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和微生物活性指标(土壤蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、微生物呼吸速率MBR、微生物商q_MB和代谢商q CO₂)的变化及其相互关系.结果表明： SOC和TN含量均随土层深度增加而减少,不同湿地类型之间具有极显著性差异(P<0.01).各湿地土壤酶活性(除过氧化氢酶)、MBC、MBN含量和MBR均以表层(0～10 cm)最高,并随着土层深度的增加而降低.在0～30 cm土层内,小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地SOC、TN含量、土壤酶活性、MBC、MBN含量、MBR、q_MB和qCO₂均高于淹水区的毛苔草湿地和芦苇湿地.统计分析表明,SOC、TN与微生物活性指标(qCO₂除外)均存在极显著正相关关系(P<0.01).表明研究区土壤微生物特征对SOC、TN的变化具有重要的影响和指示作用.     

精噁唑禾草灵降解菌株Rhodococcus sp.DSB-1分离鉴定、降解机制及其应用研究

【目的】分离并鉴定精噁唑禾草灵高效降解菌株,为开发高效降解菌剂,强化精噁唑禾草灵原位修复,保证黄瓜产品安全提供菌株资源和理论依据。【方法】利用富集培养的方法分离降解菌株,并通过形态学、生理生化特征和16S rRNA基因进化分析进行鉴定;HPLC/MS鉴定菌株降解精噁唑禾草灵的中间产物,采用鸟枪法建库克隆降解过程中关键的水解酶基因,并进行异源表达,利用Michaelis-Menten双倒数曲线图测定酶动力学参数;通过正交试验确定菌株液态发酵参数,并通过对黄瓜灌根接种的方式,研究降解菌株对黄瓜根际土壤中精噁唑禾草灵的降解以及甘露醇对降解效率的强化作用。【结果】Rhodococcus sp. DSB-1在24 h内能将100 mg/L精噁唑禾草灵完全转化为精噁唑禾草灵酸,降解最适温度和pH分别为30℃和8.0。克隆得到一个精噁唑禾草灵水解酶基因,命名为pepE。水解酶PepE对精噁唑禾草灵的K_m为28.2μmol/L,k_(cat)/K_m为11.0 L/(μmol·s)。在发酵温度30℃、通气量1:0.4、搅拌速度200 r/min、培养时间48 h条件下,液态发酵所得菌剂对精噁唑禾草灵的降解效率最高。投加至黄瓜根际的菌株DSB-1可以在黄瓜根系定殖,12d内完全降解黄瓜根际环境中10mg/kg的精噁唑禾草灵。此外还发现添加甘露醇可强化菌株的修复能力,降解效率相对于未添加的处理提高14.8%。【结论】菌株DSB-1具有原位修复精噁唑禾草灵污染土壤的潜力。