日本弓背蚁颊下囊微生物的组成及多样性

【目的】本研究旨在调查日本弓背蚁Camponotus japonicus颊下囊中微生物(放线菌、细菌、真菌)组成、分布规律及细菌的多样性水平,以揭示其可能在蚂蚁食物利用、群体免疫等方面发挥的潜在功能。【方法】综合采用传统的微生物分离培养和Hi Seq高通量测序方法,对在陕西杨凌采集获得的日本弓背蚁工蚁的颊下囊内含物、消化道、体表的微生物进行了分析比较。【结果】采用传统分离培养方法从日本弓背蚁工蚁颊下囊内含物分离到10株放线菌,其中5株为链霉菌属Streptomyces,其平均分离频率达到73.3%~96.7%;分离到7株细菌,其中4株为芽孢杆菌Bacillus,菌株N-B1和N-B4分离频率均达70%以上;分离到3株真菌,其中菌株P-F1(拟威克酵母菌属Wickerhamiella)为优势类群,分离频率达96.7%。从嗉囊、中肠及体表中分离到的菌株均可在颊下囊中发现,从颊下囊中分离到的菌株种类和菌落数量明显高于体表、嗉囊和中肠。Hi Seq高通量测序结果表明,颊下囊中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),嗉囊和中肠的优势菌门为变形菌门和厚壁菌门;颊下囊和嗉囊样品中丰度较高的细菌类群明显高于中肠,中肠细菌组成相对较为简单;颊下囊中的优势属包括嗜果糖乳酸细菌属Fructobacillus、杆菌属Bacterium、假单胞菌属Pseudomonas、不动杆菌属Acinetobacter和鞘氨醇单胞菌属Sphingtomonas;颊下囊中微生物物种丰度和多样性均高于嗉囊和中肠。【结论】日本弓背蚁工蚁颊下囊中普遍存在放线菌、芽孢杆菌和酵母菌及其他优势菌群,且微生物的丰度和多样性水平明显高于嗉囊和中肠,这些微生物在蚂蚁食物利用、营养物质消化以及群体免疫中的潜在功能有待于深入研究。     

干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响

以文冠果2年生盆栽苗为材料,以21.8%～23.7%土壤含水量为对照,设置轻度干旱(14.3%～16.2%)、中度干旱(10.6%～12.5%)和重度干旱(6.8%～8.7%)3个干旱胁迫,研究干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响.结果表明: 随着干旱胁迫的加剧,文冠果单株干质量、株高、基径、叶数和叶面积减小,主根和一级侧根长度增加;文冠果叶片气体交换各参数均逐渐降低,在10:00-14:00,净光合速率(P_n)的大小主要受气孔因素影响,14:00以后影响P_n的主要因素是非气孔因素;中度干旱和重度干旱胁迫下,文冠果对CO₂利用效率显著提高.随着干旱胁迫的加剧,PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、表观电子传递效率(ETR)和实际光化学量子产量(Ф_PSⅡ)逐渐减小,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐增大,复水后变化相反.复水后第8天,F_v/F_o、F_v/F_m、q_P、ETR、Ф_PSⅡ显著高于各胁迫处理第30天.随着干旱胁迫的加剧,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量增加,复水后变化相反.复水后各干旱胁迫处理根系活力明显升高.文冠果有极强的适应极度干旱环境的能力,可以作为能源或园林植物在华北园林绿化中广泛应用.     

间伐强度对黄桥林区辽东栎生殖构件的影响

为了阐明抚育间伐强度对辽东栎生殖构件的影响,以黄土高原南部黄龙和桥山林区辽东栎中龄林为研究对象,对不同间伐强度(对照、10%、20%、30%)下近自然经营抚育间伐5年后的辽东栎平均单株个体大小、生殖构件产量、比率及空间分布格局特征等进行研究.结果表明: 间伐强度对辽东栎林分平均树高、胸径影响不显著,而与冠幅面积、冠幅体积呈显著正相关;辽东栎标准株的生殖枝、幼果、成熟果实产量随间伐强度的增大而增大,而营养枝、雄花序、雄花、雌花的产量变化不大.当间伐强度达到20%时,生殖枝、幼果、成熟果实产量显著提高,30%间伐下达到最大.生殖枝比例和座果率随间伐强度增大而增大,在20%、30%间伐强度时与对照的差异达到显著水平.约3/4的生殖枝、雌花、雄花集中分布于树冠上层,1/4分布于下层;树冠阳面生殖构件数量占65%,树冠阴面占35%.树冠下层、阴面生殖枝、雌花、雄花序的空间分布比例随着间伐强度的增大而增大;树冠上层、阳面生殖枝、雌花、雄花序分布比例随间伐强度的增大呈递减趋势.因此,选择30%间伐强度(保留郁闭度0.6)最佳,可以大幅提高辽东栎的座果率和成熟率,有效提高结实量和品质,为辽东栎林的采种及天然更新提供保证.     

日本弓背蚁雄蚁生殖系统结构及其化学组成研究

【目的】雄蚁是蚂蚁巢群的重要成员,主要参与种群的繁殖。本文对日本弓背蚁Camponotus japonicus雄蚁的生殖系统结构及其化学组成进行了研究,拟为进一步开展雄蚁的生殖行为研究提供基础信息。【方法】利用光学和扫描电镜观察了雄蚁的生殖系统结构,并利用GC-MS方法分析了其化学组成。【结果】(1)雄蚁生殖系统包括1对附腺、1对输精管和射精管3部分,睾丸退化消失;附腺最为发达,肾形,乳白色;输精管简单细长,与附腺基部1/3处相连。扫描电镜下发现附腺表面平坦,包裹有发达的网状肌肉组织。(2)利用GC-MS方法检测到13种化学物质,主要以醛类、烃类和酸类为主,分别占29.31%、21.87%和20.56%,还有一些醇类(12.71%)和酯类(15.05%);含量最高的3种成分分别为十八烯醛(15.86%)、11-十六烯醛(13.45%)和9,12,15-十八碳三烯酸-2,3-二羟基丙酯(11.78%)。【结论】雄蚁生殖系统主要由附腺、输精管和射精管三部分组成,其中附腺最为发达,输精管细长,睾丸退化消失;生殖系统中含有多种化学成分,但其功能还有待于进一步的研究。     

桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。     

间伐对黄龙山油松中龄林细根空间分布和形态特征的影响

为探究油松细根生长与抚育间伐的关系,以黄龙山林区4种不同间伐强度(对照,轻度,中度,强度)下的油松人工中龄林为研究对象,采用根钻法,分3层(0—20,20—40,40—60cm)获取细根样品,研究了间伐强度对油松细根生物量和形态特征的影响。结果表明:油松细根生物量主要分布在0—20 cm土层,不同间伐强度下细根生物量差异显著(P0.05),随间伐强度的增大,细根生物量先升高后降低,强度间伐下0—20 cm土层细根生物量显著降低(P0.05),20—40 cm土层和40—60 cm土层细根生物量所占比例随间伐强度的增大而增大。细根根长密度和根表面积密度在不同间伐强度和不同土层间均差异显著(P0.05),且变化规律与生物量基本一致。细根比根长和比表面积随间伐强度的增加而增大,且强度间伐与其他强度呈显著性差异(P0.05)。轻度和中度间伐对小径级细根(0—1.0 mm)有显著影响,对较大径级细根(1.0—2.0 mm)的影响则不显著(P0.05),强度间伐对0—2.0mm的细根均有显著影响(P0.05)。中度间伐(保留郁闭度0.7)条件下,油松林地细根总生物量达到最大1022.43 g/m2,此条件下细根的根长密度和根表面积密度也达到最大,能充分利用林地的立地资源,最有利于保留木的生长。     

黄龙山林区不同郁闭度对辽东栎种群结构的影响

辽东栎是黄龙山林区主要的建群种,通过典型取样选择16块样地,对其年龄结构、静态生命表、存活曲线、高度级结构、冠幅结构的绘制,研究其在不同郁闭度(0.6、0.7、0.8、0.9)不同坡向(阴坡、阳坡)生境中变化规律。结果表明:辽东栎幼苗数量在郁闭度0.6、0.7、0.8、0.9样地中,分别占全部个体数量的57%、64%、36%、47%,从年龄结构、静态生命表、存活曲线均表明辽东栎幼苗在4个不同郁闭度中比例都是最大的,大树比例次之,幼树小树比例最少,幼树小树是辽东栎更新瓶颈阶段,辽东栎种群存活曲线均属于R.PearlⅢ型,在郁闭度0.7波动最小;从辽东栎种群的年龄结构、静态生命表、存活曲线、高度级结构、冠幅结构等指标综合表现中可以看出辽东栎种群在郁闭度0.7生境优于郁闭度0.6、0.8、0.9生境;辽东栎在阳坡的幼苗、幼树、小树、比例高于阴坡,而大树比例低于阴坡;除高度级a外,阳坡多集中在c、d、e高度级,阴坡高度级多集中在d、e、f;在阳坡冠幅级10以下均有分布,在阴坡冠幅多集中在冠幅级7以下;无论在阳坡还是阴坡,郁闭度0.7更适合辽东栎更新生长,可以作为西北地区抚育间伐的理想条件。     

黄河三角洲3种生境下的芦苇形态差异及生理生态特征研究

为阐明3种自然生境下的芦苇适应环境策略,通过设置样地,研究水生、湿生、旱生生境下芦苇的形态性状及生理生态特征,结果表明：（1）芦苇的最高高度、平均高度、最高冠幅、平均冠幅和盖度以水生生境最大,湿生生境次之,旱生生境最小;多度值以旱生和水生生境条件下较大;在水生条件下,芦苇往往形成单优势种群。（2）3种生境中的芦苇横走茎主茎长度不同,随地下水位下降,各分支无性系分株数量、分株高度和叶片数增多,分株距离、分株直径和叶面积减小;随着水分限制的加强,芦苇的节数和根数量增多,节长和根长变短。（3）在旱生生境下,根部和叶部SOD、POD活性和根部CAT活性显著高于水生和湿生,叶部CAT活性旱生显著低于水生。3种生境叶部MDA含量表现为旱生 > 湿生 > 水生,湿生和旱生生境下,根部MDA含量明显高于水生。这些形态性状的差异及生理生态特征可以看作芦苇对3种生境的适应性表现。     

沙棘人工林土壤微生物群落结构及酶活性的季节变化

采用时空互代法,研究了林龄和季节对沙棘人工林地土壤微生物群落结构和酶活性的影响.结果表明: 沙棘人工林磷脂脂肪酸总量、细菌脂肪酸总量、真菌脂肪酸总量均随着林龄的增长而增加,且在成熟林时达到最大值.土壤β-葡糖苷酶、纤维素酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性均随着林龄的增长逐渐增加,并于成熟林时达到最大值.雨季的土壤酶活性均显著高于旱季.土壤微生物群落结构及酶活性均与土壤pH、全氮、速效磷含量呈显著正相关.表明林龄和季节对沙棘人工林地土壤微生物群落结构和酶活性有显著影响.在黄土高原,营造沙棘人工林能有效提高土壤肥力.     

间伐强度对黄桥林区辽东栎林结实规律的影响

为了阐明抚育间伐强度对辽东栎林结实规律的影响,以黄土高原南部黄龙山和桥山林区辽东栎中龄林为研究对象,对不同间伐强度(对照、10%、20%、30%)近自然经营抚育间伐5年后的林分密度与结实母树比例、平均单株结实与单位面积林分总结实量、种子在树冠上空间分布特征及种子特征等进行调查分析.结果表明: 辽东栎林结实母树的比例、平均单株结实量及发育种子比例均随着间伐强度的增大而增大,表现为30%>20%>10%>对照;而单位面积林分总结实量在20%强度间伐时达到最大,表现为20%>30%>对照>10%.从辽东栎种子在树冠上的空间分布来看,73.6%的种子集中分布于树冠上层,26.4%分布于下层.树冠阳面结实量占总结实量的65.8%,树冠阴面仅占34.2%,间伐强度对树冠下层、阴面结实量的提升幅度分别大于树冠上层和阳面.辽东栎种子的长径、短径及千粒重均随间伐强度的增大而增大,在30%间伐强度时达到最大.10%强度间伐对辽东栎林结实影响不显著,间伐强度达到20%时,才能显著提高辽东栎种子的数量和品质,继续提高间伐强度到30%时,并不能有效提高其结实,而其林分总结实量却下降.建议在对该林区进行抚育间伐时,应选择20%的间伐强度(保留郁闭度0.7),可有效提高辽东栎种群的结实量和品质.