云南野生稻资源及其保护

云南野生稻生态类型丰富,且具有抗白叶枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已经消失的遗传基因,是水稻品种改良的优良基因库。然而,随着人类社会经济活动对生态环境影响的加剧,这一宝贵的战略性生物资源正面临着快速消失的危险。为了加强云南野生稻资源的保护,近年来,我们对云南野生稻资源开展了原生境保护(物理隔离方式和主流化方式)及非原生境保护(种质库、种质圃、细胞库和DNA库)等保护技术研究,明确了各种保护方法的优缺点和适用性,保护了云南野生稻的多样性和丰富度,为改良栽培稻储备了丰富的基因源。     

普通野生稻小种群的交配系统与遗传多样性

小种群的遗传动态是保育遗传学关注的核心问题之一,而种群遗传动态又与交配系统密切相关.普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)是具有重要经济价值的濒危物种,目前其种群规模都较小,研究其小种群交配系统与遗传变异性对普通野生稻的保护具有重要意义.运用7对SSR引物,对采自江西东乡普通野生稻小种群的36份种茎和其中20个家系共计601份子代进行了分析.结果显示:该种群的表观异交率为0.318,多位点法估计(MLTR)的多位点异交率为0.481;50%以上的子代共享亲本,非随机交配明显;东乡普通野生稻种群交配系统属于混合交配类型.比较亲本和子代种群的遗传变异性显示:子代种群比亲本种群遗传变异性更丰富;子代种群的杂合子不足与种群变小自交比例上升有关;而亲本种群杂合子过剩可能与杂合基因型的选择优势有关.这些结果说明创造条件扩大种群规模对普通野生稻的原生境保护显得尤为重要.     

不同产地杜仲根际土真菌群落结构的差异性分析

基于宏条码技术对采自贵州遵义县、湖南慈利县和四川旺苍县3个杜仲产地根际土壤的真菌群落组成进行了分析。研究获得根际土壤真菌有效序列共10 775条,聚类后OTUs对应的真菌类群涉及子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、球囊菌门Glomeromycota、壶菌门Chytridiomycota、类原生动物门Rozellomycota的22纲、59目、103科、108个属的550个真菌分类单元(OTUs)。在属的水平上,湖南慈利样本(ECS)有119个属,优势属为镰刀菌属Fusarium,相对丰度为16.31%,其次是被孢霉属Mortierella(14.67%)、毛壳菌科Chaetomiaceae一未定属(13.01%)和木霉属Trichoderma(11.37%)等。四川旺苍样本(EWS)共有116个属,优势属为丝齿菌属Hyphodontia,相对丰度32.32%,其次为镰刀菌Fusarium(13.41%)等。贵州遵义样本(EZS)有110个属,优势属为被孢霉属Mortierella,相对丰度30.74%,其次是木霉属Trichoderma(25.96%)和镰刀菌属Fusarium(4.85%)等。α多样性分析表明,不同产地杜仲根际土壤真菌群落组成有明显差异。遵义样本(EZS)、慈利样本(ECS)和旺苍样本(EWS)的Shannon多样性指数从高到低为:ECS(2.7661)> EZS(2.4841)>EWS(2.1326)。不同杜仲产区土壤理化因子及4个主要活性成分(松脂醇二葡萄糖苷、绿原酸、京尼平苷酸和京尼平苷)与根际土真菌群落组成的相关性分析表明,4个主要活性成分皆为四川旺苍(EWS)产地含量最高,其次是湖南慈利,贵州遵义最低甚至不含京尼平苷。杜仲根际土壤样品真菌物种组成丰富,不同地区杜仲根际土壤真菌群落组成、分类单元的相对丰度及优势分类单元皆存在不同程度差异。杜仲根际土真菌群落结构的多样性与土壤理化因子及杜仲主要有效成分含量具有一定相关性。杜仲根际土真菌群落组成的结构谱是杜仲道地性的重要特征。     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

台风利奇马对城市淡水系统中微生物群落和抗生素耐药性基因的影响

【背景】极端天气事件(如台风)带来的强风和降水,会给水生生态系统造成短暂和持久的影响。然而,很少有研究关注台风对水生微生物群落和抗生素耐药性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的影响。【目的】对台风前后城市淡水水域的微生物群落和抗性基因组成进行研究分析,更好地认识极端天气对淡水生态系统的干扰。【方法】在台风前后从4个地点采集了水样,通过宏基因组分析,检测了台风利奇马对温州休闲水域微生物群落和抗性基因的影响。除水生微生物群落和抗性基因外,还分析了每个采样点的物理、化学参数,包括温度、pH、溶解氧、叶绿素a、可溶性活性磷、硝酸盐、亚硝酸盐和铵。【结果】台风登陆后,大多数地点的pH、溶解氧和叶绿素a都有所增加。然而,台风对九山湖的影响要弱于对三垟湿地的影响。台风登陆后,变形菌门、蓝菌门和拟杆菌门的相对丰度增加,而放线菌门的相对丰度下降。在属水平上,栖湖菌的微生物多样性和相对丰度显著增加。在所有的环境因子中,铵是影响微生物群落结构的最重要的环境因子。另外,在所有样本中均检测到35个机会性致病菌类群。台风后,铜绿假单胞菌的相对丰度增加。ARGs显示了空间(采样点间)和时间(台风前后)的变化。冗余分析表明,水总无机氮是影响抗性基因分布的主要环境因子。【结论】这些发现为极端天气(如台风)如何影响淡水系统中的微生物群落和抗性基因提供了新的见解。台风登陆增加了城市淡水系统的公共安全风险,因此,检验检疫方法和手段应该前移,加强对环境健康安全的评价和分析,这将有助于减轻抗生素耐药性和致病菌扩散的风险。     

滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶基因的表达及酶学性质

【目的】对滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶进行异源表达和纯化,并研究其酶学性质。【方法】从滇金丝猴粪便微生物的宏基因组中克隆出一个β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,对该基因进行异源表达和酶学性质分析。构建含有T7强启动子的pEASY-E2-galRBM20_1质粒,转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行酶学性质研究。【结果】滇金丝猴粪便来源的β-半乳糖苷酶(galRBM20_1)最适pH为5.0,在pH 4–7之间能保留70%及其以上的活性。最适温度为45°C,在37°C和45°C下耐受1 h,酶活不变。特别的是,该酶具有良好的Na Cl稳定性,经1–5 mol/L的Na Cl作用1 h后,相对酶活均能超过初始酶活:当NaCl的作用浓度为4 mol/L时,β-半乳糖苷酶相对酶活最高(146%);当NaCl的作用浓度为5mol/L时,β-半乳糖苷酶的相对酶活仍达到135%。【结论】本研究从滇金丝猴粪便微生物的宏基因库中克隆得到β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)表达,首次从动物胃肠道宏基因组中获得具有耐盐和转糖基产Galactooligosaccharides(GOS)性能的β-半乳糖苷酶。该酶具有良好的耐盐性,和较广的pH作用范围,使其在食品、生物技术领域和环保方面的发展具有良好的应用价值。     

海南野生稻资源调查收集与保护

为了加强海南野生稻资源的保护和研究利用,2002—2013年对海南省18市(县)野生稻资源进行野外调查、资源收集和原、异位保护。初步查明,目前在全省15个市(县)发现154个野生稻自然居群,其中普通野生稻136个、疣粒野生稻11个、药用野生稻7个。收集到野生稻居群87个,其中普通野生稻80个、疣粒野生稻4个、药用野生稻3个,总共2900余份野生稻种茎,经繁殖和编目后妥善保存于海南省农业科学院试验基地的热带野生稻异位保存圃中,并参照农业行业标准-农业野生植物原生境保护点建设技术规范,分别在文昌、琼海、儋州、万宁、陵水和保亭等县(市)建立了6个野生稻原生境保护点,其中普通野生稻4个,疣粒野生稻1个,药用野生稻1个。根据调查结果,对海南野生稻濒危状况及其根源进行了分析,提出了海南野生稻保护相关建议。     

城市代谢研究评述:内涵与方法

随着城市发展面临的生态问题日益显著,部分研究者试图通过对自然生态系统进行类比来寻求解决途径,城市代谢理论应运而生。当以系统科学来研究城市生态系统时,哲学思想的引入为探索和城市及城市代谢的内涵提供了最原始的桥梁。因此,在介绍城市代谢内涵与研究进展的基础上,融合产业、家庭、社会等多尺度代谢理论,对城市代谢的边界进行扩展,将其分为狭义与广义两类,结合亚里士多德的"四因说"对其质料因(组分)、形式因(结构)、动力因(驱动力)和目的因(功能)进行识别分析,据此将城市代谢研究方法归纳为质料、形式和混合研究方法三类,并提出未来研究的主要动向和解决手段。城市代谢"四因图"可为相关研究者提供参考。     

食物和季节因素对杂色山雀贮食行为的影响

鸟类的贮食行为受很多因素的影响,其中食物和季节是两个十分关键的因子。采用人工投食的方式研究杂色山雀冬、春季节对松子和葵花籽两种食物的贮食选择,以及食物和季节因素对贮食位点的空间分布和微生境选择的影响。结果发现,杂色山雀优先贮食松子,仅在春季贮食少量葵花籽;主要选择树皮裂缝、灌木根部、草丛、石缝和苔藓下面五种生境进行贮食;其贮食位点的空间分布呈分散状态,集中于投食点100m范围内,密度分布随食物搬运距离的增加而递减。其贮食模式和贮食位点的微生境选择均受季节因素的影响,其中,贮食模式的季节变化可能是受生境中松子这种重要食物可获得性的下降所致,而杂色山雀冬季对树皮裂缝的利用率明显高于春季,可能是与冬季的积雪覆盖限制了其对地面贮食点的利用有关。杂色山雀的就近贮食模式可能是为了增加贮食效率,关于不同个体之间贮食位点的差异,以及季节变化对贮食位点的空间分布格局的影响还需进一步研究。     

高原兔夏季卧栖地生境利用关键因子分析

研究阿尔金山国家级自然保护区高山草甸和高山荒漠区高原兔Lepus oiostolus夏季生境卧息地利用的主要影响因子,为高原兔的科学管理提供依据。2011—2013年夏季,累计调查高原兔卧息地5 m×5 m样方32个,另外在附近相同生境类型中设置对照样方33个。记录样方所在地的植物种数、植被盖度、植被高度、土壤硬度以及距道路的距离等指标。结果表明,卧息地和对照样方在植物种数、土壤硬度等方面差异有统计学意义(P<0.05),而在隐蔽级、植被高度、植被密度等方面差异有高度统计学意义(P<0.01)。Vanderloeg和Scavia选择指数Ei、选择系数Wi分析显示高原兔卧栖地偏好选择高度在30 cm以上、植被盖度大于30%且密度小于80株/m2,隐蔽级在10 cm以上,土质较软(6~9 kg/cm2)的小生境。主成分分析表明影响高原兔卧息地利用的主要因子依次是:植被密度(-0.898),植被盖度(-0.812)和隐蔽级(0.764)。高原兔偏爱植被高度更高、植物密度更低、隐蔽级更高、土壤较软的小生境。我们的结果为高原兔的科学管理提供了重要依据。