盐磷胁迫对木麻黄和台湾相思种子萌发及幼苗生长的影响

恶劣环境下,人工海防林因面临养分胁迫而经营困难。为探讨盐、磷胁迫对主要海防林树种木麻黄和台湾相思种子萌发及生长的影响,该研究分别用不同浓度的NaCl(盐)和KH₂PO₄(磷)溶液处理种子和浇灌幼苗,测定种子萌发和幼苗生长指标。结果表明：(1)高盐胁迫显著抑制种子萌发,对幼苗生长有一定影响,但两种植物影响程度不同;台湾相思种子萌发耐盐性高于木麻黄,前者相对盐害率最大值为23.03%,后者为89.15%;随着盐浓度增加,木麻黄和台湾相思种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均降低,对应最大值分别为38.70%、34.67%、18.70、0.055和76.67%、62.22%、48.46、6.11。(2)两种植物的株高和根长随盐浓度增加而降低,木麻黄和台湾相思株高分别为12.29～6.01 mm和48.27～17.33 mm,根长分别为8.57～1.45 mm和33.41～5.88 mm;台湾相思根、茎、叶生物量及根冠比均随盐浓度的增加逐渐减小,木麻黄各处理差异较小。(3)台湾相思的种子和幼苗较木麻黄更耐低磷环境,二者最适磷浓度存在差异;木麻黄种...     

琼脂糖电内渗对电泳的影响

用电内渗不同(0、0.03、0.08、0.20mr)的琼脂糖制成凝胶或电极缓冲液凝胶条,观察对电泳行为的影响.结果表明等电聚焦电泳必须使用无电内渗琼脂糖.不同电内渗的琼脂糖制成的电极缓冲液凝胶条对SDS电泳无显著影响,但对常规聚丙烯酰胺凝胶电泳有不同程度的影响,电内渗越高,越不利于电泳的进行.     

转铁蛋白分型及其基因频率分布

用固相pH梯度(pH 5.05～5.60)等电聚焦技术对随机抽取的188名北京地区健康汉族人的血清转铁蛋白(Tf)进行分型调查,并统计基因频率,检出了在中国还未见报道的Tf^C3基因.其表型分别是：TfC1, TfC2, TfC1C2, TfC1C3, TfC1Dchi, TfC2Dchi.Tf^C1=0.7420, Tf^C2=0.2420, Tf^C3=0.0027, Tf^Dchi=0.0133, 符合Hardy-Weinberg定律, 并与其他已见报道的汉族 Tf基因频率大致相符.     

Gc、Pi蛋白亚型的快速微量电泳分析

用快速微量等电聚焦技术对190名北京地区汉族健康人血清Gc蛋白亚型、Pi蛋白亚型进行分型鉴定和基因频率调查.上样量为1.5μl,电泳和染色各0.5h.Gc^1F=0.4891,Gc^1S=0.2432,Gc²=0.2678.观察值与期望值吻合良好.(∑X²=1.404,0.7<P<0.8).Pi^M₁=0.7542,Pi^M₂=0.1808,Pi^M₃=0.0650,观察值与期望值吻合也良好,(∑X²=1.1233,0.7<P<0.8).     

京津冀城市群土地利用变化对地表径流的影响

城市化的显著特征之一是地表景观格局被人为改变,大量硬化地表覆盖、取代了原本自然或半自然的土地覆盖类型,极大地干扰了区域水文循环过程。其中,最直接的体现是对地表径流过程的影响。城市群作为当前我国城市化的重要模式,其聚集连片的扩张模式,对区域地表径流过程的干扰尤为严重。以京津冀特大城市群为研究区域,应用长期水文影响评价模型(L-THIA),以1980、1990、2000、2010、2015年5期土地利用数据、土壤数据以及1950—2015年逐日降雨数据为输入,模拟计算了不同土地利用/覆被格局对多年平均地表径流量的影响。结果表明,(1)经过率定的L-THIA模型能够较为准确地模拟京津冀城市群地区的地表径流分布特征,模型模拟误差在±10%内;(2)1980—2015年,京津冀城市群地区不透水地表面积急剧增加,其净增长值为12690.14 km~2。北京与天津等超大城市不透水地表面积增加最明显;(3)随着土地利用格局的变化,京津冀地区地表径流量呈逐年增长趋势。1980—2015年,京津冀城市群地区地表径流量的绝对增长值为17.84亿m~3,增幅11.83%。其中,1990—2000年及2010—2015年期间地表径流年均增长率较大,分别为0.36%与0.46%。对地表径流贡献较大的土地利用类型为耕地和不透水地表,其5期土地利用情景下的平均产流占比分别为35.38%、22.71%;(4)城市尺度上,不同城市的标准化年均径流深(NAARD)存在较大差异。天津、石家庄的产流能力较强,承德、衡水等城市的产流能力较弱,北京市的标准化年均径流深处于中等水平。另一方面,不同城市标准化年均径流深增长规律也存在较大差异。1980—2015年,天津市的NAARD增长最多,承德市增长最少,北京市的NAARD增长处于中等水平。本文对于京津冀城市群水文过程的时空演变研究以及国土空间优化指导具有参考意义。     

DNA barcoding of Oryza: conventional,specific, and super barcodes

Key message

We applied the phylogenomics to clarify the concept of rice species, aid in the identification and use of rice germplasms, and support rice biodiversity.

Abstract

Rice (genus Oryza) is one of the most important crops in the world, supporting half of the world’s population. Breeding of high-yielding and quality cultivars relies on genetic resources from both cultivated and wild species, which are collected and maintained in seed banks. Unfortunately, numerous seeds are mislabeled due to taxonomic issues or misidentifications. Here, we applied the phylogenomics of 58 complete chloroplast genomes and two hypervariable nuclear genes to determine species identity in rice seeds. Twenty-one Oryza species were identified. Conspecific relationships were determined between O. glaberrima and O. barthii, O. glumipatula and O. longistaminata, O. grandiglumis and O. alta, O. meyeriana and O. granulata, O. minuta and O. malampuzhaensis, O. nivara and O. sativa subsp. indica, and O. sativa subsp. japonica and O. rufipogon. D and L genome types were not found and the H genome type was extinct. Importantly, we evaluated the performance of four conventional plant DNA barcodes (matK, rbcL, psbA-trnH, and ITS), six rice-specific chloroplast DNA barcodes (psaJ-rpl33, trnC-rpoB, rps16-trnQ, rpl22-rps19, trnK-matK, and ndhC-trnV), two rice-specific nuclear DNA barcodes (NP78 and R22), and a chloroplast genome super DNA barcode. The latter was the most reliable marker. The six rice-specific chloroplast barcodes revealed that 17% of the 53 seed accessions from rice seed banks or field collections were mislabeled. These results are expected to clarify the concept of rice species, aid in the identification and use of rice germplasms, and support rice biodiversity.

     

长期施肥对黄土高原典型草原群落稳定性的影响及机制研究

施肥是当前草地生态系统最常见的人为干扰方式之一,可导致草地生物多样性和生态系统稳定性发生显著变化。该研究以黄土高原典型草原为研究对象,通过连续8年的氮肥(尿素)野外添加试验,分析不同氮肥处理(分别为0、5、10、20、40和80 g·m^-2)对草地群落稳定性的影响,并分析检验可能影响群落稳定性的四个潜在机制(物种多样性、物种同步性、投资组合效应和优势度),以明确施肥对群落稳定性的影响及其潜在机制,为黄土高原恢复草地的合理利用提供理论依据。结果表明:(1)随着施肥水平的增加,群落稳定性(S)降低,并在施肥处理为20 g·m^-2时开始极显著下降(P<0.01)。(2)施肥极显著降低了物种的丰富度(R)和优势度指数(D)(P<0.01),但物种同步性(B)和均值-方差的比例指数(z)并没有发生显著变化(P>0.05)。(3)物种丰富度(R)与群落稳定性(S)之间呈正相关关系,而优势度指数(D)与群落稳定性(S)不相关。研究认为,在人为施肥干扰下,黄土高原典型草原的物种丰富度下降导致群落稳定性下降,表明物种多样性对维持草地群落稳定具有重要作用。     

多基因联合揭示海南鲌的遗传结构与遗传多样性

海南鲌(Culter recurviceps)是我国华南地区重要经济鱼类, 由于受到近些年水利开发、过度捕捞、环境污染等诸多因素的影响, 其资源量快速下降, 亟需得到更多的关注和保护。为保护和合理开发海南鲌种质资源, 本研究采集了华南地区23个地理群体207尾海南鲌样本, 测定了2个线粒体基因(Cytb和ND2)并从Barcode of Life Data System数据库获得相对应线粒体COI基因, 结合多种分析方法(系统发育分析、分化时间估算、单倍型网状图、群体遗传分析和Mantel检验)对海南鲌的遗传结构和遗传多样性展开研究。系统发育分析和单倍型网状图表明华南地区海南鲌群体被分成3个谱系(I、II和III), 其中谱系I和III由珠江的群体组成, 谱系II由海南岛的群体组成。分化时间估算发现3个谱系之间的分化时间介于0.028-0.251 Ma之间, 表明华南地区更新世气候变化可能是造成海南鲌谱系分化的重要原因。群体遗传分析发现海南鲌群体之间存在极显著的遗传分化(F_ST = 0.511, P < 0.001), 并且符合距离隔离模式(R = 0.348, P = 0.0010)。群体动态历史分析表明, 海南鲌群体可能在0.010-0.025 Ma经历了群体扩张, 表明更新世的气候波动也影响了海南鲌的群体大小和分布。综上所述, 海南鲌群体由3个谱系组成, 更新世气候变化是导致3个谱系分化和影响海南鲌群体动态历史的重要因素。此外, 海南鲌群体之间的遗传分化也可能受到了空间距离的影响。     

西江下游浮游植物群落周年变化模式

西江肇庆段是珠江干流汇入珠三角河网水域的咽喉通道,对2009年该江段的浮游植物群落组成及变化进行系统阐析.调查期间共发现浮游植物7门,245种(包括变种、变型),其中硅藻和绿藻是浮游植物群落组成的最主要类群,分别占总种数的42.44％和34.69％,其次是裸藻和蓝藻.PCA分析结果显示,浮游植物各类群的种类丰富度和生物量的周年变化趋势主要受水温和径流量的影响.浮游植物种类丰富度的周年变化呈现明显的高温季节高,低温季节低的特征,除因大多数藻类物种直接喜好高温之外,径流量的增大有助于真浮游绿藻种类的外源注入及半浮游和偶然性浮游硅藻种类的增加.浮游植物生物量的周年变化呈现明显的双峰型,峰值分别出现在8月和11月.然而8月份第1个高峰出现之前,生物量波动不大,尽管水温的升高有助于生物量的增加,但是径流量增大所带来的稀释作用掩盖了水温上升对浮游植物生长的促进作用.真浮游植物生物量的变化趋势和数值与总浮游植物极其接近,主要得益于真浮游硅藻物种颗粒直链藻在总种群中的绝对优势地位.综上,水温升高对浮游植物种类丰富度和生物量的增长均有促进,径流量的增大虽然有助于种类丰富度的增加,但不利于生物量的增加.     

Dysbiosis of upper respiratory tract microbiota in elderly pneumonia patients

Bacterial pneumonia is a major cause of morbidity and mortality in elderly. We hypothesize that dysbiosis between regular residents of the upper respiratory tract (URT) microbiome, that is balance between commensals and potential pathogens, is involved in pathogen overgrowth and consequently disease. We compared oropharyngeal microbiota of elderly pneumonia patients (n=100) with healthy elderly (n=91) by 16S-rRNA-based sequencing and verified our findings in young adult pneumonia patients (n=27) and young healthy adults (n=187). Microbiota profiles differed significantly between elderly pneumonia patients and healthy elderly (PERMANOVA, P<0.0005). Highly similar differences were observed between microbiota profiles of young adult pneumonia patients and their healthy controls. Clustering resulted in 11 (sub)clusters including 95% (386/405) of samples. We observed three microbiota profiles strongly associated with pneumonia (P<0.05) and either dominated by lactobacilli (n=11), Rothia (n=51) or Streptococcus (pseudo)pneumoniae (n=42). In contrast, three other microbiota clusters (in total n=183) were correlated with health (P<0.05) and were all characterized by more diverse profiles containing higher abundances of especially Prevotella melaninogenica, Veillonella and Leptotrichia. For the remaining clusters (n=99), the association with health or disease was less clear. A decision tree model based on the relative abundance of five bacterial community members in URT microbiota showed high specificity of 95% and sensitivity of 84% (89% and 73%, respectively, after cross-validation) for differentiating pneumonia patients from healthy individuals. These results suggest that pneumonia in elderly and young adults is associated with dysbiosis of the URT microbiome with bacterial overgrowth of single species and absence of distinct anaerobic bacteria. Whether the observed microbiome changes are a cause or a consequence of the development of pneumonia or merely coincide with disease status remains a question for future research.