葎草挥发性物质化感作用及其化感物质的分析研究

以小麦、生菜、萝卜、黄瓜4种作物为受体,检测了葎草[Humulus scandens（Lour.）Merr]挥发性物质的化感潜势,并采用气相色谱-质谱联用仪对其化感物质进行了初步鉴定.结果表明：新鲜葎草茎叶在密闭系统中释放的挥发性物质对4种受试植物幼苗的生长有极显著的抑制作用（P＜0.01）;用石油醚提取风干葎草茎叶,得到的挥发性物质在密闭系统中对4种受试植物幼苗的生长也具有极显著的抑制作用（P＜0.01）;提取物在2、5、10、20、40、100、200mg/mL等7个不同浓度下,对受试植物生长和种子萌发表现为＂低促高抑＂的化感潜势,且随提取液浓度增大抑制作用增强;GC-MS鉴定出26种有机化合物,主要包括脂肪酸、甾体、萜类及其含氧化合物,均属前人研究较多的生物活性物质.这些结论为利用野生葎草资源挥发物开发新型除草剂等提供依据.     

也西湖噬藻体的分离与鉴定

【背景】噬藻体是一类特异性侵染蓝藻的病毒,广泛存在于淡水和海水水体中,参与调控宿主蓝藻的丰度和种群密度,被认为是潜在的蓝藻水华生物防控工具。但目前的研究多集中于海洋噬藻体,对淡水噬藻体的生物学特性和结构生物学等研究较少。【目的】分离更多种类的淡水噬藻体,为研究淡水噬藻体的三维结构、侵染机制、与宿主的共进化关系,及其在蓝藻水华防治中的应用提供理论基础。【方法】采集中国科学技术大学西校区内景观湖也西湖水华暴发水域的水样,利用液体培养基和双层固体平板法对17种宿主蓝藻进行筛选,通过NaCl-PEG沉淀法和氯化铯密度梯度离心分离和纯化噬藻体,并利用负染电镜观察噬藻体的形态,同时采用梯度稀释法测定裂解液的效价。【结果】发现也西湖的水样可特异性侵染本实验室分离自巢湖的一株拟鱼腥藻Pan。侵染后的裂解液中存在4株形态各异的噬藻体,包括1株短尾噬藻体和3株长尾噬藻体,其中包括首次发现的1株含有非典型长轴状头部结构的淡水噬藻体。【结论】也西湖作为巢湖流域的一个小型水体,具有与巢湖类似的水华蓝藻及其噬藻体分布谱,因此可以用于模拟大型湖泊进行相关分子生态学和生物防控的研究。     

湘西河流表层沉积物重金属污染特征及其潜在生态毒性风险

花垣河和峒河是湘西地区受到锰矿和铅锌矿生产影响严重的两条河流。通过表层沉积物采样分析了Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量,根据BCR连续提取程序分析沉积物样品中重金属的地球化学赋存形态,采用内梅罗指数法和地积累指数法评价了沉积物重金属污染特征,根据重金属的富集程度探讨了重金属污染来源,采用淡水生态系统沉积物质量基准(SQGs,TEL/PEL)和毒性单位评价了花垣河和峒河沉积物中重金属元素的生态毒性风险。结果表明,花垣河和峒河绝大多数位点的表层沉积物中Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量高于参照点,形成严重的复合污染,花垣河沉积物中重金属的污染水平明显高于峒河,但沿程变化规律不明显,而峒河沉积物中重金属的沿程变化较有规律,即上游含量低,中下游含量较高。两条河流表层沉积物中富集程度居前列的均为Cd、Pb、Zn和Mn。花垣河和峒河沉积物重金属污染主要来源于矿业生产所产生废渣和废水的点排放。在花垣河和峒河的大多数位点,Cd、Pb和Mn的形态具有共同特征,其生物可利用态均较大程度地超过生物不可利用态,而且Mn和Cd的生物可直接利用态所占比例远高于其它重金属,而Cu和Cr的生物可直接利用态所占比例很低。花垣河沉积物中Cd、Pb和Zn在所有位点极大地超过PEL,在峒河中下游,Cd、Pb、Ni和Zn超过PEL,具有较大的潜在生物毒性。除上游S1位点外,花垣河的其余各位点都具有明显的急性毒性,峒河中下游各位点具有明显的急性毒性,这些河段需要重点治理。     

基于线粒体Cytb基因全序列探讨两爪鳖和山瑞鳖的系统进化关系

采用PCR方法对两爪鳖(Carettochelys insculpta)和山瑞鳖(Pdea steindachneri)mtDNA的细胞色素b基因(Cytb)进行了扩增和测序,并结合GenBank中已公布的其它15种龟鳖类和两种鳄类的同源序列,进行了序列变异比较和系统发生分析.以凯门鳄和扬子鳄为外群,采用邻接(neighbor ioining,NJ)法、最大简约(maximum likelihood,ML)法和最大似然(maximum parsimony,MP)法重建分子系统树.结果均支持将龟鳖目分为3支:侧颈龟科(Pelomedusidae)(非洲侧颈龟Pelomedusa subrufa),两爪鳖科(Carettochelyidae)(两爪鳖Carettochelys insculpta)和一支由其它15种现生龟鳘类组成的进化支.在这里两爪鳘科被认为可能代表一新的亚目;而山瑞鳖聚于鳖科(Trionychidae)中,与中华鳌(Pelodiscus sinensis)最先聚成一支,再依次与马来鳖(Dogania subplana)、非洲鳖(Trionyx triunguis)、印度箱鳖(Lissemys punctata)聚成一组.     

铜锈环棱螺对沉积物中重金属的生物积累及其与重金属赋存形态的关系

以铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）为测试生物,采用28 d沉积物生物积累试验研究铜锈环棱螺对污染河流沉积物中重金属的生物积累,并探讨其与重金属赋存形态的关系.结果表明：铜锈环棱螺肝胰脏对Cd、Pb、Cu、Cr、Zn和Mn均具有较强的积累作用.不同重金属的积累量存在较大差别,Zn的积累量最多,占重金属总积累量的84.32%±4.36%,其次为Cu,占7.67%±2.84%;Pb、Cr和Mn的比例相对较少,分别为3.62%±1.84%、2.22%±1.03%和1.33%±0.15%;Cd所占比例最少,为0.83%±0.53%.肝胰脏中重金属元素之间的相关性均不显著.肝胰脏金属污染指数与沉积物污染综合指数具有显著的正相关关系,铜锈环棱螺可以作为沉积物重金属污染的监测生物.不同沉积物Cd、Cr、Zn和Mn的生物-沉积物积累因子（BSAF）具有较大的差异,Cu和Pb的BSAF比较稳定.Cd的生物积累与沉积物中Cd的可交换的与酸可溶态及可氧化态显著相关;Pb的生物积累与Pb的可还原态显著相关;Cu的生物积累与Cu的可氧化态显著相关;Mn的生物积累与Mn的可交换的与酸可溶态和可还原态显著相关;Cr和Mn的生物积累与其不同形态和总量均不相关.BSAF不宜作为衡量铜锈环棱螺对沉积物中重金属生物积累能力的指标.     

铜锈环棱螺对铅污染沉积物慢性胁迫的繁殖响应和氧化应激反应敏感性

利用底栖无脊椎动物进行沉积物毒性测试可以为沉积物质量评价提供直接的依据.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)在我国淡水水体中分布广泛,具有重要的生态价值.对实验室培养的铜锈环棱螺进行环境相关水平铅加标沉积物(39～433 μg · g-1)的42 d暴露,以评价该物种在Pb污染沉积物慢性胁迫下的繁殖响应和氧化应激反应敏感性.结果表明,低浓度的铅对铜锈环棱螺的繁殖力没有影响,当Pb浓度在中度污染水平以上(≥246 μg · g-1)时,繁殖力出现显著下降.较低浓度的铅(66 μg · g-1)即可诱导肝胰脏抗氧化酶SOD和CAT的氧化应激,但存在明显的性别差异,雄性的敏感性高于雌性.高浓度的铅(433 μg · g-1)可致抗氧化酶的损伤.肝胰脏的谷胱甘肽GSH含量仅在最大Pb浓度时才出现显著下降.利用铜锈环棱螺的42 d繁殖测试可以反映中度铅污染沉积物的慢性毒性效应.肝胰脏SOD和CAT均可以作为沉积物中Pb慢性胁迫的潜在有效生物标志物,雄性的SOD和CAT可以用作指示低水平Pb污染沉积物长期污染胁迫的敏感生物标志物,在低浓度Pb胁迫下GSH的应激反应相对不敏感.     

凤丹(Paeonia ostii T.)自毒物质的检测及其作用机制

药用牡丹的种植中存在明显的连作障碍现象,为探讨其机制,利用已萌发长根的凤丹(Paeonia ostii)种子对凤丹根际土壤和根的水浸提液进行了自毒化感检测;采用高效液相色谱法(HPLC)对种植4a的凤丹根际土壤及其根皮中的化感自毒物质进行了定性和定量分析;在此基础上,利用外源法研究了盆栽凤丹幼苗对5种检出物质(阿魏酸、肉桂酸、香草醛、香豆素和丹皮酚)及其混合物在3种不同浓度下对植株生长的影响和生理响应.结果表明:(1)连续种植4a的凤丹根际土壤和根浸提液对已萌发种子根的生长有显著的抑制作用(p＜0.05),显示凤丹根分泌物具有自毒化感的潜势;(2)HPLC分析表明在凤丹根际土壤中存在5种以上的酚酸类物质 (阿魏酸、肉桂酸、香草醛、香豆素和丹皮酚),其中阿魏酸、肉桂酸、香草醛、香豆素为前人已报道的化感物质;(3)在实验室条件下,所设浓度范围内,5种物质及其混合物对凤丹幼苗的高度、根长及地下和地上生物量均有明显影响,尤其对根长和地下生物量的影响最为明显(p＜0.05),此结果与连作移栽幼苗时,根部首先发黑死亡的现象相一致;(4)凤丹幼苗的根系活力和叶绿素含量在各处理中表现出相似性,即低浓度时根系活力和叶绿素含量高,高浓度时根系活力和叶绿素含量低,低浓度的阿魏酸和香草醛对幼苗根系活力和叶绿素合成有促进作用.此结果显示自毒物质可能是通过影响根系酶活性和叶绿素合成来影响群体中其它个体的生长.本实验的结果显示栽培4a的凤丹土壤水提液具有抑制自身种子根系生长的活性,此提示栽培凤丹连作障碍可能主要与自身分泌到土壤中的酚酸类物质的自毒作用有关.     

茚虫威对玫瑰三节叶蜂叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

【背景】研究昆虫体色不仅在昆虫系统学中,而且在生物学、生态学和害虫防治等中都具有重要意义。有些取食植物叶片的幼虫体色表现为绿色,该绿色是由类胡萝卜素与蓝色四吡咯色素结合所形成,叶绿素又属于四吡咯化合物。但目前尚未见昆虫体内含叶绿素的报道。【方法】在田间套笼饲养玫瑰三节叶蜂幼虫,饲养至5和6龄时,借鉴植物叶绿素测定方法,分别测定其叶绿素含量,并在6龄时用杀虫剂茚虫威处理,观测对其叶绿素含量的影响。【结果】5和6龄玫瑰三节叶蜂幼虫均含有叶绿素,且5龄幼虫含量高于6龄幼虫。其中,5龄幼虫叶绿素a含量为1.6780 mg·g-1,叶绿素b为0.6847 mg·g-1,类胡萝卜素为0.4797 mg·g-1;6龄幼虫叶绿素a含量为1.2726 mg·g-1,叶绿素b为0.5187 mg·g-1,类胡萝卜素为0.4863 mg·g-1。剔除幼虫消化道后,5龄幼虫叶绿素a含量为0.4008 mg·g-1,叶绿素b为0.2618 mg·g-1,类胡萝卜素为0.2444 mg·g-1;6龄幼虫叶绿素a含量为0.4299 mg·g-1,叶绿素b为0.3826 mg·g-1,类胡萝卜素为0.2859 mg·g-1。用茚虫威处理后,6龄幼虫体内叶绿素和类胡萝卜素含量（含消化道）显著下降,其中,叶绿素a下降约48%,叶绿素b下降约34%,类胡萝卜素下降约37%;而对于剔除消化系统的6龄幼虫,茚虫威处理后,其叶绿素和类胡萝卜素含量下降幅度较小。【结论与意义】玫瑰三节叶蜂幼虫含有叶绿素和类胡萝卜素,杀虫剂能降低其叶绿素和类胡萝卜素含量,且其体色可能与叶绿素有着密切的关系。     

凤丹连作对土壤理化性质和酶活性影响的研究

研究了安徽南陵凤丹园1~5年连续种植地中凤丹根际土壤的理化性质和几种酶活性的变化规律。结果表明：所有种植年限的凤丹根际土壤pH值均小于非种植土壤（p〈0.05）。全N、全P、全K、有机质等理化性质及酶活性（脲酶,硝酸还原酶,多酚氧化酶和蛋白酶）均显著高于非种植土壤（p〈0.05）。各年限根际土壤的脲酶,硝酸还原酶,多酚氧化酶和蛋白酶的R/S值均大于1,显示凤丹对4种根际土壤酶酶活性影响为正效应。连作5年凤丹和1年生凤丹根际土壤相比多酚氧化酶,脲酶和蛋白酶的活性分别下降了64.84%、52.55%、51.59%（均p〈0.05）;连作5年和2年相比,硝酸还原酶下降了23.26%（p〈0.05）,同时土壤全N、全P、全K和有机质分别下降了57.84%,36.76%,47.89%和19.84%（p〈0.05）。说明随凤丹连作,土壤中积累的根系分泌物对4种土壤酶活性表现出抑制作用,可能影响了土壤的理化性质。为揭示凤丹连作障碍的机理提供了实验依据。     

牛流行热病毒LUX~(TM)荧光RT-PCR检测方法的建立

采用LUXTM荧光PCR技术原理,以牛流行热病毒(BEFV)糖蛋白抗原G基因保守序列为模板设计特异荧光PCR扩增引物,建立BEFV LUXTM实时荧光RT-PCR快速检测方法。试验结果显示,所建立的荧光RT-PCR可特异检测牛流行热病毒RNA,而对蓝舌病病毒、牛病毒性腹泻-粘膜病病毒、水泡性口炎病毒、口蹄疫病毒、牛白血病病毒以及与BEFV同种属的狂犬病病毒核酸检测呈阴性反应。敏感性试验表明LUXTM荧光RT-PCR对BEFV RNA的检测敏感性比常规RT-PCR方法提高达100倍以上。该LUXTM荧光RT-PCR的批内检测变异系数0.64%-1.17%,批间检测变异系数均小于2%,表明检测体系稳定、重复性好。通过人工添加灭活病毒液的方法制备30份模拟感染牛血清样品,采用上述所建立的BEFV LUXTM荧光RT-PCR方法检测均呈阳性。