有机物料对土壤镉形态及其生物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了淹水种稻条件下添加猪粪和泥炭对红壤和潮土中内源和外源Cd形态及其生物有效性的影响。结果表明,土壤中内源Cd在各形态之间的分布比较均匀;添加外源Cd时Cd主要分布于交换态,从分蘖期到成熟期,内源Cd交换态普遍升高,添加外源Cd时交换态普遍降低。有机物料对内源Cd交换态的影响不显著,但当添加外源Cd时则对交换态有显著影响,在不添加外源Cd的条件下,有机物料普遍促进水稻根系对Cd的吸收。在添加外源Cd的条件下,有机物料普遍抑制水稻根系对Cd的吸收,猪粪的抑制效果强于泥炭,水稻根系对Cd与Fe的累积呈显著抑制作用。     

海鲍分离微生物Acinetobacter sp.酯酶基因的表达和酶学性质

【目的】克隆源于海鲍内脏中一株不动杆菌Acinetobacter sp.的酯酶基因estA,并对其进行重组表达和性质研究。【方法】利用分子生物学技术克隆出酯酶基因estA并构建pPICZα-C-estA重组表达载体,并通过电转化方法将重组质粒转入毕赤酵母X33中;通过甲醇诱导培养重组菌获得重组酯酶,并对重组酯酶进行生化表征。【结果】克隆得到的estA基因序列全长912 bp,编码304个氨基酸;重组X33发酵上清液中酯酶酶活力达到1 200 U/L,重组酯酶的分子量约为33.7 kD;酶学性质研究表明重组酯酶催化底物对硝基苯乙酸乙酯水解反应的最适pH和温度为8.0和40?C,在pH 8.0-10.0温度及小于60?C时具有较好的稳定性。【结论】成功克隆了海洋来源的不动杆菌酯酶基因并在Pichia pastoris中实现了高效表达。     

氮磷钾肥对地道药材建泽泻生长与品质的影响

通过田间正交试验并结合室内HPLC分析,研究了氮、磷和钾素营养对建泽泻〔Alisma orientale(Sam.)Juzepcz.〕生长和品质的影响。结果表明,施用基肥对建泽泻生长前期的叶片数、株高、叶宽和叶长等农艺性状的影响均大于不施基肥处理;氮、磷和钾施用量对建泽泻产量均无显著影响,当施肥量为纯N 225.0 kg.hm-2、P2O5187.5 kg.hm-2和K2O 225.0 kg.hm-2,总施肥量为637.5 kg.hm-2时,产量最高;氮、磷和钾施用量对建泽泻块茎的粒重均无显著影响;磷的施用量对建泽泻指标性成分23-乙酰泽泻醇B含量有显著影响,而氮和钾均没有显著影响,且影响作用从高至低次序依次为P2O5、N、K2O。     

古井老枞茶树生态系统中细菌与真菌群落多样性特征分析

【目的】古井老枞经过漫长生长形成了独特“枞味”,而山场是茶叶品质形成的重要因素,微生物在山场生态系统的生物地球化学循环过程中可能起着关键作用,但老枞生态系统微生物群落组成特征还尚未明确。【方法】以生长于武夷山国家公园慧苑坑古井区域的老枞茶树为研究对象,采集茶树地上部叶片(叶际和叶内)和地下部土壤(根际、非根际和非茶园种植区空白),分别以细菌16S rRNA基因和真菌内部转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)基因为分子标记,采用高通量测序技术分析其细菌和真菌群落组成特征。【结果】老枞茶树地上部细菌和真菌群落丰富度和多样性皆显著低于地下部。共现性网络中,各生态位网络的模块化指数均超过0.4,且微生物物种之间的协同作用大于竞争。门水平,变形菌(Proteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteriota)、放线菌(Actinobacteriota)、子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)皆为地上和地下共有优势菌门(相对丰度>1%),地上部变形菌、放线菌和子囊菌含量高于地下部,而酸杆菌和担子菌则相反(P<0.05);属水平,优势物种中甲基杆菌(Methylobacterium-Methylorubrum)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、假单胞菌(Pseudomonas)、氨杆菌(Amnibacterium)、芽胞杆菌(Bacillus)、枝胞菌(Cladosporium)和镰刀菌(Fusarium)是古井老枞各生态位主要的生物标记物。【结论】研究揭示了古井老枞茶树生态系统中不同生态位的细菌与真菌群落组成特征,可为今后深入研究老枞茶叶品质形成机理和茶树病害生物防治等相关功能菌种资源的应用提供科学参考。     

生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响

为了解生态恢复对侵蚀红壤恢复的马尾松林叶片碳氮磷化学计量及氮磷养分转移的影响,在福建省长汀县河田镇典型侵蚀红壤区选取恢复13、30、33a的马尾松林为研究对象,并以未治理侵蚀地(CK1)和次生林(CK2)分别作为恢复前和恢复后的对照,通过测定马尾松叶片的碳、氮、磷含量,计算其计量比,内稳性指数和氮磷转移率,分析了侵蚀红壤生长的马尾松养分限制与养分转移的关系。结果表明:在侵蚀红壤恢复过程中,马尾松1年龄叶片C、N、P含量及1年龄叶片C∶N、C∶P、N∶P变化较小,这与马尾松较高的内稳性有关(N和P内稳性指数分别为7.57和3.89)。所有实验地马尾松1年龄叶片N∶P处于11.0—13.4之间,表明马尾松的生长受N、P共同限制,其中马尾松叶片N转移率显著低于P转移率,这与生态恢复过程中马尾松养分利用效率、生长需求以及土壤养分供应状况有关。1年龄叶片C∶N、C∶P分别与马尾松N、P转移率成负相关关系,当马尾松叶片C∶N、C∶P较低时,表明N、P利用效率较低,叶片衰老时更多的N和P被转移利用;反之,则N、P利用效率较高,转移率低。同时,C∶N、C∶P分别与树高、胸径成显著负相关关系,即马尾松生长对N、P的需求同样会影响化学计量比的变化,从而影响养分转移。虽然侵蚀地生态恢复过程中土壤N、P含量增加,但仍较贫瘠,不足以满足马尾松的生长,马尾松养分转移率较高,因此,为了提高侵蚀地恢复的马尾松林的生产力,建议下一步恢复措施中适当施加N肥和P肥。该研究将侵蚀红壤不同生态恢复年限的马尾松叶片C、N、P化学计量及养分转移结合,有助于全面、系统地揭示生态恢复过程马尾松林的养分循环,对指导侵蚀红壤恢复和提高马尾松生产力具有重要意义。     

不同季节杉木幼苗叶片养分和代谢组分对增温和减少降水的响应

研究冬季和夏季亚热带杉木幼苗在增温5 ℃和减少50%自然降水处理下叶片养分和代谢组分的变化.结果表明: 由于不同季节温度和水分差异,杉木叶片的养分和生理代谢组分在不同季节有不同的表现.冬季杉木叶片碳、氮、磷和钾含量显著高于夏季.夏季减少降水、增温处理对杉木叶片各类抗氧化酶活性均无显著影响,冬季减少降水处理分别显著降低超氧化物歧化酶活性20.7%和过氧化物酶活性17.8%.冬季增温后杉木叶片非酶促的抗坏血酸含量显著增加132.5%.冬季增温+减少降水处理降低杉木碳含量,促进渗透物质脯氨酸和氮含量的累积.夏季增温+减少降水处理显著提高杉木叶片碳含量3.3%.无论是冬季还是夏季,增温+减少降水处理对杉木叶片抗氧化系统无显著影响.植物对夏季增温的适应机制与冬季增温不同,杉木叶片的养分变化对同时增温+减少降水更加敏感.为了更好地管理种植林,以提高植物的生产力,在未来气候变化下,应提高植物对养分供需和对季节响应的关注.     

古人类遗址奇和洞文化堆积层真核生物多样性分析北大核心CSCD

以18SrRNA基因作为真核生物分子标记,应用PCR-DGGE、定量PCR和测序方法,分析福建省漳平市奇和洞遗址文化堆积层真核生物的组成和含量。结果表明:不同文化堆积层真核生物群落组成存在明显差异又有所重叠,现代层与其它历史时期形成的堆积层的相似度仅44%,Shannon-Weaver(H)指数随着堆积层形成时间的增加而降低,与pH、铬(Cr)呈负相关,与总氮正相关;均匀度指数(E)与pH、铬(Cr)和铜(Cu)皆呈负相关;现代层以原生动物三足虫、丝足虫、鞭毛虫、台湾簇虫和真菌接合菌、毛孢子菌、轮枝菌等为主;清代到明代堆积层,以薄囊藓、梨蒴藓、壶藓、丛藓及蚌壳蕨类生物为主;7 500—14 000年前堆积层,也含有与清代和明代层相似的壶藓和薄囊藓类生物;7 500—17 000年前堆积层,皆含有三角褐藻、羽纹藻层和蚌壳蕨类生物。清代层中的18SrRNA基因含量最高,其次是明代层,而15 000—17 000年前形成的堆积层含量最低。18SrRNA基因含量与Cr、Cu皆呈显著负相关。表明真核生物对不同历史时期形成的文化堆积层的适应性不同,为了解不同历史时期形成的文化堆积层真核生物多样性演变规律及其对环境因子变化的适应性提供了新的科学依据,为生物考古学提供了新思路。     

古人类遗址奇和洞文化堆积层真核生物多样性分析

以18SrRNA基因作为真核生物分子标记,应用PCR-DGGE、定量PCR和测序方法,分析福建省漳平市奇和洞遗址文化堆积层真核生物的组成和含量。结果表明:不同文化堆积层真核生物群落组成存在明显差异又有所重叠,现代层与其它历史时期形成的堆积层的相似度仅44%,Shannon-Weaver(H)指数随着堆积层形成时间的增加而降低,与pH、铬(Cr)呈负相关,与总氮正相关;均匀度指数(E)与pH、铬(Cr)和铜(Cu)皆呈负相关;现代层以原生动物三足虫、丝足虫、鞭毛虫、台湾簇虫和真菌接合菌、毛孢子菌、轮枝菌等为主;清代到明代堆积层,以薄囊藓、梨蒴藓、壶藓、丛藓及蚌壳蕨类生物为主;7 500—14 000年前堆积层,也含有与清代和明代层相似的壶藓和薄囊藓类生物;7 500—17 000年前堆积层,皆含有三角褐藻、羽纹藻层和蚌壳蕨类生物。清代层中的18SrRNA基因含量最高,其次是明代层,而15 000—17 000年前形成的堆积层含量最低。18SrRNA基因含量与Cr、Cu皆呈显著负相关。表明真核生物对不同历史时期形成的文化堆积层的适应性不同,为了解不同历史时期形成的文化堆积层真核生物多样性演变规律及其对环境因子变化的适应性提供了新的科学依据,为生物考古学提供了新思路。     

土壤微生物群落磷脂脂肪酸PLFA生物标记多样性

磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法是一种可定性和定量分析土壤中微生物群落多样性的方法.研究以烟田土壤为例,应用生态学评价方法,即丰富度 (S)、均匀度(J)、Simpson优势度(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)和McIntosh(H3)多样性指数等测度方法,分析土壤中微生物群落PLFAs生物标记的多样性.研究结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了43种PLFAs,将其聚类分析,可以将所获得的PLFAs分成五大类:第Ⅰ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为18:1ω9c的真菌生物标记;第Ⅱ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为16:0的假单胞菌生物标记;第Ⅲ类为高含量、高频次,多样性中等,PLFA为16:1ω5c的甲烷氧化菌生物标记;第Ⅳ类为中等含量,频次较高,多样性中等,含有表征好氧菌的i15:0、a15:0、i16:0和a17:0的PLFA,还有表征厌氧菌的18:1ω7c以及硫酸盐还原菌的16:0 10Me;第Ⅴ类为低含量,低频次和多样性,其特征生物标记有表征好氧菌的I 15:0 3OH、15:1 I G、a16:0、i16:1 G、i16:1 H、17:0、i17:0、15:0 2OH、15:0 3OH、17:0和17:0 2OH的PLFAs,存在有表征真菌的18:3ω6c (6,9,12)、放线菌的17:0 10Me和18:0 10Me以及表征原生动物的20:4ω6,9,12,15c.说明供试土壤中能够起主导作用的功能菌依次是真菌、假单胞菌、甲烷氧化菌和部分的好氧菌、厌氧菌及硫酸盐还原菌,将为合理调节土壤微生态系统提供指导,是一种可行的评价土壤微生物群落多样性的新方法.     

河口生态系统氨氧化菌生态学研究进展

由amoA基因编码的氨单加氧酶(AMO)所调控的氨氧化作用,是硝化作用的限速步骤和中心环节,而含有amoA基因的氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)多样性与环境因子关系密切,对缓解河口生态系统因人类活动造成的富营养化等环境问题具有特别重要的意义。水、陆和海交汇形成高度变异的具环境因子梯度的河口生态系统,是研究AOA和AOB生态学的天然实验室。河口AOA与AOB的群落组成、丰富度特征和生物有效性,与河口主要环境因子盐度、富营养化程度、植被、温度、碳、氮、硫、铁等,尤其是对盐度和富营养化有着较为强烈的响应。AOA和AOB多样性变化规律及其与河口特有的环境因子之间的相关性,应当是今后我国河口氨氧化菌研究的方向和重点。包括:(1)建立有效的氨氧化菌活性评价方法;(2)研究AOA的同化作用方式;(3)依据氨氧化菌分类和组成对河口环境变化的适应进化机制,建议可作为指示河口环境质量变化的生物标记;(4)将传统的分离培养方法与现代分子生物学研究方法相结合,筛选我国河口高效的氨氧化菌,并将其应用于生产。