小叶锦鸡儿灌丛化对典型草原群落结构与生态系统功能的影响

草原灌丛化是全球干旱半干旱地区面临的重要生态问题。灌丛化对草原生态系统结构与功能的影响较为复杂, 有待于在更广泛的区域开展研究。该研究在内蒙古锡林郭勒典型草原选择轻度、中度和重度灌丛化草地, 通过群落调查, 结合植物功能性状和土壤理化性质观测, 研究了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化对草原群落结构(物种多样性、功能多样性和功能群组成)和生态系统功能(初级生产力、植被和土壤养分库)的影响。结果表明: 1)不同程度灌丛化草地的物种丰富度、功能性状多样性和群落加权性状平均值差异显著, 其中, 中度灌丛化草地的物种多样性和功能多样性较高, 表明一定程度的灌丛化有利于生物多样性维持。2)重度灌丛化草地的地上净初级生产力(ANPP)显著高于轻度和中度灌丛化草地, 其原因主要是随着灌丛化程度加剧, 群落内一/二年生草本植物显著增加, 而多年生禾草和多年生杂类草显著减少。三个灌丛化草地的植被叶片和土壤碳、氮库差异均不显著。3)灌丛化对草原生态系统功能包括ANPP、植被和土壤养分库均没有直接的影响, 而是通过影响功能群组成、土壤理化性质和功能多样性, 间接地影响生态系统功能; 灌丛化导致功能群发生替代和土壤旱碱化是最重要的生物和非生物因素。     

盐单胞菌S62 β-半乳糖苷酶合成低聚半乳糖的研究

以盐单胞菌S62 β-半乳糖苷酶为研究对象,探究其合成低聚半乳糖效率。为了提高低聚半乳糖产率,对反应条件进行了优化,并以反应温度、pH、加酶量、底物浓度为考察对象进行正交试验,得到最优反应条件:反应温度40℃,pH 7.0,加酶量50 U/mL,底物质量浓度300 g/L。反应6 h时可获得最大低聚半乳糖产率(41.91±0.27)%,乳糖消耗率为(82.47±0.38)%。反应4～8 h内低聚半乳糖产率都维持在40%以上,此时乳糖消耗率均在80%以上,在提高乳糖利用率的同时实现了低聚半乳糖的高产,有利于降低生产成本,为低温S62 β-半乳糖苷酶工业化应用奠定了基础。     

不同树龄水曲柳半同胞家系生长性状变异研究

为筛选优质的水曲柳种质资源,以吉林省三岔子林业局国家水曲柳良种基地的16年生水曲柳子代测定林75个半同胞家系为材料,分别在第4、11和16年对其树高、地径（胸径）和材积进行测定。方差分析结果表明,不同变异来源各指标均达极显著差异水平（P<0.01）;各指标表型变异系数变化范围为22.20%~63.30%,家系遗传力变化范围为0.796~0.981;相关性分析结果表明各指标间均呈极显著正相关;以材积为评价指标,按10%入选率对家系进行评价选择,初步筛选8个优良家系,入选的家系材积平均值比总平均值高0.007 m³,遗传增益为36.03%;该研究选出的优良家系可为良种登记提供基础,也可为种子园的改建提供材料。     

重组枯草芽孢杆菌分泌表达缺陷假单胞菌磷酸三酯酶及其发酵优化

磷酸三酯酶(phosphotriesterase, PTE, EC3.1.8.1)能够水解有机磷化合物,但其应用一直受限于酶表达量低的问题.为了获得高效表达的有机磷水解酶,本文构建了PTE基因来源于缺陷假单胞菌(Pseudomonas diminuta)的重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis WB600),并采用单因素实验和正交实验对培养基进行优化,确定了重组菌产酶的最佳发酵条件,同时检测重组酶对有机磷类化合物的降解作用.结果表明,最优的培养基组成为蔗糖(40 g/L)、酵母膏(40 g/L)、蛋白胨(20 g/L)、磷酸氢二钾(2 g/L)、硫酸锰(1 g/L)、硫酸镁(6 g/L).经测定,该酶4 h内对(5 mg/mL的甲基对硫磷、乐果以及神经毒剂模拟剂甲基磷酸二甲酯(dimethyl methyl phosphonate, DMMP)的降解率分别达到98%, 92%, 73%,且DMMP在12 h内也完全降解.本文实现了PTE的胞外分泌表达,为研制有机磷化合物的酶基消毒剂提供了技术支持.     

气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果

为了研究气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果,在环形水槽装置中分别设置60、90、120 L·min~(-1) 3种不同气量的气泡幕,在静水条件下,比较不同时间段气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果和异齿裂腹鱼空间分布的变化。结果表明:3种气量的气泡幕对异齿裂腹鱼都有明显的阻拦效果,且阻拦率无显著差异(P=0.130),在气量为60 L·min~(-1)时阻拦率最高,为81.3%;实验过程中鱼对气泡幕无明显的适应性; 90和120 L·min~(-1)两种气量下,异齿裂腹鱼喜欢在气泡幕附近停留。本研究结果可为气泡幕诱驱鱼技术在工程上的应用提供参考。     

地衣芽胞杆菌FLP/FRT基因编辑系统的构建及验证

地衣芽胞杆菌有效的基因编辑工具有限,为了拓展和丰富其基因编辑手段,在地衣芽胞杆菌中构建一个抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并通过敲除α-淀粉酶基因amyL、蛋白酶基因aprE及敲入外源透明颤菌血红蛋白基因vgb对该系统进行初步验证。首先以温敏质粒pNZT1为载体分别构建amyL和aprE基因敲除质粒pNZTT-AFKF和pNZTT-EFKF,两个敲除质粒各自包含针对目标基因的同源臂、抗性基因及同向的FRT位点;将敲除质粒转化地衣芽胞杆菌并经过两次同源交换过程实现目标基因的敲除;最后导入一个FLP重组酶表达质粒通过FLP/FRT系统的重组作用介导抗性基因的回收。为进一步验证本系统的实用性及编辑效率,构建了包含透明颤菌血红蛋白编码基因vgb表达盒及基因组丙酮酸甲酸裂解酶编码基因pflB敲除盒的重组质粒pNZTK-PFTF-vgb,并以此进行外源基因vgb在基因组上的定向敲入。结果显示,成功敲除amyL及aprE并回收了抗性标记卡那霉素基因,敲除后淀粉酶活和蛋白酶活分别减少95.3%和80.4%;vgb基因成功整合入基因组pflB位点并回收了抗性标记四环素基因,并利用荧光定量PCR技术检测到vgb的整合表达。文中首次建立了一个适用于地衣芽胞杆菌的、抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并进行了基因敲除及基因敲入验证,为地衣芽胞杆菌遗传改造提供了良好的方法参考。     

西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种(西伯利亚鲟♀×施氏鲟♂)的形态差异分析

采用形态学和多变量形态度量方法, 对西伯利亚鲟(Acipenser baerii)、施氏鲟(Acipenser schrenckii)及其杂交种(西伯利亚鲟♀×施氏鲟♂)的形态异同进行了分析, 以鉴别区分三者的形态特征。结果发现, 西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种的可数性状中鳃耙数和背鳍数均具有显著差异; 可量性状的多重比较分析显示杂交种的眼间距/全长显著小于西伯利亚鲟和施氏鲟, 三者的吻长/全长均具有显著差异; 主成分分析提取的前三个主成分对变异的累积贡献率为65.68%; 判别分析构建了西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种的判别公式, 判别公式预测分类总体准确率为85.6%。分析结果表明, 西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种间的形态差异主要体现在头部及尾柄。     

水流对草鱼幼鱼趋光行为的影响

为了探讨水流对鱼类趋光性的影响, 利用自制的循环水槽装置, 以草鱼(Ctenpharyngodon idellus)幼鱼为研究对象, 研究其在光照度为300 lx, 不同流速工况(0、0.1和0.2 m/s)下的趋光性行为, 同时设黑暗静水工况为对照组。结果表明: (1) 0.2 m/s的流速可完全激发草鱼幼鱼的趋流性, 使其游泳方向多数与顶流方向呈± 20°。(2)根据草鱼幼鱼在不同流速工况下随光照度衰减在水槽内的分布情况, 计算得其在3种流速工况下的光强期望值分别为: 52.45, 34.62和37.86 lx。(3)当照度为300 lx时, 静水工况下的实验鱼在水槽中呈现“两头高, 中间低”的分布情况, 并未表现出对某一光强范围的偏好行为; 在小于感应值的低流速下, 草鱼幼鱼的分布情况总体趋势与静水工况类似, 但在远离光源处的分布较多, 多呈“逆流后退”行为; 当流速值超过感应流速时, 在趋流性的作用下, 鱼类在尾部的聚集情况明显下降, 同时在水槽中的分布更加均匀, 其原有光环境的作用减弱。研究初步证明了略大于感应值的小流速所引发的草鱼趋流性即可对其光环境响应行为产生影响。