长白山苔原带凋落物生态化学计量特征及其对模拟氮沉降的响应

长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃-小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理：对照（CK,0 g N m^-2 a^-1）、低氮（LN,10 g N m^-2 a^-1）、高氮（HN,20 g N m^-2 a^-1）。研究表明：（1）不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素（Li）呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为：牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为：小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物。（2）氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。（3）草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。     

模拟氮沉降对长白山岳桦林下草本植物和土壤肥力的短期影响

选取长白山岳桦林中的岳桦-蟹甲草群落（Comm.Betula ermanii-Parasenecio forrestii）、岳桦-藜芦群落（Comm.Betula ermanii-Veratrum nigrum）和岳桦-小叶章群落（Comm.Betula ermanii-Deyeuxia purpurea）开展野外模拟氮沉降实验,采用野外原位模拟实验方法,设置对照（0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（30 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（50 kg·hm^-2·a^-1）和高氮（100 kg·hm^-2·a^-1）4个氮处理水平,测定草本植物生长状况和土壤肥力,研究岳桦林下草本层植物和土壤肥力对氮沉降的短期响应。结果显示：（1）岳桦林下草本植物随氮沉降量的增加而加速生长,小叶章对氮沉降的响应较为敏感,藜芦次之,蟹甲草最弱;（2）氮添加造成林下土壤肥力发生变化,有机质含量下降,特别是岳桦-小叶章群落下的土壤有机质含量下降最明显;土壤总氮和速效氮含量增大,岳桦-蟹甲草群落下的土壤总氮和速效氮增加最多;土壤总磷和速效磷含量减小,岳桦-小叶章群落下的土壤总磷和速效磷含量的减少最多。本研究结果表明氮添加在短期内会促进长白山岳桦林下草本植物生长,尤其是小叶章的生长,加快土壤有机质的分解和磷的释放,逐步改变土壤肥力并反馈给植物,促使其进一步变化。     

金针菇CA基因家族分析及其对CO2的响应

金针菇栽培通过提高栽培室CO₂浓度来抑制菌盖生长,提高商品质量。碳酸酐酶能调节CO₂/HCO₃ ^-在细胞内的平衡,它可能是响应CO₂胁迫的关键酶。本研究利用我们已完成的金针菇Flammulina filiformis的基因组测序数据,以双色蜡蘑碳酸酐酶家族基因为参照,通过本地BLAST,得到7个金针菇碳酸酐酶家族的基因,分别命名为CA-1、CA-2、CA-3、CA-4、CA-5、CA-6、CA-7。基因结构、保守结构域和系统进化分析结果均支持这7个序列是碳酸酐酶家族的编码基因。高浓度CO₂胁迫处理金针菇子实体12h,CA-1、CA-2表达量与CO₂浓度正相关,CA-5负相关,CA-3、CA-4和CA-6没有响应,CA-7无明显规律。据此推测,CA-1、CA-2和CA-5可能是金针菇响应CO₂胁迫的关键基因之一,参与调控菌盖生长发育。     

兔阑尾中一种新的21kD的钙结合蛋白的纯化与鉴定

纯化与鉴定了Ｂ淋巴细胞中一种新的分子量为２１ｋＤ的钙结合蛋白（ＣａＢＰ２１）。兔阑尾淋巴细胞匀浆经热变性,Ｐｈｅｎｙｌ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ与ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ柱层析,自每１ｋｇ细胞沉积物中获得ＳＤＳ－ＰＡＧＥ均一的ＣａＢＰ２１５．３ｍｇ。ＨＣｌ水解后的酸性氨基酸（Ａｓｐ＋Ｇｌｕ）含量为２６％。如同大多数钙结合蛋白一样,Ｎ末端封闭阻止其进行Ｅｄｍａｎ降解。ＣａＢＰ２１中疏水性氨基酸（计Ｇｌｙ,不计Ｔｒｐ）约占４６％,碱性氨基酸１０％,酸性氨基酸与极性氨基酸约４４％。ＣａＢＰ２１有较高的Ｓｅｒ、Ｔｙｒ含量。肽谱分析等确证ＣａＢＰ２１为２个相同或相似亚基二聚体。以ＡｒｓｅｎａｚｏⅢ作Ｃａ２＋结合分析表明每分子ＣａＢＰ２１可结合４分子Ｃａ２＋,对Ｃａ２＋的结合常数约为１０－５ｍｏｌ／Ｌ。各种性质表明ＣａＢＰ２１是一种不同于其他已知钙结合蛋白的新钙结合蛋白。     

不饱和脂肪酸参与调控金针菇菌柄伸长的潜在分析

金针菇Flammulina filiformis菌柄是产量构成的重要组成部分,也是评价质量的重要指标。菌盖下方0.6-1.5cm是菌柄的伸长区,其他区段不伸长。为了研究菌柄伸长的调控机制,我们采用液相色谱-串联质谱联用（LC-MS/MS）技术对金针菇菌柄的伸长区、过渡区和非伸长区进行检测,结合层次聚类分析（HCA）、t检验等统计学方法对差异代谢物进行研究,并通过KEGG分析代谢物富集情况。结果显示,共有69种代谢物在伸长区、过渡区和非伸长区呈现梯度差异,其中52种代谢物含量为梯度性降低,17种代谢物为梯度性增加。这些差异代谢物主要归属于脂肪酸、氨基酸、核苷酸、生物碱等,其中脂肪酸及其衍生物占主导地位,尤其是油酸、花生四烯酸和肾上腺酸含量在菌柄伸长区显著高于其他区段。根据金针菇菌柄的代谢物积累特点,推测脂肪酸及其衍生物可能参与调控金针菇菌柄伸长。     

金针菇交配型B第三个亚位点的发现与遗传

本研究在分析金针菇减数分裂重组热点时发现B交配型位点可能存在第三个亚位点,为此对同核菌株‘6-3’和‘6-21’的B交配型位点进行全基因组注释,获得8对同源信息素受体基因（pheromone receptor gene,pr）和3对同源信息素前体基因（pheromone precursor gene,pp）,组成了2个结构完整、相距326kb的亚位点α和β;‘6-21’菌株还发现1个‘6-3’菌株不具有的pr,组成第3个亚位点γ,它与亚位点α和β没有连锁。‘6-3’和‘6-21’配对形成异核体后出菇,分离获得142个单孢菌株,其B交配型有8种基因型,通过亲和性试验得到证实,同时还验证了第3个亚位点γ具有与α、β相同的功能。     

金针菇单孢菌株菌丝生长速度QTL定位分析

本研究以已经完成基因组测序的单核菌株“6-3”与“6-21”为出发菌株,配对后获得有锁状联合的异核菌株并进行出菇,收集担孢子,单孢分离获得90个菌株构成作图群体,对作图群体的每个菌株进行二代测序并测定菌丝在PDA培养基的生长速度。分析“6-3”与“6-21”两单核菌株的SNP,获得68 914个高质量SNP标记用于遗传连锁群分析,构建了14个遗传连锁群,总长度744.32cM,平均长度为53.17cM,标记间平均遗传距离为1.88cM。QTL分析获得一个控制菌丝生长速度的基因座qMGRP1-LG7,该基因座包含134个基因,富集了与物质代谢有关的通路和基因。     

毛木耳rDNA序列结构及IGS鉴别菌种初探

rDNA序列中的ITS作为DNA barcode广泛应用于真菌的系统发育与物种辅助鉴定,IGS被认为可以用于种内水平不同菌株的鉴别。有关食用菌rDNA序列的报道较少。本研究对毛木耳Auricularia cornea单核菌株B02进行三代测序与组装,然后用二代测序数据进行校正,得到一个组装效果较好的基因组序列。比对Fibroporia vaillantiir的rDNA序列获得毛木耳rDNA重复单元的完整序列,每个重复单元包含ETS、18S rDNA、ITS1、5.8S rDNA、ITS2、28S rDNA、IGS1、5S rDNA和IGS2,长度分别为398bp、1 790bp、156bp、156bp、206bp、3 432bp、2 247bp、121bp和2 135bp,总长度10 641bp,毛木耳rDNA有310个串联重复单元,转录组和系统发育分析均支持这一结果。与其他已报道的食用菌不同,毛木耳的IGS1、IGS2序列高度保守,其中IGS1的1 400-2 200bp区域在各拷贝之间没有多态性、而在品种之间有较高频率的SNP,这一片段序列有望用于品种鉴别研究。