棘冠海星暴发及其对珊瑚礁的生态影响研究进展

棘冠海星的反复暴发是导致印度-太平洋区域珊瑚礁生态系统退化的最主要原因之一。然而，我国对棘冠海星的研究非常有限。本文综述了国内外关于棘冠海星及其暴发的生态影响和应对策略的研究进展，得出以下主要结论：1）雌性棘冠海星个体每年产卵数量高达50万-2亿个，环境因素变化只要导致幼虫和幼体存活率的轻微提高，成体就将得到大量补充；2）棘冠海星暴发的阈值为1000-1500个/km²，暴发周期为10-27 a，每次暴发持续1-10 a，最终可能以"种群集体感染疾病而崩溃"结束；3）棘冠海星暴发对印度洋及太平洋东部和北部珊瑚礁的破坏性非常小，却直接导致太平洋的西部和南部珊瑚礁90%以上的珊瑚死亡，并通过改变珊瑚群落组成、减少珊瑚和鱼类多样性而对珊瑚礁产生间接影响；4）关于棘冠海星暴发原因的假说中"陆地营养物质输入假说"和"捕食者过度捕捞假说"得到了最普遍的认可，但都不能解释所有的暴发事件；5）应对棘冠海星暴发的主要策略有改善水质、设立保护区、投放天敌和人工清理等，其中人工清理是最直接有效的策略，但迄今并没有发现可长期抑制棘冠海星暴发的方法。因此，急需加强对棘冠海星的深入研究，探查其暴发的根本原因和对策。     

黑籽南瓜NBS类基因CfRFN2的克隆及VIGS验证

黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的具有高抗枯萎病遗传性状的瓜类种质资源。为鉴定黑籽南瓜中NBS-LRR类基因的抗病功能,该研究从其叶片中克隆了NBS类基因CfRFN2 (GenBank ID:MK618462),测序全长为4 303 bp,完整的编码框长度为4 092 bp,编码1 363个氨基酸残基,该基因注释为拟南芥抗病蛋白At4g27190类转录体X1的同源基因,含有1个NB-ARC和2个LRR结构域,属于具有信号肽的可溶性蛋白。核苷酸相似性分析显示,CfRFN2与其他瓜类NBS类基因相似性在87%～98%之间;系统进化树分析表明,CfRFN2蛋白和瓜类的其他NBS类抗病蛋白聚为一个分支,其中CfRFN2蛋白与中国南瓜和美洲南瓜的RPS2、印度南瓜的RPS2-like亲缘关系最近,其次是黄瓜的At4g27190和苦瓜的At4g27220,与甜瓜的Atg27190亲缘关系相对较远;组织表达特性分析表明,CfRFN2基因在黑籽南瓜叶片中表达量最高,其次是茎,而在果皮和根中表达量较低。该研究采用烟草脆裂病毒载体系统,构建了黑籽南瓜VIGS沉默载体pTRV2-CfRFN2,含沉默载体的农杆菌侵染黑籽南瓜幼苗后接种枯萎病菌,qRT-PCR检测表明,接种后2 d和4 d的转pTRV2-CfRFN2沉默组植株的CfRFN2基因表达量比接种后同时期的野生型植株显著降低(分别下降34.75%和98.27%),病情指数增加为野生型的1.32倍,初步证明黑籽南瓜CfRFN2基因具有抗枯萎病的功能,推测该基因可能在黑籽南瓜抗枯萎病防御过程中发挥着重要作用。该研究中NBS类基因CfRFN2的克隆和VIGS验证为黑籽南瓜更多优异基因的克隆和功能验证奠定了前期基础,也为发掘黑籽南瓜优异抗病基因和开展瓜类分子育种提供新信息。     

黑翅土白蚁下唇腺解剖构造研究

本文利用显微解剖和测量,研究黑翅土白蚁Odontotermes formosanus下唇腺解剖构造及其在不同类型个体间职能的分化。黑翅土白蚁的下唇腺由左右对称的两部分组成,每侧构造由9～11个腺泡群、1个下唇腺囊及相关的导管组成。每侧的腺泡群导管与下唇腺囊导管首先汇合成分导管,两侧的分导管在舌基部后方汇合,形成一条主导管,主导管开口于舌基部下方。黑翅土白蚁下唇腺发达程度与个体的职能有关。有翅成虫下唇腺最发达,3龄无翅芽若虫下唇腺最小。巢内工蚁是口交哺物质的主要提供者,在下唇腺长度、腺泡直径及腺泡数量方面均极显著高于采食工蚁。兵蚁下唇腺及下唇腺囊转化为与防卫职能相关的器官。前兵蚁与兵蚁下唇腺囊均发达,老龄兵蚁下唇腺囊内充满黄色粘稠液体。冰冻保存后下唇腺明显缩小。冰冻保存后下唇腺腺泡直径的校正系数为1.19,腺泡群长度校正系数为1.14。     

黑腹果蝇头部响应高盐摄入的基因可变剪接分析

高盐摄入不仅会带来高血压、糖尿病、自身免疫病等风险,而且会对大脑产生负面影响。可变剪接(Alternative Splicing,AS)作为基因表达调控的重要方式,其导致单个基因编码多种蛋白质,大大增加基因组编码的蛋白质的多样性,参与几乎所有的生物学过程。但是,关于高盐摄入是否改变神经系统中基因的可变剪接事件目前还未报道。本文以黑腹果蝇作为材料,利用RNA测序分析其头部响应高盐摄入的基因可变剪接变化。结果发现高盐摄入改变黑腹果蝇头部信号转导、离子稳态、离子通道活性、离子转运和钙调蛋白结合等重要信号相关基因的可变剪接。进一步分析具体发生变化的基因的功能,发现它们在多个层面对神经系统功能的调控起着重要的作用。该研究证明高盐摄入改变神经系统重要基因的可变剪接,为理解高盐摄入对神经系统的影响提供更多的依据和线索。     

以黑腹果蝇为寄主的蝇蛹金小蜂生长发育、繁殖及功能反应研究

蝇蛹金小蜂是铃木氏果蝇和黑腹果蝇的重要天敌,本研究以黑腹果蝇为寄主,测定了蝇蛹金小蜂云南种群的生长发育、繁殖及寿命。并在6个寄主密度梯度条件下研究了其寄生功能反应。结果显示蝇蛹金小蜂从卵到雌、雄成蜂的平均发育历期分别为16.10 d和14.67 d,雌蜂平均寿命为49.76 d,平均产子代数为93.28头/雌,子代雌性比为55.76%。在黑腹果蝇蛹为5、10、15、20、25和30头的密度梯度下,蝇蛹金小蜂的寄生功能反应符合Holling Ⅱ模型,其方程为Na=0.6261 No/(1+0.0632 No)。理论最高寄生量为N_a_(max)=9.0171,实际最高寄生量为7.00头(寄主密度为20头),蝇蛹金小蜂的寄生搜寻效应随寄主密度的增加而降低。综上结果,采自杨梅的蝇蛹金小蜂以黑腹果蝇作为寄主时具有较高繁殖力,较强的寄主适合度,是铃木氏果蝇和黑腹果蝇有效的生物防治作用因子。     

粤港两地田间发现夜蛾黑卵蜂与 螟黄赤眼蜂寄生草地贪夜蛾

草地贪夜蛾是新入侵我国的重大危险性害虫,了解野外条件下天敌的发生情况对于挖掘和利用本地天敌资源开展生物防治有重要意义。2019年4月至7月,定期在广州及香港地区的玉米田中开展草地贪夜蛾发生情况调查时,发现野外两种卵寄生蜂寄生草地贪夜蛾。通过分子生物学方法鉴定为夜蛾黑卵蜂和螟黄赤眼蜂,并分别建立实验种群,为人工扩繁及田间应用打下基础,为利用本地天敌开展草地贪夜蛾生物防治提供重要参考。     

黑果枸杞对运动大鼠睾雄性激素浓度与抗疲劳能力影响的研究

本研究旨在证明连续摄入黑果枸杞对大鼠睾酮分泌和运动后疲劳恢复能力有改善作用,为黑枸杞的保健功效提供理论支持。本研究利用清洁级雄性大鼠60只为实验动物,分为对照组(C组,n=15)、模型组(S组,n=15)、低剂量黑枸杞组(SLL组,n=15)、高剂量黑果枸杞组(SLH组,n=15)。对大鼠进行10 d的适应性喂养,所有大鼠自由饮水饮食,SLL组灌胃剂量为每只大鼠每天0.5 g/kg黑枸杞,SLH组灌胃剂量为每天每只大鼠3 g/kg黑枸杞。C组和S组灌胃体积为5 mL/kg生理盐水。C组大鼠在笼内自由活动,不做专门运动,S组、SLL组、SLH组进行力竭性游泳运动。运动干预时间为6周,每次游泳运动干预均至力竭。大鼠开始游泳至力竭所用时间为力竭运动能力。所有大鼠进行最后一次运动干预后3 h,经行腹腔取血5 mL。分离出血清,检测血清睾酮、皮质酮、乳酸和乳酸脱氢酶。利用SPSS18.0统计学软件对数据进行统计分析,本研究发现,大鼠体重方面,S组显著小于C组,p0.05,SLL组和SLH组显著大于S组,p0.05。力竭时长方面,S与C组没有显著性差异,p0.05。SLL组和SLH组力竭时长显著多于S组,p0.05。睾酮水平方面,S组显著低于C组,p0.05;SLL组SLH组显著高于S组,p0.05。皮质酮浓度方面,S组与C组不具有显著性差异,p0.05;SLL组SLH组与S组间不具有显著性差异,p0.05。本研究认为长期摄入黑枸杞增加长期运动疲劳后雄性大鼠睾酮分泌,同时有利于大鼠抗疲劳能力提升。     

荒漠杜加依林冠层水热变化及CO2交换特征

选取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区荒漠杜加依林为研究对象,利用通量塔连续观测数据分析新疆艾比湖流域内杜加依林冠层界面水热垂直变化和CO_2交换特征,进一步比较了冠层界面湍流碳通量、植物冠层储存碳通量及净碳交换量,探讨了不同时间和垂直空间序列下杜加依林冠层界面温湿廓线与CO_2交换过程的相互关系。结果表明,新疆艾比湖流域内杜加依林冠层上方大气稳定度生长季的6—9月为中性(z/L=0.009),非生长季为不稳定(z/L=-0.449),全年总体呈不稳定水平(z/L=-0.194);冠层界面上气温垂直变幅小于5℃,随高度呈递增趋势,湿度垂直变幅超过40%;地-气碳通量呈秋冬小春夏大规律,年碳收支高于干旱区平均水平,为-0.026 mg CO_2m~(-2)s~(-1),表现为碳汇;垂直空间尺度上垂直温湿度差与生态系统净碳交换量(NEE,Net Ecosystem Exchange)拟合较好,温度拟合结果为R~2=0.7350(P﹤0.01),湿度拟合结果为R~2=0.3627(P﹤0.01),水热变点分别为5%和1℃,而季节尺度上温度拟合结果较好,温度拟合结果为R~2=0. 5221(P﹤0. 01),湿度拟合结果为R~2=0.1716(P﹤0.01),变点为55%和18℃。生长季较小的冠层垂直温差有利于杜加依林对大气CO_2的吸收,而冠层高湿环境则会抑制杜加依林对CO_2的吸收。