城市新建景观湖泊浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

2019年对南通市中央创新区新建湖泊紫琅湖的浮游植物进行了4个季度的调查,旨在研究典型城市新建景观湖泊的浮游植物群落结构特征及其与环境因子关系。紫琅湖全年共鉴定出浮游植物种类7门186种,春季种类数最多,共6门113种,其中蓝藻门（Cyanophyta）占17.7%,绿藻门（Chlorophyta）占19.5%,硅藻门（Bacillariophyta）占39.8%;夏季种类数最少,共7门43种,其中蓝藻门占32.6%,绿藻门占30.2%,硅藻门占16.3%;冬季和春季则硅藻种类多。从丰度来看,各季节浮游植物组成均以蓝藻为主,冬、夏、秋季蓝藻的丰度分别为（26.81±6.70）×10⁶ ind./L、（12.77±1.02）×10⁶ ind./L和（31.99±10.23）×10⁶ ind./L,显著高于其他藻类（P<0.05）。典范对应分析（CCA）表明透明度、pH、总磷和浊度是与浮游植物群落相关性较强的4个环境因子,其中透明度是最主要的环境因子。冬季和春季浮游植物主要与透明度正相关,夏季主要与总磷和浊度呈正相关,秋季主要与pH呈正相关。紫琅湖的浮游植物优势类群以蓝藻门为主,其中伪鱼腥藻（Pseudoanabaena sp.）为全年唯一的优势藻类（优势度指数分别为Y_冬=0.66,Y_春=0.10,Y_夏=0.16,Y_秋=0.26）。综合营养指数表明湖泊处于轻度富营养水平,浮游植物多样性水质评价表明夏季水体污染相对严重。城市新建景观湖泊紫琅湖营养水平较高、透明度低、浮游植物群落结构波动大,暴发蓝藻水华的可能性较高,研究结果可为城市新建景观湖泊水质改善和健康生态系统的构建提供科学依据。     

安徽沱湖夏季浮游植物群落结构特征与环境因子关系

为了揭示沱湖浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系,于2016年7月(夏季),对沱湖流域上游至下游11个采样点浮游植物种类组成、细胞丰度、生物量等进行调查研究。结果显示,沱湖共有浮游植物96种(含变种),隶属8门48属,其中绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)种类最多,绿藻门有23属39种,占总种数的40.63%,硅藻门有7属20种,占总种数的20.83%;其次为裸藻门(Euglenophyta),有5属17种,占总种数的17.71%,蓝藻门(Cyanophyta) 8属14种,占14.58%;甲藻门(Pyrrophyta) 2属2种,隐藻门(Cryptophyta) 1属2种,各占总种数的2.08%,黄藻门(Xanthophyta)与金藻门(Chrysophyta)均有1属1种,均占总种数的1.04%。绿藻和硅藻类物种在沱湖浮游植物群落结构中处于优势地位,沱湖夏季浮游植物种类组成表现为绿藻-硅藻型。沱湖夏季浮游植物细胞丰度与生物量从上游到下游呈逐渐增加趋势,细胞丰度与生物量平均值分别为4.022×106cells/L与3.046 mg/L,蓝藻门和绿藻门类群为沱湖浮游植物细胞丰度主体,硅藻门和裸藻门类群为沱湖浮游植物生物量的主体;上游浮游植物多样性指数与均匀度指数均略高于下游采样点,沱湖水质呈β中污型-无污染型,上游水质优于下游水质。浮游植物群落结构与水环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,电导率、透明度、水深及pH值等环境因子与沱湖夏季浮游植物群落结构有较强的相关性。     

稻鱼共作生态系统浮游植物群落结构和生物多样性

稻鱼共作技术是中国传统农业的精华,通过对稻鱼共作系统水体浮游植物的种类组成、密度、生物量及多样性进行分析,明确该系统中浮游植物数量变化特性,为进一步开发利用这一经典农艺提供理论基础和实践依据。结果表明,稻田生态系统中浮游植物群落包含蓝藻门、甲藻门、隐藻门、裸藻门、绿藻门和硅藻门等6门,共38属93种。稻鱼共作显著增加稻田水体浮游植物的密度和生物量,降低硅藻和蓝藻的优势度,增加绿藻和裸藻的优势度,提高了稻田水体浮游植物多样性指数。     

三峡水库坝前水域浮游植物群落时空动态研究

于20122013 年对三峡水库坝前水域浮游植物组成、优势种、密度、生物量及多样性进行了周年季度调查, 共鉴定浮游植物151 种属, 其中绿藻门71 种, 硅藻门47 种, 蓝藻门20 种, 隐藻门和甲藻门各4 种,裸藻门和金藻门各2 种, 黄藻门1 种。浮游植物优势种的季节更替明显, 夏季和秋季优势种类为硅藻和绿藻,冬季为硅藻、蓝藻和绿藻, 春季为绿藻、硅藻和隐藻。浮游植物年均密度和生物量分别为3.95106 ind./L 和4.078 mg/L, 空间差异表现为支流和库湾远高于干流, 季节动态表现为夏季最高, 春季和冬季次之, 秋季最低。三峡水库坝前水域浮游植物多样性指数偏低, 水体污染类型属于-中污染。研究为客观了解三峡水库坝前水域浮游植物群落的空间分布与季节变化特征提供一定的参考依据。       

浅水湖泊浮水植物芡实收割对浮游植物群落的影响

浅水湖泊生态系统正遭受广泛而强烈的人为干扰,但是对收割水生植物干扰的研究甚少。于2019年8月对芡实过度生长的陈瑶湖进行通道式分区收割工程,分析了收割芡实（Euryale ferox）前后不同处理组浮游植物群落的变化。研究期间共鉴定出浮游植物6门47属72种,其中收割前63种,收割后71种。收割后浮游植物的细胞密度和生物量均高于收割前,分别增加了39.78%和5.09%。收割芡实导致陈瑶湖浮游植物群落为由蓝藻-绿藻-硅藻-隐藻群落转变为蓝藻-绿藻-硅藻群落。其中蓝藻细胞密度和生物量显著高于收割前（P<0.05）,归因于有害蓝藻（铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa、水华束丝藻Aphanizomenon flos-aquae、小颤藻Oscillatoria tenuis、卷曲鱼腥藻Dolicospermum circinale、小席藻Phormidium tenu）的增加。收割还导致了硅藻群落由附生型向浮游型硅藻的转变,表现为尖针杆藻（Ulnaria acus）减少,而颗粒直链藻极狭变种（Aulacoseira granulata var.angustissima）、梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）增加。在芡实收割过程中,未收割组和河道的浮游植物群落结构在时空分布上无显著性差异（P>0.05）,但收割组在收割后的不同阶段内差异较为明显,其细胞密度和生物量随着收割实验的结束逐渐降低。浮游植物与环境因子的相关性分析表明,水生植被覆盖度、总磷、总氮、溶解氧和叶绿素a浓度是影响浮游植物细胞密度和生物量变化的主要环境因子。综合陈瑶湖水质状态,本研究认为收割芡实并不能缓解浅水湖泊富营养化状况,研究结果为浅水湖泊水生植被的管理提供理论依据。     

NH4+对L-色氨酸发酵的影响

目的:探究NH₄⁺浓度对大肠杆菌E.coli TRTH发酵生产L-色氨酸的影响。方法:通过外源添加试验,利用30 L发酵罐进行分批补料发酵试验,考察E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸过程中生物量、L-色氨酸产量、有机酸含量、耗糖速率、发酵液中NH₄⁺浓度及质粒稳定性变化。建立了大肠杆菌合成L-色氨酸的代谢流平衡模型,应用 MATLAB 软件计算出E. coli TRTH发酵中后期代谢网络的代谢流分布。结果:发酵结果显示,利用NaOH和氨水混合补料,控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,菌体能够以较长时间和较高比生长速率保持对数生长,最终菌体生物量和L-色氨酸产量分别提高了12.16%和19.80%。随着NH₄⁺浓度的增加,发酵液中丙酮酸、乳酸及乙酸浓度均略有增加,细胞质粒稳定性下降。控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸的代谢流量分析结果表明,EMP途径的代谢流量降低7.31%,PP途径的代谢流量增加7.14%,TCA循环的代谢流量降低22.04%。结论:高浓度的NH₄⁺导致菌体生长提前结束,耗糖速率降低,产酸受阻,控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,解除了NH₄⁺对菌体生长和产物生成的抑制,使得菌体生物量和L-色氨酸产量大幅提高,实现了高密度发酵培养的目的。     

稻虾共作水体浮游植物群落结构特征分析

为认识稻虾共作水体浮游植物群落结构特征, 于2016年4月至12月对江汉平原4处稻虾共作水体浮游植物和理化因子开展了逐月调查与分析。共鉴定出浮游植物7门124种, 其中绿藻78种、蓝藻16种、硅藻15种、裸藻3种、隐藻2种、甲藻7种、金藻3种。6—9月浮游植物的种类数、细胞密度、叶绿素a含量达到最大值, 最小值出现在12月份; 浮游植物细胞密度波动范围在1.37×105—2.93×108 cells/L, 叶绿素a含量的变化范围为0.15—208.60 μg/L。调查期间浮游植物的优势种共28种, 主要优势种有颤藻、蓝纤维藻、微囊藻、小球藻、隐藻等。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数周年变化范围为0.64—6.3, 多样性指数最高出现在10月份, 最低出现在8月份。结果显示, 稻虾共作水体浮游植物群落结构较复杂, 细胞密度变化显示时空的一致性, 优势种组成以及优势度存在明显的空间差异(P<0.05), 稻田的浅水环境以及小龙虾的养殖行为显著影响浮游植物群落的结构。鉴于藻类作为初级生产者对于水生态环境和小龙虾健康具有重要作用, 关注种养结合水体中藻类群落的演变规律对于保障稻田种养的综合效益具有积极意义。     

上海公园水体夏季浮游植物群落与环境因子的关系

为了解公园水体浮游植物群落状况,分析浮游植物物种分布和环境因子之间的关系,揭示浮游植物物种对生态环境的需求,于2008年7月和9月对上海市11个公园水体浮游植物群落进行了调查,对获得的浮游植物数据和环境因子数据进行典范相关分析(CCA),并绘制了物种与环境因子关系的二维排序图。结果表明：调查期间共鉴定出浮游植物384种,隶属于8门,浮游植物密度范围为2.01×10⁵～57.60×10⁵ cells·L^-1;群落组成以蓝藻、裸藻、硅藻和绿藻为主,主要优势种有细微颤藻、无常蓝纤维藻、尾裸藻、颗粒直链藻、梅尼小环藻、普通小球藻、四尾栅藻等;7月影响浮游植物分布的主要环境因子依次为铵态氮、溶解氧、水温和总磷,而9月的pH值、水温、溶解氧、透明度和总氮含量对浮游植物的分布产生影响较大;其中,透明度和浮游动物量是影响隐藻、甲藻和硅藻藻类生物量的主要环境因子,而蓝藻、裸藻、绿藻主要受水体氮磷营养盐浓度和溶解氧的影响。     

氮素形态对杉木幼苗侧根生长和叶片光合特性的影响

以3月龄的杉木实生苗为试验材料,分析了不同氮素形态——硝态氮(NO₃^- N)、铵态氮(NH4⁺ N)和硝酸铵(NH₄NO₃)(氮素浓度均为3 mmol·L^-1)对杉木幼苗侧根生长、叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以揭示杉木幼苗对不同形态氮的偏好性,以及不同形态氮肥下杉木幼苗侧根生长和光合生理的响应特征,为杉木苗期氮肥管理提供理论依据。结果显示：(1)不同氮素形态对杉木幼苗地上部和侧根生物量具有显著影响,其中NH₄⁺ N处理下幼苗地上部和侧根生物量最大,NO₃^- N处理次之,而NH₄NO₃处理最小。(2)NH₄⁺ N和NO₃^- N处理下杉木幼苗总根长、根系总表面积和根系总体积均显著高于NH₄NO₃处理(P＜0.05),且NH₄⁺ N处理又显著高于NO₃^- N处理,但不同氮形态处理间侧根数量差异不显著。(3)NH₄⁺ N处理下杉木幼苗叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显高于NO₃^- N和NH₄NO₃处理,但NO₃^- N和NH₄NO₃处理之间无明显差异。(4)NH₄⁺ N处理下杉木叶片初始荧光强度低于NO₃^- N处理,而最大荧光强度、可变荧光强度和PSⅡ潜在活性却高于全硝氮和硝铵氮处理。上述结果表明,NH₄⁺ N处理不仅有利于杉木幼苗侧根生长发育,且其叶片具有较强的光合能力,较高的PSⅡ中心稳定性、光化学活性以及电子传递效率,从而更有利于植株生长。因此,从根系生长和光合特性来看,杉木幼苗对铵态氮具有偏好性。     

太湖梅梁湾湖岸带浮游植物群落演替及其与水华形成的关系

利用2009～2010年周年观测数据,结合江苏太湖湖泊生态系统研究站15年监测数据,分析了太湖梅梁湾湖岸带浮游植物群落演替及其与蓝藻水华形成的关系.50次周监测结果表明:蓝藻门(Cyanophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)分别占浮游植物总生物量的60%、16%和22%.冬春季绿藻、硅藻为主要优势种,夏秋季蓝藻门的微囊藻占绝对优势.4月下旬～6月初,平均温度低于20℃,蓝藻没有大规模生长,硅藻门、绿藻门生物量急剧降低,总生物量小于1mg·L^-1;随后温度超过25℃,蓝藻迅速增长并很快成为绝对优势,蓝藻增加滞后于绿藻、硅藻的减少.在营养盐充足、物理因素合适的条件下,浮游植物群落结构自然演替是蓝藻水华形成的主要原因之一.     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

2017年中国植物科学若干领域重要研究进展

2017年中国植物科学继续保持高速发展态势, 重大成果频出, 具体表现在中国植物学家在国际顶级学术期刊发表的文章数量平稳上升。中国植物科学领域的研究工作者成果精彩纷呈, 如新型广谱抗病机制的发现、水稻广谱抗病遗传基础及机制和疫霉菌诱发病害成灾机制研究等。2017年中国生命科学领域十大进展评选中, 有两项植物科学领域的研究成果入选。水稻生物学、进化与基因组学和激素生物学等领域学科发展突出。另外, 值得一提的是, 长期从事高等植物与代谢途径调控分子网络研究和水稻品种设计育种的李家洋院士的研究成果“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获2017年国家自然科学一等奖。这一具有重大国际影响的开创性贡献标志着中国植物科学在该领域的国际科学前沿居于引领和卓越地位。该文对2017年中国本土科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了系统梳理, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域发展的最新前沿动态, 与广大读者共同分享我国科学家所取得的辉煌成就。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义。综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望。     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义.综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望.     

Changes in aquatic vegetation in Rhine floodplain streams in Alsace in relation to disturbance

Abstract. Changes are described in aquatic vegetation in oligotrophic, groundwater-fed Rhine floodplain streams in Alsace (eastern France), resulting from disturbance. Disturbance factors include changes in nutrients, either permanent ones - effluent from a waste water treatment plant or trout hatcheries - or periodic ones: flooding. Regular inputs of high levels of phosphate and ammonia modified the macrophyte vegetation in these streams. The floristic composition, which was characteristic of oligotrophic waters upstream of the eutrophicated sector, changed to that of a eutrophic situation as originally found downstream. Periodic disturbance by floods which normally occur once a year, irregularly eutrophicates the small streams, causing the development of a mixture of eutrophic and oligotrophic species. Six macrophyte communities are distinguished, indicating different trophic levels. The aquatic vegetation is adapted to the variations of phosphate and ammonia levels. Hence, aquatic macrophytes can be used as bio-indicators of fluctuations in water nutrient levels in relation to the type of disturbance.     

Apoptosis in experimental myocardial infarction in situ and in the perfused heart in vitro

We report the appearance of apoptotic cells in experimental myocardial infarction (rabbit heart) in in situ and in vitro preparations. Apoptosis was recognized by intravital staining with Hoechst 33342 (Ho342), by nick-end labeling (TUNEL) and by DNA laddering. A steady rise in the relative number of apoptotic cardiomyocytes (apoptotic index) was noted in in situ preparations. Apoptosis was first noted 6 h after the onset of ischemia with its highest value occurring after 72 h. Apoptotic nuclei were absent in remote areas of the left and right ventricles. Apoptotic nuclei within the infarcted area showed diminished intensity of Ho342 fluorescence. Three days after ischemia, a border zone adjacent to the infarcted area consisting of apoptotic macrophages was recognized. A novel finding was the appearance of apoptotic cardiomyocytes in the isolated perfused ischemic heart. Occurring as early as 50 min after the onset of ischemia, a high apoptotic index was present adjacent to the ligature placed around the coronary artery. This observation provides the opportunity to selectively examine factors leading to apoptosis in the ischemic heart under controlled experimental conditions.     

节肢动物内共生细菌研究进展

节肢动物门是动物界最大的门,占整个动物种数的80%,全世界约有120万现存种。节肢动物在生长发育过程中会感染多种微生物,这些微生物会与其形成协同进化和互利共生的关系。内共生细菌是一类广泛分布于节肢动物体内的共生微生物,能够进行垂直传播和水平传播,对宿主的生长发育、生殖代谢、适应性、免疫功能和进化等诸多方面均具有重要的作用。目前,随着现代分子生物学理论和技术的发展,节肢动物内共生细菌相关研究主要集中在对其宿主的生殖调控功能、与其宿主、宿主寄主植物以及其宿主体内微生物和宿主天敌间互作关系等方面。因此,利用内共生细菌对昆虫种群动态的生殖调控功能,阻断热带蚊虫带来的疾病或植物病害的传播并对宿主昆虫进行种群压制或种群替换,可达到防控害虫的目的。本文从节肢动物内共生细菌的传播方式、对其宿主生物学效应以及内共生细菌与其宿主、宿主寄主植物、宿主天敌和宿主体内微生物互作关系等多方面进行概述,并对内共生细菌今后研究方向进行展望,以期为生物进化、物种形成和种群压制提供参考。