渤海浒苔属绿藻调查

于2009年至2010年对渤海及其周边10个沿海城市和6个岛屿的浒苔属绿藻进行了调查,初步确定该海区缘管浒苔、肠浒苔、扁浒苔、浒苔、条浒苔5个种类的地理分布情况。并对生物量进行了评估。与历史资料相比,渤海中辽东湾、渤海湾和莱州湾三个湾内的浒苔多样性和生物量下降明显或保持较低水平,湾周边地区则维持较高水平。此外,在近海人工基质上,以浒苔属为主的绿藻相对于红藻、褐藻分布更为广泛。     

浒苔多糖的分离,纯化和分析

浒苔经热水提取,Ｓｅｖａｇｅ法除去蛋白质,用乙醇沉淀,Ｓｅｐｈａｄｅｘ－Ｇ－１００柱层析,得浒苔多糖（简称ＥＰ）精制品。经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－２００柱导析鉴定为单一对称性洗脱峰。红外光谱分析具有多糖特征吸收峰,紫外光谱分析表未见有核酸和蛋白质的特征及吸上峰,总糖含量为８８．８％,基中糖酸酸含量为３３．６％。单糖组成为Ｌ－阿拉伯糖,Ｌ－岩藻糖,Ｄ－甘露糖,Ｄ－半乳糖及Ｄ－葡萄糖。平均分子量为２５００     

浒苔Enteromorpha prolifera组织培养初步研究

通过将大型绿藻--浒苔切成一定大小的藻体片段,在实验室条件下用液体和固体平板组织培养的方法,系统地研究了在藻体切段条件下,浒苔组织块中细胞的发育路径和趋势.在培养的过程中发现叶状体中细胞的发育能力和方向都具有明显的极性,且浒苔组织块中细胞的发育速度和规模与组织块大小和其组织块中的位置有关.在切段培养的条件下,浒苔细胞有5种发育途径:1.分化为孢子囊,2.细胞极化下端延伸形成类似于假根的结构,3.分裂成细胞团并在后续的发育过程中成苗,4.细胞进一步极化形成带假根的单细胞苗,5.维持一定状态不再分化.而切段培养条件下,藻段中的不同细胞可能发生不同的发育情况.     

基于全局灵敏度分析的浒苔生长影响参数研究

近年来,以浒苔为主的绿潮灾害频发。构建了浒苔生长模型,以定量分析浒苔生长过程,探索浒苔爆发机理。参数不确定性是模型不确定性的主要来源,以参数灵敏度分析为基础的参数优化有利于提高模型精度,采用Morris方法对模型涉及的主要参数进行了全局灵敏度分析,以研究浒苔生长的主要影响参数。不同于其他有关大型绿藻的模型模拟,模型同时考虑了幼体浒苔和成熟浒苔的生物量变化,并修正了营养盐限制函数以及温度计算函数。全局性的参数灵敏度分析结果表明,最适温度(T_(opt))、光合作用最适光强(Is)、最大发芽率(G_(max))、浒苔生长所需的氮含量的半饱和系数(kqn)、最大氮摄取率(V_(maxn))这5个参数在浒苔生长模型中具有较大灵敏性。其中,T_(opt)影响最大,Is和V_(maxn)其次,说明浒苔生长主要受温度光照和氮含量限制。相较于局部灵敏度分析仅关注单个参数变化、依赖于初值选取等缺陷,全局灵敏度分析同时从各个参数的取值范围上分析参数对模型结果的影响,能揭示参数之间相互作用的影响。此外,灵敏度较大的参数往往和其他参数之间存在较大相关性。     

两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制

为了探讨温度对大型海藻无机碳利用机制的影响,选择了潮间带常见的绿藻缘管浒苔 （Ulva linza）和浒苔（Ulva prolifera）为实验材料,研究了碳酸酐酶抑制剂乙酰唑磺胺（AZ）和己氧苯并噻唑磺胺（EZ）在不同的温度下对藻体光合作用的影响。实验设置6个温度梯度（5、10、15、20、25和30℃）。结果表明,缘管浒苔和浒苔都有很强的无机碳利用能力,而温度对此有显著的影响。但他们之间存在明显的种间差异。缘管浒苔对温度的依赖性要强于浒苔,其对温度的适应范围要窄于浒苔,尤其是在高温下（30℃）,缘管浒苔的最大光合作用能力与最适温度相比下降了56%,而浒苔仅为20%,这表明在高温的情况下,浒苔比缘管浒苔具有更强的生存适应能力,这是浒苔能够在绿潮藻占有绝对优势的原因之一。对缘管浒苔来说,在低温（5℃）和高温（30℃）时,无机碳的转运主要是通过胞外碳酸酐酶的催化作用,而在15℃时,加入胞外碳酸酐酶的抑制剂对无机碳的转运没有明显的影响,这表明在此温度下其他无机碳转运形式可以有效补偿胞外碳酸酐酶的作用。在其他的温度下,胞外碳酸酐酶和其他无机碳转运方式各占一定的比例。而对于浒苔来说,在低温5℃时,其他无机碳转运形式占主要作用,而从10℃开始,胞外碳酸酐酶作用比例显著增加,并且保持在相同的水平上。     

条浒苔和缘管浒苔对镉胁迫的生理响应比较

为探讨大型海藻对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以条浒苔（Enteromorpha clathrata）和缘管浒苔（Enteromorpha linza）为试验材料,研究了不同浓度的镉（Cd2 ）处理7天对两个浒苔品种的生长、叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）含量、叶绿素荧光参数以及可溶性糖（SS）和可溶性蛋白含量（SP）的影响。结果表明：随着Cd2 浓度的增加,条浒苔和缘管浒苔鲜重和相对生长速率（RGR）与对照相比显著下降,且条浒苔的鲜重和RGR降低幅度大于缘管浒苔。镉胁迫下,叶绿素和类胡萝卜素含量、叶绿素a/叶绿素b（Chla/Chlb）、PSⅡ最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光能转化效率（Yield）、最大相对电子传递速率（rETRmax即Pm）和光能利用效率（α）、可溶性蛋白含量随着Cd2 浓度的升高均出现下降趋势,除了叶绿素外,条浒苔的其它指标的降幅要大于缘管浒苔。随着镉胁迫强度的增加,浒苔可溶性糖含量呈现逐渐显著上升。上述表明,条浒苔和缘管浒苔对Cd2 胁迫均具有一定的适应能力,且缘管浒苔耐镉性高于条浒苔。在镉胁迫下,维持较高的Car含量、Chla/Chlb、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、SS含量、SP含量是缘管浒苔耐镉性高于条浒苔的主要原因。     

浒苔多糖的降血脂及其对SOD活力和LPO含量的影响

浒苔多糖剂量１５０ｍｇ／ｋｇ可使高胆固醇血症小鼠血清胆固醇下降２２％,剂量１６８ｍｇ／ｋｇ可使高脂血症大鼠ＴＣＨ和ＴＧ分别降低５８％和６１％,ＨＤＬ升高２７％,剂量２５０ｍｇ／ｋｇ可分别提高血清、脑和肝ＳＯＤ活力３３％、１１８％和２２４％,剂量１６８ｍｇ／ｋｇ对高血脂大鼠血清和心脏ＬＰＯ含量降低３５％和４６％。     

土壤水分遥感监测研究进展

土壤水分是陆地表面参数化的一个关键变量。土壤水分含量随时空的转换而变化,在地-气界面间物质、能量交换中起着重要的作用,是农作物生长发育的基本条件和农作物产量预报的重要参数。遥感技术具有大面积同步观测,时效性、经济性强的特点,为大面积动态监测土壤水分提供了可能。总结了近年来国内外遥感监测土壤水分理论、方法的发展和应用,介绍了目前几种比较成熟和广泛应用的土壤水分遥感监测方法与模型,对比分析了各种监测方法的优缺点,指出了土壤水分遥感监测方法存在的不足,指明了今后发展的方向,展望了土壤水分遥感监测方法的发展趋势。     

缘管浒苔和浒苔对海水盐度胁迫的生理响应

为探讨大型海藻对盐度的生理响应及其适应机制,以缘管浒苔和浒苔为试验材料,研究了不同盐度的稀释或浓缩海水处理10 d对浒苔属植物鲜质量(FM)、相对生长速率(RGR)、相对电导率(REC)、叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)、叶绿素荧光参数和渗透调节能力(OAA)的影响.结果表明:与对照相比,10％ ～ 200％海水处理均明显促进两浒苔属品种的FM和RGR,缘管浒苔和浒苔分别在100％和50％海水处理下的FM和RGR达到最大值;300％海水处理显著抑制两浒苔生长,缘管浒苔受抑制程度较大;缘管浒苔的生物量仅在50％、100％海水处理下呈现正增长,浒苔生物量在10％、50％、100％、200％海水处理下均呈现正增长.10％海水处理下,两浒苔的Chl、Car、Chl a/Chl b显著上升,且随海水盐度的增加,呈现先增后降,缘管浒苔和浒苔的Chl、Car、Chl a/Chl b分别在100％、50％海水处理下达到最大值.随盐度的增加,叶绿素荧光参数PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转化效率(Yield)、最大相对电子传递速率(rETRmax)、光能利用效率(α)和半饱和光强(Ik)都显示与Chl相同的变化趋势.10％ ～ 300％海水处理下,浒苔属均表现出一定的OAA,缘管浒苔在100％海水处理下,OAA达到最大值,浒苔在50％海水处理下,OAA达到最大值.两浒苔的生长指标除与Chl/Car无明显的相关性,与REC呈极显著负相关,与Chl、Car、Chl a/Chl b、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、Ik、OAA呈极显著正相关.100％和50％海水处理分别对缘管浒苔和浒苔的生长最适宜,浒苔生长适应盐度的范围比缘管浒苔宽.REC、Chl、Car、Chl a/Chl b、Fv/Fm、Yield、rETRmmax、α、Ik和OAA均可以作为浒苔属植物生长盐适应性的评价指标.     

浒苔多糖的分离、纯化和分析

浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａｐｒｏｌｉｆｅｒａ）经热水提取,Ｓｅｖａｇｅ法除去蛋白质,用乙醇沉淀,ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－１００柱层析,得浒苔多糖（简称ＥＰ）精制品。经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－２００柱层析鉴定为单一对称性洗脱峰。红外光谱分析具有多糖特征吸收峰,紫外光谱分析未见有核酸和蛋白质的特征吸收峰。总糖含量为８８．８％,其中糖醛酸含量为３３．６％。单糖组成为Ｌ－阿拉伯糖、Ｌ－岩藻糖、Ｄ－甘露糖、Ｄ－半乳糖及Ｄ－葡萄糖,平均分子量为２５０００。     

外来入侵植物凤眼莲遥感监测方法研究

【目的】凤眼莲作为我国典型的外来入侵物种之一,其大规模入侵对水生生态系统破坏严重。目前在不同生境下开展的凤眼莲遥感监测方法研究精度有所不同。本研究对比了不同分类方法,拟筛选出适合我国南方地区凤眼莲的分类方法。【方法】基于Sentinel-2、Landsat8 OLI多光谱影像,选择最大似然和支持向量机监督分类、决策树分类以及植被指数阈值分类方法分别对海南省5个水库的凤眼莲遥感分类,依据无人机可见光影像目视结果对不同方法的分类精度进行评价。【结果】基于凤眼莲时相特征的决策树分类精度最高,总体精度达到90%以上;在基于光谱特征的分类方法中,最大似然监督分类的用户精度为77.88%、制图精度为72.44%,支持向量机分类的用户精度和制图精度分别达到87.00%和84.48%。【结论】基于时相特征与光谱特征的决策树分类方法精度高于仅基于光谱特征的监督分类方法,简单植被指数阈值方法难以区分不同生境内的凤眼莲,研究结果可为我国南方地区凤眼莲遥感监测与预警提供依据。     

Evaluation of remote sensing techniques for monitoring giant kelp populations

Photographs and maps of the floating canopy of the giant kelp, Macrocystis pyrifera, provide an important data source to monitor nearshore water quality in southern California. Declines in water quality related to turbidity from coastal development, ocean discharges, and non-point source runoff have caused reductions in the areal extent of these kelp beds. Historically the kelp beds have been monitored by a variety of methods including small format infrared and color photography. New digital remote sensing instruments combined with geographical information system (GIS) databases offer an efficient method for collecting and analyzing data on changes in kelp bed size and location. SPOT satellite imagery has been found to provide adequate resolution for mapping the larger beds of giant kelp along the California coast. Beds smaller than 10 ha are not resolved well with SPOT imagery and need to be mapped with a resolution greater than the 20 m pixel size provided by the SPOT multispectral imagery. Imagery from a prototype of the Positive Systems ADAR system, an airplane mounted multispectral video sensor, provided a spatial resolution of 2.3 m in 4 spectral bands. ADAR imagery taken on 2 October 1991 of the San Onofre Kelp Bed in northern San Diego County showed 39% more kelp than small format color infrared photography made during the same time period.     

遥感在生物多样性研究中的应用进展

随着人口的持续增长, 人类经济活动对自然资源的利用强度不断升级以及全球气候变暖, 全球物种正以前所未有的速度丧失, 生物多样性成为了全球关注的热点问题。传统生物多样性研究以地面调查方法为主, 重点关注物种或样地水平, 但无法满足景观尺度、区域尺度以及全球尺度的生物多样性保护和评估需求。遥感作为获取生物多样性信息的另一种手段, 近年来在生物多样性领域发展迅速, 其覆盖广、序列性以及可重复性等特点使之在大尺度生物多样性监测和制图以及评估方面具有极大优势。本文主要通过文献收集整理, 从观测手段、研究尺度、观测对象和生物多样性关注点等方面综述了遥感在生物多样性研究中的应用现状, 重点分析不同遥感平台的技术优势和局限性, 并探讨了未来遥感在生物多样性研究的应用趋势。遥感平台按观测高度可分为近地面遥感、航空遥感和卫星遥感, 能够获取样地-景观-区域-洲际-全球尺度的生物多样性信息。星载平台在生物多样性研究中应用最多, 航空遥感的应用研究偏少主要受飞行成本限制。近地面遥感作为一个新兴平台, 能够直接观测到物种的个体, 获取生物多样性关注的物种和种群信息, 是未来遥感在生物多样性应用中的发展方向。虽然遥感技术在生物多样性研究中的应用存在一定的局限性, 未来随着传感器发展和多源数据融合技术的完善, 遥感能更好地从多个尺度、全方位地服务于生物多样性保护和评估。     

无人机遥感在生态学中的应用进展

无人机与遥感技术的结合,即无人机遥感。与传统的以卫星和有人机遥感相比,无人机遥感具有高时效、高时空分辨率、云下低空飞行、高机动性等优势,是传统卫星和有人机遥感手段所无法比拟的。这些优点使得无人机在生态学和保护生物学等领域获得迅速发展。首先对无人机遥感技术的发展历程、系统组成、分类与选型、应用优势等进行了介绍。在此基础上,对无人机在生态学中的应用案例进行了总结,内容涉及生境监测、植物物候调查、动物监测等方面。最后通过比较国内外相关领域的研究进展对无人机生态学存在的问题(技术门槛较高和法律法规不完善等)和潜在应用前景进行了探讨。     

利用遥感光谱法进行农田土壤水分遥感动态监测

自 1 997年 4月至 1 998年 1 0月 ,在甘肃省定西县进行了大面积 0～ 5 0 cm土层农田土壤水分按每 1 5 d本底资料实际观测 ,对此间收到的 5幅 TM与 7幅 NOAA卫片数据资料进行了加工处理 ,并对地面光谱资料也进行了观测。在光谱反演与光谱和土壤水分相关性分析基础上 ,利用遥感技术和地理信息系统 ,初步建立了典型试验区 ( 3× 3km2 )遥感信息与土壤含水量之间的遥感光谱相关监测模型 ,做出了观测区土壤水分含量分布图和得到了大面积农田土壤水分宏观动态监测结果 ,并同地面实测土壤水分进行了精度校正。研究结果表明 ,文中提出的“光学植被盖度”概念 ,对土壤水分遥感监测研究是有益的 ,利用遥感光谱法和数学统计方法求出了有关物理参数 ,初步建立了 TM与 NOAA光谱水分监测模型 ,其模型监测 0～2 0 cm土层含水量的精度达到 90 %以上 ,实际监测土壤水分精度达到 72 .3% ;在遥感监测 2 0～ 5 0 cm土层土壤含水量中 ,利用遥感模型监测土壤水分精度达到 80 %以上 ,实际遥感监测精度达到 60 %左右 ,其结果可有效指导干旱半干旱雨养农业区春耕时间和动态监测大面积土壤墒情 ,可为农业生产提供科学依据。另外 ,经地面大量观测表明 ,一般来说 ,当土壤含水量为田间最大持水量的 5 5 %～ 85 %时 ,从生长状况和经济     

基于转录组平台的蛤仔微卫星标记筛选

以菲律宾蛤仔转录组测序所得拼接序列为基础,采用MISA软件进行微卫星分析,对其中的145个微卫星位点进行引物设计,得到具有清晰扩增条带的微卫星位点58个。对大连庄河野生蛤仔群体的扩增结果表明,18个位点显示单态性,40个位点表现为多态性。该群体40个多态性微卫星位点得到的等位基因数在2—6之间,平均等位基因数为3.4250±0.9718,观测杂合度和期望杂合度分别在0.0000—1.0000和0.0615—0.7996之间,平均值分别为0.2727±0.2272和0.4739±0.1902,群体平均Nei指数为0.4664±0.1872。多态信息含量(PIC)在0.0586—0.7529之间,平均值为0.4148±0.1707,其中16个微卫星位点的PIC值大于0.5,为高度多态性,15个位点0.25PIC0.5,为中度多态性,其余9个为低度多态性。经Sequential Bonferroni校正的Hardy-Weinberg平衡检验,有10个位点尚未偏离平衡。基于转录组平台筛选微卫星标记的方法,在很大程度上推动了DNA分子标记的开发。研究开发的微卫星标记可用于蛤仔群体遗传学、遗传连锁图谱构建及其他相关研究,为蛤仔分子标记辅助育种及群体种质保护等工作提供技术支持。     

Isolation of two novel mannan- and L-fucose-binding lectins from the green alga Enteromorpha prolifera: biochemical characterization of EPL-2

EPL-1 and EPL-2 represent lectins isolated from the green alga Enteromorpha prolifera. Both lectins are 20- to 22-kDa single-chain, nonglycosylated proteins. N-terminal sequence analysis of peptides representing over 70% of their primary structures shows that EPL-1 and EPL-2 represent novel proteins. Sedimentation-diffusion equilibrium experiments showed that EPL-1 and EPL-2 had average apparent molecular masses of 60000+/-6000 Da (EPL-1) and 59500+/-3000 Da (EPL-2), indicating that EPL-1 and EPL-2 have a tendency to self-associate into higher order aggregates, possibly homodimers and homotetramers, in equilibrium. The carbohydrate-binding specificity of EPL-2 was studied by enzyme-linked lectin assay and intrinsic fluorescence measurements. The results show that the combining site of EPL-2 is capable of accommodating both D-mannose and L-fucose, which share the conformation of the hydroxyl groups at positions 2 (axial) and 4 (equatorial), and includes subsites for the substituents at O1 and for branched mannose residues.     

In vitro and in vivo immunomodulatory activity of sulfated polysaccharides from Enteromorpha prolifera

Water-soluble sulfated polysaccharides extracted from Enteromorpha prolifera and fractionated using ion-exchange chromatography (crude, F₁, F₂ and F₃ fractions) were investigated to determine their in vitro and in vivo immunomodulatory activities. The sulfated polysaccharides, especially the F₁ and F₂ fractions, stimulated a macrophage cell line, Raw 264.7, inducing considerable nitric oxide (NO) and various cytokine production via up-regulated mRNA expression. The in vivo experiment results show that the sulfated polysaccharides (the crude and F₂ fractions) significantly increased Con A-induced splenocyte proliferation, revealing their potential comitogenic activity. In addition, IFN-γ and IL-2 secretions were considerably increased by the F₂ fraction without altering the release of IL-4 and IL-5. This implies that the F₂ fraction can activate T cells by up-regulating Th-1 response and that Th-1 cells might be the main target cells of the F₂ fraction. These in vitro and in vivo results suggest that the sulfated polysaccharides are strong immunostimulators.     

土壤水分遥感反演研究进展

土壤水分精确反演对于理解和解决农业生产、生态规划以及水资源管理中的科学与实际问题至关重要。目前,大量的反演算法被广泛用于土壤水分估算,全球土壤水分遥感反演产品不断发布,反演算法与产品数据集的应用前景亟待系统梳理。基于不同谱段遥感探测技术中的土壤水分反演方法存在各自的特点、优势和局限性。除反演方法研究外,土壤水分遥感反演研究热点可被归纳为遥感土壤水分产品评估、在相关领域的应用、数据同化3个方面。大量研究表明土壤水分遥感反演产品在生态、水文、干旱等研究中表现出巨大的潜力,且在部分研究中已经得到应用。但目前土壤水分的遥感观测与应用需求仍存在一定的差距,因此最后对土壤水分遥感反演在探测的精度和准确度两个方面及其解决方案进行了总结与展望。