天津地区寄生烟粉虱的桨角蚜小蜂分子鉴定和遗传多样性分析

挖掘本土天敌资源是害虫生物防治的有效手段。桨角蚜小蜂Eretmocerus spp.是烟粉虱Bemisia tabaci重要的寄生性天敌之一,明确桨角蚜小蜂本地种类及遗传分化关系,对本土天敌资源挖掘具有重要意义。本研究在天津5个地区采集了13个地理、寄主的桨角蚜小蜂种群,利用线粒体mtDNA COI基因片段作为分子标记,进一步通过MEGAX、DnaSP 5.10等软件进行遗传分化分析。结果表明,本研究所采种群中包含2种桨角蚜小蜂,其中测得蒙氏桨角蚜小蜂Eretmocerus mundus mtDNACOI基因序列20条(755 bq),未命名桨角蚜小蜂Eretmocerus sp. WTT-2016 mtDNA COI基因序列20条(739 bq)。两种桨角蚜小蜂的遗传多样性均较低,其中蒙氏桨角蚜小蜂Hd=0.368,Pi=0.00557,K=4.205;未命名桨角蚜小蜂Hd=0.616,Pi=0.00106,K=0.784。错配分析表明,蒙氏桨角蚜小蜂在天津种群较稳定,近年来未出现扩张现象。     

基于amoA基因扩增子高通量测序的氨氧化古菌多样性分析方法

【背景】对于环境样品中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)多样性的研究,利用amoA功能基因作为分子标记会比16SrRNA基因有更强的特异性和更高的分辨率,能更准确地反映环境样品中氨氧化古菌的种群结构和分布特征。然而,目前对amoA基因扩增子高通量测序的分析存在两大限制因素:一是缺乏相应的amoA基因参考数据库;二是AOA amoA基因在种水平上的相似性阈值未知,分析过程中没有明确的划分种水平操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)的阈值。【目的】构建基于amoA功能基因序列分析氨氧化古菌多样性的方法,为基于高通量测序的功能微生物多样性分析提供参考。【方法】基于目前已通过分离纯化或富集培养获得的34株氨氧化古菌及功能基因数据库中收录的环境样品amoA基因序列,构建氨氧化古菌amoA基因参考数据库。通过菌株间两两比对获得的amoA基因相似度与16SrRNA基因相似度的相关性分析,确定amoA基因在种水平上的相似性阈值。基于MOTHUR软件平台,利用建立的参考数据库和确定的阈值对南海一个垂直水体剖面样品的amoA基因序列进行多样性分析。【结果】构建了含有26 091条序列信息的古菌amoA基因参考数据库,确定了89%作为分析过程中古菌amoA基因划分种水平OTU的阈值,对南海水体样品氨氧化古菌的多样性分析结果很好地显示了南海不同深度水层水体中氨氧化古菌的种群结构和系统发育关系,有效揭示了南海氨氧化古菌的垂直分布差异。【结论】建立了基于amoA基因高通量测序的氨氧化古菌多样性分析方法,此方法可以有效分析环境样品中氨氧化古菌的多样性。     

中耕地类型及其土壤氮磷储量的变化

过去60a间,长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被类型,特别是耕地类型发生了显著地转变,并对其土壤全氮和全磷产生了明显地影响。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集1965年前土壤全氮、全磷历史数据,采用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了1940—2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮、全磷储量的变化。结果表明: 近60a来,在86×103 km2的区域中有47%的面积发生了变化,其中33%的面积是耕地类型转化。耕地面积减少18.6%（-16.0×103 km2）,其中稻田面积减少21.5%（-18.5×103 km2）,种植木本作物的旱地面积减少1.7%（-1.5×103 km2）;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地的面积分别增加了3.5%（3.0×103 km2）和2.0%（1.7×103 km2）。尽管稻田面积大幅减少,但其仍是区域中面积最大的土地利用覆被类型。 1940—2002年,有98%的可能性区域耕地0—30 cm土壤全氮储量净减少,而其0—30 cm土壤全磷储量则无明显变化。区域耕地土壤全氮储量明显减少（-7.2 Tg N）,主要受稻田土壤全氮储量显著减少（-8.0 Tg N）的影响,而稻田面积大幅减少是导致稻田土壤全氮储量减少的主要原因。与此同时,种植木本作物的旱地的土壤全氮储量减少了0.7 Tg N;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地分别增加1.3和0.7 Tg N。区域耕地土壤全磷储量变化不明显,主要受稻田土壤全磷储量无明显变化的影响。尽管稻田面积大幅减少,但由于稻田土壤全磷密度增加了29%（其净增加的可能性为76%）;加之稻田土壤全磷密度变异较大,所以稻田土壤全磷储量并没有明显减少,其净减少的可能性仅为64%。与此同时,有75%的可能性种植木本作物的旱地的土壤全磷储量净减少,但仅减少了0.3 Tg P;而种植木本作物的水浇地和种植1年生作物的水浇地土壤全磷都有少量增加,分别为0.7 和0.4 Tg P。 通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集土壤历史数据、结合尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,能够揭示1940—2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮和全磷储量的变化。     

西洋参根残体对自身生长的双重作用

无论在自然生态环境还是在人工农田环境下,植株残体进入土壤后都会对土壤的物理化学性质以及后茬植物的生长产生重要影响。西洋参（Panax quinquefolium L.）为人参属多年生名贵药材,在栽培生产中存在严重的连作障碍问题。为了探明秋后残留在土壤中的须根降解产物对来年植株生长的影响,以及收获后残留在田间的根茬对连作西洋参生长的作用,本实验以3年生西洋参苗为研究对象,采用室内水培试验以及田间盆栽试验,通过添加西洋参根的粉碎物模拟根残体,测定其对西洋参生长的影响。水培试验中全营养液中分别添加0.02 mg/mL、0.1 mg/mL、0.5 mg/mL西洋参根粉碎物,处理后每隔5天测定植株叶片展开情况、株高、冠幅等生长指标。盆栽试验在土壤中添加0.1 mg/g根粉碎物,于栽种后1-2个月测定西洋参叶片展开情况、株高、冠幅等生长指标;水培及盆栽试验均于展叶期、现蕾期、结果期测定地上部及地下部生物量。采用高效液相色谱法（HPLC）测定根围土壤中8种酚酸类化合物的含量。试验结果表明,水培溶液中添加0.02-0.5 mg/mL根残体,可显著抑制西洋参自身地上部分生长,推迟展叶期,结果期生物量降低14.9%-45.0%;对地下部分的影响主要表现为在展叶期显著促进须根生长(p<0.05)。与水培试验相比,盆栽土壤中添加0.1 mg/g根残体同样导致西洋参展叶期推迟;不同的是处理组的地上、地下部及须根的平均生物量均高于对照。另外,添加根残体后盆栽西洋参根围土壤中丁香酸、香草醛、p-香豆酸、阿魏酸等酚酸类化感物质含量下降49.1%-81.4%,但作为逆境信号物质的水杨酸含量升高59.9%。以上结果可以初步确认根残体对西洋参早期生长具有自毒和促进的双重作用,表现为抑制地上部分生长,导致生物量显著下降;同时在生长早期促进须根生长;但在田间环境下,自毒作用可能受根残体降解速度以及土壤对降解产物吸附的影响有所减弱,使促进作用更为明显。     

基于投影寻踪的天然草地分类模型

提出了基于投影寻踪的天然草地分类模型(GQC-RAGAPP),利用该模型可把各天然草地多维分类指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该草地的环境综合质量越高,根据投影值的大小就可对草地样本集进行合理分类。建议用实码加速遗传算法进行GQC—RAGAPP的建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,克服了目前投影寻踪技术计算过程复杂、编程实现困难的缺点。实例计算的结果说明,直接由样本数据驱动的GQC—RAGAPP模型用于天然草地分类简便可行,适用性和可操作性较强,可应用于各种非线性、非正态高维数据分类、评价等区域可持续发展研究中。     

黄河三角洲菹草生长模型及其对水质的影响

通过连续对菹草生长过程的观测 ,用指数方程拟合了菹草从 10月中旬至第 2年 5月底的整个生长过程 (p<0 .0 0 2 ) ,设K=2 .5 kg/ m2时 ,用 L ogistic方程拟合了从 3月到 5月底的生长过程 (p<0 .0 0 0 )。通过 7月底至 8月初、10月、翌年 3月和 5月份对一个菹草型水库和无或有不同规模水草的 5座水库水生生物的周年调查发现 :(1)菹草型水库 TP最高峰的月份比其它水库的推迟 ,其它水库 10月份 TP最高 ,而菹草型水库 3月份最高 ;(2 )菹草型水库浮游植物最高峰的月份比无水草水库的推迟 ,无水草水库出现在夏季 (7～ 8月份 ) ,草型水库的出现在秋季 (10月份 ) ;(3)菹草型水库 3月份浮游植物生物量明显高于其它水库的 ,其硅藻占据更高的优势度 ;(4 )菹草型水库和其它水库之间的总磷和浮游植物数量的年平均值无明显差别 ;(5 )不同水库藻类数量年平均值与 TP年平均值相关极显著 (p<0 .0 0 5 ) ,而 TP又与氯化物 (Cl)相关极显著 (p<0 .0 0 5 ) ;(6 )水草的存在使p H略有提高 ,并使其在不同时间的波动幅度减小     

基于数据库分析不同类型生境中厌氧氨氧化细菌的多样性分布特征

【目的】厌氧氨氧化过程是一种能在厌氧条件下氧化NH4+同时还原NO2–或者NO3–生成N2的过程,是氮素循环过程的重要途径之一。厌氧氨氧化过程由厌氧氨氧化细菌催化完成,目前通过分子生物学的手段已证实了厌氧氨氧化细菌存在于多种类型的生境中,本文对厌氧氨氧化细菌在不同类型生境中的多样性分布规律进行了系统分析。【方法】基于NCBI数据库中厌氧氨氧化细菌的16SrRNA基因序列,利用Mothur分析平台系统分析了厌氧氨氧化细菌在不同生境中的多样性分布规律和特征。【结果】分析表明,海洋环境中Ca. Scalindua属的厌氧氨氧化细菌占绝对主导;淡水和农业土壤中Ca. Brocadia属的厌氧氨氧化细菌占优势;工程系统中普遍存在Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌;而湿地和河口环境中厌氧氨氧化细菌多样性最高,Ca. Scalindua、Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌均有较高的相对丰度,显示出了陆地与海洋交汇的显著特征。【结论】本研究系统展示了不同的生境中厌氧氨氧化细菌的多样性群落结构生境分布特征,表明环境特征差异直接影响了厌氧氨氧化细菌的种群分布和系统演化。     

消化乳杆菌泡菜分离株W369的鉴定及其益生功能北大核心CSCD

【目的】鉴定从中国传统发酵泡菜分离的1株乳酸菌,并分析其潜在的益生功能。【方法】通过形态观察、生理生化、16S rRNA基因序列分析等方法对分离得到的乳酸菌进行鉴定;评价该菌株的NaCl耐受能力、抗生素最小抑制浓度,以及益生功能。【结果】该菌株鉴定为消化乳杆菌(Lactobacillus alimentarius)W369,在10%的NaCl浓度下仍可以存活;对常用抗生素具有不同程度的敏感性。益生功能分析表明,培养72 h后W369对亚硝酸钠的降解率为92.92%;其体外胆固醇脱除率达到31.80%;发酵液上清具有清除DPPH自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(·O_2~–)和螯合亚铁离子(Fe^(2+))的作用,分别达到(88.02±1.48)%、(43.75±3.10)%和(29.99±2.34)%;完整细胞具有很强的还原能力[(244.52±0.92)μmol/m L半胱氨酸当量]、羟自由基(·OH)清除能力(77.17±0.58)%和抗脂质过氧化的能力(29.67±0.77)%;发酵上清液和无细胞提取物均具有谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性。【结论】消化乳杆菌W369分离株具有亚硝酸盐降解能力、胆固醇清除能力和抗氧化活性等诸多益生功能,具有潜在的应用价值。     

1940—2002年长江中下游平原乡村景观区域中耕地类型及其土壤氮磷储量的变化

过去60a间,长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被类型,特别是耕地类型发生了显著地转变,并对其土壤全氮和全磷产生了明显地影响。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集1965年前土壤全氮、全磷历史数据,采用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了1940-2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮、全磷储量的变化。结果表明:近60a来,在86×103km2的区域中有47%的面积发生了变化,其中33%的面积是耕地类型转化。耕地面积减少18.6%(-16.0×103km2),其中稻田面积减少21.5%(-18.5×103km2),种植木本作物的旱地面积减少1.7%(-1.5×103km2);而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地的面积分别增加了3.5%(3.0×103km2)和2.0%(1.7×103km2)。尽管稻田面积大幅减少,但其仍是区域中面积最大的土地利用覆被类型。1940-2002年,有98%的可能性区域耕地0-30cm土壤全氮储量净减少,而其0-30cm土壤全磷储量则无明显变化。区域耕地土壤全氮储量明显减少(-7.2Tg N),主要受稻田土壤全氮储量显著减少(-8.0Tg N)的影响,而稻田面积大幅减少是导致稻田土壤全氮储量减少的主要原因。与此同时,种植木本作物的旱地的土壤全氮储量减少了0.7Tg N;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地分别增加1.3和0.7Tg N。区域耕地土壤全磷储量变化不明显,主要受稻田土壤全磷储量无明显变化的影响。尽管稻田面积大幅减少,但由于稻田土壤全磷密度增加了29%(其净增加的可能性为76%);加之稻田土壤全磷密度变异较大,所以稻田土壤全磷储量并没有明显减少,其净减少的可能性仅为64%。与此同时,有75%的可能性种植木本作物的旱地的土壤全磷储量净减少,但仅减少了0.3Tg P;而种植木本作物的水浇地和种植1年生作物的水浇地土壤全磷都有少量增加,分别为0.7和0.4Tg P。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集土壤历史数据、结合尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,能够揭示1940-2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮和全磷储量的变化。     

忍冬种子灌浆特性的研究

目的：探究忍冬种子生长发育过程中干物质积累动态规律,为忍冬的繁育以及新品种选育提供基础理论支撑。方法：选用6年生忍冬植株,对发育状态基本相同忍冬花蕾进行标记,自开花第7 d后每隔2 d进行一次采样,对其种子生长动态进行测定。结果：在开花后37 d左右千粒鲜重达到最大值为3.142 4 g/千粒,之后缓慢下降并趋于稳定。忍冬籽粒千粒干重最大值为2.261 5 g/千粒,干重最大值为千粒干重变化符合Logistic方程,快速灌浆期为开花后第16～22 d,灌浆速率整体呈现“慢-快-慢”的趋势。脱水速率和含水量受天气影响较大,当脱水速率和含水量降低并趋于稳定时标志种子完成灌浆。结论：千粒干重与灌浆持续期呈极显著正相关,千粒干重与含水量呈显著负相关。忍冬种子灌浆进程受天气影响程度不大,采收期应在开花后第37～43 d,种子含水量为20.59%,浆果皮为深褐色时采收最佳。