胡杨根际细菌提高木本植物对重金属胁迫的耐受性

胡杨是我国西北荒漠地区特有的、对多种非生物逆境具有高抗逆性的树种,但其相关微生物的生态和生理功能研究还比较缺乏.本文从新疆沙雅地区原始胡杨林根际土壤中分离出重金属抗性细菌共72株.其中具有单一重金属(Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺或Zn²⁺)抗性的细菌菌株50株,有三重以上重金属抗性的菌株9株.将其中5株多重重金属抗性细菌接种至生根的竹柳插条,进行重金属胁迫下的盆栽培养.结果表明: 在铜或锌胁迫下,5株多重重金属抗性细菌对竹柳的生长抑制有不同程度的缓解,其中假单胞菌Z30和贪铜菌N8菌对铜和锌两种胁迫下竹柳生物量的增长与不接菌对照相比均达到显著差异水平.说明在非重金属污染区生长的胡杨根际存在多样性的重金属抗性细菌,其中一些多重重金属抗性菌对改善重金属胁迫下植物的生长有显著作用,具有应用于木本植物-微生物联合修复环境重金属污染的价值.     

土地利用类型对千烟洲森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受温度和水分的影响,还对土地利用变化十分敏感.以中国科学院千烟洲生态试验站的柑橘园和湿地松人工林为对象,研究不同土地利用类型、温度(5、10、15、20和25 ℃)和水分(30%、60%和90%饱和含水量)对土壤碳矿化及其温度敏感性的影响.结果表明： 土地利用类型、温度和水分对土壤碳矿化都具有显著影响,且各因素间存在显著的交互效应.柑橘园和湿地松人工林土壤碳矿化速率均与温度呈正相关,60%饱和含水量处理下土壤碳矿化速率最高.在相同的温度和水分处理下,柑橘园土壤碳矿化量显著高于湿地松林.土地利用类型和水分对土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)具有显著影响.培养7和42 d,土壤碳矿化的温度敏感性随水分升高而上升;柑橘园温度敏感性高于湿地松林,且水分越高差异越明显.包含温度和水分的双因素模型可以很好地模拟土壤碳矿化对温度和水分的响应,温度和水分共同解释土壤碳矿化变异的79.9%～91.9%.     

红火蚁工蚁对绿僵菌侵染蛹的防御行为

研究了红火蚁工蚁感染绿僵菌后在蛹室的行为变化,以及健康工蚁对侵染蛹的行为保护机制.结果表明: 工蚁被绿僵菌侵染后,在蛹室的活动时间逐渐减少,由第1天的103.4 s降至第3天的38.5 s;而且育幼时间占蛹室活动时间的比例也下降,由第1天的13.6%降至第3天的3.5%.当蛹被绿僵菌侵染后,工蚁对侵染蛹的梳理总时间为对照组的5.3倍,每次梳理的平均持续时间为对照组的5.2倍.梳理行为能显著减少侵染蛹的体表分生孢子数量,在无工蚁、2只工蚁和10只工蚁存在条件下,蛹体表平均孢子数分别为103.1、51.6和31.3个.工蚁的存在能抑制蛹体表孢子的萌发,处理20 h后,无工蚁、2只工蚁和10只工蚁存在条件下,蛹体表孢子萌发率分别为95.1%、80.4%和59.9%.蛹的羽化率随着工蚁数量增加显著升高.红火蚁工蚁通过社会行为防御病原真菌侵染蛹的策略为种群的延续和发展提供了保障.     

韭葱黄条病毒、洋葱黄矮病毒和胡葱黄条病毒六安分离物CP基因克隆及同源性分析

设计特异性引物PCR扩增了六安大蒜病样中的韭葱黄条病毒(Leek yellow stripe virus,LYSV)、洋葱黄矮病毒(Onion yellow dwarf virus,OYDV)和胡葱黄条病毒(Shallot yellow stripe virus,SYSV)的全长CP基因,插入到pGEM-T载体并测序。分别比较3种病毒CP基因种内变异性和种间亲缘关系。结果表明LYSV六安分离物CP基因由864个碱基组成,与Genbank上已报道的68个LYSV不同分离物CP基因的核苷酸序列同源性为76.12%～84.31%;OYDV的CP基因由771个碱基组成,与Genbank上已报道的86个OYDV不同分离物同源性为81.06%～90.40%;SYSV的CP基因由774个碱基组成,与Genbank上已报道的11个SYSV不同分离物CP基因同源性为88.63%～94.32%;从分析结果来看,LYSV的CP基因不同分离物之间变异性较大,OYDV CP变异性不大,SYSV变异性很小;3种病毒都有1个以上的宿主,病毒种内不同宿主分离物之间CP序列差异很小。进化分析显示OYDV和SYSV的CP基因亲缘性较近并成簇,LYSV的CP基因与OYDV和LYSV的CP基因亲缘性较远。     

微流控芯片在水环境污染分析中的应用

近年来,一种新型技术——微流控芯片技术因其分析速度快、消耗低、体积小、操作简单等特点而备受世界各国的广泛重视.该技术以微通道网络为基本特征,以微机电系统(MEMS)工艺为技术依托,将整个实验室的功能集成在微小芯片上,即构成所谓“芯片实验室”.本文从该技术的基本情况出发,介绍了微流控芯片的发展,并从仪器小型化、系统集成化、不同的芯片材料以及多种检测技术等方面,着重讨论了其在水环境污染分析方面的实际应用和发展前景,指出了它当前所面临的一些问题.随着微流控芯片的不断发展,高速多通道检测装置、低成本设备以及集成了多种方法的高通用性微流控检测芯片,都将成为未来研究的热点.     

黄土高原不同植被带土壤团聚体有机碳和酶活性的粒径分布特征

为探究土壤中各粒级团聚体不同形态有机碳和酶活性的分布特征,以黄土高原延河流域森林带、森林草原带、草原带土壤为对象,研究了不同粒级团聚体总有机碳、易氧化碳和腐殖质碳含量,以及纤维素酶、β-D葡糖苷酶、过氧化物酶、蔗糖酶和脲酶活性,分析了土壤团聚体有机碳及其组分与酶活性之间的相关关系.结果表明： 3种植被带土壤团聚体有机碳及其组分含量表现为森林带＞草原带＞森林草原带,3种形态有机碳含量在0.25～2 mm粒径均最高;不同植被带土壤团聚体有机碳及其组分含量和酶活性在0～10 cm土层大于10～20 cm土层;3种植被带纤维素酶、β-D葡糖苷酶、蔗糖酶和脲酶活性表现为森林带＞草原带＞森林草原带,过氧化物酶活性表现为森林带＞森林草原带＞草原带;3种植被带土壤中各种酶活性随着粒径的减小呈递增趋势.土壤纤维素酶、过氧化物酶、蔗糖酶和脲酶活性与团聚体各种形态碳含量均呈显著正相关.
     

典型荒漠植物沙拐枣茎干液流密度动态及其对环境因子的响应

采用热平衡包裹式茎干液流仪和微气象监测系统,模拟中国西北河西走廊中段荒漠生态系统典型固沙植物沙拐枣2014年6—9月茎干液流变化过程.结果表明： 沙拐枣茎干液流密度日变化呈宽幅单峰型,其峰值滞后于光合有效辐射峰值约30 min,提前于气温和水汽压亏缺峰值约120 min,其日变化与这3个环境因子日变化之间存在非对称性响应.观测期间,茎干液流密度变化与大气蒸腾需求密切相关,光合有效辐射、气温和水汽压亏缺是影响沙拐枣茎干液流密度的主要气〖JP2〗象因子.构建的基于茎干液流密度与气象因子响应关系的模型,能够比较准确地模拟不同天气条件沙拐枣液流密度的变化,而且经过时滞校正模型模拟精度进一步提高,但是该模型对低液流密度和夜间液流密度存在低估,这主要与植物的生理特征有关.     

辽宁中部城镇密集区土地利用变化的碳排放及低碳调控对策

土地利用变化引起的碳排放对全球气候变化有重要影响,调整区域的土地利用方式对适应全球气候变化具有重要的科学意义.本研究利用辽宁省碳排放/吸收参数,估算了辽宁中部城镇密集区土地利用变化的碳排放量.结果表明： 1997—2010年,碳排放量为308.51 Tg C,碳吸收量为11.64 Tg C,碳吸收量可抵消
3.8%的碳排放量.土地利用变化的净碳排放为296.87 Tg C,其中,保持用地类型不变的土地上净碳排放量是182.24 Tg C,对总排放量的贡献为61.4%;发生用地类型转换的土地上净碳排放量是114.63 Tg C,对总碳排放量的贡献为38.6%.通过量化土地利用变化和碳排放之间的映射关系可知,1997—2004年,保持建设用地不变（40.9%）和农田转为建设用地（40.6%）类型对碳源的贡献最大,农田转林地（38.6%）和保持林地不变（37.5%）类型对碳汇的贡献最大;2004—2010年,土地利用类型对碳源和碳汇的贡献类型与前一时段相同,但保持建设用地类型对碳源的贡献提高到80.6%,保持林地类型对碳汇的贡献提高到71.7%.基于不同景观变化类型的碳排放强度,我们从两方面提出低碳土地利用的调控对策：从碳减排方面,严格控制土地利用向建设用地转变,提高建设用地能源利用效率,避免对林地和水域过度开发利用;从碳增汇方面,增加森林覆盖率,实施农田、草地还林,加强对森林、水域的保护,调整农用地内部结构和科学实施农田管理.     

营养液NO3-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响

采用沙培方式研究了营养液NO³-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响.结果表明: 不同NO₃-浓度(16 mmol·L^-1,CK;48 mmol·L^-1,T₁;96 mmol·L^-1,T₂;144 mmol·L^-1,T₃)处理 15 d后,草莓幼苗株高、叶面积、干物质积累量和根冠比均比对照显著降低,其中T₁、T₂、T₃的株高和功能叶叶面积分别比对照降低16.1%、36.8%、43.9%和19.7%、34.3%、47.5%.随NO₃-浓度增加,各处理脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率呈先升高后降低趋势,但均高于对照;除叶片中过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低外,叶片和根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及根系中的CAT活性均呈先升高后降低趋势,其中T₃叶片和根系中的SOD活性及根系中的APX活性低于对照.表明NO₃-胁迫下,细胞内溶物质增加,部分抗氧化酶活性升高但高浓度下降低,生长势减弱,NO₃-浓度为48 mmol·L^-1即表现出抑制草莓生长的作用.     

广西三种主要海草的茎叶解剖结构研究

利用光学显微镜观察了分布于广西北部湾沿岸的三种主要海草(矮大叶藻、二药藻和喜盐草)的茎叶解剖构造。结果表明：(1)三种海草的叶片结构和根状茎均有发达的气腔组织,叶肉及皮层细胞数量较少,且胞间隙明显;(2)叶肉及皮层中夹杂有纤维群,皮层薄壁细胞均有不同程度的木质化现象;(3)维管束结构简化,主要起机械支持作用而非输导功能。这些特征反映出矮大叶藻、二药藻和喜盐草对海洋环境中海浪和潮汐冲击、光等胁迫的高度适应。