典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应

由于人类活动和气候变化的共同作用, 大气氮(N)沉降日益加剧, 使得陆地生态系统中的可利用性N显著增加, 生态系统更易受其他元素如磷(P)的限制。然而, 目前关于N、P养分添加对草原生态系统不同组织水平的影响研究较少, 相关机制尚不清楚。该文以内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原为研究对象, 通过连续两年(2011-2012年)的N和P养分添加实验, 研究建群种羊草的生理生态性状、种群生物量和群落初级生产力对N、P添加的响应及其适应机制。结果表明: 羊草草原不同组织水平对N、P添加的响应不同。群落水平上, 地上净初级生产力在不同降水年份均受N和P元素的共同限制, N、P共同添加显著提高了地上净初级生产力; 物种水平上, N、P添加对羊草种群生物量和密度, 以及相对生物量均没有显著影响, 表明羊草能够维持种群的相对稳定; 个体水平上, 在正常降水年份(2011年), 羊草生长主要受N素限制, 而在湿润年份(2012年), 降水增加使得羊草生长没有受到明显的养分限制。羊草通过增加比叶面积、叶片大小和叶片N含量, 提高整体光合能力, 以促进个体生长。总之, 内蒙古典型草原群落净初级生产力受N、P元素共同限制, 作为建群种的羊草, 其对N、P添加的响应因组织水平而异, 也受年际间降水变化的影响。     

基于比较转录组学分析NaCl 胁迫影响德尔卑沙门氏菌的耐渗机制

【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp.enterica Derby,S.Derby)的转录组调控机制,分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)表达水平,探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性,提取菌株的总RNA,去除rRNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs,并通过实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3950个DEGs,其中具有显著上调的基因21个,显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调,协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时,胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system,PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调,这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质,从而降低了糖原的消耗,进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制,降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性,其中Na+/H+逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用,为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。     

新疆草地群落谱系多样性变化特征及影响因素

谱系多样性(PD,Phylogenetic diversity)因包含植物之间的谱系关系和进化历史信息,被广泛用于植物多样性分布格局的研究中。现有研究表明PD变化受到古气候和现代气候等因素的影响,但结果并不统一且忽略了土壤养分对PD变化的影响。基于此,以新疆草地为研究对象,通过对全疆8个区域(阿尔泰山、准噶尔西部山地、准噶尔荒漠、天山北坡、伊犁河谷、天山南坡、塔里木盆地和昆仑山)中310个样地PD的调查,综合分析了古气候、现代气候、土壤养分、草地和土壤类型对PD的影响。结果显示:(1)样地是影响新疆草地PD变化的最主要因素,其次分别为草地和土壤类型,三者合计解释了新疆草地PD总变异的46.07%—78.80%。其中,PD最高值出现在塔里木盆地、低平地草甸和寒漠土,而最低值则出现在准噶尔荒漠、温性荒漠和风沙土;(2)PD也受到末次冰期以来降水变化(MAPano,Precipitation anomaly since the Last Glacial Maximum)、年均温度(MAT,Mean annual temperature)、季节性降水(PS,Precipitation seasonality)和土壤碳氮比(C∶N,Ratio of soil organic carbon to total nitrogen)单独和交互作用的影响。随MAPano增加,PD在新疆草地总体、准噶尔西部山地、伊犁河谷和昆仑山中呈先增加后降低的单峰型变化趋势。随MAT增加,PD在新疆草地总体中呈先降低后增加的"U"型变化趋势,在准噶尔荒漠则呈线性降低的趋势、而在伊犁河谷和昆仑山呈单峰型变化趋势。沿PS梯度,PD在新疆草地总体、阿尔泰山和伊犁河谷均呈现单峰型变化趋势,而在昆仑山则表现为负相关关系。C∶N仅对北疆部分地区PD有显著影响且呈"U"型变化趋势;(3)与之前新疆草地中物种丰富度变化特征相比,由于群落中物种亲缘关系的变化,PD与环境因子之间关系与物种丰富度呈相反或不同的变化趋势。表明以物种间亲缘关系为视角,不仅有助于我们深入理解植物多样性与环境因子之间的关系,也对未来多样性的保护有重要参考意义。     

灯盏花大小孢子形成与胚胎发育

用石蜡切片法对灯盏花从花原基分化到胚胎形成的全过程进行系统观察,结果表明:灯盏花从初孕花序至头状花序的直径(d)在2.8～3.1 mm时为花器官分化期,包括花原基分化期、花萼与花冠分化期、雌雄蕊分化期以及分化完成期4个阶段;灯盏花花药4室,药壁发育属双子叶型,绒毡层细胞属于变形绒毡层;小孢子母细胞减数分裂为同时型,成熟花粉为3-细胞型;子房下位,1室,单珠被,薄珠心,胚珠倒生,胚囊发育为蓼型;珠孔受精,属于有丝分裂前类型,胚乳发育为细胞型,胚胎发育应属紫菀型.     

德尔卑沙门氏菌分子等温活菌检测体系的建立

[背景]德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp.enterica Derby)是危害人类生命安全的主要致病性血清型.[目的]建立一种准确、快速检测德尔卑沙门氏菌的方法.[方法]通过建立叠氮溴化丙锭(propidium monoazide,PMA)-重组酶聚合酶扩增(recombinase p...     

粳稻糙米钙含量QTL分析

以'十和田'为轮回亲本,'丽粳2号'为供体,培育出糙米钙含量近等基因系下的重组近交系261个BC_5F_6株系,采用BSA法从遍布水稻12条染色体上的600对SSR引物中筛选到1个与糙米钙含量有关联的SSR标记RM5536.进一步据其在水稻染色体上的位置,结合PCR找到了与糙米钙含量有关的3个SSR标记(RM5794、RM5362和RM12178).用MAPMAKER/EXP3.0软件做出了这4个标记的连锁群,最后采用混合线性模型找到了糙米钙含量QTL位点.QTL分析结果显示:该位点位于1号染色体引物RM12178和RM5362之间,贡献率为9.62%,为新发现的糙米钙含量QTL位点,暂命名为qBRCA-1.并发现与糙米锶含量有关的QTL位点,其位于标记RM5362和RM5794之间,贡献率为3.93%.同时本试验首次从分子水平上验证了偏相关比简单相关更准确解释元素间的相关性.     

施用韩国假单胞菌(Pseudomonas koreensis)CLP-7对连作烟田土壤质量及微生物群落功能多样性的影响

针对目前连作导至植烟土壤酸化和根茎病害发生重的问题,田间条件下,研究了嗜酸性韩国假单胞Pseudomonas koreensis CLP-7对酸化植烟土壤pH、养分、酶活性及微生物群落功能多样性的影响。结果表明:CLP-7可以提高酸化植烟土壤pH;同时,CLP-7显著提高根际土壤速效钾、有效磷、铵态氮、硝态氮和有机质含量,其中有机质含量增加最显著;根际土壤脲酶、蔗糖酶活性呈上升趋势且均高于未施菌土壤,过氧化氢酶活性变化不明显。CLP-7处理不同时间的土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,施菌30 d时Shannon指数、Simpson指数,Richness及McIntosh指数均达到最高;所有处理的Pielou指数变化较小。微生物碳代谢主成分分析结果显示,施菌30 d时,根际土壤微生物对碳源利用与其他处理差异显著,主要为羧酸类和糖类碳源;随着施菌时间增加,微生物对氨基酸类、羧酸类、双亲化合物类、聚合物类和糖类利用率明显提高,说明CLP-7有利于提高连作烟田根际土壤微生物对碳源的利用能力。综上所述,P.koreensis CLP-7能够明显提高土壤pH、土壤酶活性,增加土壤养分含量和土壤微生物群落功能多样性,进而改善酸化植烟土壤质量,在微生物修复酸化土壤和减轻根茎病害发生的烟草绿色防控中具有较大的应用潜力。     

外源氮添加对温带荒漠地表凋落物分解及养分释放的影响

采用分解网袋法,在古尔班通古特沙漠南缘设置对照N₀(0 g N·m^-2·a^-1)、N₅(5 g N·m^-2·a^-1)、N₁₀(10 g N·m^-2·a^-1)和N₂₀(20 g N·m^-2·a^-1)4个施N处理,研究外源N添加对多枝柽柳、盐角草及两者混合凋落物分解过程及养分释放的影响,分析氮沉降对荒漠生态系统凋落物分解的影响。结果表明: 各物种凋落物的分解速率存在显著差异,经过345 d的分解,多枝柽柳、盐角草及混合物在不同N处理间的分解速率分别为0.64～0.70、0.84～0.99和0.71～0.81 kg·kg^-1·a^-1。凋落物分解过程中,N、P均表现为养分的直接释放,试验结束时,N₀、N₅、N₁₀和N₂₀处理单种凋落物及其混合物N分别释放60.6%～67.4%、56.7%～62.6%、57.4%～62.3%、46.8%～63.0%,P分别释放51.9%～77.9%、59.9%～74.7%、53.0%～79.9%、52.3%～76.4%。N处理对单种凋落物及其混合物的分解影响不显著,但各种凋落物的养分动态对N添加的响应不同,N处理抑制了盐角草N、P释放及混合凋落物P释放,而对多枝柽柳无影响。在温带荒漠,适量的N输入对凋落物分解速率影响不大,但可能会延缓个别物种养分向土壤系统的归还。     

灯盏花种质资源群体表型多样性研究

以采集自云南和贵州的21份灯盏花种质资源为材料,观测了它们的群体表型性状特征,并分析了这些表型性状的遗传多样性.结果表明:灯盏花种质资源的表型质量性状在居群内外均有丰富变异,不同质量性状的频率不同,并以多叶型的植株、绿色的茎、疏的茎毛、倒披针型的基生叶、全缘叶、锐尖的叶尖、花色淡紫和黄色的管状花冠口等为代表性表型性状.居群内各数量性状间以单株基生叶数和单株分枝数变异系数较高(均超过50%),而花序直径变异系数最低(18.14%);居群间各表型性状以株高和单序管状花数变异系数较高(52.98%和41.98%),而单株基生叶数和基生叶长变异系数较低(<20%).地理类群间表型分化系数为26.58%,地理类群内表型分化系数为73.42%.灯盏花性状表型多样性指数以株高最高(2.243),以单株分枝数和单株基生叶数较低(1.723和1.874),总体平均表型多样性指数为2.028;不同地理类群的表型多样性指数为1.589~1.890,并以楚雄地区最高,曲靖地区最低.研究发现,灯盏花种质资源具有丰富的质量和数量性状变异,多数性状的地理类群内变异大于地理类群间,且表型多样性指数相对较高,对其地理类群内变异的保护和利用对灯盏花育种具有重要的意义.