Resource allocation in the submerged plant Vallisneria natans related to sediment type, rather than water-column nutrients

1. Phenotypic plasticity in resource allocation by Vallisneria natans was investigated in a greenhouse experiment, using three types of sediment [sandy loam, clay, and a 50 : 50 (by volume) mixture of the two sediments] and two levels of water‐column nutrient. The clay was collected from a highly eutrophic lake in Jiangsu Province, China, and the N and P concentrations applied in nutrient media were at the upper limits observed in most lakes of China. 2. Growth and biomass allocation were significantly affected by sediment type, rather than water‐column nutrients. Plant growth in clay and the mixture were similar, and 2.4–3.4 times higher than that in sandy loam. Compared with the plants grown in clay or the mixed sediments, the plants grown in sandy loam allocated relatively more biomass to root (11–17% versus 7–8% of total biomass), and relatively less to leaf (76–82% versus 86–87% of total biomass). Plastic variations in root area were induced by sediment type alone (P < 0.05), whereas the impacts of sediment type and water‐column nutrients on leaf area were insignificant (P > 0.05). 3. Plant N and P concentrations were significantly affected by both sediment type and water‐column nutrients. Increased nutrient availability in the water column enhanced plant N concentration by 3.5–20.2%, and plant P concentration by 19.1–25.8%. 4. Biomass accumulation and plant nutrient concentration in plants grown in different sediment types and water‐column nutrients indicate that sediment type had more significant impacts on growth and N and P concentrations of V. natans than did water‐column nutrients. Changes in phenotype are a functional response to nutrient availability in sediment, rather than to water‐column nutrients.     

大米草(Spartina anglica)自然衰退种群对N、P添加的生态响应

通过对外来植物大米草(Spartina anglica)自然衰退种群进行N肥、P肥和N-P复合肥不同梯度水平的添加,分析大米草的生长指标差异及其生理生态响应。结果表明:N、P添加后使大米草种群株高均有不同程度的增加,肥效强弱依次为N肥、P肥、N-P肥;叶片数、主根数及总生物量均显著增加(p<0.05)。除N肥外,其它处理的叶片面积和厚度与对照没有显著差异。3种肥源的添加均显著提高了大米草自然衰退种群的光合速率(p<0.05);N和N-P肥均以高浓度效果最显著,但P肥却以中浓度效果最强;光合速率分别比对照增加19.08μmol·m-2·s-1、11.23μmol·m-2·s-1和15.47μmol·m-2·s-1;14d淡水淹没后,肥源添加使大米草自然衰退种群的SOD和POD酶活性增强;中浓度N和中浓度P添加使SOD活性增加最显著,分别比对照增加320.74unit·g-1和134.54unit·g-1;高浓度N和高浓度N-P肥添加使POD酶活性最显著增加。N肥添加可以显著改善大米草自然衰退种群生长生理特性,可以推断大米草种群的衰退与我国海岸带土壤营养中N素营养的限制有一定的相关性。     

人工输水对石羊河下游青土湖区域生态环境的影响分析

通过对石羊河下游青土湖人工输水后水面形成区环境要素变化的调查研究,分析了水面形成对区域地下水位、植被、大气温湿度、风速等的影响。结果表明:(1)由于输水方式、输水时间集中等因素影响,区域水面形成快速;且每个输水周期完成6个月后的区域保留水面积持续增大,4a间水面积增加4.52倍,面积扩大的叠加效应明显。(2)输水作用和水面的形成,促使输水区域地下水埋深由6m,提升到0.6—3.2m。(3)水面形成促进了区域以白刺为代表的单一荒漠植被群落向芦苇草甸、盐化草甸等多样化群落演替。(4)水面形成的"冷岛效应"明显,促进了区域小气候环境的改善;输水区500m范围平均温度降低55.67%,湿度增加3倍。人工输水对青土湖区域生态环境的改善产生了明显的积极作用,但输水政策的持续性、输水策略调整等不确定性影响,以及水面形成对局部范围风沙活动、植物物种多样性等方面的负面影响值得关注和深入研究。     

单分子实时测序技术在环境微生物研究中的应用

1975年,第一个cDNA的基因组——噬菌体фX174基因组的测序完成,标志着测序时代的开始。1996年以来人类基因组计划的发起极大地推动了测序技术的应用和发展,第二代测序技术也被称为高通量测序技术。而单分子DNA测序技术是最近10年内发展起来的新一代的测序技术,称为第三代测序技术,其中包括单分子实时测序(Single molecule real time sequencing,SMRT)、真正单分子测序和单分子纳米孔测序等技术。SMRT测序技术有超长读长、测序周期短、不需要模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新的选择。本文综述了SMRT测序技术的基本原理、性能以及它在微生物16S rRNA基因、微生物全基因组以及微生物宏基因组测序等方面的应用,并分析了SMRT测序技术在环境微生物应用中的优势以及存在的问题。     

嗜酸乳杆菌表层蛋白提取方法及影响因素的研究

对嗜酸乳杆菌S层蛋白的提取方法进行了改进．用酸性5mol／L LiCl法,中性5mol／L LiCl法和8mol／L尿素法提取嗜酸乳杆菌的表层蛋白,考马斯亮兰法测蛋白浓度,进行常规SDS-PAGE,用Gel—Pro软件进行数据分析,得出其中酸性5mol／L LiCl法提取表层蛋白百分含量最多．分析影响提取条件的因素,设置0、4、室温（25℃）3个温度梯度和10、15、20、25、30min 5个时间梯度,进行常规SDS-PAGE,检测提取表层蛋白的效果．Sephadex G-100柱分离中性5mol／L LiCl法和8mol／L尿素法提取嗜酸乳杆菌的表层蛋白获得SA蛋白．酸性5mol／L LiCl法可用于分析各种表层蛋白;中性5mol／L LiCl法和8mol／L尿素法用于提取43kDa的SA蛋白．25℃处理15min得到最大量的表层蛋白．     

干旱-复水处理对杠柳幼苗光合作用及活性氧代谢的影响

采用人工控制土壤水分试验,以80%田间持水量处理为对照,研究了3次干旱-复水处理对2年生杠柳幼苗叶片光合作用,根、茎、叶膜脂过氧化和抗氧化系统的影响.结果表明: 在干旱条件下, 杠柳叶片相对含水量和光合速率(P_n)显著降低,光合色素含量升高. 干旱复水后,叶片相对含水量完全恢复,反映了杠柳较强的旱后修复能力;叶绿素含量和P_n均明显高于对照,表现出补偿效应,适度干旱诱导了杠柳的抗旱适应性.干旱胁迫使P_n下降,以气孔限制为主,但在中午发生了非气孔限制;幼叶、新茎和细根中的超氧阴离子产生速率升高,丙二醛含量则降低,说明这些幼嫩组织未受到氧化伤害.不同器官中SOD、CAT和POD活性及变化趋势不同,以细根的3种保护酶的反应最为灵敏,说明细根是杠柳适应干旱环境的重要器官.器官间的相互合作与协调使杠柳能有效地适应干湿交替的干旱环境.     

拟蜘蛛拖丝蛋白基因人工合成及其原核表达

根据GenBank上蜘蛛拖丝蛋白基因序列(AY555585和AH015065)、拖丝蛋白基因的结构特点和密码子的简并性,设计378 bp的拖丝蛋白基因单体,并对其人工聚合成二聚体.Primer5.0分析结果表明,决定拖丝弹性和抗拉力的氨基酸(Gla和Ala)含量(41.43和18.22)接近天然丝蛋白氨基酸含量(42.81和26.32);利用Antheprot软件对二聚体编码氨基酸的二级结构预测结果显示,与丝蛋白的氨基酸链相近,由2个相同的部分排列而成,即β-片层(占48%)、6个α-螺旋间隔(占15%)、散在的转角(占12%)和若干不规则卷曲(占25%).将二聚体与pET-28a( + )连接构建原核表达载体,IPTG诱导重组菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到相对分子质量为26.6×103 kD的重组蛋白.上述结果为进一步开展有关转蜘蛛拖丝蛋白基因在绵羊被毛中表达的研究奠定了基础.     

血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区基因的克隆及其在中国仓鼠卵巢细胞中的表达

从原代培养的人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)提取细胞总RNA,采用逆转录PCR(RT-PCR)方法得到VEGF受体Flt-1胞外区前3个IgG样区域cDNA片段(Flt-1n3).将获得的受体基因克隆到真核表达载体pcDNA3.1中,得到重组质粒pcDNA3.1/Flt-1n3,通过脂质体转染方法将其转入中国仓鼠卵巢细胞(CHO),用G418筛选得到稳定表达目的蛋白的细胞克隆.经固相结合实验筛选得到表达与VEGF特异结合的目的蛋白的细胞克隆,细胞测活结果表明,表达产物具有抑制人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的活性.鸡胚测活结果表明,CHO细胞表达的r Flt-1n3能抑制鸡胚绒毛尿囊膜的血管形成.     

我国首iVDPV病例Ⅱ型脊髓灰质炎病毒分离株的基因特征

对分离于我国首例iVDPV病例的Ⅱ型脊髓灰质炎病毒分离株的基因特征进行了研究.随机选择CHN9230-F3-Ⅱ株为研究对象,将其VP1区RT-PCR产物连接到T载体上进行克隆,随机挑选45个阳性克隆进行序列测定后获得45条VP1区核苷酸序列,这45条序列的VP1基因与昆明Ⅱ型疫苗株VP1基因差异13～24个核苷酸,变异率为1.44%～2.66%.45条序列在同源进化树图上分为3组,但都来源于CHN9230-F3-Ⅱ株,组成以优势株为主的相关突变株的病毒群,是典型的居群样存在形式.经RT-PCR后直接进行序列测定,并根据序列图中优势峰判读结果得到的CHN9230-F3-Ⅱ株核苷酸序列位于序列数量最多的第2组中,然而没有任何一条序列与之完全相同,说明它可能并不能代表具体的某一种序列,而只能是代表主序列具有的一般特征.3个组中的核苷酸序列与Ⅱ型疫苗株相比平均变异率分别为97.50%、97.93%和98.31%,根据脊灰病毒的进化率和3个组VP1区核苷酸序列的变异率推测,患者共5次服脊灰减毒活疫苗(OPV)史中的前3次OPV中的Ⅱ型疫苗病毒存活下来,依照疫苗接种顺序,分别形成了第1组、第2组和第3组的病毒居群样存在形式.我国Ⅱ型iVDPV以复杂的居群样形式存在,由于其进化速率较快并且感染了免疫缺陷患者,使其在该患者体内形成了持续性感染,它已经并可能将在更长的时间内在患者体内持续存在,一旦将来我国停止使用OPV后,iVDPV病例长期持续向外环境中排毒将对我国"维持无脊灰"带来严峻的挑战.