南亚热带混交人工林树种丰富度与土壤微生物多样性和群落组成的关系

森林植被与土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,它们之间的相互作用对维持森林生态系统功能和稳定性起着重要作用。以往多在天然草地和森林生态系统开展植物多样性与土壤微生物多样性关系的研究,但人工构建的多树种混交林生态系统中树种多样性对土壤微生物群落组成的影响及其机制尚不完全清楚。因此,以南亚热带人工块状造林后自然恢复形成的多树种混交森林生态系统为研究对象,利用高通量测序技术研究了随树种丰富度（1-10种）变化土壤细菌和真菌多样性的变化规律及主要影响因子。结果表明,随树种丰富度增加,土壤真菌α多样性显著提高,但土壤细菌α多样性差异不显著;不同树种丰富度梯度间土壤细菌和真菌的群落结构组成均差异显著;Pearson相关分析表明土壤细菌α多样性主要受土壤pH和土壤铵态氮影响,而土壤pH和有效磷是土壤真菌α多样性的主要影响因子。距离冗余分析（db-RDA）表明,对土壤细菌群落组成产生显著影响的环境因子分别为土壤pH、硝态氮和芳香碳组分,而土壤有机碳、硝态氮、细根生物量和氧烷基碳组分是影响土壤真菌群落组成的主要因子。本研究的结果说明了南亚热带人工林不同树种混交后形成多树种混交林生态系统的过程中,树种组成和多样性的变化通过改变土壤理化性状和根系生物量对土壤微生物群落组成有显著影响,为制定该区域人工林通过树种丰富度合理组配调控提升地下生物多样性及生态系统功能的经营策略提供了科学依据。     

圈养林麝麝香分泌时间节律及影响因素

在2016年和2017年的5—8月,我们对川西马尔康麝场圈养林麝（Moschus berezovskii）的麝香分泌进行了行为与生理监测,对麝香分泌的各阶段进行了准确判定,记录了泌香启动、泌香盛期开始、泌香盛期终止及泌香结束的时间阶段及持续时间长,分析了林麝麝香分泌的时间阶段与体重和年龄等因素的关系。结果表明,马尔康麝场的雄性林麝平均泌香启动日在6月16日[（167.06±7.75）d,n=141],于6月17日进入泌香盛期[（168.52±7.67）d,n=141],6月21日[（172.17±7.26）d, n=138]泌香活动减弱,至6月25日[（176.27±8.11）d, n=131]泌香结束;雄麝体重与其泌香启动、泌香盛期停止及泌香结束时间呈显著负相关（r_PS = -0.234,P_PS =0.028;r _VSF = -0.215,P_VSF = 0.047;r _SE = -0.229,P_SE = 0.043）,即雄麝的体重越大,其泌香越早;各年龄组间的平均泌香时长差异显著（F _{17, 113} = 3.482, P = 0.003）,其中2岁雄麝平均泌香时长最长[（13.07±2.08）d, n=20],显著高于3岁[（9.38±0.76）d, n=12, P = 0.042]和4岁[（7.80±1.60）d, n=5, P = 0.013]个体;马尔康林麝平均泌香量为（11.85g±0.96）g, （n=114）,随泌香时长延长有增加趋势,但不显著（P = 0.854）。基于上述林麝雄体的泌香时间、泌香量与年龄和体重等因素间的关联,可对圈养的林麝个体间的泌香力、泌香量等进行区分和预判,作为圈养林麝驯养生产力优化的依据,并可为圈养林麝优质品系的选育提供参考。     

新生期大鼠补充罗伊乳杆菌DSM 17938 对肠道菌群及肠道发育的影响

目的探讨新生期应用罗伊乳杆菌DSM 17938对大鼠肠道菌群的影响。方法 24只自然分娩出生的新生SD大鼠随机分为对照组和益生菌组(每组12只),益生菌组大鼠在生后2 d(PND2)开始予罗伊乳杆菌DSM 17938[1×10~6 CFU/(g·bw),1次/d]灌胃,至出生后第6天(PND6),对照组同期予等量生理盐水灌胃。PND7及PND42时,两组分别处死6只SD大鼠,留取空肠、结肠黏膜及其肠内容物标本,采用16S rDNA V4区二代测序法检测空肠、结肠菌群构成;采用Image Pro Plus 6.0测量空肠、结肠绒毛长度及隐窝深度。结果益生菌组和对照组大鼠的体质量增量差异无统计学意义(t值分别为0.410、0.856,均P0.05),PND42时两组大鼠空肠、结肠黏膜绒毛长度及隐窝深度差异均无统计学意义(t值分别为1.796、0.115、1.122和0.715,均P0.05),两组大鼠空肠和结肠菌群的α多样性及β多样性差异在PND7及PND42时差异均无统计学意义(均P0.05),不同组间的肠道菌群LEfSe分析显示PND7及PND42时益生菌组和对照组大鼠肠道菌群组成无差异。结论自然分娩出生的健康SD大鼠生命早期添加罗伊乳杆菌DSM 17938不影响生命早期、远期肠道菌群的总体组成及远期肠道上皮组织结构的发育。     

DNA barcoding of Oryza: conventional,specific, and super barcodes

Key message

We applied the phylogenomics to clarify the concept of rice species, aid in the identification and use of rice germplasms, and support rice biodiversity.

Abstract

Rice (genus Oryza) is one of the most important crops in the world, supporting half of the world’s population. Breeding of high-yielding and quality cultivars relies on genetic resources from both cultivated and wild species, which are collected and maintained in seed banks. Unfortunately, numerous seeds are mislabeled due to taxonomic issues or misidentifications. Here, we applied the phylogenomics of 58 complete chloroplast genomes and two hypervariable nuclear genes to determine species identity in rice seeds. Twenty-one Oryza species were identified. Conspecific relationships were determined between O. glaberrima and O. barthii, O. glumipatula and O. longistaminata, O. grandiglumis and O. alta, O. meyeriana and O. granulata, O. minuta and O. malampuzhaensis, O. nivara and O. sativa subsp. indica, and O. sativa subsp. japonica and O. rufipogon. D and L genome types were not found and the H genome type was extinct. Importantly, we evaluated the performance of four conventional plant DNA barcodes (matK, rbcL, psbA-trnH, and ITS), six rice-specific chloroplast DNA barcodes (psaJ-rpl33, trnC-rpoB, rps16-trnQ, rpl22-rps19, trnK-matK, and ndhC-trnV), two rice-specific nuclear DNA barcodes (NP78 and R22), and a chloroplast genome super DNA barcode. The latter was the most reliable marker. The six rice-specific chloroplast barcodes revealed that 17% of the 53 seed accessions from rice seed banks or field collections were mislabeled. These results are expected to clarify the concept of rice species, aid in the identification and use of rice germplasms, and support rice biodiversity.

     

解淀粉芽孢杆菌生防菌BS-3全基因组测序及生物信息分析

【背景】解淀粉芽孢杆菌BS-3是从健康橡胶树树根中分离获得的一株对真菌具有较强抗菌活性的内生细菌,有作为生物农药的潜力。【目的】解析菌株BS-3的基因组序列信息,以深入研究该菌株防病促生机制及挖掘次级代谢产物基因资源。【方法】采用第二代BGISEQ与第三代Pac Bio平台相结合的测序技术,对生防菌BS-3进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】BS-3全基因组大小为3 870 130 bp,平均GC含量为46.88%,共编码4 161个基因;含有92个t RNA基因、28个r RNA、10个sRNA;含有122个串联重复序列、98个小卫星DNA、2个微卫星。在COG、GO、KEGG、NR和Swiss-Prot数据库分别注释到基因2 875、2 620、1 885、4 040和3 328个。同时,预测到BS-3中有10个次级代谢产物合成基因簇,编码表面活性素、丰原素、多烯类、儿茶酚型嗜铁素等抑菌物质。基因组测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为CP060384。【结论】为基因组层面上解析菌株BS-3具有良好防病效果的内在原因提供基础数据,为深入了解解淀粉芽孢杆菌次级代谢合成途径提供参考信息,对菌株BS-3后续相关研究具有重要意义。     

营养对褐飞虱生长和繁殖信号通路的影响

【目的】昆虫感知外界营养状态,在体内营养信号通过许多信号通路进行传递,进而调控昆虫的生长和繁殖。本研究旨在为营养调控褐飞虱Nilaparvata lugens生长和繁殖的分子机制作出初步探索。【方法】在不同营养条件［100%浓度饲料(全纯人工饲料D-97, 对照)、50%浓度人工饲料和25%浓度人工饲料］下饲喂褐飞虱3龄第2天若虫至成虫,统计体重、发育历期、存活率和每卵巢成熟卵量;利用荧光定量PCR检测羽化后第2天褐飞虱成虫不同组织(卵巢、脂肪体和其他组织)中IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因(InR1, InR2, AKT, FoxO, TOR, S6K, 4EBP, AMPKα,AMPKβ和AMPKγ)的表达量;利用Western blot方法检测羽化后第6天褐飞虱成虫卵巢和其他组织中Akt, FoxO和AMPK蛋白磷酸化水平;同时检测羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平以及不同龄期褐飞虱体内保幼激素(juvenile hormone, JH)和蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)滴度。【结果】与饲喂100%浓度人工饲料的对照相比,用低浓度人工饲料饲喂褐飞虱至成虫导致5龄第2天至成虫体重显著降低,从3龄第2天若虫至成虫发育历期缩短,死亡率提高,每卵巢成熟卵量显著降低。取食低浓度人工饲料后,羽化后第2天成虫IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因InR2, TOR, 4EBP, AMPKα在卵巢、脂肪体和其他组织中, AKT, S6K和AMPKγ在脂肪体和其他组织中,以及InR1, FoxO和AMPKβ在其他组织中表达量较对照均显著下降,但卵巢中InR1, AKT, FoxO和AMPKγ的表达量相对稳定;羽化后第6天成虫卵巢和其他组织中AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平显著增加。随着人工饲料饲喂浓度的降低,羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平显著增加。不同营养条件下褐飞虱4龄第2天若虫体内JH滴度无显著差异,低营养条件下5龄第2天若虫体内JH滴度较对照显著降低,而在羽化后第2天成虫体内JH滴度则较对照显著增加;低营养条件导致褐飞虱若虫以及成虫体内20E滴度均显著增加。【结论】褐飞虱在面临营养缺失的情况下,营养信号传导通路(IIS, TOR以及APMK通路)的关键基因表达均下降,而ROS水平显著上升,通过调节AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平,进而影响JH以及20E的生物合成。     

Elastin-like polypeptide and γ-zein fusions significantly increase recombinant protein accumulation in soybean seeds

Transgenic Research - Soybean seeds are an ideal host for the production of recombinant proteins because of their high content of proteins, long-term stability of seed proteins under ambient...     

卧龙自然保护区典型生态系统服务时空变化研究

自然保护区作为生态系统服务的产生区和生物多样性保护的重点区,评估其关键生态系统服务,对提高保护区管理水平和生态保护与建设效率有重要意义。利用CASA模型、RUSLE模型、InVEST模型及水量平衡原理等方法分别定量评估了卧龙自然保护区2000年和2015年碳固定（NPP）、土壤保持、生境质量和水源涵养4种生态系统服务并分析了其时空分布及其变化特征,揭示了不同地形位梯度和土地利用类型上生态系统服务的差异,识别了生态系统服务的热点区域。研究结果揭示了2000-2015年4种生态系统服务及其变化的时空异质性：1）研究期间保护区4种生态系统服务供给量均有所增加,且增益面积大于减损面积;2）空间上,NPP、土壤保持和生境质量3种服务表现为东南高、西北低,水源涵养空间分布无明显规律,4种服务的空间分布特征均变化不大且保持相对稳定;3）4种生态系统服务空间分布及变化与地形位和土地利用类型有关。4种服务的高值和增益的优势分布区均位于较低地形位指数梯度上,以保护区东南部最为突出;林地和草地是对保护区生态系统服务贡献较大的土地利用类型,尤以林地突出;4）热点分析表明保护区东南部是主要的生态系统服务供给热点区,研究期间Ⅳ类热点区面积显著增加。结合研究区域生态系统特征和生态恢复与管理政策,探讨分析了目标生态系统服务时空变化的自然生态和社会经济驱动力,为本区域生态系统恢复和生物多样性保护提供依据和建议。     

闽南渔场游泳动物优势种种群聚集特性

基于2016年4月和10月闽南渔场渔业资源的专项调查数据,运用相对性重要指数、平均拥挤度指数、聚块指数、Cassie指标、Mrisita指数等方法分析闽南渔场游泳动物优势种组成及其种群聚集特性,比较不同的季节、类群和种类及其相互间的聚集状态,探究种群聚集驱动因子,旨在发现闽南渔场游泳动物优势种种群聚集的特征、内在规律和形成机制。结果表明,闽南渔场游泳动物优势种共17种,其中鱼类6种、虾类3种、蟹类4种、头足类4种;鱼类中六指马鲅（Polydactylus se-xfilis）聚集强度最强,头足类中火枪乌贼（Loligo beka）聚集强度最强;虾类和蟹类中春季以哈氏仿对虾（Parapenaeopsis hardwickii）和拥剑梭子蟹（Portunus gladiator）的聚集强度最强,而秋季以鹰爪虾（Trachypenaeus curvirostris）和日本蟳（Charybdis japonica）的聚集强度最强;鱼类、虾类、蟹类和头足类中春季分别以二长棘犁齿鲷（Evynnis cardinali）、鹰爪虾、三疣梭子蟹（P. trituberculatus）和火枪乌贼的平均拥挤度最高,而秋季分别以带鱼（Trichiurus lepturus）、鹰爪虾、拥剑梭子蟹和杜氏枪乌贼（Loligo duvaucelii）的平均拥挤度最高;闽南渔场游泳动物优势种的平均拥挤度呈现出秋季高于春季,虾类、蟹类种群聚集强度大于鱼类、头足类的特点。