放牧对鄂尔多斯高原油蒿草场生物量及植被-土壤碳密度的影响

以围封保护和自由放牧油蒿草场为研究对象,通过野外调查与室内分析,研究了围封和放牧条件下沙地草场生物量和植被-土壤碳密度。结果表明:(1)自由放牧使油蒿群落中植物种类增加,但降低了植物群落盖度。自由放牧不仅导致油蒿草场地上、地下总生物量降低,也使得油蒿地上、地下生物量占群落地上、地下总生物量的比例减小。生长季自由放牧样地凋落物生物量显著大于围封保护样地(P0.05);(2)围封保护样地植被碳密度大于自由放牧样地,土壤碳密度却小于自由放牧样地,但两个样地间差异不显著(P0.05);(3)油蒿草场90%以上的碳储存于土壤中,围封保护样地和自由放牧样地油蒿草场土壤碳密度占植被-土壤系统碳密度的91%、93%;(4)围封保护油蒿草场碳密度为2.29 kg/m2,自由放牧油蒿草场碳密度为2.68 kg/m2,两个样地间差异不显著,自由放牧对油蒿草场碳密度影响不大。     

面向生态系统服务的森林生态系统经营:现状、挑战与展望

森林生态系统是地球陆地生态系统的主体,它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性,对全球生态系统和人类经济社会发展起着至关重要和无可替代的作用。伴随着人口的不断增长和经济社会的迅猛发展,对森林资源和森林生态系统服务的需求不断高涨,而且人类对森林资源价值的认识也发生了很大程度的改变。推进森林资源可持续经营,增加森林总量、提高森林质量、增强生态功能,已成为中国林业可持续发展乃至推进中国生态文明建设和建设美丽中国的战略任务。本文全面综述了森林生态系统经营发展历程,分析了森林生态系统经营的现状和存在问题,在此基础上,提出整合基于生态系统管理与满足现代人类福祉对森林多重需求的新的森林生态系统经营理念,面向生态系统服务的森林生态系统经营理念是未来的发展趋势。森林经营发展战略表现为:1)从单纯的森林面积数量扩张,转变到提高单位面积的森林生产力和森林质量;2)从单一追求木材生产逐步转变为多目标经营,将森林林产品单一的经营目标转变为广泛的生态、经济和社会等多目标经营;3)森林经营重点从林分水平转变为森林景观的经营,强调森林景观的时空异质性和动态变化,权衡和协同多种生态系统的服务功能,倡导森林景观的多样性和连通性,提高森林与其它土地利用模式镶嵌构成的复合景观的可持续性和稳定性,增强森林生态系统对气候变化影响的适应能力;4)森林生态系统经营将从依赖传统经验的主观决策转变为信息化、数字化和智能化的决策,发展森林生态系统经营决策支持系统和森林景观恢复与空间经营规划系统。     

羟自由基诱导的烟草原生质体的凋亡:流式细胞法的新证据

用1.0 mmol/L FeSO4/0.5 mmol/L H202处理烟草(Nicotiana tabacum L.cultivar BY 2)原生质体,发现羟自由基能够诱导烟草原生质体的凋亡.具体表现为细胞核皱缩、DNA Ladder、TUNEL阳性反应等典型的凋亡特征.在动物细胞凋亡过程中,线粒体起着非常重要的作用,其中膜电位(△ψm)的变化以及由其引起的位于线粒体膜上的通透性孔(PTP)的开放与Cyt c的释放有关.另外,在动物凋亡细胞中,磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine,PS)会从细胞膜内侧向外翻转.为了判断植物细胞凋亡过程中膜电位的变化情况以及PS的外翻程度,我们采用了流式细胞法.结果表明,随着处理时间的延长,烟草原生质体线粒体的膜电位逐渐降低;膜内PS大量外翻.说明由羟自由基和烟草原生质体组成的凋亡体系是一种可靠的凋亡组合,可以用来对植物细胞凋亡机理做进一步研究.     

脲对棒状链霉菌棒酸合成的影响

【目的】棒酸(Clavulanic acid)是棒状链霉菌(Streptomyces clavuligerus)产生的β-内酰胺酶抑制剂,其合成过程中产生副产物脲,旨在探讨脲对棒酸合成的影响。【方法】通过发酵过程中脲和铵盐添加实验、阻断脲酶活性以及pH梯度实验研究脲对棒酸合成影响。【结果】脲添加实验结果表明:低浓度脲降低棒酸产量,当添加脲浓度达到20 mmol/L时,完全抑制棒酸合成。由于脲酶可以把脲水解为铵离子,导致铵离子浓度及pH提高,因此,通过阻断棒状链霉菌脲酶活性,可以更准确地反映脲对棒酸合成的影响。结果发现,脲酶敲除株发酵液中脲大量积累,浓度高达10 mmol/L,但棒酸产量没有明显降低,说明在该浓度下脲自身并不能抑制棒酸合成。添加脲降低野生菌棒酸产量,可能是脲被水解为铵离子或其引起的pH变化所致。而棒酸发酵液添加铵盐的结果显示铵离子对棒酸产量没有抑制作用;另外,pH梯度实验证实不同pH对棒酸产量影响较大。【结论】排除了脲和铵离子对棒酸合成的抑制作用,证实了脲酶水解脲导致pH提高是脲添加导致野生菌棒酸产量降低的真正原因,为进一步阐明棒酸合成调控机制提供了根据。     

铁皮石斛DoSMT2基因的克隆与表达分析

为了解SMT2基因在铁皮石斛（Dendrobium officinale）甾醇代谢过程中的作用,利用RACE技术克隆到1个DoSMT2基因,开放阅读框为1 089 bp,编码362个氨基酸,DoSMT2相对分子量为40.345 kD,理论等电点为8.13,属于稳定的亲水性蛋白。经BLAST P检索,DoSMT2蛋白属于AdoMet-MTases超级家族,含有4个S-腺苷蛋氨酸结合位点、1个甲基转移酶保守结构域和1个甾醇甲基转移酶C末端保守结构域。系统进化分析表明,DoSMT2与深圳拟兰（Apostasia shenzhenica）的SMT2亲缘关系最近,确定其属于SMT2家族。qRT-PCR分析结果表明,DoSMT2基因在茎和叶都能表达,10月份的表达量最高,叶片的表达量显著高于茎,推断叶片的甾醇代谢比茎活跃。构建了pET-29a-DoSMT2原核表达载体,并转化大肠杆菌BL21（DE3）,IPTG诱导表达出预期大小的蛋白。这为铁皮石斛DoSMT2的甲基化机制及甾醇化合物代谢研究奠定基础。     

藻类利用微量金属元素的研究技术与方法

藻类是海洋、淡水和陆地生态系统的重要组成部分,在全球初级生产中居重要地位,其中仅海洋浮游藻类对全球光合碳固定的贡献份额就达到40%-50%[1],是海洋"生物碳泵"的关键组分,对缓解大气CO2浓度升高意义重大[2].     

啤酒酵母生产的重组水蛭素的纯化及脱色

对啤酒酵母生产的重组水蛭素变异体1(rHV1)进行多步骤的纯化。首先将分泌到培养上清液中的水蛭素进行硫酸铵沉淀和SephadexG-50凝胶过滤,再用Q-SepharoseHP阴离子交换层析分离,最后用HPLCSP-5PW阳离子交换柱脱色及HPLCC8柱反相层析。真空干燥后得到的水蛭素蛋白经SPS-PAGE、N端氨基酸序列分析、抗凝血酶活力分析鉴定,证明已获得高纯度的重组水蛭素HV1制剂,为利用基因工程方法生产重组水蛭素的规模化生产及临床应用提供了依据     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

种植密度对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响

在大田条件下,以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为材料,研究不同种植密度(泰农18:每公顷135、270、405万株;山农15:每公顷172.5、345、517.5万株)对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响.结果表明:在整个生育期,随种植密度的增加,泰农18的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积均显著增加;在生育后期,山农15的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积在种植密度为每公顷345万株时最大.泰农18的籽粒产量、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮素利用效率在种植密度为每公顷405万株时最高,山农15在种植密度为每公顷345万株时最高,但与种植密度为每公顷517.5万株的处理差异不显著.随种植密度的增加,冬小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮在不同土层的积累量均降低.泰农18和山农15种植密度分别为每公顷405万株和345万株时,是兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度.