东南极达尔克冰川-183m深处冰层融水细菌多样性研究

【目的】目前对于南极冰层微生物研究较少,而且研究手段多为纯培养和高通量测序,对于其中的微生物群落多样性仍知之甚少。本研究拟研究东南极达尔克冰川冰层中微生物群落组成。【方法】采用纯培养法、单细胞分选和高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物进行研究,探究该生境中微生物的群落组成。【结果】从达尔克冰川中分离出10门19纲94属。其中,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)为优势纲,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为优势属,结果显示冰层中存在较为丰富的微生物多样性。其中,纯培养法分离出25株细菌。单细胞分选方法分离得到24株细菌。高通量测序共得到55 183条序列,聚类出116个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)。3种研究方法得出的优势种群不尽相同。通过单细胞分选和纯培养法共获得7株细菌,它们与数据库最近源16S rRNA基因序列的相似度小于98.65%,其中有2株菌株与最近源16S rRNA基因序列的相似度小于95.00%,推测可能有2个潜在新属,5个潜在新种。【结论】本研究通过纯培养法、单细胞分选以及高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物多样性进行研究发现,该生境中细菌多样性复杂。对比3种方法,其各有优势和局限性。这意味着结合使用多种研究方法研究微生物多样性,可获得更加全面的微生物群落组成。研究结果可为挖掘南极微生物资源提供数据基础。     

性别和发育阶段对绒毛白蜡光合特征及叶功能性状的影响

雌雄异株植物资源分配模式上往往表现出显著的性别二态性,但在叶片光合及功能性状上是否有差异目前仍未有定论,且与发育阶段的关系尚不明确。阐明上述问题,能够进一步了解雌雄异株植物的生理生态特征,并为理解性别对性二态植物生长发育的影响机制提供理论依据。以雌雄异株绒毛白蜡(Fraxinus velutina Torr.)为研究对象,针对不同发育阶段不同性别植株进行光合特征及叶功能性状测定,采用双因素方差分析了不同发育阶段下雌雄植株光合能力及叶功能性状的性别间差异,采用Pearson检验了雌雄植株各叶功能性状之间的相关性,并采用标准化主轴分析(Standardized major axis regression, SMA)分析不同性别植株净光合速率与叶功能性状的相关性。结果表明性别和发育阶段显著影响植物个体的光合能力和叶功能性状。总体而言,雄树在坐果期和果实成熟期均表现出更强的净光合速率(Pn)、更高的比叶面积(SLA)、叶绿素含量(Chl)和叶氮含量(LNC);而雌树在果实膨大期表现出更强Pn、SLA和Chl。雌雄性别内Pn与SLA、Chl和LNC间均呈显著正相关(P<0.05),雄树的S...     

基于植物功能群的生态系统服务形成与维持机制研究

生态系统可以从“结构-功能-服务”3个层次来理解,其中服务是人类的主观感受或效用。维持高质量的生态系统服务还需从生态系统的自然属性入手。结构和功能是生态系统服务形成和维持的内在机制,而植物是生态系统结构和功能的核心驱动力。植物功能群具有特定功能的植物组合,其中优势植物功能群控制着生态系统的结构和功能。生态系统服务的概念、分类与植物功能群密切相关,植物功能群是生态系统与生态系统服务间更直接的桥梁。建立生态系统服务与植物功能群间的联系,使相关研究有更明确的指向,在深化理论研究的同时使研究成果更容易落地。生态系统服务的形成、维持机制与植物功能群的内在联系主要体现在4个主要方面：(1)植物功能群的内在适应性特征和外在效应是生态系统服务形成的基础;(2)植物功能群的多功能特性为生态系统服务协同提供了可能;(3)植物功能群间替代和互补效应可以提升生态系统服务质量和稳定性;(4)植物功能群能够提供基于自然的生态系统服务修复问题解决方案。     

端黑萤和边褐端黑萤两性异形和雌性个体生育力

检测了端黑萤(Abscondita chinensis)和边褐端黑萤(Abscondita terminalis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。两因素方差分析表明,端黑萤的全长显著小于边褐端黑萤的全长,雌性个体显著大于雄性个体。以全长为协变量的两因素协方差分析显示,端黑萤的前胸背板宽、鞘翅长、复眼宽、胸长、腹宽、发光器面积及体重均显著小于边褐端黑萤,而腹长显著大于边褐端黑萤,触角长物种间差异不显著;雌性的前胸背板宽、腹长、腹宽及体重均显著大于雄性,而鞘翅长、复眼宽、胸长、触角长、发光器面积均显著小于雄性;物种和性别的交互作用对前胸背板宽、复眼宽、腹长、触角长及发光器面积影响显著,对其余的鞘翅长、胸长、腹宽及体重影响不显著。端黑萤和边褐端黑萤的两性异形指数分别为0.144和0.091。9个形态特征变量的主成分分析(Eigenvalue ≥ 1)发现,前2个主成分共解释56.8%的变异;复眼宽和发光器面积在第一主成分有较高的负负载系数,腹长有较高的正负载系数(解释31.3%变异);前胸背板宽和鞘翅长在第二主成分有较高的负负载系数(解释25.5%变异)。端黑萤和边褐端黑萤的平均窝卵数分别为28.9粒和18粒。线性回归显示,端黑萤和边褐端黑萤的窝卵数均与母体的全长及体重呈显著的正相关。单因素方差分析表明,特定全长的端黑萤的窝卵数显著大于边褐端黑萤。端黑萤和边褐端黑萤均属于雌性偏大的两性异形,是生育力选择、能量分配和运动综合影响的结果。雌萤腹腔容量等关键局部特征的增大是对生育力选择的适应,且生育力大小与两性异形差异程度成正相关。     

灌丛资源及其管理利用研究进展

灌丛是中国山地和干旱地区的常见植被类型,分布范围广泛、生态功能多样、经济价值可观。然而,自然资源、生态环境、国民经济等相关部门多将灌丛拆分归属于森林或草原,其重要性未能充分体现。学术界有关灌丛资源的概念、内涵未有明确统一共识,基于资源属性特点的灌丛资源分区分类体系尚未建立。草原灌丛化的发生范围、速度及其生态影响不够明确,严重影响灌丛资源的高效保护、科学管理与可持续利用。这已然成为亟需凝聚共识和深入探究的理论技术难点与实践问题。建议在科学界定灌丛资源的概念内涵、建立健全灌丛资源分类体系基础上,深入发展和应用灌丛植被多基遥感和人工智能识别技术,科学掌握不同区域灌丛变化特别是草原灌丛化的过程及原因,全面系统地评估灌丛化的生态经济影响,优化分区分类灌丛管理利用策略,促进灌丛资源可持续管理和利用。     

北京城市绿地不同生境自生植物多样性特征及其功能性状组成

城市中自发生长的植物在生物多样性保护和支持中扮演着重要角色。这些自生植物广泛分布于绿地中并在不同生境下形成差异化的群落特征。研究自生植物群落的功能性状组成有助于理解特定生境中自生植物多样性的形成和维持过程。研究调查了北京城市绿地中常绿落叶林地、常绿林地、落叶林地、灌丛、草地、水边、行道树种植带、硬质铺装区域8类生境下自生植物的多样性特征与功能性状组成。研究结果表明,林地和水边自生植物群落具有较高的物种丰富度与功能丰富度。不同生境类型之间自生植物的功能性状组成存在显著差异(P ＜ 0.05),林地中分布有更丰富的自生乔、灌木植物与外来植物,草地中则以依靠自体扩散或动物扩散的自生一、二年生草本植物为主。生境中相对稀有的功能性状占比与群落水平的自生植物多样性之间存在显著相关性(P ＜ 0.05),灌丛、草地和水边自生植物群落的功能多样性均随着C₄光合途径型植物的增加而提高。研究结果有助于更好地理解不同生境类型中自生植物多样性的形成和维持机制,为基于生物多样性保护与提升的城市绿地植物景观营建提供重要的参考依据。     

基于深度残差神经网络迁移学习的牙形刺图像识别

为了探索基于深度神经网络模型的牙形刺图像智能识别效果,研究选取奥陶纪8种牙形刺作为研究对象,通过体视显微镜采集牙形刺图像1188幅,收集整理公开发表文献的牙形刺图像778幅,将图像数据集划分为训练集和测试集。通过对训练集图像进行旋转、翻转、滤波增强处理,解决了训练样本不足的问题。基于ResNet-18、ResNet-34、ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152五种残差神经网络模型,采用迁移学习方法,对网络模型进行训练以获取模型参数,五种模型测试Top-1准确率分别为85.37%、85.85%、83.90%、81.95%、80.00%, Top-2准确率分别为94.63%、94.63%、94.15%、93.17%、93.66%,模型对牙形刺图像具有较好的识别效果。通过对比研究发现,ResNet-34识别准确率最高,说明对于特征简单的牙形刺属种,增加网络深度并不一定能提升准确率,而确定合适深度的模型则不仅可以提高识别准确率,还可以节约计算资源。通过ResNet-34模型的迁移学习训练和重新训练效果对比可以看出,迁移学习不仅可以获得较高的准确率,而且可以较快获取模型参...     

肾上腺素能受体阻断剂预防慢性压力超负荷左心室的电重构

研究长期使用肾上腺素能受体阻断剂治疗对慢性压力超负荷左心室电重构的影响。新西兰兔通过肾上腹主动脉次全结扎诱发慢性压力超负荷,10周后行心脏超声检查,并采用全细胞膜片钳技术分别记录腹主动脉结扎组(简称结扎组)、腹主动脉结扎 Carvedilol 干预组(简称Carvedilol组)及正常对照组(简称对照组)动物左室肌中层细胞的动作电位(action potential,AP)、内向整流钾电流(inward rectifier potassium current,IKi)、延迟整流钾电流(delayed rectifier potassium current,IK)及Na /Ca2 交换体电流。结果表明,结扎组的左室质量指数较对照组明显升高,Carvedilol组较结扎组明显降低(P<0.01)。在2 s的基础周长下,动作电位持续时间(以90％的复极时间表示,简称APD90)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为522.0±19.5 ms(n=6)、664.7± 46.2 ms(n=7)、567.8±14.3 ms(n=8),结扎组同对照组相比,P<0.01,Carvedilol组同结扎组相比,P<0.05。在测试电位为-100mV时,IKi电流密度(pA/pF)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为-11.8±0.50(n=8),-8.07±0.28 (n=8),-10.69±0.35(n=8),结扎组与对照组及Carvedilol组相比,P<0.01。在测试电位为 50 mV时,IK尾电流密度(pA/pF)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为0.59±0.40(n=