生物启发的细菌表面人造矿物壳:通过仿生矿化保护活细胞

【目的】生物启发的细菌表面仿生矿化人造矿物壳被用于保护活细胞。【方法】将细菌限制在坚固而完整的矿物壳中,有限的物理空间和物质交换使其暂时进行休眠,降低长期保存期间的活力损失以及提高在各种极端环境中的生存能力,并且能够通过酸去除矿物壳而重新激活细菌。【结果】相较于未仿生矿化的细菌(EcN),矿化细菌(EcN@CaCO₃)在32 d的储存实验中活力最高提升262倍;在pH 2.5的强酸环境中存活率提高837倍;在pH 12.0的强碱环境中存活率提高171倍;在80 ℃的高温条件下存活率提高59.1倍;甚至在抗生素溶液中,EcN@CaCO₃中细菌的存活率是EcN的729.7倍。【结论】本研究利用仿生矿化提高了细菌的保存稳定性,使其能在酸刺激下去除涂层恢复活性,也能在极端环境下保留细菌的活力,为微生物在环境生态、食品制造和生物医药等领域的应用提供研究基础。     

环境因子和干扰强度对高寒草甸植物多样性空间分异的影响

采用样带与样地结合的方法在三江源自然保护区的核心区沿海拔梯度在阴坡、阳坡分别进行草本植被调查,通过因子分析和偏相关分析研究丰富度指数、多样性指数与环境梯度（包括海拔梯度、裸斑面积、坡度、土壤总碳、总氮含量、土壤pH值、土壤总可溶性盐含量）和干扰强度（鼠类干扰强度、放牧强度）之间的关系。研究结果表明：杂类草丰富度指数（DMa杂）与总物种丰富度指数（DMa总）极显著相关（P<0.01）;阳坡DMa杂和DMa总均呈现“中海拔膨胀”现象,阴坡DMa杂和DMa总与海拔梯度呈正相关,莎草科和禾本科的丰富度指数（DMa莎和DMa禾）随海拔升高并无明显规律;通过主成分分析,及偏相关分析,第一主成分（裸斑面积、鼠类干扰和放牧强度）与除莎草科Margalef丰富度指数、禾本科Simpson指数和禾本科Pielou均匀度指数外的其他草地多样性指数均显著相关,是影响阳坡草地植物多样性的主要因子,土壤总碳、总氮含量对阳坡禾本科类群的多样性指数和均匀度指数有极显著影响,土壤pH值、TDS含量和坡度对阳坡莎草科类群的丰富度有显著影响;海拔梯度、土壤总碳、总氮以及pH值对阴坡草本植物群落的多样性影响较大。研究结论认为,植物群落生物多样性的空间分异特征是地理环境、土壤环境以及干扰强度等因素综合作用的结果。无干扰或干扰较弱时,物种多样性主要受土壤环境状况所影响;而在强干扰存在条件下,干扰强度对物种丰富度和多样性的影响比环境因子更显著;遏制高寒草甸植物多样性降低应首先控制放牧及鼠类等强干扰活动。     

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局

应用地统计学和经典统计学方法,对毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被特征的空间分布格局及其相互关系进行研究,结果表明: 0-5 cm和5-10 cm土壤水分符合指数模型,10-15 cm土壤水分和植物群落物种数、植被盖度、植被密度都符合球状模型;0-5 cm土壤水分、植物群落物种数和植被盖度都具有强空间自相关性,5-10 cm、10-15 cm土壤水分和植被密度都具有中等程度的空间自相关性;从牛枝子群落到黑沙蒿群落,各层土壤水分与植物群落物种数之间具有相似的空间格局,都呈先升高后降低的变化趋势,而植被盖度和植被密度呈逐渐减小的变化趋势;0-5 cm土壤水分与植物群落物种数之间具有显著的正相关,是制约植被物种空间分布的关键因素。     

黑胸散白蚁肠道共生锐滴虫目鞭毛虫的多样性分析与原位杂交鉴定

低等木食性白蚁肠道内的鞭毛虫在纤维素降解过程中扮演着重要的角色。黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis Snyder是一种广泛分布于我国的低等木食性白蚁,然而目前对于其肠道内的共生鞭毛虫却鲜见报道。采用锐滴虫目18S rDNA特异引物扩增鞭毛虫18S rRNA 基因并构建文库,对得到的基因进行系统发育多样性分析。针对得到的序列设计特异性的荧光探针,用荧光原位杂交技术对锐滴虫目鞭毛虫进行了鉴定。从黑胸散白蚁肠道得到11个锐滴虫目鞭毛虫18S rDNA序列,它们之间的相似性为86.9%-99.3%。系统发育分析表明,锐滴虫目鞭毛虫主要属于Dinenympha和Pyrsonympha两个属。应用荧光原位杂交技术鉴定出了Dinenympha parva、Dinenympha exilis和Pyrsonympha sp.三种锐滴虫。研究表明,在黑胸散白蚁肠道共生的锐滴虫为Dinenympha和Pyrsonympha属的鞭毛虫。     

金华北山三种啮齿动物身体热值、脂肪和水分含量的研究

研究了浙江金华３种啮齿动物的身体热值,脂肪含量和水分含量。成年社鼠、褐家鼠和白腹巨鼠生物量热值季节变动范围分别为６．２０９７－７．６５７ＫＪ／ｇ,６．１５３－７．０９６ＫＪ／ｇ,６．１９９－１２．０３３ＫＪ／ｇ;水分含量为６６．６４％－６９．７５％,６７．４８％－７０．１９％,５４．６４％－７２．３７％;灰分含量不存在季节差异,年平均值分别为１２．５０％,１２．２３％,１０．４９％。神鼠脂肪含量春     

冻土甲烷循环微生物群落及其对全球变化的响应

冻土是陆地生态系统中最容易受到全球气候变化影响的碳库,既发挥着碳源又起着碳汇的作用。人们非常关注贮存于冻土中有机碳的最终归宿,是因为全球气候变暖会加快冻土的解冻,释放更多的温室气体（二氧化碳和甲烷）到大气中,从而进一步加剧温室效应。据估计每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。研究证实冻土生物源甲烷的产生和消耗分别由耐(嗜)低温的产甲烷菌(methanogens)和甲烷氧化菌(methanotrophs)介导。鉴于冻土甲烷循环对全球甲烷平衡的显著作用以及在冻土生物地球化学循环中的重要功能,对介导冻土甲烷循环的产甲烷菌和甲烷氧化菌的研究将有助于更好地评估冻土生态系统对全球气候变化的响应和影响,本文就冻土甲烷循环过程、产甲烷菌、甲烷氧化菌的群落结构、活动、生态功能及其对气候和环境变化的响应机制的最新研究进行综述,以期为我国开展冻土甲烷循环机理研究提供支持。     

表皮碳氢化合物在3种火蚁属蚂蚁成虫鉴定中的应用

红火蚁Solenopsis invicta是火蚁属重要的入侵蚂蚁,与其近缘种黑火蚁S.richteri和杂交蚁S.invicta×S.richteri形态相似,难以区分。为了快速准确鉴定3种火蚁属近缘种,本研究利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),解析3种火蚁的工蚁、有翅雌蚁、有翅雄蚁的表皮碳氢化合物种类和含量,并进行主成分分析、判别分析及聚类分析。结果表明：3种火蚁共检测到62种表皮碳氢化合物,主要包括一甲基烷烃、二甲基烷烃和正构烷烃等;红火蚁、黑火蚁及杂交蚁不同品级的表皮碳氢化合物种类及含量存在显著的种间差异,红火蚁不同地理种群的表皮碳氢化合物种类及含量相似度较高;建立3种火蚁相应品级的分类判别函数,可准确区分各品级下的3种火蚁。因此,表皮碳氢化合物组成分析可用于红火蚁及其近缘种的分类鉴定,为口岸火蚁属蚂蚁的快速检疫鉴定提供新技术。     

合肥秋冬季茶园天敌对假眼小绿叶蝉和茶蚜的空间跟随关系

为了合理保护和利用天敌及科学地选取抽样方法,开展了合肥地区秋冬季4个品种茶园假眼小绿叶蝉Empoasca vitisGothe和茶蚜Toxoptera aurantii Boyer与其天敌之间空间关系研究,运用地学统计学方法求得天敌和害虫各自的变程,用灰色关联度分析方法分析害虫与天敌变程的关联度,关联度值越大的天敌在空间上对害虫的跟随关系越密切。分析了2010年9月28日至11月25日期间假眼小绿叶蝉和茶蚜数量最少的舒茶早茶园和二种害虫数量最多的平阳特早茶园天敌对害虫空间上的跟随关系,结果表明,二种茶园的假眼小绿叶蝉和茶蚜及其4种主要天敌均为聚集分布,舒茶早茶园与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前二位天敌是斜纹猫蛛Oxyopes sertatus L.Koch(0.8594)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum Sundevall(0.8397),与茶蚜空间上跟随关系密切的前二位天敌是草间小黑蛛(0.7448)和斜纹猫蛛(0.7433);平阳特早茶园与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前二位天敌是八斑球腹蛛Theridion ocomaculatum Bose.et Str(0.8207)和斜纹猫蛛(0.8104),与茶蚜空间上跟随关系密切的前二位天敌是八斑球腹蛛(0.8324)和斜纹猫蛛(0.7730)。其中,11月25日4种茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜数量均较多。分析了该日另外二个茶树品种福云六号和龙井长叶茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜与其天敌的空间关系,结果表明,二种茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜及其天敌均为聚集分布,福云六号茶园与假眼小绿叶蝉变程值(3.8182)最接近的天敌是斜纹猫蛛(4.7222),与茶蚜变程值(6.5854)最接近的天敌是斜纹猫蛛(4.7222);龙井长叶茶园与假眼小绿叶蝉变程值(1.0000)最接近的天敌是八斑球腹蛛(1.0000),与茶蚜变程值(4.5000)最接近的天敌是斜纹猫蛛(7.6316)。总之,秋冬季4个品种茶园斜纹猫蛛在空间上是假眼小绿叶蝉和茶蚜跟随关系最密切的天敌,其次是八斑球腹蛛和草间小黑蛛。     

亚热带典型树种对模拟酸雨胁迫的高光谱响应

对亚热带地区6种典型树种幼苗在不同模拟酸雨梯度下的光谱响应特征进行了研究。结果表明,针叶树种和阔叶树种对酸雨敏感性具有明显差异。针叶树种马尾松、杉木和香榧对酸雨敏感性高于阔叶树种刨花楠、香樟和杨梅。针叶树种内部,马尾松和杉木叶绿素含量随酸雨浓度变化的幅度明显高于香榧;而阔叶树种内部,刨花楠、香樟和杨梅三者之间无显著差别。马尾松、香樟和香榧不能承受长时间高浓度酸雨胁迫,叶绿素含量呈先增加后减少趋势,杉木则先减少后增加,杨梅能承受长时间高浓度酸雨胁迫,pH值2.5处理下叶绿素含量高于pH值5.6处理。刨花楠4期试验中叶绿素含量变化无明显规律。各受试植物光谱反射率红边位置与其叶绿素含量变化规律基本一致。针叶树种马尾松和香榧主要表现为"蓝移",杉木则先"蓝移"后"红移",表现出对高浓度酸雨长时间的抗性;阔叶树种香樟先"红移"后"蓝移",对高浓度模拟酸雨表现出先促进后抑制现象,杨梅光谱反射率一阶导数曲线比较平缓,无明显"红移"和"蓝移"现象,刨花楠则"红移"和"蓝移"交替出现,与其叶绿素含量变化相一致,对酸雨敏感性不明显。     

新疆两典型微咸水湖水体免培养古菌多样性

微咸水湖是湖泊演化过程中的一个重要中间状态,以新疆两典型微咸水湖-赛里木湖和柴窝堡湖水为研究对象,采用微孔滤膜收集菌体,SDS-酚-氯仿抽提法直接提取湖水总DNA,利用古菌16S rRNA基因通用引物进行PCR扩增,分别构建两湖古菌16S rRNA基因克隆文库。用限制性内切酶Hae Ⅲ对随机挑选的阳性克隆子进行酶切分型,分别得到7个和8个可操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),两文库覆盖率均大于98%。BLAST比对和系统发育分析表明赛里木湖全部克隆子归属于泉古菌门(Crenarchaeota),97%的克隆子与不同环境免培养氨氧化泉古菌有较高的序列相似性(>97%)。柴窝堡湖水古菌归为3个门:Thaumarchaeota (81.2%)、广古菌门(Euryarchaeota)(13%)和泉古菌门(Crenarchaeota) (5.8%),81.2%的克隆子与具有氮代谢功能的氨氧化古菌纯培养物具有较高的序列相似性(97%-98%),13%的克隆子与已分离到的产甲烷古菌序列同源性大于97%。研究发现新疆微咸水湖可能存有大量新划分的古菌Thaumarchaeota门类群、可培养氨氧化及产甲烷古菌类群,两典型微咸水湖泊中古菌类群多样性较低且群落组成差异大。