2006—2017年长白山阔叶红松林木本植物种子雨的时空动态

种子是森林更新的基础.为研究长白山阔叶红松林种子雨组成及时空变化,在长白山阔叶红松林25 hm²样地内设置150个面积为0.5 m²的收集器.自2006年5月至2017年12月收集252次,共收集到成熟、未成熟种子764299粒,隶属12科17属27种,其中,主林层树种13种704231粒,占总数的90%以上.种子最多的4个树种依次为紫椴、水曲柳、色木槭、假色槭,每年各个收集器都收集到这4个树种的种子;种子雨大爆发现象在各林层树种均存在,次林层和林下层较主林层树种滞后1~2年;各林层树种集中在秋季产生种子,各树种的种子雨都存在较大的时空变异性,相对而言,多数树种的空间变异性大于时间变异性;与科罗拉多岛(BCI)热带森林样地和浙江古田山亚热带常绿林样地种子产量的年际变异系数相比,长白山阔叶红松林种子产量年际变异系数较大,支持高纬度地区种子产量变异性高于低纬度地区的假说.     

黄土丘陵区刺槐群落林下物种分布对环境因子的响应

以吴起、安塞、米脂、宜川等地刺槐群落为对象,结合种群生态位宽度及土壤、海拔等环境因子探究刺槐林下物种分布特征及其影响因素,分析该地区刺槐林下物种分布对环境因子的响应机制,为黄土丘陵区刺槐林的管理提供科学依据.结果表明:在黄土丘陵区不同生长年限刺槐林中,分布较为广泛的物种有狗尾草、阿尔泰狗娃花、猪毛蒿、硬质早熟禾、茭蒿、苦荬菜、角蒿等.随刺槐生长年限的增加(10年至50年),林下物种优势种的分布更替依次为:茵陈蒿→硬质早熟禾→猪毛蒿→其他(茜草、悬钩子蔷薇等)→茭蒿→狗尾草.对刺槐林下物种分布影响较大的因子依次为土壤全磷含量(25.6%)>海拔(20.3%)>土壤全氮(19.3%).土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤含水量与刺槐林下物种的分布数量呈正相关,相关程度因种群不同而有所差异.坡向对刺槐林下物种的分布无明显影响.综上所述,地形与土壤因子在刺槐林下物种的分布中均占有重要地位,坡度越大,海拔越高,刺槐林下物种的分布种类越少.其次,土壤全磷含量和海拔是影响刺槐林下物种分布的重要环境因子.刺槐林下物种的分布是土壤养分状况的反映,对刺槐林的管理具有一定的指示作用.     

长白山温带森林不同演替阶段群落功能性状的空间变化

群落构建机制研究是生态学研究的热点。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统, 近年来随着物种多样性丧失愈发严重, 对该地区开展群落构建机制研究显得尤为重要。该研究以长白山不同演替阶段的3块5.2 hm ²固定监测样地(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始椴树红松林)为研究对象, 通过采集样地内主要树种的6个关键功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶氮含量、叶磷含量、最大树高), 分析不同空间尺度下(5 m × 5 m, 10 m × 10 m, 20 m × 20 m, 30 m × 30 m, 40 m × 40 m, 50 m × 50 m和60 m × 60 m)及不同演替阶段群落性状空间值的变化, 结合零模型的模拟结果对长白山温带森林演替过程中的群落构建机制进行讨论。结果表明: 种库大小对于研究结果具有重要影响。在较大的种库下, 环境过滤作用影响显著。而在样地水平进行研究时, 演替早期和中期, 群落性状空间值与零模型模拟值无显著差异, 在演替的晚期, 群落性状空间值显著高于零模型模拟值。结合多个群落功能多样性指数分析发现, 环境过滤和竞争作用共同决定该地区顶级群落的物种组成。在演替早期大量物种迁入, 群落内物种间存在强烈的资源竞争, 而随着演替进行, 部分物种逐渐被竞争排除出群落, 群落中的物种呈现明显的生态位分化, 竞争作用是维持物种共存的主要机制。     

木麻黄海防林种子雨的时空动态

为了解木麻黄(Casuarina equisetifolia)种子雨的时空间分布格局和萌发性能对其天然更新的影响,对海口木麻黄海防林种子雨的时空分布特征和种子雨的萌发动态进行了研究。结果表明,木麻黄种子落雨时间始于7月中旬,结束于次年4月中旬,持续长达9个月,期间种子雨年际平均密度为1 764.63 grain m~(-2)a~(-1);种子雨高峰期在12月上中旬,落种量占总散落量的43.38%;种子雨呈聚集分布,且种子雨密度与附近球果数量呈极显著正相关;种子雨萌发率较低,仅为11.31%,但由于种子雨密度较大,可萌发的种子雨密度仍然较大,为199.58grainm~(-2)a~(-1)。因此,种子数量和质量均不是制约木麻黄天然更新困难的主要障碍因子,但聚集分布特征使木麻黄种子在林内扩散能力十分有限。     

黔产昆明山海棠化学成分及其抑菌活性研究

该研究采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、半制备型高效液相色谱和重结晶等方法分离纯化,从黔产昆明山海棠乙醇提取物中分离得到11个化合物,并采用96孔板微量稀释法对化合物进行抑菌活性测定。结果表明:利用NMR,MS等现代波谱技术以及化合物的理化性质并结合参考文献分别鉴定为3-O-乙酰基齐墩果酸(1),雷酚萜(2),3-氧代齐墩果酸(3),β-谷甾醇(4),木栓酮(5),β-谷甾醇棕榈酸酯(6),雷公藤红素(7),大黄素(8),雷公藤内酯甲(9),雷藤二萜醌B(10),ent-kauran-16β,19-diol(11)。抑菌活性结果显示,化合物3、7和8具有较好的抑菌作用,MIC值为2~16μg·mL-1。其中,化合物6、11为首次从该植物中分离得到,化合物11为首次从雷公藤属植物中分离得到,且首次发现了化合物3、7对绿脓杆菌和青枯菌具有明显的抑制作用。     

林分因子对云顶山不同人工林林下植物多样性的影响

该研究采用典型抽样法,以成都云顶山5种人工林——柏木 枫杨林(BF)、银杏 楠木林(YN)、光皮梾木 香樟林(GZ)、枫杨 桤木林(FQ)、柏木林(CB)为研究对象,分析不同人工林的林下植物组成与多样性特征,并确定影响林下植物多样性的主导林分因子,为当地人工林经营管理提供理论依据。结果表明：(1)研究区共记录林下植物168种,隶属于62科130属;5种人工林灌木层与草本层的科属种数均以GZ最多。(2)5种不同人工林灌木层与草本层的优势种数分别为7、4、7、6、4种和5、4、9、9、10种,数量都较少。(3)5种人工林的Shannon Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H′)、物种丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J_sw) 均基本表现为草本层>灌木层,BF、GZ灌木层的D略高;灌木层的H、H′、D值均以GZ最大,但不同人工林的J_sw差异不显著;草本层的H、H′、D、J_sw均基本呈现CB>FQ>GZ>BF>YN趋势,GZ的D值略高于FQ。(4)6个林分因子对灌木层4个物种多样性指数的影响均无显著差异;林分平均树高、平均枝下高、平均胸径、平均冠幅和林分密度是影响草本层H、D的主要因子,但各林分因子对草本层H′、J_sw的影响差异不显著。研究认为,林分结构对林下草本层物种多样性的影响更大,平均树高、平均枝下高、平均胸径、平均冠幅、林分密度对草本层多样性有显著影响。     

基于单链DNA开关调控的多功能生物电路

合成生物电路在生物传感及生物计算方面成为了广泛应用的工具。工程化生物电路系统具有良好的灵活性,同时也具备模块化的特征。在本文中,研究了基于单链DNA开关调控的多功能生物电路的构建方法。通过将计算机辅助设计的单链DNA开关作为核心控制元件,并利用长度为20 bp的toehold区域来激活单链DNA开关,驱动了简单的单向式、循环式以及级联的多层次的生物电路系统。在级联式电路系统中,通过调整单链DNA开关的结构,使信噪比从2.996变成5.274。同时,单链DNA开关作为长单链DNA（784 bp）的一部分,在无细胞蛋白质系统中实现了基因表达调控。因此,本文研究的工程化方法为今后复杂的人工生物电路的构建提供了坚实的技术基础。     

野生矮牡丹高通量转录组测序分析

为探究野生稷山矮牡丹(Paeonia jishanensis)花青素等抗氧化活性物质生物合成的遗传基础,本文采用高通量测序技术Illumina NextSeqTM500对其幼嫩叶片、嫩茎和花芽混合池样本进行转录组测序分析。共获得39450个unigene,其中3563个unigene中有4106个SSR位点。在Swiss Prot数据库中注释到29420个unigene,其中11个与花青素生物合成过程相关,22个与类黄酮生物合成过程相关,15个与异黄酮生物合成过程相关;NR数据库中注释高达100%,有12个与类黄酮生物合成相关,7个与花青素生物合成相关;GO数据库中注释到24291个unigene,分为生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类53个功能组,有21个unigene与黄酮、黄酮醇及异黄酮生物合成有关,4个unigene与花青素合成有关;eggNOG数据库中注释到38238个unigene,涉及植物生长发育过程绝大多数生命活动过程;KEGG数据库注释到5709个unigene,分别定位到6大类别42个代谢途径,其中25个unigene与花青素生物合成相关。研究表明,在稷山矮牡丹转录组序列中,共鉴定和发掘出多个涉及类黄酮化合物生物合成、花青素生物合成过程的相关基因序列及SSR位点,为下一步开展相关代谢合成途径研究奠定了基础。     

人γ－精浆蛋白的亲和纯化及其糖基化分析

目的:从人精液中提纯γ-精浆蛋白并对其生物学特性进行鉴定。 方法:应用饱和硫酸铵法从小鼠腹水中纯化出抗γ-精浆蛋白的单克隆抗体E4B7,将其共价交联到CNBr-Sepharose4B上,制备成免疫亲和层析柱,用该层析柱亲和纯化经饱和硫酸铵粗提的精液标本。纯化产物分别用SDS-PAGE、Western-blot及ELISA进行生物学特性鉴定,最后经PNGase F、Endo-H酶消化后进行糖基化分析。结果:SDS-PAGE电泳表明纯化蛋白的相对分子量约为44KD,Western-blot及ELISA鉴定显示该蛋白可与抗γ-精浆蛋白的单抗E4B7特异性结合。对纯化蛋白无论是单用Endo-H酶消化,还是同时用Endo-H酶和PNGase F酶共同消化,消化产物电泳后相对分子量均降低到34KD左右,而单独用PNGase F酶消化后相对分子量没有改变。Western-blot及ELISA鉴定显示糖苷酶处理后的纯化蛋白仍可与单抗E4B7特异性结合。结论:成功纯化出N-糖基化形式的γ-精浆蛋白,这为下一步筛选人源化抗体奠定了纯的抗原基础。     

Medium optimization for the production of recombinant nattokinase by Bacillus subtilis using response surface methodology

Nattokinase is a potent fibrinolytic enzyme with the potential for fighting cardiovascular diseases. Most recently, a new Bacillus subtilis/Escherichia coli (B. subtilis/E. coli) shuttle vector has been developed to achieve stable production of recombinant nattokinase in B. subtilis (Chen; et al. 2007, 23, 808-813). With this developed B. subtilis strain, the design of an optimum but cost-effective medium for high-level production of recombinant nattokinase was attempted by using response surface methodology. On the basis of the Plackett-Burman design, three critical medium components were selected. Subsequently, the optimum combination of selected factors was investigated by the Box-Behnken design. As a result, it gave the predicted maximum production of recombinant nattokinase with 71 500 CU/mL for shake-flask cultures when the concentrations of soybean hydrolysate, potassium phosphate, and calcium chloride in medium were at 6.100, 0.415, and 0.015%, respectively. This was further verified by a duplicated experiment. Moreover, the production scheme based on the optimum medium was scaled up in a fermenter. The batch fermentation of 3 L was carried out by controlling the condition at 37 degrees C and dissolved oxygen reaching 20% of air saturation level while the fermentation pH was initially set at 8.5. Without the need for controlling the broth pH, recombinant nattokinase production with a yield of 77 400 CU/mL (corresponding to 560 mg/L) could be obtained in the culture broth within 24 h. In particular, the recombinant B. subtilis strain was found fully stable at the end of fermentation when grown on the optimum medium. Overall, it indicates the success of this experimental design approach in formulating a simple and cost-effective medium, which provides the developed strain with sufficient nutrient supplements for stable and high-level production of recombinant nattokinase in a fermenter.