天鹅洲故道水生态研究进展

20世纪90年代初, 湖北长江天鹅洲故道水质良好, 鱼类资源丰富, 被认为是建立长江豚类半自然保护区和四大家鱼种质资源生态库的理想场所, 而对之开展了水生态研究, 之后由于成功实现了长江江豚的迁地保护而受到越来越多的关注。学者们从水质和沉积物等环境因素, 浮游植物、浮游动物、底栖动物和高等水生植物等生物因素, 水体初级生产力、渔产潜力和鱼类等资源因素多角度开展了天鹅洲故道水生态研究。天鹅洲故道水质呈恶化趋势。浮游植物数量增加了2个数量级, 且从单细胞个体转变为多细胞群体, 同时带有胶被的蓝藻在种类和密度上占有绝对优势; 浮游动物优势种呈小型化趋势; 底栖动物密度有所下降; 高等水生植物呈逐渐衰退趋势。鱼类资源量呈下降趋势。根据水质化学和生物学评价结果, 结合天鹅洲故道受人类活动的影响, 本文指出故道与长江阻隔、渔业活动和环境污染是天鹅洲故道水生态面临的主要问题, 其通过水质、饵料和栖息地等方面影响长江江豚的可持续性生存。同时, 提出5个方面的建议: 首先, 实施通江工程, 恢复故道水文特征, 提高故道理化环境异质性; 其次, 控制外源和内源营养负荷, 提高故道水体水质; 然后, 持续监测水质、沉积物和水生生物状况, 建立故道水生态数据库; 再次, 实施生态修复工程, 提高水生生物多样性; 最后, 规范渔业活动, 优化故道渔业资源, 为保护天鹅洲故道水环境质量和水生态健康, 维持江豚可持续生存提供依据。     

鱼腥草花粉母细胞减数分裂特征及其育性研究

为深入了解鱼腥草花粉母细胞的减数分裂特征与花粉育性的关系,该研究采用卡宝品红染色法对2个鱼腥草居群花粉母细胞的减数分裂过程进行观察,并采用氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法、I2-KI染色法、B-K培养基培养法及荧光显微镜观察法来检测鱼腥草花粉的活力及萌发率。结果发现:(1)鱼腥草减数分裂的进程与花序大小、花药颜色、花药长度均有密切的关系。(2)2个居群的鱼腥草中花粉母细胞减数分裂过程正常占88.2%,有11.8%的花粉母细胞减数分裂异常。(3)减数分裂异常表现在减数分裂过程中出现微核、落后染色体、染色体桥、不均等分离、多分体等现象,并发现在二分体阶段及单核花粉发育过程中存在细胞融合。(4)2个居群的鱼腥草花粉活力均不超过1.5%,花粉几乎不萌发。研究认为,鱼腥草花粉育性低的主要原因是单核花粉的发育过程异常,而非鱼腥草花粉母细胞减数分裂异常所致。     

丫蕊花属植物花粉和种子微形态特征比较及其分类学意义

采用光学显微镜和扫描电镜,对4种丫蕊花属植物(丫蕊花、小果丫蕊花、云南丫蕊花和高山丫蕊花)的种子微形态特征及表面纹饰等进行观察,并对除云南丫蕊花外的3种丫蕊花属植物花粉形态、大小、表面纹饰等微形态特征进行观察和比较分析,并讨论了花粉及种子微形态特征的进化生物学意义,为丫蕊花属植物物种间的分类学鉴定提供理论依据。结果表明:(1)丫蕊花属植物花粉形态多为长球形,少数为超长球形,赤道面观为椭圆形,极面观为圆形,花粉大小为(22~36.5)μm×(11.5~24)μm,花粉外壁纹饰为刺状颗粒。(2)丫蕊花的花粉较大,极轴明显长于其余种,小果丫蕊花极轴长度最小。(3)花粉外壁刺状颗粒纹饰在4种丫蕊花之间存在差异性特征。(4)丫蕊花属植物种子细梭形,两端具纤维状长尾,种皮表面纹饰为复网纹纹饰。(5)云南丫蕊花的种子最大,种脊显著;小果丫蕊花种子最小。(6)组成种子表面网纹纹饰的网脊、网壁及网眼的表面特征等在各物种间存在一定差异。     

Xist敲降可以改善孤雄单倍体囊胚质量

单倍体胚胎干细胞研究一直以来吸引着研究者们的注意,它可以用作基因修饰的工具或是用于药物筛选。随着孤雄胚胎干细胞系的成功建立,更扩展了单倍体胚胎干细胞的应用前景。但单倍体孤雄胚胎发育率低,胚胎质量差,制约着孤雄单倍体胚胎干细胞的建系。为改善孤雄单倍体胚胎发育潜能及胚胎干细胞建系效率低的问题,我们检测了小鼠(Mus musculus domesticus)孤雄单倍体胚胎的体外发育过程和该过程中Xist基因表达情况。结果发现,孤雄单倍体胚胎囊胚发育率只有10%~14%,发育至囊胚所需时间差异较大,从3.5~5.5 d不等。通过核糖核酸荧光原位杂交实验(RNA-FISH)跟踪Xist基因表达情况,发现其在发育至囊胚阶段的胚胎中呈抑制状态,而在早期胚胎中多呈表达状态。通过si RNA扰低Xist表达,虽然没有改变孤雄单倍体胚胎发育到囊胚的比例,但显著提高了囊胚质量,并提高了接种胚胎内细胞团(ICM)后建立细胞系的效率。结果说明,Xist基因的表达可能是导致小鼠孤雄单倍体胚胎质量差、干细胞建系率低的原因之一。     

卡拉麦里山有蹄类自然保护区水源地野放普氏野马的活动节律：基于红外相机监测数据

2014年4月至11月,在卡拉麦里山有蹄类自然保护区的22个水源地安放66台红外相机,其中在8个野放普式野马(Equus przewalskii)利用的水源地放置了16台红外相机,对野放普氏野马在水源地的活动节律和时间分配进行了研究。16台相机累计工作1 068 d,获得野放普氏野马有效照片2 051张。研究发现,野放普氏野马在水源地不同时段的有效照片数量符合正态分布,且季节间存在极显著差异。野放普氏野马在水源地不同时段的有效照片数量,春季远低于夏季和秋季(P0.05),而夏季与秋季差异不显著(P0.05)。野放普氏野马饮水频次春季极显著低于夏季和秋季(P0.01),夏季与秋季差异不显著(P0.05)。普氏野马在水源地具有稳定的日活动节律,时间分配上呈典型的钟形,13:00~17:00时达到高峰,20:00~次日5:00时快速下降,3:00~6:00时是一天中的低谷,在5:00~13:00时快速上升。不同月份野放普氏野马的日活动差异指数α(t=8.364,df=7,P0.01)和昼行性指数β(t=19.519,df=7,P0.01)均存在极显著差异,且β值为0.660.54,表明野放普氏野马活动以昼间为主。季节间活动差异指数存在极显著差异(单样本K-S检验,t=7.851,df=23,P0.01)。独立多样本Kruskal-Wallis检验季节性活动强度指数γ值差异不显著(χ~2=0.162,df=2,P0.05)。通过在卡山保护区固定水源地的实时监测,初步明晰了野放普氏野马在水源地附近的活动节律及其季节性水源地利用,从而为野放普氏野马的生态学研究及保护措施的制定提供科学依据。     

蒙古栎叶片及其土壤碳、氮同位素自然丰度对大气CO2浓度升高的响应

大气CO₂浓度升高对土壤氮素转化过程产生重要影响,研究其变化有助于更好地预测陆地生态系统的固碳潜力.氮同位素自然丰度作为生态系统氮素循环过程的综合指标能够有效地指示CO₂浓度升高对土壤氮素转化过程的影响.本研究采用开顶箱CO₂ 熏蒸法研究连续10年的大气CO₂ 浓度升高对我国东北地区蒙古栎及其土壤和微生物生物量碳、氮同位素自然丰度的影响.结果表明: 大气CO₂浓度升高改变了土壤氮循环过程,增加了土壤微生物和植物叶片δ¹⁵N;促进了富¹³C土壤有机碳分解,中和了贫¹³C植物光合碳输入的效果,导致土壤可溶性有机碳和微生物碳δ¹³C在CO₂升高条件下没有发生显著变化.这些结果表明,CO₂浓度升高很可能促进了土壤有机质矿化过程,并加剧了系统氮限制的状态.     

不同供钾水平对平邑甜茶幼苗生长及NO3-吸收利用特性的影响

研究平邑甜茶幼苗NO₃^--N吸收和利用特性对不同供钾水平的响应,旨在明确钾肥对氮肥吸收利用的影响,从而为果园科学施肥提供理论依据.以平邑甜茶幼苗为材料进行砂培试验,设置K₀、K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆ 7个钾浓度处理,分别相当于0、2、4、6、8、10、12 mmol·L^-1 K⁺,运用¹⁵N同位素示踪技术和非损伤扫描离子选择电极技术,测定了不同供钾水平下平邑甜茶的氮素吸收和利用情况.结果表明: K₃处理平邑甜茶幼苗根系活力、硝酸还原酶活性以及根系形态指标均显著高于其他处理.与其他处理相比,K₃处理根、茎、叶从肥料中吸收分配到的¹⁵N 量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)均达到最高,分别为K₀处理的1.36、1.33和1.47倍.随供钾水平的增加,植株氮素利用率呈现先增高后降低的趋势,且在K₃处理时最大,为23.3%,是K₀处理的3.04倍.非损伤微测技术结果显示,K₃处理时,平邑甜茶根系对NO₃^-有强烈吸收且内流速度达到最大,为19.34 pmol·cm^-2·s^-1;在缺钾(K₀)和高钾(K₆)处理时有明显外排趋势.因此,钾的亏缺或过量均抑制氮素的吸收和利用,适当供钾能够促进幼苗根系生长,增强硝酸还原酶活性,从而促进平邑甜茶对氮素的吸收.     

Quantitative trait loci for morphometric traits in multiple families of common carp (<Emphasis Type="Italic">Cyprinus carpio</Emphasis>)

Quantitative trait locus (QTL) mapping is frequently used to understand the genetic architecture of quantitative traits. Herein, we performed a genome scan for QTL affecting the morphometric characters in eight full-sib families containing 522 individuals using different statistical methods (Sib-pair and half-sib model). A total of 194 QTLs were detected in 25 different regions on 10 linkage groups (LGs). Among them, 37 QTLs on five LGs (eight, 13, 24, 40 and 45) were significant (5% genome-wide level), while the remaining 40 (1% chromosome-wide level) and 117 (5% chromosome-wide level) indicated suggestive effect on those traits. Heritabilities for most morphometric traits were moderate to high, ranging from 0.21 to 0.66, with generally strong phenotypic and genetic correlations between the traits. A large number of QTLs for morphometric traits were co-located, consistent with their high correlations, and may reflect pleiotropic effect on the same genes. Biological pathways were mapped for possible candidate genes on QTL regions. One significantly enriched pathway was identified on LG45, which had a P-value of 0.04 and corresponded to the “regulation of actin cytoskeleton pathway”. The results are expected to be useful in marker-assisted selection (MAS) and provide valuable information for the study of gene pathway for morphometric and growth traits of the common carp.     

Cu,Co‐Embedded N‐Enriched Mesoporous Carbon for Efficient Oxygen Reduction and Hydrogen Evolution Reactions

Rational synthesis of hybrid, earth‐abundant materials with efficient electrocatalytic functionalities are critical for sustainable energy applications. Copper is theoretically proposed to exhibit high reduction capability close to Pt, but its high diffusion behavior at elevated fabrication temperatures limits its homogeneous incorporation with carbon. Here, a Cu, Co‐embedded nitrogen‐enriched mesoporous carbon framework (CuCo@NC) is developed using, a facile Cu‐confined thermal conversion strategy of zeolitic imidazolate frameworks (ZIF‐67) pre‐grown on Cu(OH)₂ nanowires. Cu ions formed below 450 °C are homogeneously confined within the pores of ZIF‐67 to avoid self‐aggregation, while the existence of Cu? N bonds further increases the nitrogen content in carbon frameworks derived from ZIF‐67 at higher pyrolysis temperatures. This CuCo@NC electrocatalyst provides abundant active sites, high nitrogen doping, strong synergetic coupling, and improved mass transfer, thus significantly boosting electrocatalytic performances in oxygen reduction reaction (ORR) and hydrogen evolution reaction (HER). A high half‐wave potential (0.884 V vs reversible hydrogen potential, RHE) and a large diffusion‐limited current density are achieved for ORR, comparable to or exceeding the best reported earth‐abundant ORR electrocatalysts. In addition, a low overpotential (145 mV vs RHE) at 10 mA cm^?2 is demonstrated for HER, further suggesting its great potential as an efficient electrocatalyst for sustainable energy applications.     

植物功能性靶向基因标记的研究进展

随着功能基因组学的发展,分子标记技术正朝着功能性靶向基因标记的方向发展。因功能标记是根据与表型紧密相关的功能基因内部特定区域多态性基序开发而来的,所以此类标记不需要进一步的验证就可在不同的遗传背景下确定等位基因的有无。从靶向基因标记和功能标记、保守DNA和基因家族标记、转座子标记、抗性基因标记、RNA标记和靶向指纹标记几方面综述了植物功能性靶向基因标记的研究进展,旨在为分子标记的开发与应用提供理论基础。