黄河口盐地碱蓬湿地土壤-植物系统重金属污染评价

以黄河口盐地碱蓬湿地为例,评价了淹水和非淹水区湿地表层土壤As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征,分析了不同积水深度和土壤理化性质对研究区土壤重金属含量的影响.研究结果表明,与土壤或沉积物质量标准相比,黄河口盐地碱蓬湿地土壤受As和Cd污染最严重,而其它重金属污染较轻;非淹水土壤Cd、Cr和Zn含量高于淹水湿地,而As、Cu和Pb则较低;而且淹水土壤As含量随积水深度增加而呈下降趋势,但积水深度对其他重金属含量的影响不明显.相关性分析结果表明,按照受土壤关键影响因子的不同重金属(除As外)可以分为两类:第一类为Cd、Cr和Zn,这些重金属含量受土壤pH值和盐分影响较大,且相互间存在显著正相关关系,表明它们可能有相同的来源;第二类为Pb和Cu,它们受土壤pH值、盐分和有机质的影响,且Pb和Cu之间存在显著正相关关系.除Cr、Cu和Zn外,重金属在盐地碱蓬的根系内一般不发生显著富集,但绝大多数重金属都表现出地上部分的含量比根系更高的现象.     

中国近海甲藻环沟藻属2个新记录种:纺锤环沟藻和莫氏环沟藻

甲藻环沟藻属于一类无色素体、表面有脊的裸甲藻, 因可捕食一些重要的赤潮生物而在海洋生态系统中扮演着重要的角色。有关中国近海环沟藻属的物种多样性信息非常有限。本文报道了2个新记录种——纺锤环沟藻(Gyrodinium fusiforme)和莫氏环沟藻(G. moestrupii)。纺锤环沟藻细胞呈纺锤形, 长48.0-58.0 μm, 宽18.0-23.0 μm, 长宽比为2.4-3.0, 和模式种相比体型和长宽比都较小。莫氏环沟藻细胞也呈纺锤形, 长约30 μm, 宽约15 μm。我们测定了纺锤环沟藻和莫氏环沟藻大亚基的部分序列, 并根据大亚基序列利用最大似然法和贝叶斯法建立了系统发育树。结果显示环沟藻属是单源的, 纺锤环沟藻和裂缝环沟藻(G. fissum)聚合在一起, 但是与螺旋环沟藻(G. spirale)分离。纺锤环沟藻和莫氏环沟藻分别可以摄食米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum), 前者在米氏凯伦藻赤潮中的大量出现显示它可以促进赤潮的消退。     

枯草芽胞杆菌基因组混组方法

基因组混组作为一种育种方法,通过循环原生质体融合等手段,使得不同菌株来源的基因组能够得到充分重组,增加将正向突变整合到同一重组子中的机会。使用4株带有4种不同标记的枯草芽胞杆菌亲本为初始菌株,通过循环转化、循环转导或循环原生质体融合的手段进行基因组混组,统计后代中非亲本类型占整个群体的比例,以衡量基因组混组的效果。分别经过5轮循环原生质体融合、循环转化或者循环转导,结果显示,重组程度较高者在后代群体中的比例较低,带有4种标记的后代未出现,带有3种标记的后代最高分别为4.53×10?4、1.64×10?4、4.47×10?3,明显低于文献报道的天蓝色链霉菌中同样实验的结果:带4种和3种标记的后代分别占2.5%、17%。对比上述实验的结果和文献报道的天蓝色链霉菌、乳杆菌基因组混组的结果,并结合计算机模拟循环融合过程,分析后认为:要达到较充分的基因组混组,需要有能够实现微生物细胞间高频重组的操作技术作为基础,重组频率应该不低于10?3～10?2数量级。     

外源Spd对低温胁迫下甜瓜幼苗光合与抗氧化特性及其相关基因表达的影响

为探讨外源亚精胺(Spd)诱导甜瓜耐低温胁迫的生理与分子机制,该研究以甜瓜耐低温品种‘世纪蜜’和低温敏感品种‘GL-1’为试验材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,对其叶面喷施外源Spd,对低温胁迫及恢复后甜瓜幼苗生长、光合作用、抗氧化酶活性等生理指标进行测定,并利用定量PCR技术分析4种抗氧化酶基因在低温胁迫条件下的表达特性,分析外源Spd缓解低温胁迫的效应。结果表明:(1)低温胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长及其光合作用,降低幼苗叶绿素含量,显著增强抗氧化酶活性及相关基因表达水平,且对品种‘GL-1’影响大于‘世纪蜜’。(2)外源Spd处理可以有效促进甜瓜幼苗的生长,提高叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE),以及最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ光能捕获效率(Fv′/Fm′)和表观光合电子传递速率(ETR),降低胞间CO2浓度(Ci)和初始荧光(Fo)。(3)外源Spd可诱导低温胁迫下甜瓜抗氧化酶活性和基因表达量发生改变,并提高了低温胁迫下甜瓜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化酶(APX)基因的表达,从而增强这些抗氧化酶活性,有效缓解低温胁迫造成的氧化胁迫伤害。(4)与对照相比,外源Spd对低温胁迫下品种‘GL-1’各指标降低或升高的幅度大于品种‘世纪蜜’。研究发现,Spd有利于甜瓜幼苗在低温胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率、光能的捕获与转换,并提高抗氧化酶活性和相关基因表达水平,促进甜瓜幼苗的生长,有效缓解低温胁迫对甜瓜幼苗生长的抑制作用,且Spd对低温敏感品种‘GL-1’缓解效果优于耐低温品种‘世纪蜜’。     

温度、盐度及交互作用对僧帽牡蛎(Saccostrea cucullata)呼吸排泄的影响

采用实验生态学方法研究了温度(13、18、23、28、31、34℃)和盐度(18、23、28、33)对僧帽牡蛎(Saccostrea cueullata)耗氧率和排氨率的影响,并分析了二者交互作用对呼吸排泄的影响。结果表明,不同温度条件下,僧帽牡蛎的耗氧率变化范围为0.43-3.15mg g~(-1)h~(-1),排氨率的变化范围为72.62-1245.77μg g~(-1)h~(-1),方差分析显示,温度和盐度对僧帽牡蛎耗氧率(F=60.440,P0.01)和排氨率(F=61.083,P0.01)的影响均极显著;二者的交互作用对僧帽牡蛎耗氧率(F=4.907,P0.01)和排氨率(F=11.412,P0.01)影响也极显著,耗氧率(Y)、排氨率(Y)与温度(T)和盐度(S)之间的二元线性回归方程为y=a+bT+cS+dT×S。在一定温度范围内(13-31℃)僧帽牡蛎单位体重耗氧率(Y)与温度(T)呈正相关符合指数方程Y=ae~(bT),其中a的取值范围为0.1378-0.2117,b的取值范围为0.0757-0.0912;单位体重排氨率也与温度呈正相关,符合上述指数方程,其中a的取值范围为20.364-30.634,b的取值范围为0.1004-0.1341。不同温度和盐度条件下,僧帽牡蛎呼吸排泄的氧氮比在2.20-7.78之间,平均值为3.81。     

小兴安岭红松径向生长对未来气候变化的响应

基于SRES A1B温室气体排放情景,由全球气候模式(MPI_ECHAM5)产生的逐日气候模拟数据驱动TREE-RING树轮生态机理模型,模拟了小兴安岭红松(Pinus koraiensis)树木径向生长变化.结果表明:在A1B情景下,随着大气CO2浓度的不断增加以及局地气温的不断升高,红松树木生长开始和结束时间显著提前,2011-2060年比1961-2010年径向生长开始时间平均提前约5d左右,生长结束时间平均提前约3d左右.红松树木的径向生长量不断增加,2011-2060年比1961 -2010年径向生长量平均增加约35％,径向生长量的增加主要是CO2施肥作用的结果,在不考虑CO2施肥效应下,只考虑降水量变化使树木径向生长量增加约2％,而未来50a的气温变化使树木径向生长量相对于1961 -2010年减少约23％.     

感光性的遗传背景对水稻短光诱导雄性不育特性表达的影响研究

通过对双亲及Ｆ１的感光性分析和Ｆ２群体单株的感光性及短光不育特性分析表明,强感光性对弱感光性表现为显性;具短光不育特性的单株其感光性均表现为中度以上感光（短日出穗促进率〉１５％）。对宜ＤＩＳ与宜Ｄ２Ｓ的光敏性、感光性分析和不育基因的等位性测定表明,两者感光性与光敏性符合正相关的结论,它们的不育主基因是等位的。可以认为,对短光低温不育水稻,短光不育基因需要在感光性基因存在时才能得到表达,同一不育基因     

光遗传学工具的开发及其应用研究

细胞所处微环境的动态变化对细胞分化、细胞信号通路、个体生长以及疾病等有很大影响。光遗传学技术利用基因编码蛋白质表达并结合光控的手段为动态调控细胞信号通路、细胞定位和基因表达等方面提供了一种全新、无损、可逆、非侵入、时空特异性的研究手段。文中总结了光遗传学元件的类型以及涉及的细胞信号通路,并探讨了光控细胞信号通路的应用与未来发展前景。     

闽三角城市群生态系统服务权衡的时空动态与情景模拟

闽三角城市群由厦门、泉州和漳州3个城市组成,是我国沿海开放地区之一。21世纪以来,快速的城镇化过程严重影响了该区域的生态安全以及生态系统服务功能,制约了当地的经济社会可持续发展。因此,研究闽三角城市群的生态系统服务权衡协同关系,对该区域的生态安全协同联动管理以及社会经济可持续发展具有重要意义。估算了闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给4种生态系统服务功能,使用空间分析和空间统计等方法分析其时空动态变化和相互之间的权衡协同关系,并在不同情景下模拟了2030年的生态系统服务空间分布和权衡关系。结果表明:2005—2015年来,闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给四种生态系统服务功能均呈下降趋势;在2005—2015年间,闽三角城市群的保水、NPP与保土3种服务之间呈现协同关系,食物供给服务与其他三种服务均呈权衡关系,虽四种服务的权衡协同关系未变,但权衡协同程度发生了复杂的变化;在空间分布特征上,晋江流域的生态系统服务权衡协同程度均高于九龙江流域,闽三角3个城市的生态系统服务权衡协同关系统一呈现厦门市泉州市漳州市;在不同情境设置中,自然情景下4种生态系统服务出现大幅降低,协同关系主要呈降低趋势,而权衡关系加剧,与规划情景相比,保护情景下的协同关系更高,权衡关系更低。