南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

芒果畸形病病原菌Fusarium mangiferae的快速分子检测

芒果畸形病是芒果上的重要病害之一,由镰孢菌侵染引起,其中以Fusarium mangiferae为主要致病菌.该病害诊断困难,且难于有效控制,因此,一旦发生则对芒果生产造成严重威胁.研究基于ISSR分子标记技术,从50条已知引物中筛选得到一条目的引物UBC 888,该引物可稳定扩增出大小为479bp的F. mangiferae特异性条带(GenBank Accession No. KJ526382).根据获得的特异性片段序列设计引物,成功地将ISSR标记转化为SCAR标记,并获得一对SCAR特异性引物(W342,W1772)和一段大小为1 376bp的特异性扩增片段(GenBank Accession No. KJ526383).通过优化特异性引物扩增条件,获得最适退火温度,构建芒果畸形病病原菌F. mangiferae的快速分子检测技术.此技术操作简单,特异性强,可检测真菌DNA的含量最低为10pg,适用于F. mangiferae和田间带菌芒果组织高灵敏度快速检测,为芒果畸形病的早期诊断和及时预防提供可靠理论依据和技术方法.     

中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征

土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠林和杉木林土壤为研究对象,通过测定土壤物理化学性质、微生物量碳、氮和磷及土壤酶活性,探讨不同母岩发育的米槠林和杉木林土壤生态酶化学计量特征。结果显示,花岗岩发育的土壤酸性磷酸酶活性(AP)显著高于砂岩发育的土壤,βG:AP和NAG:AP的值显著低于砂岩发育的土壤。其中,花岗岩发育的米槠林土壤βG:AP和NAG:AP的值都显著高于杉木林,砂岩发育的土壤βG:AP和NAG:AP的值在两个林分间呈相反的结果。结果表明土壤生态酶化学计量比能够反映不同森林土壤之间磷养分限制强度,花岗岩比砂岩土壤受磷养分限制更严重。相关分析表明,土壤酶活性及生态酶化学计量比与土壤生物因子和非生物因子密切相关,而冗余分析发现土壤pH、总磷(TP)和微生物量碳(MBC)分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的56.9%、27.9%和12.3%。未来森林经营及管理应考虑土壤母质和森林类型差异对区域森林土壤养分循环的影响。     

无花果叶共生菌发酵的菌种富集及抑菌活性的筛选

目的从无花果叶中分离和筛选能发酵分解无花果叶及具有抑菌作用的共生菌。方法采用以无花果叶作为唯一碳源的富集培养方法,分离共生菌并分析发酵菌群的构成。同时,通过研磨法直接分离无花果叶内生菌,对分离菌株进行分子生物学鉴定,利用平板滤纸片法进行菌株的抑菌活性分析。结果无花果叶发酵菌群由11种22株细菌构成,其中优势菌为短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)、嗜温鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium thalpophilum)和副球菌(Paracoccus sp.)。没有获得发酵无花果叶的真菌菌群,只分离出1株产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)。直接分离共获得无花果叶内生细菌8种14株和内生真菌3种9株。抑菌试验表明,来源于富集培养的泡囊短波单胞菌(Brevundimonas vesicularis)和产黄青霉菌以及来源于内生菌的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)对枯草芽胞杆菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌3种指示菌有不同的抑菌作用,且它们的抑菌谱各不相同。泡囊短波单胞菌只在无花果叶中培养时才表现出抑菌活性。结论短波单胞菌可能与无花果叶的发酵分解有关,泡囊短波单胞菌与无花果叶之间发生了相互作用,因此,这2株菌可以作为无花果叶发酵的候选菌种应用。     

五个WRKY转录因子在水稻叶片生长和抗病反应中的表达研究

WRKY是植物基因组中最大的转录因子家族之一,它们在抗病及其他信号转导途径中发挥着重要的调控作用．为了解水稻WRKY的功能,我们选择了5个WRKY转录因子,用免疫印迹技术调查了它们在水稻叶片生长和在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中的表达丰度变化．结果表明,OsWRKY13、23和71在叶片中表达,且随叶片生长而逐步增加,至成熟期略有下降,但在叶片中检测不到OsWRKY45和OsWRKY53的表达信号．在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中,OsWRKY45、53和71均受诱导表达,而OsWRKY13和 OsWRKY23蛋白质的表达没有可见的变化．进一步比较OsWRKY45、OsWRKY53和OsWRKY71在抗、感和对照(Mock)反应中的表达,发现它们在抗、感反应中均发生相似变化．上述结果说明,OsWRKY13和OsWRKY23可能在叶片正常生长过程中发挥作用,OsWRKY45和OsWRKY53可能在水稻-白叶枯病菌互作过程中发挥作用,而OsWRKY71在二种条件下均有功能．     

环境因子对森林净生态系统生产力的影响

净生态系统生产力(net ecosystem production,NEP)是生态系统净的碳积累速率,可以指示生态系统碳汇/碳源的状态,当NEP为正值时指征生态系统为碳汇,反之则为碳源。在全球环境变化背景下,NEP已作为生态系统碳循环的核心概念被深入研究。本文以NEP为出发点,综述了5个主要非生物环境因子(水分、温度、氮沉降、大气CO2浓度增加和时空尺度)对森林生态系统NEP的影响。从文献分析表明NEP受生态系统本身性质和各环境影响因子及其之间相互作用的调控。本文最后指出,合理运用Meta分析、生态学联网研究、设计和开展长期观测、多尺度与多因子的科学试验在未来研究中的重要性和必要性,相关研究的开展将有利于全面理解和正确评估环境因子对净生态系统生产力的影响,对研究和预测全球变化对陆地生态系统碳循环的影响具有重要意义。     

研究报告：Ⅳ型胶原在癌侵袭转移过程中的动态变化：脉冲模式

结合量子点原位分子成像技术探究了基于Ⅳ型胶原动态改变的癌侵袭转移模式．收集肝癌、胃癌、乳腺癌和宫颈癌的临床病理标本,利用免疫组化和量子点成像技术对癌细胞及其相关微环境中的关键分子进行成像,观察癌侵袭转移过程中Ⅳ型胶原的动态变化．结果表明,在癌侵袭和转移过程中Ⅳ型胶原呈现动态改变．首先在基底膜处交联增多,形成不规则且致密的袖套包裹癌巢;随后多处基底膜处的胶原发生构象改变并被降解形成侵袭前锋．同时,伴随着间质中的Ⅳ型胶原重新线性沉积及巨噬细胞的团聚增多,癌细胞最终逃逸转移．由上述结果可以断定,癌侵袭转移呈现“脉冲模式”,Ⅳ型胶原的动态改变为癌侵袭转移创造了适宜的微环境．     

不同稻作方式对稻田杂草群落的影响

运用半试验与调查相结合的方法,以贵州省从江县传统农业区的糯稻和杂交稻为例,研究了在水稻单作（R）、稻-鱼（R-F）和稻-鱼-鸭（R-F-D）3种不同稻作方式下稻田杂草群落的特征.结果表明：糯稻在3种稻作方式下的抑制杂草能力均优于杂交稻;R-F-D显著降低了田间杂草的发生密度,对鸭舌草、节节菜等的抑制效果达到100%,总体抑制杂草效果显著优于其他稻作方式,杂草的物种丰富度及Shannon多样性指数显著降低,Pielou均匀度指数提高,表明群落物种组成发生了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生, 是一种较好的可达到抑制杂草效果的稻作方式.     

Protective mechanism of desiccation tolerance in Reaumuria soongorica: Leaf abscission and sucrose accumulation in the stem

Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim., a perennial semi-shrub, is widely found in semi-arid areas in northwestern China and can survive severe desiccation of its vegetative organs. In order to study the protective mechanism of desiccation tolerance in R. soongorica, diurnal patterns of net photosynthetic rate (Pn), water use efficiency (WUE) and chlorophyll fluorescence parameters of Photosystem II (PSII), and sugar content in the source leaf and stem were investigated in 6-year-old plants during progressive soil drought imposed by the cessation of watering. The results showed that R. soongorica was char-acterized by very low leaf water potential, high WUE, photosynthesis and high accumulation of sucrose in the stem and leaf abscission under desiccation. The maximum Pn increased at first and then de-clined during drought, but intrinsic WUE increased remarkably in the morning with increasing drought stress. The maximal photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) and the quantum efficiency of noncyclic electric transport of PSII(ΦPSII) decreased significantly under water stress and exhibited an obvious phenomenon of photoinhibition at noon. Drought stressed plants maintained a higher capacity of dis-sipation of the excitation energy (measured as NPQ) with the increasing intensity of stress. Conditions of progressive drought promoted sucrose and starch accumulation in the stems but not in the leaves. However, when leaf water potential was less than –21.3 MPa, the plant leaves died and then abscised. But the stem photosynthesis remained and, afterward the plants entered the dormant state. Upon re-watering, the shoots reactivated and the plants developed new leaves. Therefore, R. soongorica has the ability to reduce water loss through leaf abscission and maintain the vigor of the stem cells to survive desiccation.     

A Study on the Synthetic Characteristics of the Extracellular Polysaccharide (EPS) of Ganoderma lucidum Cultured in Batch Fermentation Using a Kinetic Model

The synthetic characteristics of the extracellular polysaccharide (EPS) of Ganoderma lucidum in batch fermentation were studied. The result showed that the production of EPS was partially growth-associated. The cell dry weight (CDW) and EPS reached 15.56 g·L⁻¹ and 3.02 g·L⁻¹, respectively. The yield of EPS to cell dry weight (Y_p/x) was 0.19. On the basis of the test results of batch fermentation, a kinetic model was proposed by using the Logistic equation for cell growth, the Luedeking–Piret equation for EPS production, and the Luedeking-piret-like equation for the consumption of glucose as substrate. The calculated results using these models were satisfactorily compared with the experimental data under various concentrations of glucose, and the average of relative errors was found to be not more than 5%. The kinetic model had practical guidance interesting in producing PES by Ganoderma lucidum.