Soil–atmosphere exchange of CH4, CO,N2O and NOx and the effects of land‐use change in the semiarid Mallee system in Southeastern Australia

The semiarid and arid zones cover a quarter of the global land area and support one‐fifth of the world's human population. A significant fraction of the global soil–atmosphere exchange for climatically active gases occurs in semiarid and arid zones yet little is known about these exchanges. A study was made of the soil–atmosphere exchange of CH₄, CO, N₂O and NO_x in the semiarid Mallee system, in north‐western Victoria, Australia, at two sites: one pristine mallee and the other cleared for approximately 65 years for farming (currently wheat). The mean (± standard error) rates of CH₄ exchange were uptakes of ?3.0 ± 0.5 ng(C) m^?2 s^?1 for the Mallee and ?6.0 ± 0.3 ng(C) m^?2 s^?1 for the Wheat. Converting mallee forest to wheat crop increases CH₄ uptake significantly. CH₄ emissions were observed in the Mallee in summer and were hypothesized to arise from termite activity. We find no evidence that in situ growing wheat plants emit CH₄, contrary to a recent report. The average CO emissions of 10.1 ± 1.8 ng(C) m^?2 s^?1 in the Mallee and 12.6 ± 2.0 ng(C) m^?2 s^?1 in the Wheat. The average N₂O emissions were 0.5 ± 0.1 ng(N) m^?2 s^?1 from the pristine Mallee and 1.4 ± 0.3 ng(N) m^?2 s^?1 from the Wheat. The experimental results show that the processes controlling these exchanges are different to those in temperate systems and are poorly understood.     

植物创伤诱导的挥发物及其信号功能

植物在受到动物或病原侵害时,会释放特异的挥发作作为信号,这些信号分子是植物防御系统的重要组成部分,文章对植物创伤诱导挥发物的种类,诱导因子及生理作用等的研究进展,以及这一领域的研究潜力和发展方向作了评述。     

Integrated species delimitation and conservation implications of an endangered weevil Pachyrhynchus sonani (Coleoptera: Curculionidae) in Green and Orchid Islands of Taiwan

Oceanic islands are productive habitats for generating new species and high endemism, which is primarily due to their geographical isolation, smaller population sizes and local adaptation. However, the short divergence times and subtle morphological or ecological divergence of insular organisms may obscure species identity, so the cryptic endemism on islands may be underestimated. The endangered weevil Pachyrhynchus sonani Kôno (Coleoptera: Curculionidae: Entiminae: Pachyrhynchini) is endemic to Green Island and Orchid Island of the Taiwan‐Luzon Archipelago and displays widespread variation in coloration and host range, thus raising questions regarding its species boundaries and degree of cryptic diversity. We tested the species boundaries of P. sonani using an integrated approach that combined morphological (body size and shape, genital shape, coloration and cuticular scale), genetic (four genes and restriction site‐associated DNA sequencing, RAD‐seq) and ecological (host range and distribution) diversity. The results indicated that all the morphological datasets for male P. sonani, except for the colour spectrum, reveal overlapping but statistically significant differences between islands. In contrast, the morphology of the female P. sonani showed minimum divergence between island populations. The populations of P. sonani on the two islands were significantly different in their host ranges, and the genetic clustering and phylogenies of P. sonani established two valid evolutionary species. Integrated species delimitation combining morphological, molecular and ecological characters supported two distinct species of P. sonani from Green Island and Orchid Island. The Green Island population was described as P. jitanasaius sp.n. Chen & Lin, and it is recommended that its threatened conservation status be recognized. Our findings suggest that the inter‐island speciation of endemic organisms inhabiting both islands may be more common than previously thought, and they highlight the possibility that the cryptic diversity of small oceanic islands may still be largely underestimated.     

微藻与其他微生物共培养的研究进展及应用

化石燃料的挖掘和燃烧导致环境污染以及气候变化.与化石燃料相比,微藻被认为是一种更有前途的生物柴油生产原料,它具有生长速度快、含油量高、不占用耕地的特点.尽管微藻被认为是生产第三代生物燃料的最佳生产者之一,但单独培养微藻容易污染且采收成本高,与化石燃料和传统可再生能源相比缺乏竞争力.利用微藻与其他微生物共培养能够实现自絮...     

固氮施氏假单胞菌亚硝酸盐还原酶基因nirS转录特性及功能鉴定

【目的】研究固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501亚硝酸盐还原酶结构基因nir S的转录调控机制及其在反硝化过程中的功能。【方法】构建nir S-lac Z融合载体,利用三亲本结合法将其导入野生型A1501,通过β-半乳糖苷酶活性的测定,分析不同供氧状况、不同浓度的硝酸盐、亚硝酸盐对nir S基因表达的影响;同时将该载体导入rpo N突变株中,研究氮代谢调控因子Rpo N对nir S基因转录影响。通过同源重组方法构建nir S突变株,通过生化表型测定明确nir S在反硝化过程中的功能。【结果】启动子活性测定表明,nir S基因厌氧条件下高水平表达,是好氧条件下表达水平的4倍;nir S的表达受硝酸盐诱导,但不受亚硝酸盐的诱导;Rpo N突变株中,nir S的表达活性为野生型的1/4,nir S启动子未发现Rpo N的保守结合位点,表明nir S的表达受Rpo N间接调控。表型测定显示以硝酸盐为电子受体时Δnir S的反硝化能力降低了约20%;以亚硝酸盐为电子受体时Δnir S仅有微弱的反硝化能力,并且nir S的突变使得菌体在反硝化条件下利用亚硝酸盐的能力显著减弱。nir S突变提高了菌体在亚硝酸为电子受体的反硝化条件下的固氮酶活。【结论】A1501中nir S基因的转录受外界氧及硝酸盐的影响,同时受氮代谢Sigma因子Rpo N的调控。nir S在A1501菌反硝化过程中起关键作用,参与了亚硝酸盐的转化。     

地表臭氧浓度升高对陆地生态系统影响的研究进展

浓度不断升高的地表臭氧(O₃)已成为全球性环境问题, 中国也不例外。目前, 高浓度O₃对叶片光合气体交换、植物生长或生物量的影响已备受关注, 但有关O₃对生态系统层次的研究还相对稀缺且存在较大的不确定性。该文梳理了近40年来地表O₃浓度及其影响相关领域的发展趋势和研究热点, 回顾了地表O₃浓度升高对植物影响的研究手段和评估方法, 综述了地表O₃浓度升高对陆地生态系统影响方面取得的重要进展, 主要包括植物应对O₃胁迫的响应机制、地表O₃对粮食产量和作物品质、生态系统固碳能力、群落结构和地下过程的影响及地表O₃污染区域风险; 此外, 针对目前研究的不足, 对未来研究进行了展望。建议利用先进的完全开放式O₃熏蒸系统模拟O₃浓度升高对生态系统影响的同时加强对地下生态过程的研究, 开展O₃与其他环境因子的复合作用研究; 关注O₃污染对粮食安全的影响; 开展联网研究, 建立统一评价体系; 探索减缓地表O₃污染的生态防控措施; 以期为地表O₃污染生态效应领域的发展提供助力。     

1个新巨胚等位基因的鉴定与表达分析及其性状考察

该研究以‘超2-10’水稻和‘上师大5号’巨胚水稻为材料,分析了2种水稻的胚重、胚与糙米质量比、巨胚性状的遗传,克隆和分析了其巨胚基因(GE)序列,并对巨胚基因进行了表达分析。结果显示:(1)‘上师大5号’的胚重、胚与糙米质量比均极显著大于‘超2-10’,且‘超2-10’的胚重接近或大于一些已报道的巨胚水稻;(2)‘上师大5号’巨胚表型由1对隐性基因控制,并与韩国巨胚稻‘M-2-565-11-3-B(ge)’属于相同的等位基因突变;(3)‘超2-10’、‘上师大5号’和‘M-2-565-11-3-B(ge)’3种水稻各自具有1个新的GE等位基因,它们的突变位点分别位于启动子、启动子及编码链、编码链;(4)‘上师大5号’启动子及编码链都有突变的GE等位基因(gec),在开花后4~7d的颖果中表达量持续增加,完全不同于只有编码链突变的GE等位基因呈持续下降的表达模式。该研究首次报道了突变在启动子、突变同时发生在启动子及编码链2种新型巨胚等位基因。     

高浓度O3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O₃自然浓度(40 nmol·mol^-1)为对照,研究高浓度O₃(约120 nmol·mol^-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明：高浓度O₃未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O₃抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O₃处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O₃在分解前期(0～60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60～150 d)起促进作用.高浓度O₃处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O₃处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O₃处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O₃将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

中国西北半干旱区净初级生产力驱动因子空间计算分析

净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)驱动因子分析对区域生态系统生产力监控与预测及生态承载力评估有重要意义。NPP驱动力系统研究近年成果已有很多,但前人研究中未能将因子空间属性在原数据和分析中得到体现。实际上,这不利于获得更科学的分析结果,甚至阻碍了数据本身空间信息的表达。在前人研究分析基础上,以新疆伊犁河谷为试验研究区,使用一种全新的数据预处理方法(C.V计算,C.V=SD/Mean),通过该方法使数据固有的空间属性或空间关系信息得以表达。将该数据集与原始数据集统计分析结果对比分析,得出结论:(1)半干旱区环境下NDVI、积温和海拔与NPP相关性相对较强。经自变量因子重要性排序分析,发现以上因子对因变量(NPP)有较高重要性(P0.01);(2)C.V数据集较原数据集在模型建立中拥有更高的拟合度,r值平均高出0.1左右,结果更优(P0.01),在环境因子建模分析中具有较好的应用前景;(3)原始数据仅能表达因子在空间中的数值分布,经C.V计算处理后,能直观的表达因子的空间变异性和数组单元的空间紊乱程度。(4)在半干旱区海拔因子对NPP的作用力相对较强,Duncan分析发现,各因子在海拔尺度下存在显著的分异特征(P0.01),说明了海拔因子对NPP的作用力。综上,研究尝试使用C.V计算数据预处理,令原始数据集附带空间属性,使得研究分析结果不单纯依赖于数值关系,结果表达的关系更加全面。研究结果对生态环境因子分析及NPP驱动力分析研究都有重要的试验价值与科学意义。     

中国等翅目区系划分的探讨

本文首先以质、量、时、空的概念,为区系加以定义。就等翅目进行了区系的系统等级划分。简述了各区系间的地理位置、种属组成、生态特性和其经济意义。从不同分布地区存在着的物种形式与组成和数量的差异,分析它们和社会主义建设的关系。最后讨论了犀螱科的地理来源,大螱亚科在我国分布的特色及我国南方等翅目区系与其他东洋热带地区等翅目区系的亲缘关系。至于作者等新拟的华中亚区,是东洋区现有四亚区的另一亚区,主张古北区和东洋区在我国东部的分界线约在北纬35度左右。还对等翅目中文定名作了建议。