冻土甲烷循环微生物群落及其对全球变化的响应

冻土是陆地生态系统中最容易受到全球气候变化影响的碳库,既发挥着碳源又起着碳汇的作用。人们非常关注贮存于冻土中有机碳的最终归宿,是因为全球气候变暖会加快冻土的解冻,释放更多的温室气体（二氧化碳和甲烷）到大气中,从而进一步加剧温室效应。据估计每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。研究证实冻土生物源甲烷的产生和消耗分别由耐(嗜)低温的产甲烷菌(methanogens)和甲烷氧化菌(methanotrophs)介导。鉴于冻土甲烷循环对全球甲烷平衡的显著作用以及在冻土生物地球化学循环中的重要功能,对介导冻土甲烷循环的产甲烷菌和甲烷氧化菌的研究将有助于更好地评估冻土生态系统对全球气候变化的响应和影响,本文就冻土甲烷循环过程、产甲烷菌、甲烷氧化菌的群落结构、活动、生态功能及其对气候和环境变化的响应机制的最新研究进行综述,以期为我国开展冻土甲烷循环机理研究提供支持。     

表皮碳氢化合物在3种火蚁属蚂蚁成虫鉴定中的应用

红火蚁Solenopsis invicta是火蚁属重要的入侵蚂蚁,与其近缘种黑火蚁S.richteri和杂交蚁S.invicta×S.richteri形态相似,难以区分。为了快速准确鉴定3种火蚁属近缘种,本研究利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),解析3种火蚁的工蚁、有翅雌蚁、有翅雄蚁的表皮碳氢化合物种类和含量,并进行主成分分析、判别分析及聚类分析。结果表明：3种火蚁共检测到62种表皮碳氢化合物,主要包括一甲基烷烃、二甲基烷烃和正构烷烃等;红火蚁、黑火蚁及杂交蚁不同品级的表皮碳氢化合物种类及含量存在显著的种间差异,红火蚁不同地理种群的表皮碳氢化合物种类及含量相似度较高;建立3种火蚁相应品级的分类判别函数,可准确区分各品级下的3种火蚁。因此,表皮碳氢化合物组成分析可用于红火蚁及其近缘种的分类鉴定,为口岸火蚁属蚂蚁的快速检疫鉴定提供新技术。     

合肥秋冬季茶园天敌对假眼小绿叶蝉和茶蚜的空间跟随关系

为了合理保护和利用天敌及科学地选取抽样方法,开展了合肥地区秋冬季4个品种茶园假眼小绿叶蝉Empoasca vitisGothe和茶蚜Toxoptera aurantii Boyer与其天敌之间空间关系研究,运用地学统计学方法求得天敌和害虫各自的变程,用灰色关联度分析方法分析害虫与天敌变程的关联度,关联度值越大的天敌在空间上对害虫的跟随关系越密切。分析了2010年9月28日至11月25日期间假眼小绿叶蝉和茶蚜数量最少的舒茶早茶园和二种害虫数量最多的平阳特早茶园天敌对害虫空间上的跟随关系,结果表明,二种茶园的假眼小绿叶蝉和茶蚜及其4种主要天敌均为聚集分布,舒茶早茶园与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前二位天敌是斜纹猫蛛Oxyopes sertatus L.Koch(0.8594)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum Sundevall(0.8397),与茶蚜空间上跟随关系密切的前二位天敌是草间小黑蛛(0.7448)和斜纹猫蛛(0.7433);平阳特早茶园与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前二位天敌是八斑球腹蛛Theridion ocomaculatum Bose.et Str(0.8207)和斜纹猫蛛(0.8104),与茶蚜空间上跟随关系密切的前二位天敌是八斑球腹蛛(0.8324)和斜纹猫蛛(0.7730)。其中,11月25日4种茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜数量均较多。分析了该日另外二个茶树品种福云六号和龙井长叶茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜与其天敌的空间关系,结果表明,二种茶园假眼小绿叶蝉和茶蚜及其天敌均为聚集分布,福云六号茶园与假眼小绿叶蝉变程值(3.8182)最接近的天敌是斜纹猫蛛(4.7222),与茶蚜变程值(6.5854)最接近的天敌是斜纹猫蛛(4.7222);龙井长叶茶园与假眼小绿叶蝉变程值(1.0000)最接近的天敌是八斑球腹蛛(1.0000),与茶蚜变程值(4.5000)最接近的天敌是斜纹猫蛛(7.6316)。总之,秋冬季4个品种茶园斜纹猫蛛在空间上是假眼小绿叶蝉和茶蚜跟随关系最密切的天敌,其次是八斑球腹蛛和草间小黑蛛。     

亚热带典型树种对模拟酸雨胁迫的高光谱响应

对亚热带地区6种典型树种幼苗在不同模拟酸雨梯度下的光谱响应特征进行了研究。结果表明,针叶树种和阔叶树种对酸雨敏感性具有明显差异。针叶树种马尾松、杉木和香榧对酸雨敏感性高于阔叶树种刨花楠、香樟和杨梅。针叶树种内部,马尾松和杉木叶绿素含量随酸雨浓度变化的幅度明显高于香榧;而阔叶树种内部,刨花楠、香樟和杨梅三者之间无显著差别。马尾松、香樟和香榧不能承受长时间高浓度酸雨胁迫,叶绿素含量呈先增加后减少趋势,杉木则先减少后增加,杨梅能承受长时间高浓度酸雨胁迫,pH值2.5处理下叶绿素含量高于pH值5.6处理。刨花楠4期试验中叶绿素含量变化无明显规律。各受试植物光谱反射率红边位置与其叶绿素含量变化规律基本一致。针叶树种马尾松和香榧主要表现为"蓝移",杉木则先"蓝移"后"红移",表现出对高浓度酸雨长时间的抗性;阔叶树种香樟先"红移"后"蓝移",对高浓度模拟酸雨表现出先促进后抑制现象,杨梅光谱反射率一阶导数曲线比较平缓,无明显"红移"和"蓝移"现象,刨花楠则"红移"和"蓝移"交替出现,与其叶绿素含量变化相一致,对酸雨敏感性不明显。     

新疆两典型微咸水湖水体免培养古菌多样性

微咸水湖是湖泊演化过程中的一个重要中间状态,以新疆两典型微咸水湖-赛里木湖和柴窝堡湖水为研究对象,采用微孔滤膜收集菌体,SDS-酚-氯仿抽提法直接提取湖水总DNA,利用古菌16S rRNA基因通用引物进行PCR扩增,分别构建两湖古菌16S rRNA基因克隆文库。用限制性内切酶Hae Ⅲ对随机挑选的阳性克隆子进行酶切分型,分别得到7个和8个可操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),两文库覆盖率均大于98%。BLAST比对和系统发育分析表明赛里木湖全部克隆子归属于泉古菌门(Crenarchaeota),97%的克隆子与不同环境免培养氨氧化泉古菌有较高的序列相似性(>97%)。柴窝堡湖水古菌归为3个门:Thaumarchaeota (81.2%)、广古菌门(Euryarchaeota)(13%)和泉古菌门(Crenarchaeota) (5.8%),81.2%的克隆子与具有氮代谢功能的氨氧化古菌纯培养物具有较高的序列相似性(97%-98%),13%的克隆子与已分离到的产甲烷古菌序列同源性大于97%。研究发现新疆微咸水湖可能存有大量新划分的古菌Thaumarchaeota门类群、可培养氨氧化及产甲烷古菌类群,两典型微咸水湖泊中古菌类群多样性较低且群落组成差异大。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

荒漠植物准噶尔无叶豆结实、结籽格局及其生态适应意义

连续2a采用野外记录的方式对荒漠植物准噶尔无叶豆的结实、结籽格局进行了比较研究。结果表明:植株内花序生成格局表现为不同大小的花序在总花序中的比重与其结实率存在显著正相关,其中含有中等花数目的花序所占的比重及其结实率均最高,此种分布格局能够最大程度的保证繁殖成功;果序内果实生成格局表现为单花着生位置(从近柄端算起)与其结实量占总结实量的比例成线性负相关,花序基部的结实比例最高,顶部结实比例近为0;荚果内种子生成格局表现为:中间位置的胚珠败育率最低。另外,年际间荚果内仅有(1.08±0.03)粒和(1.07±0.03)粒种子能够完全成熟,此种结籽格局是准噶尔无叶豆保证后代质量的最佳策略。     

黄土高原不同树种枯落叶混合分解效应

混交林中不同树种枯落物混合分解是否产生促进或抑制作用是评价种间关系和混交适宜性的重要依据之一。以黄土高原主要树种为对象,通过室内枯落叶混合分解模拟试验,结果表明:(1)沙棘、白榆、柠条和小叶杨枯落叶分解最快(周转期1 a左右),其次为旱柳、侧柏和白桦枯落叶(周转期略大于1 a),紫穗槐、辽东栎和刺槐枯落叶分解稍慢(周转期1.5 a左右),而樟子松、落叶松和油松枯落叶分解最慢(周转期略大于2 a)。(2)对于针叶树,与油松枯落叶混合,存在明显促进分解作用的是侧柏、落叶松,其次是白桦、沙棘和刺槐;与樟子松枯落叶混合,存在明显促进分解作用的是落叶松、侧柏、沙棘、白榆,其次是柠条、紫穗槐和小叶杨,而存在明显抑制分解作用的是刺槐,其次是白桦和辽东栎;与落叶松枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是白榆、白桦和辽东栎,存在较明显抑制作用的是刺槐;紫穗槐与侧柏枯落叶混合存在较明显的抑制分解作用。(3)对于阔叶树,与小叶杨枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是紫穗槐,其次是辽东栎和刺槐;与刺槐枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是白榆和沙棘,存在明显抑制分解作用的是柠条,其次是辽东栎和白桦;与白桦枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是辽东栎和紫穗槐,存在较明显抑制分解作用的是柠条;白榆与辽东栎、旱柳枯落叶混合均存在较明显的促进分解作用,而白榆与柠条枯落叶混合存在较明显的抑制分解作用;紫穗槐与旱柳、沙棘枯落叶混合均存在较明显的促进分解作用,而紫穗槐与柠条枯落叶混合有较明显的抑制作用。     

一株高效广谱染料降解细菌的分离鉴定及其脱色特性初探

从土壤样品中分离到一株高效染料脱色菌株N-4,根据形态学特征及16S rDNA基因序列分析,该菌株初步鉴定为Leucobacter sp.。利用表面响应法(RSM)对菌株N-4脱色活性深蓝K-R的主要因素进行优化,实验结果表明,菌株N-4脱色K-R的最优条件为:湿菌量10 g/L,染料浓度222 mg/L,硫酸铵1.5 g/L,果糖3.5 g/L,最佳脱色率为100%。此外,实验证明其对多种染料均具有较高的脱色效率。同时,考察了金属离子对染料脱色效率的影响,其中K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Mn2+等对脱色具有促进作用,而Ni2+、Cu2+、Hg2+对脱色具有明显的抑制作用。     

斜带石斑鱼生长激素/催乳素家族基因cDNAs的分子克隆及其进化意义

从斜带石斑鱼垂体提取总。RNA,再取其50ng合成SMART cDNA。从所构建的垂体SMART cDNA质粒文库中筛选到生长激素／催乳素基因家族的2个成员的全长cDNA片段：生长激素(GH)基因全长为938bp,编码204个氨基酸;催乳素基因(PRI．)全长为1429bp,编码212个氨基酸。采用计算机软件Mega 2和CLUSTAL W1．64b对9种鱼的生长激素／催乳素基因家族的3个成员(GH、PRL和生长催乳素SL)的氨基酸序列进行系统分析,构建NJ分支系统树,对于序列中的插入／缺失位点则采用Pairaise Deletion,1000次自展(Bootstrap)分析计算各节点支持率。根据3个基因的氨基酸序列构建的系统树表明,石斑鱼与金头鲷、金鲈和牙鲆聚成一类,虹鳟与大马哈鱼聚成一类,鲫鱼与鲶鱼聚成一类,鳗鲡成另外一类。根据石斑鱼全长cDNA推断的氨基酸序列比较表明,SL相对GH和PRL有较高的保守性。石斑鱼的GH、PRL和SL的氨基酸同源性在24％～31％,但其C-端的氨基酸同源性较高,尤其是C-端的3个Cys是严格保守的。其中SL与GH的同源性(30．8％)高于与PRL的同源性(25．6％),GH和PRL的同源性最低(24．1％)。