玉米联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A的分离鉴定与固氮特性研究

【目的】固氮微生物是生物固氮的主体,其菌种的选育更是生物固氮研究的基础。本实验室分离鉴定出一株新的固氮菌,并对其固氮相关活性进行初步研究。【方法】固氮菌采用Ashby无氮培养基进行分离纯化。通过形态特征分析、生理生化特征分析、16S r RNA基因序列分析和基因组扫描对固氮菌进行鉴定。利用靛酚蓝-分光光度法检测固氮菌的泌铵能力。固氮酶活性的测定使用乙炔还原法。【结果】从玉米根部分离到一株固氮菌株GXGL-4A,菌体短杆状,大小约为1.5μm×0.5μm,单个或常见2个菌体细胞串联在一起,革兰氏染色结果为阴性。16S r RNA基因序列分析结果表明该菌株与Kosakonia oryzae Fo8A1d 16S r RNA基因序列有95%的相似性,结合形态特征、生理生化特征和基因组扫描,将其命名为K.radicincitans GXGL-4A。对其进行固氮基因nif H的检测,经PCR扩增得到预期的296 bp条带;采用靛酚蓝-分光光度法,测得发酵液中铵态氮含量为2.5 mg/L,表明该菌株具有较好的泌铵能力。乙炔还原法测其固氮酶活性,以乙烯生产量表示,结果显示GXGL-4A菌株在无氮培养基上能够有效地还原乙炔,达到232.94 nmol C2H4/(m L·h)。【结论】菌株GXGL-4A是一株可较好地分泌铵的新的固氮菌,具有很好的研究价值。     

一株新的耐辐射菌WGR702的分离鉴定及耐辐射特性

从辐射污染的土壤中分离到一株新的耐辐射菌WGR702.该菌为革兰氏阳性球菌,直径1.5 μm～2.5μm.菌体呈粉红色、能运动、兼性厌氧及不产孢子.其生长温度和pH范围分别为10℃～35℃和pH 5.0～10.0.(G C)mol%含量为60.5%.UV和γ射线辐射检测表明WGR702具有很强的耐辐射性.16S rDNA序列(EU315117)分析表明,菌株 WGR702与沙雷氏菌属(Serratia)菌株16S rDNA序列有很高相似性(94.79%～98.53%),但与沙雷氏菌属已报道菌株最大不同点是菌株WGR702细胞为球状,且革兰氏阳性.结合形态、生理生化特征分析表明菌株WGR702可能是沙雷氏菌属(Serratia)的一个新种.     

动物内源褪黑素调控生物节律的研究进展

内源褪黑素对人类和其他哺乳动物的节律行为具有调控功能。生物节律是自然进化赋予生命的基本特征之一,生物体的生命活动受到生物节律的控制与影响。在哺乳动物中,节律调控中心是松果体,其主要功能是合成和分泌褪黑素。褪黑素广泛参与生物体节律行为的调节,本文从褪黑素的产生和作用机制,分别阐述褪黑素对昼夜节律行为和多种年节律行为的调控作用,同时明确褪黑素与生物钟及神经内分泌系统的直接作用和反馈互动的复杂集合,进一步揭示褪黑素调控生物节律的重要作用,以期为褪黑素的基础研究以及未来探究生物体的生物钟内源性发生机制提供参考。     

海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性及其抗菌活性

【目的】勘探海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性,为发现放线菌新物种和新抗生素奠定基础。【方法】样品经表面消毒后粉碎,用10种不同培养基分离放线菌;通过PCR扩增、测定并比对16S r RNA基因序列,开展放线菌多样性分析;通过发酵、萃取等处理方法得到四类样品,包括发酵原液、乙酸乙酯提取液及水层和菌体的丙酮浸泡提取液;采用纸片扩散法对样品进行抗菌活性筛选;基于PCR的基因筛选技术探测活性菌株可能存在的NRPS、PKS I、PKS II抗生素生物合成基因。【结果】经形态特征排重,从14种真红树植物样品中共得到放线菌146株,16S r RNA基因序列比对表明它们分布于13个科18个属,其中链霉菌属为优势菌属,菌株S3Cf-2和S3Af-1的16S r RNA基因序列分别与有效发表菌株Couchioplanes caeruleus DSM44103T(X93202)和Microlunatus terrae BS6T(JF806519)的相似率最高,分别为97.45%和97.43%,可能为新物种。对其中46株放线菌发酵样品的抗菌活性检测表明,40株具有抗菌活性,总阳性率为86.96%;活性菌株中,38株菌存在至少一种所探测的生物合成基因簇,阳性率为95%,其中14株同时具有所探测的3种抗生素生物合成基因簇。【结论】海南东寨港真红树植物中存在多样性丰富的药用放线菌资源,具有从中发现放线菌新物种及新抗生素的潜力。     

不同放牧制度下呼伦湖流域草原植被冠层截留

冠层截留是降雨过程中的水量分配和流域水平衡的一个重要组成部分,通过水浸泡法和降雨模拟实验研究呼伦湖流域草原3种放牧制度下(休牧、轮牧、自由放牧(超载放牧))植被冠层截留量的变化规律,并利用遥感解译植被归一化指数(NDVI),确定3种放牧制度下草原面积,估算呼伦湖流域草原降雨截留量。研究表明:在休牧、轮牧、自由放牧3种制度下,水浸泡法测定的截留量分别是0.468、0.320、0.271 mm。降雨模拟实验法测得的结果分别是0.957、0.613、0.431 mm。休牧、轮牧、自由放牧草场叶面积指数、盖度、容重、生物量等指标差异显著(P0.05),且单株植被高度、鲜重对截留量影响显著呈线性正相关关系。呼伦湖流域草原一次降雨量为大于等于30 mm全流域降雨,其植被截留量为6.462×106m3。     

城市公园景观秋冬季动态热效应

在北京市3个公园中选择裸地、道路、林地、草地4种主要景观类型,通过2013年10月、11月、12月的实地监测数据,定量揭示不同景观类型地表温度、近地表空气温度和湿度的日间变化特征,并分析日间温湿度的均值、幅度大小、空气温湿度的匹配程度。4种景观类型日间地表和空气温度均呈单峰变化趋势,裸地、道路、林地、草地的地表温度最高值分别出现在14:00、12:00、14:00、12:00,空气温度最高值则都在14:00,相对湿度最大值出现在8:00,最小值在14:00。从日间均值来看,地表温度为裸地道路草地、林地,裸地的日均空气温度最高,4种景观的相对湿度差异不显著。从日间变化幅度来看,所有景观类型的地表温度均明显大于空气温度,尤其是裸地和道路的日间变化比林地和草地更加明显。通过定量分析4种景观类型的日间热环境动态变化,可以为城市热环境改善、景观设计和生态规划提供科学依据。     

中国传统生态智慧及其现实意义——以丽江古城水系为例

中国传统文化中蕴含着极其丰富的生态智慧,天人合一是这些传统文化的核心思想,天就是大自然,人就是人类,天人合一就是人类与大自然的合一。云南丽江古城水系的设计、管理和保护就是这些传统生态智慧在现代文明社会中的延续,为当今人们解决日益严峻的生态危机提供了极其宝贵而深刻的启示。古城的选址充分考虑了地形地貌、方位朝向和水系分布的特点,环山抱水的空间格局蕴含着深刻的生态智慧;古城的建筑、街巷与水系密切结合,形成了变化丰富的临水模式;依据古城地势和水系的特点,古城人们开创了独特并且延续至今的洗街文化;发达的水系造就了众多的桥梁,同时也产生了独特的桥市文化;以三眼井为代表的用水、护水民俗,蕴含着丰富的水管理智慧。面对当前旅游业迅猛发展所造成的水环境压力,古城管理部门借鉴传统的生态智慧,效仿古人的用水、护水方法,采取了一系列的调控和保护措施,古城水系的水质、水量得到了很大的改善和提高,例如:城市的污水处理率已由2008年的45.20%上升到2012年的86.82%,古城下游的水质也由2010年的劣Ⅴ类上升为2014年的Ⅲ类。中国传统生态智慧体现了人与自然之间和谐共存、共同发展的关系,具有十分重要的现实意义。     

1,2,4-三氯苯胁迫对不同基因型水稻灌浆期生理特性及产量的影响

在盆栽土培条件下,研究了5种浓度(0、10、20、40、80 mg/kg土)的1,2,4-三氯苯(TCB)对两种基因型水稻品种宁粳1号(敏感基因型)和扬辐粳8号(耐性基因型)产量及灌浆期生理特性的影响。结果表明:TCB对两种基因型水稻产量和灌浆期生理特性的影响具有显著差异,随着TCB浓度的增加,宁粳1号的产量呈现递减趋势,而扬辐粳8号呈低浓度下产量增加高浓度下产量显著降低的趋势,在中高浓度TCB(40、80 mg/kg)处理时,宁粳1号每盆穗数,每穗粒数,结实率显著降低且降幅显著大于扬辐粳8号,两个基因型品种千粒重变化都不明显。宁粳1号株高、干物重受TCB抑制程度较明显,降幅显著大于扬辐粳8号。在低浓度TCB(20 mg/kg)处理时,宁粳1号根系活力、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量显著降低,而扬辐粳8号有所提高。随着TCB浓度的增加,两个基因型品种叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均呈先升后降趋势,且在低浓度TCB(10 mg/kg、20mg/kg)处理时,扬辐粳8号抗氧化酶活性极显著高于宁粳1号,在高浓度TCB(80 mg/kg)TCB浓度胁迫下,宁粳1号抗氧化酶活性极显著低于对照,且降幅极显著大于扬辐粳8号,且MDA含量增幅较大,膜质过氧化程度高。总体而言,低浓度TCB对扬辐粳8号的产量和灌浆期株高、干物重、叶绿素含量、叶片蛋白质含量和抗氧化酶活性具有一定的促进作用,中高浓度TCB对宁粳1号的抑制作用显著大于扬辐粳8号,扬辐粳8号在不同浓度的TCB处理下较宁粳1号表现出较强的耐迫性和适应性。     

黄土丘陵区坡耕地与撂荒地土壤水分对降雨的响应特征

为了揭示黄土丘陵区不同土地覆被方式下土壤含水量对不同强度降雨的响应过程,选取山西省冯家沟小流域农耕地和撂荒地为研究对象,基于2019年4—10月降雨和土壤含水量以小时为单位的观测数据,分析了土壤含水量对不同强度降雨的响应规律。结果表明:(1)小雨、中雨、大雨和暴雨对土层的影响深度分别为20、20、60 cm和60 cm,研究区降雨最主要的形式—小雨对土壤水分的补给作用较小。(2)各强度降雨过程中,除0—10 cm土层外,农耕地土壤含水量均大于撂荒地,且大雨条件下农耕地各土层土壤含水量变化较显著,而撂荒地仅0—10 cm和10—20 cm土层土壤含水量有所增加。(3)不同土层土壤含水量对降雨的响应不同,表层响应相对明显而深层相对减弱;农耕地土壤平均含水量最大值出现在50—60 cm土层,而撂荒地出现在30—40 cm土层。(4)本地区农耕地土壤含水量高于撂荒地,表明在该地区适当的作物种植有较好的储存土壤水分的作用。本研究的结果对地区水资源的高效利用和水土流失防控提供了一定的科学依据。     

2000年来吕梁连片贫困区植被净初级生产力时空变化特征

多年来吕梁连片贫困区实施的生态恢复措施对其生态环境产生了较大影响,为掌握该区域在生态恢复措施实施(2000年)以来植被净初级生产力的变化状况,利用2000—2018年时序的遥感数据和基于光能利用率的CASA模型对其进行了模拟,并分析了导致其变化的主要控制因素,结果显示:(1)2000年以来吕梁连片贫困区NPP整体上升,其中93.46%的区域NPP呈增长状态,6.54%的区域呈减少状态,2010—2015年区域NPP出现下降。(2)受人类活动影响,过去18年来区域土地利用类型变化较为显著,耕地面积缩减,草地面积基本保持稳定,林地与城镇面积增加且城镇面积扩张迅速,不同土地利用下的NPP特征差异显著,耕地NPP年均值增长最为迅速,为5.9 gC m^-2 a^-1,林地最为平稳,为1.32 gC m^-2 a^-1。(3)研究区降水量波动对区域NPP的变化影响显著,未来气候变化中降水量的变化可能对区域NPP产生直接影响。研究结果将为区域生态恢复、精准扶贫及黄河中游地区的经济发展提供重要的理论支撑。