洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应

藻类是水生态系统的重要成分,它的群落结构、细胞密度变化与水环境相适应,随水环境的变化而改变,因此藻相变化是评价水体质量的一项重要指标。2009—2010年在洪湖水面不同方位布点采样,对水体的浮游藻类藻相(群落结构、密度)和水质状况(水位(water level,H)、水温(water temperature,tw)、透明度(transparency,SD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(totalphosphorus,TP)、高锰酸盐指数(permanganate index,CODMn)和叶绿素含量(chlorophyll a,Chl-a)等)进行了逐月的调查、监测,采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价,并运用多元逐步回归方法建立水体藻类与生境因子的回归方程。结果表明:洪湖水体总体上已达到轻度富营养化状态;藻类以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为主,共鉴定出7门65属,藻细胞密度为1.14×106—3.24×107个/L,藻相季节变化特征明显。藻类组成以蓝藻门密度最高(52.93%),硅藻门(25.96%)和绿藻门(16.83%)次之,隐藻门(1.98%)、金藻门(1.64%)、裸藻门(0.42%)和甲藻门(0.25%)相对较低。藻类藻相及优势种在不同季节有所差异,冬春季节(12—5月)以硅藻门的直链藻、小环藻和针杆藻为优势种,夏秋季节(7—11月)以蓝藻门的鱼腥藻和微囊藻为优势种;湖泊藻类细胞密度与tw、CODMn呈正显著相关关系,与H、TN、TP、SD相关关系不显著;藻细胞生长逐步回归方程为y=3.7815+0.0794tw+0.5670CODMn-1.3467SD,藻细胞生长主要受水温和有机污染物等的影响,氮磷不是藻类生长的控制因子;在湖泊不同区域,环境条件存在差异,导致藻类生长过程中起主导作用的环境因子存在一定的差异,蓝藻生长主要受tw、CODMn和SD控制,绿藻生长主要受H、tw和CODMn影响,而硅藻生长决定于水体CODMn。     

不同土壤水分处理对水稻光合特性及产量的影响

为探明土壤水分对水稻生长发育的影响机理,以武香粳14和两优培九为试验材料,分析了不同土壤水分处理下(W1、W2、W3和CK分别表示土壤体积含水量为20%、30%、40%和5cm水层灌溉)的水稻光合特性、产量及水分生产率等。结果表明,轻度水分胁迫(W3)具有处理间最大的叶片气孔导度、蒸腾速率和净光合速率,其他处理规律不显著。灌浆初期各水分处理下叶位间光合指标均表现为:剑叶＞顶2叶＞顶3叶>顶4叶,其他生育期规律不显著。与对照处理(CK)相比,武香粳14的W1、W2和W3处理的产量分别减少61.14%和29.13%、增加0.96%,水分生产率分别减少10.69%、增加1.53%和20.61%;两优培九的产量分别减少64.11%和28.76%,增加2.08%,水分生产率分别减少16.39%,增加2.46%和22.13%。研究结果为水稻精确灌溉和节水生产提供了技术支撑。     

第2代杉木幼林生态系统水化学特征

对第 2代杉木幼林生态系统的降雨、穿透水、茎流、地表和地下径流等水文过程中 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和 Mn9种养分元素含量进行了连续 5 a的测定 ,结果表明 :降雨通过林冠后其化学特性发生明显变化 ,p H值出现酸化现象 ,穿透水中 Zn和 Org-N为负淋溶 ,其余各元素浓度有所增加。树干茎流的富集作用比穿透水强 ,其中 Zn为负 ,其它元素的浓度均比林外降雨的高。地表径流中 Zn>Org-N>NO3 -N,与降雨中含量相比较为淋失迁移型 ,Ca>K>Cu>Mg>P>NH4 -N>Mn>Fe为内贮型 ,p H值增大。地下径流中 Zn>Org-N>NH4 -N>K>Mn为淋失迁移型、Ca>Mg>Cu>NO3 -N>P>Fe为内贮型。该系统的水循环中 Ca>Mg>Fe>P为净损失、Zn>K>Org-N>NH4 -N>Mn>NO3 -N>Cu为净积累 ,与第 1代杉木林相比 ,第 2代杉木幼林水化学过滤与吸贮功能较差 ,系统稳定性也较弱 ,生态功能的恢复需要一定的时间     

基于遥感与GIS的海口市景观格局动态演化

城市地区包括建成区和郊区的农村,随着城市快速发展城市地区景观结构将发生深刻变化,由于人类活动对景观要素的作用方式,作用程度不同,其空间格局的转变模式在不同阶段出现一定程度差异,破碎度和分离度能描述景观破碎程度和景观要素斑块之间距离的变化,从而分析景观要素空间结构变化,多样性指数能分析景观要素的复杂情况,孔隙度指数能分析景观的尺度效应,从而分析不同尺度下景观要素的变化情况,能更好地分析景观要素变化的空间结构规律,利用1986,1996和2000年三期TM遥感图像得到海口市景观变化情况,在此期间海口市景观结构变化表现为林地,水体,沙地,农田等自然景观向城市,农村居民点和独立工矿建设用地等人文景观的变化。通过比较1986－1996和1996－2000年两个阶段景观要素的空间变化规律可以看出,林地在1986－1996年期间,由于人工林的增加,孔隙度指数减小,1996－2000年,林地开发较多,斑块趋于分散,水体在1986－1996年大面积的水体为主,1996－2000年以小面积为主,农田在两个阶段变化明显,1986－1996年,农田被城市,工矿建设用地开发区占用,斑块趋于分散,1996－2000年由于城市开发受到控制,未开发农田被恢复,斑块趋于集中,城市反映出国家宏观调控政策的影响,1986年,城市开发较为零乱,斑块较小,1996年,斑块趋于集中,2000年有进一步扩张的趋势,农村居民点规模较小,分布一直趋于分散,是一种不集约的用地形式,因此,利用景观生态学的数量方法,能很好地反映城市化过程中人类活动及政策对景观要素的影响,从而研究城市化过程中城市及其外围区域景观结构的动态变化过程。     

1954-2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及驱动力

受自然因素和人为因素的影响,近60年三江平原土地利用景观格局发生了明显变化。以遥感影像为主要信息源,利用地理信息系统技术和数理统计方法,对1954—2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及其驱动力进行分析。结果表明:1954—2010年三江平原耕地、居住建设用地和水域面积呈增长趋势,林地、草地和湿地面积呈减少趋势;土地利用综合动态度呈先增加后降低再增加的趋势;三江平原斑块密度、周长面积比、景观分离度和Simpson's多样性指数都呈先上升后下降的趋势,最小值出现在2010年,斑块密度和周长面积比的最大值出现在1976年,景观分离度和Simpson's多样性指数的最大值出现在1986年;1954—2010年三江平原斑块密度和周长面积比的高值区由东北向西南转移,低值区由中部向东部转移,景观分离度指数呈现先聚集后分散的趋势,Simpson's多样性指数由中间高四周低格局,逐渐转变为南部高北部低的格局。     

堆肥化处理对畜禽粪便中四环素类抗生素及抗性基因控制的研究进展

随着四环素类抗生素在畜禽养殖中的广泛应用,畜禽粪便已成为四环素类抗生素和抗性基因的重要富集位点,其未经处理直接施用具有潜在的生态环境和人类健康风险。堆肥化处理可有效消减畜禽粪便中的四环素类抗生素,并且对抗性基因的扩散和传播具有一定的控制效果。本综述比较了不同的堆肥化工艺对粪肥中四环素类抗生素消减的效果,并重点讨论了其微生物降解机理,总结了堆肥化处理对粪肥中四环素抗性基因消减的研究进展,进一步讨论了堆肥化处理过程中抗性基因变化的微生态机理与控制策略,最后提出了采用热水解等预处理工艺去除抗生素压力和采用厌氧堆肥化工艺增强抗性基因控制的技术建议,以及从动态的角度采用高通量的检测技术来解析抗性基因消减机制的研究策略建议。     

对叶榕榕果内生细菌分离鉴定及抑菌活性的研究

【目的】为植物-内生细菌的生态关系研究, 以及植物内生细菌资源的利用提供一定的依据。【方法】采用微生物学传统分离培养的方法从对叶榕果实中分离到内生细菌54株, 通过限制性酶切分析(ARDRA)共有16个操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs), 对16株代表菌株16S rDNA序列系统发育分析。【结果】16个菌株都找到了与其相似性最高的菌株, 相似性达到95%?100%。其中6株为芽孢杆菌Bacillus属, 为对叶榕果实内生细菌优势菌属; 3株为Staphylococcus属, 2株为Pseudomonas属, 1株为Serrata属, 1株为非培养细菌的同源菌, 1株为Kocuria属, 1株为Delftia属, 还有1株为Acinetobacter属。【结论】这16株内生菌在系统发育树中明显聚为两大支; 在参与抑菌试验的14株内生菌中, 有13株对受试菌有不同程度的拮抗作用。尤其是其中的芽孢菌属的Swx15和不动杆菌属的Swx25菌株, 抑菌作用较强, 且有较广的抑菌谱性。     

体外重构STUB1介导α-1抗胰蛋白酶突变体Z蛋白泛素化修饰反应体系

α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白(α-1 antitrypsin Z-mutant protein, ATZ)是引发α-1抗胰蛋白酶缺陷症(α-1 antitrypsin deficiency, AATD)的主要原因,研究ATZ蛋白的泛素化修饰和降解对于治疗AATD具有重要意义。STUB1是一种重要的E3泛素连接酶,参与调节多种蛋白质的泛素化修饰。然而,STUB1是否参与ATZ的泛素化修饰尚未明确。本研究首先将ATZ和STUB1的编码基因克隆到pET28a质粒,构建了这2个蛋白的表达质粒。随后,将重组质粒转入大肠杆菌表达系统,在优化诱导条件实现了重组蛋白的异源表达。通过金属螯合亲和层析技术纯化得到目的蛋白,并通过蛋白质谱分析验证了其氨基酸序列的准确性。利用纯化的ATZ和STUB1重组蛋白,构建了一个体外泛素化修饰反应体系。实验结果显示,在ATP、E1泛素激活酶和E2泛素结合酶的协同作用下,STUB1成功催化了ATZ的泛素化修饰。本研究提供了一种体外获得Z型突变体ATZ纯化蛋白的方法,并确认了STUB1介导ATZ的泛素化修饰功能,推进了对α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白在细胞内降解过程的调控机制的理解。     

RUS家族对植物生长发育的调控作用

叶绿体基因组编码许多参与光合作用和其他代谢过程的关键蛋白质,在叶绿体中合成的代谢物对于植物正常的生长发育至关重要。根对紫外线-B辐射敏感[Root-UVB (ultraviolet radiation B)-sensitive, RUS]蛋白属于叶绿体蛋白,由高度保守的DUF647结构域组成,在参与植物形态发生、物质运输和能量代谢等多种生命活动的调控中发挥作用。本文就近年来关于RUS家族在植物的胚胎发育、光形态建成、维生素B6稳态、生长素转运和花药发育等生长发育过程中的相关研究进行回顾和总结,为深入研究其在植物生长发育中的分子调控机制提供了参考。     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制,本研究楸树幼苗为研究对象,采用室内盆栽试验,设计0（CK）,10（T1）,15（T2）,20（T3）4种微生物菌剂施用量,测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下：（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长,株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05）,T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成,提高细菌群落的丰富度和多样性,使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降,α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高,可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%-103.56%（P<0.05）,芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度提高66.28%-65.97%（P<0.05）,酸杆菌属（Acidibacter）的相对丰度提高12.76%-38.06%。（4）冗余分析（RDA）结果表明,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子,土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此,施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质,促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向,亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。