大豆膨胀素基因GmEXPB5和GmEXPB7生物信息学及表达分析

膨胀素(expansin,EXP)通过调控细胞壁的松弛在植物应对环境胁迫过程中起着重要作用。为研究EXP基因在大豆应对非生物胁迫过程中的作用,该文对大豆中的两个EXP基因(GmEXPB5和GmEXPB7)及其蛋白序列进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测基因表达量。结果表明:(1)GmEXPB5和GmEXPB7分别位于大豆第10号和第12号染色体上,编码的蛋白序列长度分别为272和267个氨基酸。GmEXPB5蛋白分子量为29.07 kD,理论等电点为7.51; GmEXPB7蛋白分子量为29.09 kD,理论等电点为8.66。GmEXPB5和GmEXPB7均为稳定的亲水蛋白且定位于细胞壁中。GmEXPB5和GmEXPB7蛋白均含有一段信号肽序列和一个保守的DPBB_1结构域。(2)GmEXPB5蛋白与鹰嘴豆CaEXPB15蛋白亲缘关系最近,GmEXPB7蛋白与密花豆、赤豆和豇豆的EXPB3蛋白有着较近的亲缘关系。(3)GmEXPB5和GmEXPB7在大豆根、茎和叶中均有表达且它们在根和叶中的表达量均显著高于茎中的表达量。(4)GmEXPB5和GmEXPB7在大豆幼苗中可以响应盐、干旱和低温胁迫。(5)GmEXPB5启动子区域含有2种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE和ARE); GmEXPB7启动子区域含有5种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE、ARE、CGTCA-motif、TC-rich repeats和MBS)。综上所述,GmEXPB5和GmEXPB7能够参与大豆对非生物胁迫的应答。     

积雪变化对陆地生态系统植被特征和土壤碳氮过程的影响

在季节性积雪地区,冬季气候变暖导致积雪变薄、积雪不连续、融雪提前及雪盖面积缩小等现象。然而相较于氮沉降、增温、降水变化等全球变化因子,目前尚缺乏积雪因子对陆地生态系统过程和功能影响的系统报道。为加深人们对积雪特征变化生态后果的认知,综述了积雪深度和融雪时间变化对植被物候和群落组成、凋落物分解、土壤碳氮过程、温室气体排放和土壤微食物网(土壤动物和微生物)的影响。由于模拟积雪变化手段不同和复杂的气候、土壤背景,生态系统各要素对积雪特征变化的响应规律存在较大的分异和不确定性。例如,在未来气候变暖导致积雪变薄和融雪提前情景下,植被物候提前,生长季延长,导致生产力增加和凋落物数量增加,禾草比例减少导致凋落物质量增加,早春温度高刺激微生物活性,凋落物分解速率高,促进土壤碳氮周转过程。但积雪减少和融雪提前导致的早春低温和夏季干旱也可能引起植被生产力下降,凋落物数量减少质量降低,土壤微生物活性低,分解速率低,从而减缓碳氮周转过程。此外,积雪特征变化对植被特征和土壤碳氮过程影响相关研究目前还存在以下问题：1)积雪深度和融雪时间对生态系统的影响是否存在交互效应仍缺乏关注,且积雪变化对后续生长季是否存在持续...     

氧化石墨烯对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响

为了探究氧化石墨烯(GO)对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响,将黑麦草种子在0.4%、0.8%和1.2%水平的GO溶液中胁迫4 d,采用高通量测序技术,分析GO胁迫下黑麦草种子内生真菌群落组成和多样性的变化。结果显示,4个样本所有样品共分离获得303种真菌,归属于10门39纲84目160科240属。在门分类水平上,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是主要的内生真菌类群;在属分类水平上,各处理的共有优势菌属为链格孢属(Alternaria)。不同GO处理黑麦草种子内生真菌群落结构存在差异,随着GO浓度的增加,子囊菌门的丰度出现下降,0.8%和1.2%GO处理较对照分别显著降低了19%和20%(P<0.05);所有GO处理的担子菌门丰度均显著高于对照(P<0.05);1.2%处理链格孢属的丰度较对照显著降低了37.36%。与对照相比,1.2%GO 处理内生真菌的丰富度和多样性显著增加,ACE、Chao1和Shannon指数分别增加了123.5%、127.4%和117.5%(P<0.05)。主坐标分析(PCoA)分析表明,1.2%GO处理内生真菌群落结构与其他处理有较大差异;线性判别分析(LEfSe)分析发现, 各处理差异指示种明显不同。可见,GO改变了黑麦草种子内生真菌群落的组成和多样性,尤其是高浓度处理(1.2%)。研究可为碳纳米材料暴露对共生物种的潜在影响研究提供参考。     

漓江流域喀斯特综合干扰评价及其空间特征

喀斯特地区具有特殊的地质结构,生态环境脆弱性较高,辨识和量化人为、自然多重干扰是减少人类干扰影响及制定喀斯特景观管理政策的重要依据。基于漓江流域喀斯特发育地貌特征,旨在建立包括地貌、水文、气候、生物、社会5类因素以及15个具体干扰指标的喀斯特综合干扰指数,并通过空间相关分析探究地理因子对综合干扰解释力以及因子与指标间交互作用力的特征。结果显示：(1)漓江流域中游综合干扰指数高于上下游,自然地形地貌本底以及不同类型喀斯特景观分布的地带性是分异的主要原因;(2)干扰等级为显著干扰,综合干扰指数为0.336,空间上呈现出东部与北部低、西部与南部高的分布特征,具有明显的空间异质性;(3)地理环境和社会经济因素对综合干扰具有较强解释力,采石采矿、各类灾害、生产活动等多项干扰指标以及海拔高度具有较强空间关联关系。评估了漓江流域喀斯特综合干扰并分析其空间特征,研究结果对喀斯特生态环境保护及景观资源可持续发展政策制定具有重要参考价值。     

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用¹³C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO₂并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P<0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^-1 土壤 d^-1)是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^-1土壤d^-1)的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P<0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r=0.64,P=0.03)、纤维素(r=0.62,P=0.04)和锰含量(r=-0.63,P=0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。     

气候因子和人类活动对松辽流域植被叶面积指数动态的影响

了解气候变化和人类活动对植被的影响对陆地生态系统可持续发展具有重要意义。基于月尺度MODIS LAI、气象等数据,采用基于像元的趋势及偏相关分析、时滞与累积效应分析和改进的残差分析等方法,评估松辽流域2001-2021年生长季植被叶面积指数(LAI)动态,在顾及时滞与累积效应的情况下探究气候与人为驱动因素对植被的影响。结果表明:(1)松辽流域LAI总体呈"平原低,山地高"的空间分布格局。近21年植被LAI在波动中呈上升趋势,未来植被变化以持续改善为主,但内蒙古西部草原及大、小兴安岭局部地区仍存在退化风险。(2)LAI总体上与气温、降水呈正相关,相较气温植被生长对降水更敏感。LAI变化的时间效应随气候因子、覆被类型及植被分区的不同而发生变化。LAI对气温的主要时间效应为2个月滞后和0-1个月累积,而对降水主要为无显著滞后和1个月累积。(3)气候变化和人类活动的联合作用是影响松辽流域植被LAI动态的主要原因,两者对植被变化的贡献分别占41.7%和58.3%,同时考虑时滞和累积效应时,提升了气候因子对植被生长的解释度。     

海绵生理活性物质研究新进展

本文综述了近三年来从海绵中得到的萜类、生物碱、甾醇、肽类等具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗爱滋病及心血管活性等生理活性的物质。     

在低蛋白质饲料中补充必需氨基酸对大口黑鲈生长、体组成和免疫指标的影响

为了研究在低蛋白质饲料中补充晶体必需氨基酸对大口黑鲈生长、体组成和免疫指标的影响,根据鱼体的必需氨基酸组成模式设计了7种等能的试验饲料。其中4种饲料（45CP、40CP、35CP和30CP）的粗蛋白质水平分别为45%、40%、35%和30%,另3种饲料（40AA、35AA和30AA）是在低蛋白质饲料（40CP、35CP和30CP）的基础上添加必需氨基酸,使它们的必需氨基酸含量与45CP（对照组）相一致。用上述饲料对初始体重为（10.13 0.01） g的大口黑鲈进行了89d的饲养试验。饲养试验在室内循环水养殖系统中进行,每种饲料设3个重复,每重复放养30尾鱼。方差分析显示:试验鱼的生长性能、饲料效率、全鱼和肌肉的粗蛋白质含量、成活率以及免疫指标均随着饲料蛋白质含量的降低而显著降低（P0.05）。添加必需氨基酸的35AA和30AA的饲料效率和蛋白质保留率分别显著高于对应的未添加必需氨基酸的35CP和30CP组（P0.05）,但仍显著低于45CP组（P0.05）。40AA的试验鱼血清溶菌酶活性和血清补体活性与45CP组差异不显著（P0.05）。35AA和30AA组的头肾白细胞呼吸爆发活性显著高于35CP和30CP组（P0.05）。30AA组的全鱼粗蛋白质含量以及肥满度显著高于30CP（P0.05）。各组试验鱼的水分和灰分均无显著差异（P0.05）。回归分析显示:在低蛋白质饲料中补充晶体必需氨基酸对大口黑鲈幼鱼的生长、饲料效率和蛋白质保留率所产生的影响与其引起增加了的饲料蛋白质水平而不是饲料的必需氨基酸水平正相关。研究表明,在低蛋白质饲料中补充的晶体必需氨基酸对大口黑鲈的生长、体组成和免疫指标产生的有益作用不及等量的以蛋白质为来源的必需氨基酸。       

Colorimetric method for the determination of ethanol by Flow Injection Analysis

An automated Flow Injection Analysis system using stop-flow technique for quantifying ethanol based in a colorimetric detection method was developed. The system permitted analysis in a linear range of 0.05–1 g ethanol l^–1 without external dilution, a sampling frequency of 15 analyses per hour, and a relative standard deviation of 3.5%. A dilution line was implemented in the FIA system permitting the extension of the linear range to 0.5–5.2 g ethanol l^–1 maintaining the same sampling frequency and standard deviation. The system was applied to measure ethanol concentrations present in samples of an alcoholic fermentation and the results showed no significant difference with other analytical procedures (GC).     

羊肚菌种袋栽培研究

羊肚菌的大田栽培已在我国进行了十余年,生产规模已超过10万亩,在不断高产出现的同时,区域性连作障碍、病虫害、较高的成本已成为制约产业发展的重要因素.以六妹羊肚菌菌株YAASMJNLM1-25和YAASMJNLM 1-31为材料,研究了1种羊肚菌栽培的新方法——种袋栽培技术,以常见的营养袋栽培方法为对照,进行了直接种袋栽...