高寒草甸植物物候对温度变化的响应

植物物候是植物为适应其生长环境而呈现的规律性变化,是气候变化的指示器。为了解高寒植物物候对温度变化的响应,利用1997—2010年青海湖海北高寒草原生态监测站群落优势种矮嵩草物候观测资料和同时段的气象资料,应用偏最小二乘(PLS)回归定量分析了植物物候期变化特征、趋势及其与气温间的相互关系。结果表明:①1997—2010年青海湖地区年均温度总体上升,倾向率为0.5℃/10a,其中年均最高温度和最低温度呈现出非对称型变化,最低温度显著升高且高于年均温升幅,倾向率为0.7℃/10a(P0.05),而年均最高温度无明显变化。②1997—2010年间,矮嵩草平均返青期和枯黄期分别为4月18日和10月2日,矮嵩草返青期推迟,枯黄期提前,生长季长度缩短。③影响矮嵩草返青的关键时期为每年的1月和3—4月,1月温度升高影响植物休眠进程进而延迟返青,而3—4月温度升高有利于热量积累使返青提前;影响矮嵩草枯黄的关键时期为7月上中旬和8月,期间温度升高使枯黄期提前。④根据PLS分析和相关分析,最低温度在各关键时期内显著影响植物物候,而最高温度仅在8月对枯黄期影响通过显著性检验,因此最低温度是影响高寒草地矮嵩草物候期的关键因子。     

补料工艺对两株法夫酵母菌株产虾青素的影响

【目的】考察不同补料工艺对法夫酵母菌株生长和虾青素合成的影响。【方法】对法夫酵母JMU-VDL668和JMU-MVP14菌株在7 L罐中进行分批及分批补料培养; 同时, 测定发酵过程中生物量、虾青素和葡萄糖含量的变化。【结果】采用恒DO补料, 法夫酵母JMU-VDL668菌株获得的生物量最大(64.6 g/L), 是分批培养的2.2倍; 采用恒pH补料发酵, 虾青素的产量最高(20.6 mg/L), 是分批培养的1.5倍。与JMU-VDL668菌株不同, 虾青素高产菌株JMU-MVP14菌株采用恒pH补料, 获得生物量最大(48.5 g/L), 但虾青素产量大大降低(仅17.5 mg/L); 采用脉冲补料, 虾青素产量最高, 达到414.1 mg/L, 与分批发酵相比提高了200.2%; 采用恒DO补料, 生物量(38.5 g/L)和虾青素产量(403.2?mg/L)增加显著, 与分批发酵相比分别提高了133.1%和192.3%。【结论】不同补料工艺对法夫酵母菌株生产虾青素影响很大。其中, 采用恒pH补料工艺, 法夫酵母JMU-VDL668菌株可以获得最高的虾青素产量, 而采用脉冲补料工艺, 最适于法夫酵母JMU-MVP14菌株发酵生产虾青素。     

亚高山森林林窗大小对凋落叶木质素降解的影响

木质素降解是认识高寒森林凋落物分解过程的关键环节,可能受到林窗大小及其在不同季节水热环境的影响。采用分解袋法,研究了川西亚高山森林不同面积大小林窗下红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶在初冻期、深冻期、融化期、生长季节初期、生长季节中期和生长季节后期的木质素分解动态特征。研究结果表明,采样时间和林窗面积大小对两种凋落叶的木质素降解均有显著影响。经历1a分解,红桦凋落叶的木质素降解了21.53%—27.65%,而岷江冷杉凋落叶的木质素富集了7.95%—19.40%。较大林窗促进了冬季岷江冷杉凋落叶和生长季节红桦凋落叶木质素的降解,抑制了冬季红桦凋落叶木质素的降解;而生长季节岷江冷杉凋落叶木质素富集速率则为林下大林窗中林窗小林窗。逐步回归分析表明,凋落叶木质素的降解过程在冬季主要受到负积温和土壤冻融循环次数的影响(木质素结构的物理破碎),而在生长季节则主要受到平均温度和正积温的影响(木质素的生物降解)。可见,川西亚高山森林木质素降解受林窗格局变化的显著影响,且林窗大小对凋落叶木质素降解的影响与物种和分解时期有关。     

高山森林林窗对凋落叶分解的影响

林窗对降水和光照等环境条件的再分配以及分解者群落的影响可能深刻作用于森林凋落物分解过程,但有关高山森林林窗大小对凋落物分解的影响尚无研究报道。采用凋落物分解袋法,研究了川西高山森林不同大小林窗对非生长季节和生长季节红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶质量损失的影响。结果显示,经过1a的分解,不同生境下红桦和岷江冷杉凋落叶分别分解了27.25%—30.12%和27.04%—27.96%,其中非生长季节占53.83%—60.18%和50.23%—59.09%。林窗对红桦和岷江冷杉凋落叶质量损失的影响因物种不同而呈现季节差异。总体上,林窗加快了岷江冷杉凋落叶的分解而延缓了红桦凋落叶的分解。与郁闭林下相比,林窗显著增加了2种凋落叶非生长季节的质量损失速率,显著降低了生长季节2种凋落叶的质量损失速率;2种凋落叶质量损失速率在非生长季节随林窗面积增大而加快,在生长季节随林窗面积增大而减慢。林窗显著影响了初冻期、深冻期和融化期岷江冷杉凋落叶的质量损失率,但对红桦凋落叶质量损失率影响不显著。可见,高山森林凋落物分解过程受到林窗的显著影响,并且阔叶和针叶凋落叶在非生长季节和生长季节对林窗的响应具有明显差异。     

内蒙古典型草原区狭颅田鼠集群数量与被捕食风险的关系

2005年9月15日—30日,在内蒙古锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗的典型草原上研究了狭颅田鼠(Microtus gregalis)冬季集群与来自艾虎(Mustela eversmanni)的捕食风险。采用鼠洞口数量作为狭颅田鼠集群大小的指标,分析了艾虎对不同大小狭颅田鼠集群的捕食优先选择偏好。对实验样地内狭颅田鼠的洞群洞口数进行了调查统计(样地内总共涉及102个狭颅田鼠有效洞群),并计数此期间的艾虎粪便堆数以及攻击掘开狭颅田鼠洞群的情况。运用非参数的Mann-Whitney U检验法进行数据分析,结果表明:从艾虎遗留的粪便痕迹来看,没有被艾虎访问过的田鼠洞群与被艾虎访问过的洞群之间差异达到极显著水平;另外,从狭颅田鼠洞口被艾虎掘开的痕迹来分析,没有被艾虎挖掘的洞群与被艾虎挖掘的洞群之间的差异也达到极显著的水平;另外,随着田鼠洞群洞口数量的增加,出现艾虎粪便和掘洞的频次和概率就越高。表明艾虎对狭颅田鼠集群洞口数的选择差异性非常显著,明显倾向于选择在洞口数量多的狭颅田鼠洞群停留,同时也更倾向于掘开洞口数量较高的狭颅田鼠洞群作为捕食对象。     

一株高效好氧反硝化菌的分离及特性

利用富集培养的方法从南昌市郊某养鱼塘采样分离出22株反硝化细菌,其中8株反硝化率较高,从中选择一株效果最好的作为研究对象,命名为HS-N62,对其生长特性进行了深入研究。结果表明:硝酸盐氮初始浓度为140mg/L,菌株HS-N62在12h内对硝酸盐氮的去除率可达96%,而且没有亚硝酸盐氮的积累。该菌最适生长温度范围为30°C-37°C,最适生长pH范围6.0-8.0,最适C/N比为10:1,并能利用多种碳源生长。运用正交试验探讨了该菌株最适的反硝化条件。反硝化菌株HS-N62还具有较好的除磷能力,12h除磷率达到67.7%(初始磷酸盐浓度57mg/L)。通过形态学特性和生理生化分析以及16S rRNA基因序列分析,菌株HS-N62与Pseudomonas sp.亲缘关系最为接近,相似性达99%,初步鉴定该菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。     

民族院校生物工程专业微生物实验教学体系的构建与实践

微生物学实验是当代生命学科中的一门重要专业必修课。针对民族院校的学生特点和我院生物工程专业的培养特色,阐述将微生物学实验教学体系分为基础验证型、提高设计型和综合研究型3个层次,贯彻"以学生自主实验为主,教师指导为辅"的实验课程教学方针,充分发挥学生在实验教学中的主体作用。在规范基本实验操作的基础上,锻炼学生的自学能力,激发创新意识,培养应用能力。     

荷木整树蒸腾对干湿季土壤水分的水力响应

降雨在时间上的非均匀分配导致森林土壤含水量呈现明显的干、湿季变化,并可能在干季形成水分胁迫,引起植物蒸腾变化。在监测环境因子的同时,利用Granier热消散探针连续监测荷木(Schima superba)的树干液流,以液流密度值计算整树蒸腾,并结合水力导度与叶片/土壤的水势差,探讨环境因子和水力导度对荷木整树蒸腾的协同控制。结果表明,华南地区的季节性降雨形成的干、湿季并未引起荷木蒸腾在季节上的显著差异,但对产生蒸腾的水力生理产生了显著影响。荷木蒸腾在干、湿季均与主要驱动环境因子(光合有效辐射PAR和水汽压亏缺VPD)呈显著正相关。在水热充足的湿季,荷木蒸腾主要受气孔导度调节;在干季,当空气水汽压亏缺达2.132 MPa时,水力导度与气孔导度协同控制蒸腾。整树水力导度对整树蒸腾的水力补偿出现在15:00—17:00,平均补偿值为0.08 g/s。利用蒸腾的估测值与实测值之间的差值量化荷木的水力补偿效应,是对水力导度与气孔导度协同控制树木蒸腾机理的深入探索。研究结果对于掌握季节性降雨不均背景下华南地区主要造林树种需水和耗水规律,有效发挥森林保水功能具有重要意义。     

新疆喀什地区母乳中乳酸菌的多样性分析

【目的】对新疆喀什地区母乳中乳酸菌多样性进行分析。【方法】采用菌落培养、显微镜观察、Repetitive genomic fingerprinting(Rep-PCR)指纹图谱和16S r RNA基因序列分析相结合的方法研究母乳中乳酸菌的菌群分布。【结果】从11份母乳中共分离出乳酸菌193株,利用16S r RNA基因序列同源分析和系统发育树对代表菌株进行了分子鉴定,193株乳酸菌隶属于4个属,分别为Lactobacillus(22株)、Streptococcus(42株)、Lactococcus(40株)、Enterococcus(89株)。其中,Enterococcus所占比例最大,达到46%。【结论】新疆喀什地区母乳中乳酸菌多样性丰富,极具开发潜力,将为开发母乳中的益生菌以及安全可靠的微生态制剂提供理论依据。     

核盘菌侵染对拟南芥表皮蜡质结构及化学组成的影响

以野生型拟南芥与蜡质突变体cer1、cer4为试验材料,通过研究核盘菌胁迫对拟南芥茎表皮蜡质结构及组分含量的影响,揭示核盘菌侵染与表皮蜡质的关系。扫描电镜结果显示,野生型拟南芥蜡质晶体以垂直于表面的杆状、块状结构为主;突变体cer1晶体类型以水平的松针状、块状结构为主;突变体cer4蜡质晶体以垂直片层结构为主。核盘菌胁迫下,拟南芥蜡质晶体结构及分布形态发生变化。蜡质层结构在核盘菌胁迫下表现为:杆状、松针状蜡质晶体减少—蜡质晶体熔融—表皮"囊状凸起"—表皮膜层破裂。这些结构变化有利于病菌突破角质层屏障而侵入到植株体内。色质谱分析结果显示:与野生型相比,cer1突变体烷、次级醇、酮类显著减少;cer4突变体表现为一级醇含量减少。接种核盘菌后,野生型拟南芥与蜡质突变体一级醇类显著增加(cer1增加不显著);烷类、次级醇类、酮类含量与蜡质总量均显著减少,表明蜡质前体物质在受到核盘菌胁迫后更多地通过酰基还原途径生成一级醇,从而减少了由脱羰基途径所生成的蜡质组分。核盘菌通过改变表皮蜡质晶体结构与化学组分分泌量来促进侵染。