重要外来入侵植物随南水北调工程传入京津冀受水区的风险评估

【目的】外来物种在入侵地的扩张蔓延是其造成危害的关键。南水北调工程可为已入侵外来物种的进一步扩张蔓延提供通道和驱动力。风险评估可为预防入侵植物通过该途径的扩散蔓延提供依据。【方法】以国家重点管理外来入侵物种名录中的入侵植物为研究对象,根据生物入侵的发生过程(传入、定殖、扩散、危害)构建了包括4个层次29个指标的外来物种入侵综合风险评估的指标体系,规范了风险指数的计算方法,系统评估了24种入侵植物沿南水北调输水通道向北扩散而入侵京津冀受水区的风险。【结果】紫茎泽兰和互花米草的入侵风险值(R)相对较低(R0.6),其余22种入侵植物的风险值均较高(R0.6),其中,喜旱莲子草、凤眼莲和大薸3种外来水生植物的入侵风险等级最高(R0.8)。【结论】南水北调工程可能会促进入侵植物向北扩张蔓延并最终入侵京津冀受水区。建议尽早开展监测预警工作,以控制入侵物种随南水北调工程的扩张蔓延,进而阻止或降低其对京津冀尤其是华北最大水源地——白洋淀和雄安新区生态环境的威胁。     

长江口无脊椎动物群聚特征及其与环境因子的关系

长江口及其邻近海域是连接河流和海洋的重要枢纽,但对该海域生物多样性和相关生态过程,尤其是无脊椎动物群落的了解仍然较少.本研究根据2014年2月、5月、8月和11月4个航次长江口及其邻近海域渔业资源综合调查数据,探讨该海域无脊椎动物群落时空分布特征及其群聚结构变化与环境因子的关系.结果表明: 2014年长江口及其邻近海域4个航次渔业资源调查共采集无脊椎动物35种,隶属于3门10目20科,以甲壳动物(19种)和软体动物(13种)的物种数最为丰富,资源优势种包括葛氏长臂虾、脊腹褐虾、细点圆趾蟹、中国毛虾、三疣梭子蟹和双斑蟳.2014年长江口无脊椎动物丰度和生物量分别为4518.96 kN·km^-2和173.09 kg·km^-2,春季最高,秋季最低.春季和冬季无脊椎动物多样性最高,夏季最低.长江口无脊椎动物各季节群聚结构存在显著差异,冬季、夏季和秋季以南部和北部的差异为主,春季则以近岸和远岸的差异为主.温度和溶解氧驱动无脊椎动物群落季节的时间变异,初级生产水平和营养要素驱动群落季节内的空间变异.     

内蒙古西部旱区机采棉膜下滴灌水氮耦合效应

为探明内蒙古西部旱区机采棉膜下滴灌水氮耦合对棉花生长发育、产量、品质,以及水分与氮素利用效率的影响,在内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗,设置3种灌溉定额(216、288、360 mm,分别记为W₁、W₂、W₃)和3种施氮水平(127.5、195、262.5 kg·hm^-2,分别记为N₁、N₂、N₃)的完全组合处理,进行了大田棉花膜下滴灌试验.结果表明: 水分是膜下滴灌棉花生长的决定因素,增加灌水量可以促进棉花株高增加,提高棉花各部分干物质积累量,但降低生殖器官与地上部干物质比例.W₃处理单株成铃数较W₁和W₂分别提高25.4%和17.5%,单铃质量分别降低5.8%和4.6%,籽棉产量分别增加18.1%和11.9%;单株成铃数提高是籽棉产量增加的主要因素.水氮调控对籽棉产量的互作效应显著,W₁与W₂灌水量下N₁处理籽棉产量最高;W₃灌水量下N₂处理较N₁、N₃籽棉产量分别增加8.5%和31.9%.水氮调控对纤维品质整体无显著影响.W₁N₁处理水分利用效率最高,为1.37 kg·m^-3,与W₃N₂处理差异不显著;W₃N₁处理氮肥偏生产力最高,为51.35 kg·kg^-1.在本试验条件下,灌水增产效应显著,施氮则在水分充足条件下对籽棉产量形成有促进作用.其中,灌水360 mm、施氮195 kg·hm^-2处理显著促进地上部干物质积累,籽棉产量最高,水分利用效率和氮肥偏生产力分别达1.30 kg·m^-3和36.41 kg·kg^-1,节水增产效果显著,是内蒙西部旱区较理想的机采棉水氮调控模式.     

Expression of Arabidopsis acyl‐CoA‐binding proteins AtACBP1 and AtACBP4 confers Pb(II) accumulation in Brassica juncea roots

In Arabidopsis thaliana, the expression of two genes encoding acyl‐CoA‐binding proteins (ACBPs) AtACBP1 and AtACBP4, were observed to be induced by lead [Pb(II)] in shoots and roots in qRT‐PCR analyses. Quantitative GUS (β‐glucuronidase) activity assays confirmed induction of AtACBP1pro::GUS by Pb(II). Electrophoretic mobility shift assays (EMSAs) revealed that Pas elements in the 5′‐flanking region of AtACBP1 were responsive to Pb(II) treatment. AtACBP1 and AtACBP4 were further compared in Pb(II) uptake using Brassica juncea, a potential candidate for phytoremediation given its rapid growth, large roots, high biomass and good capacity to accumulate heavy metals. Results from atomic absorption analyses on transgenic B. juncea expressing AtACBP1 or AtACBP4 indicated Pb(II) accumulation in roots. Subsequent Pb(II)‐tracing assays demonstrated Pb(II) accumulation in the cytosol of root tips and vascular tissues of transgenic B. juncea AtACBP1‐overexpressors (OXs) and AtACBP4‐OXs and transgenic Arabidopsis AtACBP1‐OXs. Transgenic Arabidopsis AtACBP1‐OXs sequestered Pb(II) in the trichomes and displayed tolerance to hydrogen peroxide (H₂O₂) treatment. In addition, AtACBP1 and AtACBP4 were H₂O₂‐induced in the roots of wild‐type Arabidopsis, while lipid hydroperoxide (LOOH) measurements of B. juncea AtACBP1‐OX and AtACBP4‐OX roots suggested that AtACBP1 and AtACBP4 can protect lipids against Pb(II)‐induced lipid peroxidation.     

温度与光强对高山杜鹃催花期间花芽营养物质积累的影响

以高山杜鹃为材料,研究了在3个昼/夜温度(6℃/0℃、22℃/16℃、30℃/24℃)和3个光照强度(2 000/10lx、7 500/5 500lx、10 000/8 000lx)组合成的9个光温催花条件下,高山杜鹃花芽内可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和游离氨基酸等营养物质的变化以及对始花期的影响。结果表明:随着昼夜温度的升高和光照强度的加强,高山杜鹃花芽内的可溶性糖和淀粉含量增加,且在整个催花过程中持续上升;可溶性蛋白含量变化整体呈先升后降的趋势,前期随温度光强增加而增加,后期则相反;游离氨基酸含量的整体变化趋势与可溶性蛋白含量相反,表现为先降后升。在30℃/24℃、10 000/8 000lx的处理下,高山杜鹃最早进入始花期,比目标日期(春节)提前18d开花。可见,适当高温和高光强(22℃/16℃~30℃/24℃,7 500/5 500~10 000/8 000lx)处理能显著提高高山杜鹃花芽内可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和游离氨基酸等营养物质的积累和代谢,促进了其花芽发育,有效缩短了催花时间,使植株提前进入始花期,从而达到提前上市的目的。     

外源MeJA对镉胁迫下波斯菊生长及抗氧化系统的影响

以波斯菊种子和幼苗为试验材料,采用滤纸上发芽和叶面喷施盆栽幼苗的方法,探讨不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0和25.0μmol·L~(-1))茉莉酸甲酯(MeJA)对镉(100μmol·L~(-1) Cd~(2+))胁迫下波斯菊种子萌发、幼苗生长以及抗氧化系统的影响。结果表明,镉胁迫条件下,波斯菊的生长受到严重抑制,施加低浓度MeJA(1.0～5.0μmol·L~(-1))可以促进波斯菊种子萌发,增加波斯菊幼苗叶绿素含量,促进叶片干物质含量的积累和叶片相对含水量增加,提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量和氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值,降低游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量;而高浓度的MeJA(大于10μmol·L~(-1))则表现出相反的抑制作用,影响镉胁迫下波斯菊种子萌发和幼苗的相关代谢。研究发现,适宜浓度的外源MeJA,在镉胁迫条件下可通过降低渗透调节物质的含量,诱导增强抗氧化酶活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量,调整GSH/GSSG比例等途径促进波斯菊种子萌发和幼苗的生长,有效缓解镉胁迫对波斯菊的伤害,从而提高波斯菊幼苗的耐镉性能。     

不同龄期异色瓢虫对烟蚜的捕食潜能研究

异色瓢虫是烟田烟蚜的优势天敌种类之一,本文在室内进行了异色瓢虫成虫及各龄幼虫对烟草蚜虫的捕食功能反应试验,采用Holling-Ⅱ型功能反应模型进行拟合以明确其捕食潜能,利用Hassell模型和Watt模型拟合并测定了异色瓢虫种内干扰以及自身密度对烟蚜捕食作用的影响,结果表明:异色瓢虫各虫态对烟蚜的捕食量有明显的差异,在相同的烟蚜密度条件下,异色瓢虫4龄幼虫的日最大捕食量最大,为107.41头;其次是成虫,其日最大捕食量为94.34头;3龄幼虫、2龄幼虫和1龄幼虫的日最大捕食量分别为40.32头、14.25头和12.15头。在一定空间和相同比例猎物存在的条件下,种内干扰作用对1龄异色瓢虫幼虫的捕食量影响最为明显,干扰常数为1.1731,而对4龄幼虫干扰最小。各虫态自身密度对其捕食作用的干扰效应明显,1-4龄异色瓢虫幼虫以及成虫的竞争参数b值分别为0.5199、0.1848、0.1351、0.6757、0.6528。本研究表明异色瓢虫对烟蚜捕食潜力很大,尤其是4龄幼虫及成虫对烟蚜具有较大的捕食潜能。     

β-蒎烯合成酶(QH6)在大肠杆菌中的表达及其产β-蒎烯的研究

蒎烯是一种重要的平台化合物,可以用来合成高密度燃料、精细化学品及材料。将来源于黄花蒿的β-蒎烯合成酶基因与外源杂合甲羟戊酸(MVA)途径一起整合到BL21(DE3)中共表达,通过气相色谱-质谱(GC-MS)和气相色谱(GC)对发酵产物进行了定性及定量检测。通过发酵条件优化,对影响发酵产β-蒎烯的因素(诱导温度、诱导剂浓度和N源)进行了考察。结果表明:来自黄花蒿的蒎烯合酶可以在宿主细胞内高效表达,且能高效催化β-蒎烯的合成。通过对重组菌进行发酵条件优化得到最佳培养条件:诱导温度为28℃,IPTG浓度为0.1 mmol/L,最佳有机N源为MD牛肉粉。在此条件下,检测出β-蒎烯产量达到22.89 mg/L,比优化前(4.60 mg/L)提高了3.98倍。     

认知功能正常老化的发生时间：早发还是晚发？

个体认知功能正常老化(以下简称认知老化)的起始时间尚不明确,但这个问题却事关认知老化的最佳干预时间.本文首先以三个大型认知老化追踪研究项目(西雅图项目、Betula项目、Virginia项目)为例,从2009年的高峰论战切入,系统描述了近些年认知老化早发(20~30岁,基于横向研究的结论)还是晚发(50~60岁,基于纵向研究的结论)的争论现状,并详细介绍了该争论的产生原因及解决方法.其次,本文着重介绍准纵向研究方法在该争论中的应用,大多数准纵向研究结果表明认知老化早发,但仍需进一步的研究.同时,本文也首次尝试从神经生物学视角来梳理该问题.最后,建议今后的相关研究应注重被试选取、测量指标及计分方式等细节改进,加强神经生物学的研究,并结合开发有效干预技术的应用研究等.