中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的“次生林生态系统塔群激光雷达监测平台”(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有“塔-站”数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H₂O/CO₂/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。     

竞争和气候对新疆阿尔泰山西伯利亚五针松树木径向生长的影响

阿尔泰山的北方森林是中亚以及全球的生态系统的重要组成部分, 其生长动态可以影响到全球范围的热辐射、碳平衡等。因此, 探究影响阿尔泰山树木径向生长的主要因素至关重要。该研究以新疆喀纳斯国家级自然保护区的西伯利亚五针松(Pinus sibirica)为研究对象, 建立西伯利亚五针松年表, 通过分析不同时间间隔累年生长量、竞争指数以及气候因子之间的关系, 运用线性混合效应模型、相关分析等方法, 探究竞争和气候对新疆阿尔泰山西伯利亚五针松树木径向生长的影响。结果表明: (1)线性混合效应模型结果显示竞争树胸径和与西伯利亚五针松过去30年的累年生长量之间的拟合效果最好; (2)标准年表与3月的平均气温、平均最高气温、平均最低气温之间有显著正相关关系; (3)累年生长量最高值出现在气温0-5 ℃, 竞争指数低于100的时候。累年生长量最低时, 气温达到-10 ℃, 竞争指数也超过了300。目标树的树木径向生长受到竞争树胸径和及生长季前期气温的影响, 两者共同作用。但相较于气候因子而言, 竞争对西伯利亚五针松的树木径向生长有更大的影响作用。     

UV-B辐射诱导芒果叶片抗氧化响应研究

为了解增强UV-B辐射诱导芒果叶片抗氧化响应的机制,以?台农1号?芒果(Mangifera indica?Tainong No. 1?)成年树为材料,以自然光为对照(CK),设置24和96 kJ/(m~2·d)两个增强UV-B辐射处理水平,观测叶片生理生化指标的动态变化。结果表明,24k J/(m~2·d)处理的芒果叶片MDA含量、相对电导率、净光合速率、抗氧化酶活性、多酚、Vc和芒果苷含量均与对照没有显著差异,而类黄酮和还原型GSH含量显著高于对照;而96 kJ/(m~2·d)处理的芒果叶片MDA含量、相对电导率、抗氧化酶活性及多酚、类黄酮、还原型GSH、芒果苷等还原型保护成分的含量均显著高于对照,而净光合速率和Vc含量均显著低于对照。因此,24 kJ/(m~2·d) UV-B辐射未引起?台农1号?芒果成年树损伤,可能是通过提高类黄酮和还原型GSH的含量来清除活性氧自由基;96 kJ/(m~2·d)处理则引起叶片活性氧损伤,但仍可能以两种机制减轻损伤,一是通过增强抗氧化酶活性和提高还原性成分含量来清除活性氧自由基,二是利用芒果苷、类黄酮和还原型GSH等成分吸收UV-B辐射。     

三裂叶薯NBS-LRR类抗病基因的筛选鉴定与结构分析

为发掘甘薯近缘野生种三裂叶薯(Ipomoea triloba)的NBS-LRR类抗病基因,从基因数据库中对三裂叶薯基因组序列进行了筛选、鉴定和分析。结果表明,从三裂叶薯的98 025个基因中,筛选到282个编码NBS-LRR类蛋白的基因,其中N型80个,NL型83个,CN型28个,CNL型57个,TN型10个,TNL型23个,RN型1个。三裂叶薯的16条染色体上均含有NBS-LRR家族基因,数量最多的染色体含有65个,最少的只有1个。三裂叶薯基因组共有55个基因簇,包含了63.5%的NBS-LRR家族基因。在NBS-LRR抗病基因家族中,CNL和TNL亚家族分别对应到7和11个保守结构域。这为三裂叶薯抗性资源的利用提供了科学参考。     

二色仙人掌，中国仙人掌科一新归化种

2019年4-6月,在江苏省西南部句容市郭庄镇虬山,首次发现二色仙人掌(Opuntia cespitosa Rafinesque)归化种群。该种群主要生长在海拔46～90 m的废弃采石场上,分布范围东西长510 m,南北宽260 m,面积约13.26 hm2。二色仙人掌开花结实的成年植株共计910棵,其中最大灌木平卧茎长轴上叶状茎10个,树龄可达10 a,大概在2010年就生长于虬山。在句容虬山采石场关闭时,采石场工作人员可能将盆栽的二色仙人掌就地丢弃,从而导致该归化种群的发展。比较了二色仙人掌与中国仙人掌属已知其余4种归化植物的形态特征,并编制了分种检索表。此外,讨论了二色仙人掌的传播机制及其入侵风险。     

大熊猫与同域动物在海拔分布上的生态位分化

大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）是中国的特有物种,其成功放归可能受放归地气候、栖息地、同域动物等多种因素的影响。本研究在野外调查的基础上,基于生态位理论等方法,探讨了栗子坪国家级自然保护区大熊猫与其大中型同域动物的空间关系。调查结果表明,该保护区内大熊猫同域动物共20种,分别属于2纲5目,其中东洋型分布物种占优势（30%）。大熊猫同域动物分布海拔显著低于大熊猫的分布海拔（P＜0.05）,大熊猫分别与灵长目等5个目的动物在海拔分布上均存在显著的生态位分化（P＜0.001）。灵长目动物在空间分布上与大熊猫分布相异,而其他目的动物与大熊猫空间分布类似。偶蹄目动物痕迹数量占比最高（54.14 %）,而食肉目的小熊猫与大熊猫样线共同遇见率达到了43.75%。本研究结果表明,该地大熊猫同域动物较为丰富,在海拔分布上与大熊猫存在生态位分化。该研究可为圈养大熊猫的放归提供参考依据。     

圈养林麝麝香分泌时间节律及影响因素

在2016年和2017年的5—8月,我们对川西马尔康麝场圈养林麝（Moschus berezovskii）的麝香分泌进行了行为与生理监测,对麝香分泌的各阶段进行了准确判定,记录了泌香启动、泌香盛期开始、泌香盛期终止及泌香结束的时间阶段及持续时间长,分析了林麝麝香分泌的时间阶段与体重和年龄等因素的关系。结果表明,马尔康麝场的雄性林麝平均泌香启动日在6月16日[（167.06±7.75）d,n=141],于6月17日进入泌香盛期[（168.52±7.67）d,n=141],6月21日[（172.17±7.26）d, n=138]泌香活动减弱,至6月25日[（176.27±8.11）d, n=131]泌香结束;雄麝体重与其泌香启动、泌香盛期停止及泌香结束时间呈显著负相关（r_PS = -0.234,P_PS =0.028;r _VSF = -0.215,P_VSF = 0.047;r _SE = -0.229,P_SE = 0.043）,即雄麝的体重越大,其泌香越早;各年龄组间的平均泌香时长差异显著（F _{17, 113} = 3.482, P = 0.003）,其中2岁雄麝平均泌香时长最长[（13.07±2.08）d, n=20],显著高于3岁[（9.38±0.76）d, n=12, P = 0.042]和4岁[（7.80±1.60）d, n=5, P = 0.013]个体;马尔康林麝平均泌香量为（11.85g±0.96）g, （n=114）,随泌香时长延长有增加趋势,但不显著（P = 0.854）。基于上述林麝雄体的泌香时间、泌香量与年龄和体重等因素间的关联,可对圈养的林麝个体间的泌香力、泌香量等进行区分和预判,作为圈养林麝驯养生产力优化的依据,并可为圈养林麝优质品系的选育提供参考。     

番茄转录因子基因SlWRKY6的克隆与原核表达分析

该研究基于番茄基因组数据库SGN(Sol Genomic Network)信息,利用RT PCR从栽培番茄‘M82’(Solanum lycopersicum)中成功克隆到番茄SlWRKY6基因(登录号：Solyc02g080890),通过qRT PCR方法和原核表达初步验证其生物学功能。结果表明：(1)生物信息学分析显示,番茄SlWRKY6基因ORF全长1 653 bp,编码550个氨基酸,其蛋白结构含有1个WRKYGQK保守结构域和C₂H₂锌指结构域,属于IIb类;其基因启动子上游1 500 bp含有多个激素响应元件和非生物胁迫响应元件。(2)进化树分析显示,SlWRKY6与潘那利番茄SpWRKY31 X1(NP_001352691.1)的相似性最高,且定位于细胞核内。(3)qRT PCR结果显示,SlWRKY6基因在番茄根、茎、叶中均有表达,在叶中的表达量最高,且受盐和干旱诱导表达。(4)SDS PAGE及Western blot结果显示,pET 30a SlWRKY6重组蛋白的大小约66 kDa,与预期大小一致。(5)原核表达分析显示,重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在不同浓度盐(NaCl)和干旱(Mannitol)胁迫下生长速度显著低于对照菌E. coli BL21∷pET 30a,且在400 mmol/L NaCl、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下最为显著;滴板实验初步验证SlWRKY6转录因子能提高重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在ABA和pH 9(NaOH)胁迫的耐受性;在400 mmol/L NaCl、pH 5(HCl)、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下耐受能力降低。研究表明,SlWRKY6转录因子可能通过参与ABA途径来响应非生物胁迫。     

重组葡激酶对小型猪冠脉血栓的溶栓作用研究*

目的: 评价重组葡激酶的溶栓效力,并与相同作用方式的重组链激酶进行比较。方法: 30只中国实验小型猪分成5组,分别为溶剂对照组、阳性药对照组和三个重组葡激酶组,每组6只,采用麻醉动物、手术开胸、直流电刺激形成冠脉血栓;在冠脉血栓形成30 min后开始静脉给药,采用先推注、再蠕动泵恒速输注的方式给药;溶剂对照组静脉推注对照液,阳性药对照组静脉给予重组链激酶4 mg·kg^-1,三个重组葡激酶组分别静脉给予4 mg·kg^-1、2 mg·kg^-1、1 mg·kg^-1重组葡激酶,静脉推注体积为5 ml,1 min内注毕,输注速度为0.5 ml·min^-1,60 min内输毕,120 min后放血处死动物。于给药前及给药后30、60、120 min取静脉血,实验结束后取血栓形成部位的冠脉血管段,分别检测优球蛋白溶解时间(ELT)、血纤维蛋白原含量(Fbg)、纤维蛋白(原)降解产物(FDP)和伤口出血量,检测冠脉血栓溶解率、心肌缺血程度及缺血范围。结果: 与溶剂对照组相比,试验组ELT明显缩短(P＜0.05或P＜0.01),FDP 明显升高(P＜0.05或P＜0.01),较少量实验动物Fbg降解超过20%,对小型猪血压及心率无明显影响。与对照组相比,试验组高、中2个剂量组,最大血栓面积分别减少34.3%、15.4%(P＜0.05)。与等剂量的重组链激酶相比,重组葡激酶对电刺激引起的冠脉血栓具有更强的溶栓作用(P＜0.05或P＜0.01),引起的出血副反应少。结论: 重组葡激酶对小型猪冠脉血栓有较好的溶栓作用,相比重组链激酶,溶栓速度快、具有更高的纤维蛋白专一性,出血副反应较少。综合比较, 2 mg·kg^-1重组葡激酶具有较好的临床疗效和安全性保障。     

一株降解煤油菌株的筛选与鉴定

本文通过从污水处理厂活性污泥中分离得到一株高效降解轻油(煤油)细菌5092-2,通过形态学、16S rRNA鉴定该菌为Mangroveibacter sp.。进一步对其生长条件进行了研究,发现该菌在23℃到38℃、pH为5.0到9.0范围内生长无明显差异。在温度为35℃,pH 7.2~7.4,160 r/min培养7 d,菌株降解煤油的能力达到52.3%,具有进一步研究的价值。