橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构分析

【目的】研究橘小实蝇(Bactrocera dorsalis) 3个种群(实验室正常喂养种群、实验室无菌糖水喂养种群和野生种群)成虫肠道可培养细菌的群落结构组成。【方法】利用16S rRNA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从橘小实蝇3个种群成虫肠道600株可培养细菌得到53种不同细菌遗传型,分属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)和芽孢杆菌科(Bacillaceae)等3个科。其中肠杆菌科是肠道可培养细菌最优势的细菌种类。同样以序列相似性大于97%的菌株归为相同的细菌种类为标准,找到了橘小实蝇3个种群可培养细菌的共有菌种,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定,确定共有菌种为肠杆菌属5株,克雷伯氏菌属2株,柠檬酸杆菌属1株,泛菌属1株,肠球菌属2株,以及芽孢杆菌属4株。【结论】通过研究橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为探讨肠道菌群对寄主的生理功能和生态学意义奠定基础,最终为利用微生物防治此类害虫提供新思路。     

细菌萜类合成酶的生物信息学分析

【目的】目前对于萜类合成酶(Terpenoid synthase,TPS)的研究主要集中在植物和真菌中,而对细菌TPS的系统研究尚少。建立在大量已经被测序的细菌基因组基础上,利用生物信息学方法,对细菌TPS在全基因组范围内进行识别、分类和功能分析。【方法】利用TPS的隐马尔科夫模型(Pfam编号为PF03936)搜索自建的细菌蛋白质组数据库,预测出细菌TPS。对这些候选TPS的蛋白序列用MAFFT 7.130b进行多序列比对,并利用MEGA 6.0对多序列比对结果进行进化分析。利用MEME和PredictProtein分别进行细菌TPS的基序(Motifs)和点突变分析。【结果】建立在生物信息学分析的基础上,1 423条细菌TPS被识别,它们分布在8个门中,即放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和衣原体门(Chlamydiae)。进化分析表明细菌TPS可分为4大类,Motifs分析表明除了各类之间保守的基序(Motifs)外,还有特异的Motifs,这暗示着细菌TPS在不同类别之间的功能分化。点突变分析表明,细菌TPS不同位点的氨基酸突变对TPS功能的影响不同。【结论】细菌TPS主要分布于8个门中,其中在2个门中细菌TPS尚未见报道,即厚壁菌门(Firmicutes)与酸杆菌门(Acidobacteria)。基于进化分析,可以把细菌TPS分为4类,各类之间的差异可能是由类特异的Motifs决定的,另外细菌TPS不同氨基酸位点的突变分析为今后验证TPS的功能提供了很好的理论基础。     

黑果腺肋花楸扦插生根特性及不定根发生模式研究

【目的】为了解黑果腺肋花楸扦插不定根起源及发育过程,揭示其扦插生根机理。【方法】以‘福康源1号’当年生半木质化插穗为研究材料,利用水培扦插技术和石蜡切片法对不定根形成过程中插穗内部组织结构及外部形态的变化规律进行观察。【结果】在水培条件下,IBA处理扦插生根期为30~40 d,扦插过程中皮孔处10~15 d出现不定根,插穗切口处15~20 d出现不定根,生根速度、不定根数量及根长均优于对照,外源诱导可显著提高生根率和生根质量。扦插前的插穗内无潜伏根原基存在,不定根原基在插后形成;不定根形成为愈伤组织生根型和内部分生组织生根型。皮部产生的不定根起源于维管形成层、韧皮薄壁细胞或皮层;愈伤组织产生的不定根是由愈伤组织内的薄壁细胞团特化而成;叶隙或枝隙是形成不定根原基和产生愈伤组织的主要区域。【结论】扦插生根属于多位点发生模式,属于诱导生根型。     

基于肠道菌群研究枳术丸治疗脾虚证慢传输型便秘的作用机制

观察枳术丸对脾虚证慢传输型便秘（slow transit constipation,STC）小鼠肠道菌群、短链脂肪酸（SCFAs）、5-羟色胺（5-HT）和肠道传输功能的影响,探讨枳术丸治疗STC的机制。

将50只健康的KM小鼠按随机数字表法分为正常组（15只）和造模组（35只）,正常组小鼠基础饲料喂养,造模组小鼠以番泻叶灌胃和限制饮食饮水方法制作脾虚证STC小鼠模型。造模成功后,将造模组小鼠分为模型组、莫沙必利组和枳术丸组,每组10只,对应给药治疗7 d。治疗结束后分别采用16S rRNA基因测序技术分析小鼠粪便菌群多样性和菌群结构,气相色谱/质谱法检测粪便中SCFAs水平,HE染色观察各组小鼠结肠组织病理形态改变,使用ELISA法检测小鼠脑组织、结肠组织中5-HT水平。

造模后,各造模组小鼠体质量显著低于正常组（均P＜0.01）;治疗结束后,模型组小鼠体质量和肠道推进率显著低于正常组（均P＜0.01）;与模型组比较,莫沙必利组和枳术丸组小鼠体质量和肠道推进率升高（均P＜0.05）。小鼠结肠组织HE病理显示模型组腺体排列不齐,结肠黏膜轻微水肿、充血,轻度炎症浸润。与正常组比较,模型组小鼠肠道菌群丰富度和多样性皆降低,枳术丸组和莫沙必利组小鼠肠道菌群多样性和丰富度更趋近于正常组。在门分类水平上,与正常组比较,模型组小鼠厚壁菌门、疣微菌门相对丰度降低,拟杆菌门、变形菌门相对丰度增加;与模型组比较,枳术丸组小鼠疣微菌门相对丰度增加,拟杆菌门相对丰度降低。在属分类水平上,与正常组比较,模型组小鼠拟杆菌属、乳杆菌属相对丰度增加,异形藻属、梭菌属、另枝菌属相对丰度降低;与模型组比较,枳术丸组小鼠拟杆菌属相对丰度降低,异形藻属、梭菌属相对丰度增加。与正常组比较,模型组小鼠粪便乙酸、丙酸水平降低（均P＜0.05）,结肠组织、脑组织5-HT水平降低（均P＜0.05）;与模型组小鼠比较,枳术丸组小鼠粪便乙酸、丙酸水平显著升高（均P＜0.01）,结肠组织、脑组织5-HT水平升高（均P＜0.05）。

枳术丸可通过调节肠道菌群的平衡,促进SCFAs的分泌和5-HT的分泌释放,提高推进率,促进肠道蠕动治疗脾虚证STC。

     

SWAT模型对景观格局变化的敏感性分析——以丹江口库区老灌河流域为例

景观的空间配置与类型组成能够对流域的产流、产沙及非点源污染产生影响。在以往SWAT模型研究中,往往默认水文模型考虑了该影响。为分析SWAT模型对不同景观格局变化的敏感性,根据老灌河流域2000年土地利用在各子流域的组成,模拟研究区更为破碎、复杂的景观空间配置,通过设置多套试验参数,利用SWAT模型生成基于不同景观格局的模拟结果。结果表明,SWAT模型不能反映除坡度和面积变化之外的景观水平下各斑块之间因景观空间格局改变对流域产流、产沙以及非点源污染的影响;模型通过其他参数的调整,弥补了模型分析数据的不足,使实测数据与模型部分结果高度吻合。这表明,一个能够反映流域部分水文特征的SWAT模型,未必是对研究区真实情形的模拟,而是各个参数间平衡的结果。因此,在利用SWAT模型分析模拟景观变化时,不应默认模型能够模拟景观空间格局改变对流域水文过程的影响,同时研究者可以通过划分坡度带,提高模型对不同坡度土地利用的敏感性。     

辽东栎林下和开阔地上短柄五加(Acanthopanax brachpus)无性系种群生长的比较研究

研究了分布于开阔地和辽东栎林下短柄五加无性系种群拆散方式、无性系的形态可塑性和分株的死亡年龄,研究结果表明,开阔地上无性系分株的扩散方式为稀疏线型,根茎长度、无性系分株数目,林下和开阔地差异显著,根茎分枝角度、无性系根茎总长无显著性差异。林下分株的死亡年龄显著小于开阔地上无性系分株的死亡年龄。     

基于遥感降尺度估算中国森林生物量的空间分布

森林生物量是陆地生态系统重要的碳库,其大小与空间分布特征直接影响森林的碳汇潜力。基于空间降尺度技术,以中国第六次国家森林资源清查资料为基础,同时结合1∶100万植被分布图及同期的基于MODIS反演的NPP空间分布,定量估算了1 km分辨率下我国森林生物量的空间分布。结果表明:(1)降尺度技术能有效结合遥感数据的空间特征与地面详查资料的统计特征,从而较好地解决当前生物量估算的区域尺度转化问题;(2)我国森林生物量存在明显的空间分布规律,与水热条件的空间分布格局基本一致,表现为西部较低东部较高,大型山脉分布处较高;(3)我国森林生物量总量11.0 Pg,平均生物量74.8 Mg/hm2,其中高值区主要集中在东北大小兴安岭和长白山地区、新疆山区、西南横断山脉地区以及东南武夷山地区。     

起始生物量比对3种海洋微藻种间竞争的影响

为深入了解饵料微藻与赤潮微藻间的种间竞争关系,通过微藻共培养的方法,研究了起始生物量比(1:4、1:1和4:1)对3种海洋微藻(塔玛亚历山大藻、蛋白核小球藻和湛江等鞭金藻)两两之间种间竞争的影响,并对其作用机制进行了探讨。结果表明:①3种海洋微藻表现出种间竞争的相互抑制效应;②在与塔玛亚历山大藻(简称A)的种间竞争中,蛋白核小球藻(简称C)和湛江等鞭金藻(简称I)均在竞争中占优势,蛋白核小球藻随自身起始生物量比的提高,其竞争优势越加明显,湛江等鞭金藻在A:I=1:1时竞争优势最为明显;在蛋白核小球藻和湛江等鞭金藻的种间竞争中,当C:I=1:4时,湛江等鞭金藻在竞争中占优势,C:I=1:1时,初期湛江等鞭金藻占竞争优势,随蛋白核小球藻的迅速生长,后期蛋白核小球藻占竞争优势,C:I=4:1时,蛋白核小球藻占绝对竞争优势;③由种间竞争抑制参数比较得出:3种微藻的种间竞争强弱依次为蛋白核小球藻>湛江等鞭金藻>塔玛亚历山大藻。蛋白核小球藻和湛江等鞭金藻在起始比例C:I=1:1时,可共培养利用,在海产经济动物育苗中可对其进行适时采收投喂;两种饵料藻对塔玛亚历山大藻具有明显的抑制作用,可为开发利用饵料藻进行赤潮生物防控提供一定的科学依据。     

基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构

采集黄河上游厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)甘肃玛曲群体,测定其线粒体DNA控制区序列,并从GenBank中下载青海玛多和贵德等3地2个群体的同源序列,分析该物种的遗传多样性、遗传结构及其演化历史.从81条729 bp序列中,检测到26个变异位点(占3.57％),碱基序列总的单倍型多样性为0.844,核苷酸多样性为0.0054,界定了34个单倍型,有1个广布单倍型H2,占所有样品的38.27％.单倍型网络图图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,H2处于中心,呈星状发散,系统发育分析没有显示出单倍型与地理位置的对应关系.AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示厚唇裸重唇鱼近期经历了种群扩张.分析表明黄河上游3地种厚唇裸重唇鱼种群未出现分化,建议应作为一个整体进行保护.     

重庆地区烟田粉虱发生及扩散规律研究

烟草种植业是重庆山区农户重要经济收入来源,近年来温室白粉虱在该地区多次爆发成灾,对当地烟叶产量、品质造成巨大损失。为明确重庆山区烟田粉虱种群发生、扩散规律及垂直分布情况,本文利用陷阱诱集与定点调查相结合的方式进行研究。通过连续2年定点调查数据发现,整个生产季节内从6月开始出现成虫,温室白粉虱具有2个发生危害高峰期,分别在8月初和9月初,且垂直分布具有明显的趋嫩性,以上部数量居多。在温室白粉虱成虫扩散期间利用相关性分析及主成分分析明确了种群扩散关键因子,在温度、湿度、风速三者之间,风速是其扩散的关键因子,风速与种群扩散相关系数r=0.967,主成分方差贡献率为51.177%。因此,在温室白粉虱种群扩散初期对下风向地区需格外关注,重点防控2个发生高峰期。