高寒森林溪流微生物群落结构的季节性变化

高寒森林溪流不仅是区域河流的源头,而且是联系陆地与水域的生态纽带。微生物活动可能成为控制溪流生态系统过程的关键因子,但其结构与动态过程缺乏必要关注。因此,结合同步温度动态监测,采用实时荧光定量PCR和DGGE技术,在2014年到2015年冻融季节和生长季节关键时期对比研究了川西高寒森林溪流和森林林下土壤中微生物群落的动态特征。研究结果发现,高寒森林溪流具有较低的真菌和细菌群落丰度;与森林土壤相同,溪流在冻融季节表现出相对生长季节更高的真菌/细菌比,而且从冻融季节到生长季节,溪流微生物丰度动态也表现出明显的季节性变化特征。与森林土壤不同的是,溪流中细菌和真菌的丰度及其Shannon-Wiener多样性指数的最高值均出现在生长季节而不是冬季冻融季节,并且溪流中细菌丰度在季节性变化的不同时期具有显著差异(P0.05)。此外,森林土壤细菌类群以芽孢杆菌属(Bacillus sp.)比例相对较高,真菌类群则以格孢菌属(Pleosporales sp.)、曲霉属(Aspergillus sp.)和其他一些子囊菌门(Ascomycota)的类群为优势;而溪流细菌类群以红球菌属(Rhodococcus sp.)为主,真菌类群则以曲霉属和空团菌属(Cenococcum sp.)为主。同时,季节性变化中温度、p H、水溶性有机碳和溶解氧等环境因子可显著影响溪流微生物群落结构及其组成,这些环境因子在高寒森林溪流微生物群落的季节性变化过程中具有重要的作用。     

东部草原露天矿区粘土改良模拟研究

以我国东部草原露天矿区粘土为研究对象,采用盆栽试验方法,以粘土与表土和沙土混合物为培养基质,三叶草(Trifolium repens Linn)为供试植物,研究不同比例下三叶草生物量、养分吸收量、土壤理化和生物学性状的差异,为寻找最佳配比提供依据。结果表明:不同混合比例显著影响三叶草生物量,粘土+表土(1∶1、1∶2和1∶3)生物量最高(26.5—40.0 g/盆),平均为31.2 g/盆,粘土+沙土(1∶1、1∶2和1∶3)次之(14.9—20.3 g/盆),平均为18.9 g/盆,粘土、沙土和表土平均分别是9.0、5.4 g/盆和41.7 g/盆,同样地,粘土+表土混合基质上三叶草氮吸收量平均为1071 mg/盆,分别是粘土+沙土、粘土和沙土氮吸收量660、321 mg/盆和190 mg/盆的1.62、3.34倍和5.64倍,磷和钾吸收量具有相似变化规律,这与三叶草根直径、根长、根表面积和根尖数有显著关联性;粘土和表土与粘土和沙土混合基质的容重和最大持水量分别显著下降7.4%—21.5%和24.5%—71.8%,饱和入渗率、孔隙度和标准化平均重量直径分别显著增加26.9%—96.3%、45%—218%和34%—72%;全氮、有机质、速效磷、速效钾、饱和电导率显著增加23.0%—88.3%、25.1%—146%、44.0%—91.5%、70.3%—114.8%和3.5%—59.3%;磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶和固氮酶活性显著提高45.5%—105%、65.2%—172.3%、160%—252%、53.4%—62.7%和197%—374%;真菌、细菌和放线菌数量增幅为119%—142%、93.5%—107%和83%—147%。相关性分析表明,生物量与土壤理化性状、酶活性和微生物数量呈显著或极显著正相关,表现为粘土+表土=表土粘土+沙土粘土沙土。因此,表土或沙土均能改良粘土性状,其中粘土和表土1∶2配比效果最优。     

毛乌素沙地优势克隆半灌木生物量配置对小尺度植被盖度变异的响应

克隆植物根据其构型可以分为游击型和密集型。游击型克隆植物的间隔子长,分株在水平空间的扩展范围大,可以利用更大空间范围内的资源,其通过克隆生理整合作用发生的非局部反应的能力强。由此可以得出的推论之一是,小生境斑块的环境发生变化,生长于其中的密集型克隆植物的反应可能会更灵敏。这种反应可能会体现在生物量以及配置格局的变化上。以毛乌素地区沙生半灌木群落中两种优势克隆植物羊柴(H edy sarum laeve)和油蒿(A rtem isia ord osica)为研究对象,前者是典型的游击型克隆植物,后者是密集型克隆植物。采取野外调查的方式,观测在不同植被盖度的小生境斑块内二者地上生物量分配格局的变化情况,并结合二者的克隆构型和生活史特征试图探讨产生这种格局的原因。结果表明:羊柴的地上各部分生物量对植被盖度变化的响应不如油蒿敏感。这或者是因为羊柴的游击型克隆构型决定其可以跨越小尺度斑块实现克隆生理整合,可以利用不同小生境斑块的资源导致的。油蒿只能利用小生境斑块内的资源,当小生境斑块的条件改变,其生物量以及配置方式也随之发生相应的变化。在繁殖方式上,羊柴的有性繁殖结构以及有性繁殖投资显著小于油蒿。在资源有限的条件下,对一种繁殖方式的投资常常会削弱另一种繁殖方式。羊柴主要依靠克隆繁殖,这或者符合并支持配置理论的观点。     

酪酸梭菌和婴儿型双歧杆菌对霍乱弧菌的拮抗试验

了解酪酸梭菌和婴儿型双歧杆菌单独及混合培养时对霍乱弧菌的拮抗作用。将酪酸梭菌ＬＣＬ１６６和婴儿型双歧杆菌ＬＣＬ１７２分别与霍乱弧菌Ｏ１、Ｏ１３９单独和混合培养,定时对霍乱弧菌计数,并对菌数的对数进行在检验。两株菌混合培养时对霍乱弧菌的抑制效果基本相同,单独和混合培养时对霍乱弧菌的拮抗作用主要由酪酸梭菌引起,酪酸梭菌具有抑制霍乱弧菌的作用。     

海藻糖对乳酸菌的抗逆保护研究

研究了在冷冻干燥、高温及冻融等胁迫条件下,海藻糖对嗜热链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｈｅｒ－ ｍｏｐｈｉｌｌｕｓ）和植物乳杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌａｎｔａｒｕｍ）菌体细胞的保护作用。结果表明在冷冻干燥过程 中,海藻糖保护的细胞存活率分别达７５％和３３％,而对照分别为１９％和ｌ％;用９０℃高温处理干燥 状态和溶液状态的嗜热链球菌,证明海藻糖能明显提高细胞的耐热性;用冻融法反复处理嗜热链球 菌４次和８次,加海藻糖保护的细胞存活率显著高于对照。在扫描电镜下观察这     

温带半干旱地区一年生植物种子的萌发特性

在实验室条件下研究了中国温带半干旱地区科尔沁沙地的23种1年生植物的种子萌发特性（新采集种子、冷藏和干藏种子）.大籽蒿、虎尾草、冠芒草、沙蓬和地锦的新种子萌发率达90%左右,11种植物新种子萌发率均低于70%,说明这些植物的新种子具有或多或少的休眠属性.经过150d的冷干藏后,大籽蒿、虎尾草萌发率保持在90%以上,说明这两种植物完全没有休眠机制;冠芒草、沙蓬和地锦的种子萌发率下降较多,可能是储藏的环境条件导致的2次休眠现象;冷藏和干藏处理均能使绿珠藜、毛马唐、细叶益母草、雾冰藜、金狗尾草、苋菜、马齿苋、碱地肤和水稗草的种子在生长季开始时完成生理后熟,萌发率达到80%以上;干藏有利于促进毛马唐、细叶益母草、马齿苋和鹤虱的种子成熟,冷藏有利于促进绿珠藜和金狗尾草的种子成熟;黄蒿、灰绿藜、画眉草和烛台虫实在不同处理下的萌发率都比较低,说明种子内在生理休眠作用较强,具有减少种子一次性萌发数量的风险分摊策略.大多数1年生植物均能在较短时间内达到最终萌发率的90%,表现出迅速萌发的特性;黄蒿、灰绿藜、碱地肤和沙蓬种子则在不同处理中表现出延长萌发时间的策略来适应半干旱地区不确定的环境条件.最后,探讨了几种主要1年生植物的种子萌发对策与其对环境适应机制之间的关系.     

烟气脱硫石膏对滨海农耕土壤磷素形态组成的影响

为探明不同烟气脱硫石膏施用量对滨海农耕土壤中的全磷、有效磷、无机磷组分等的影响,通过田间试验的方式,分别在试验区土壤中施加0t/hm~2、15t/hm~2、30t/hm~2、45t/hm~2烟气脱硫石膏。研究结果表明:与对照组相比,各处理组的土壤全磷含量无显著差异,而土壤中的有效磷和渗滤液中的可溶性磷含量则随着烟气脱硫石膏施入量的增加而降低;施入烟气脱硫石膏后农耕土壤中无机磷含量显著增加,其中又以磷酸钙盐含量的增加为主,磷酸钙盐中的Ca2-P、Ca_8-P和Ca_10-P含量分别增加了30.8%—68.9%、35.2%—66.3%和7.3%—17.8%。烟气脱硫石膏的施用促进了植物的生长发育,有效磷的降低和无机磷组分中磷酸钙盐的增加并未影响到植物对磷素的吸收。因此,烟气脱硫石膏能有效地固定滨海农耕土壤中的溶解态磷,控制土壤过量磷素向水体迁移,降低附近水体富营养化发生的机率,保障区域水体生态系统环境安全。     

三种园林植物对夜间光照的响应与适应特征

光污染是城市生态系统中重要的污染类型,目前的研究集中在光污染对人类健康、昆虫生活史、生活习性、活动规律等方面,对植物生理生态的效应研究则较少。以凤仙花(Impatiens balsamina)、小叶栀子(Gardenia jasminoides)、夏菊(Dendranthema morifolium)为研究对象,研究白光LED灯从每天18:00—24:00照光(T1处理)、每天18:00—次日8:00照光(T2处理)以及自然光周期(CK)等3种光环境条件下,3种植物生物量积累与分配、开花特征、色素含量、碳氮含量及其比值(C/N比)、抗氧化酶等方面的响应与适应特征。结果表明,T1和T2处理增加了凤仙花的生物量(分别为CK的1.4和1.9倍),降低了叶片和茎的N含量,增加了叶片的C/N比(分别为CK的1.2和1.9倍),降低了叶片的色素含量;T1处理延迟了凤仙花的花期,T2处理条件下凤仙花不开花。T1和T2处理虽然没有影响小叶栀子的花期,但增加了花的数量,减小了花的平均重量,花的C/N比显著增加(T2处理为CK的1.3倍);T2处理降低了小叶栀子叶片的叶绿素a、b及总叶绿素含量,增加了丙二醛的含量(T2处理为CK的1.7倍)。夏菊的生物量及生理特征受到T1和T2处理的影响最小,但T1和T2处理均抑制了夏菊开花。这些结果表明凤仙花和夏菊开花对光污染引起光周期的变化比较敏感,凤仙花的生长和养分特征也受到夜间光照的显著影响,光污染对小叶栀子的叶片造成了显著伤害。总的来讲,与T2相比,T1处理对3种植物的负面影响较小,在城市照明的管理过程中,可以根据需要缩短夜间光照的时间,既可以节约能源,又可以减小对植物生理生态的负面影响。     

植物乳杆菌编码复制起始蛋白天然质粒的系统进化分析

【目的】探究复制起始蛋白(Replication initiation protein,Rep)是否可以作为天然质粒系统进化关系研究的分子标记。【方法】以植物乳杆菌天然质粒编码的Rep为研究对象,通过构建Rep系统进化树详细分析和讨论这些质粒的系统进化关系。【结果】植物乳杆菌45个编码Rep天然质粒可以划分为5个进化关系紧密的家族和1个独立进化质粒p G6302,家族1-4质粒可以进一步划分为10个进化关系更近的亚家族类群,因此这些质粒可能起源于6个祖先质粒。【结论】Rep氨基酸序列显示了适度的保守性和变异性,是植物乳杆菌编码Rep质粒进化研究理想的分子标记,为植物乳杆菌天然质粒系统进化研究提供了一种简单、有效的分析方法和标准,并为植物乳杆菌或其他乳酸菌天然质粒系统进化研究提供了分子水平的佐证和依据。