不同护坡草本植物的根系特征及对土壤渗透性的影响

为明确三峡库区植被边坡植物物种根系特征与土壤渗透性之间的关系,以裸地为对照,应用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统对香根草(Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)、狗牙根(Cynodon dactylon (L) Pers.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等4种护坡草本的根系特征进行定量分析.结果表明:(1)紫花苜蓿和香根草的根长密度和根表面积密度显著大于狗牙根和百喜草;(2)不同草本类型和同一草本不同土层之间土壤渗透性存在较大差异,且各草本土壤渗透性随土层深度的增加而降低;相对于裸地而言,4种草本均能显著增强土壤渗透性,其土壤渗透性优劣表现为:香根草＞紫花苜蓿＞百喜草＞狗牙根;(3)土壤的初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量等各参数均随根长密度和根表面积密度增大而增强,且与直径介于0.5-5 mm不同径级的根系特征之间存在明显的相关性,故根系对土壤渗透性的增强作用主要归功于0.5-5 mm径级的根长密度和根表面积密度;(4)根长密度、根表面积密度对考斯加科夫入渗模型参数K和a有较大影响,随着根长密度和根表面积密度的增加,表征土壤初始入渗率的K值逐渐增大,而表征入渗能力衰减的参数a逐渐减小.     

滨海湿地甲烷产生途径和产甲烷菌研究进展

滨海湿地在全球碳循环中起着重要的作用,其甲烷排放量占全球海洋甲烷排放的75%.本文综述了滨海湿地主要甲烷产生途径、产甲烷菌种类及其影响因子.滨海湿地SO₄^2-含量丰富,乙酸发酵和H₂/CO₂途径产甲烷受抑制,乙酸营养型和氢营养型产甲烷菌丰度较低;而利用甲胺类等“非竞争性”底物的C1甲基化合物歧化途径不受硫酸还原菌竞争底物的限制,兼性营养型产甲烷菌成为产甲烷优势菌.盐度与SO₄^2-含量和植被类型密切相关,影响竞争性电子和产甲烷底物的种类和含量,对甲烷产生途径和产甲烷菌群落结构有重要影响.目前,滨海湿地产甲烷菌群落结构、甲烷产生途径的关键控制因素尚需明确,其对甲烷排放的影响有待进一步研究.     

寡雄腐霉发酵液的动物安全性及其对黄瓜的防病促生效应

【目的】生物农药安全无害,环境友好。为了评价寡雄腐霉发酵液(Pythium oligandrum broth,POB)的动物安全性和防病促生效应,研制高效、无害的生物农药。【方法】试验利用自主分离的寡雄腐霉生防菌株(P.oligandrum CQ2010)制备POB,通过动物试验、拮抗试验、盆栽和生产试验,研究了POB的动物毒性,对黄瓜蔓枯病的防治作用,以及对黄瓜生长、产量和品质的影响。【结果】用大剂量的POB灌胃给药对小鼠体重增长无显著影响,其外观和行为均无异常,组织器官也未见病理改变。POB对甜瓜球腔菌的抑制率为51.95%,药效介于1∶800的百菌清溶液和1∶200的甲基托布津溶液之间。在黄瓜幼苗接种甜瓜球腔菌前后喷施POB,叶片丙二醛含量下降,过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增强,发病率和病情指数均显著降低,相对防治效果达到54.8%–64.1%,故POB能减轻病原菌对细胞膜的伤害,激发防御性生理反应,增强黄瓜植株的抗病能力。此外,POB处理提高叶绿素含量,增强根系活力,增加植株氮、磷、钾吸收量,促进黄瓜植株生长,生物量和果实产量分别提高81.10%和11.58%。POB还使黄瓜果实Vc和可溶性糖提高,硝酸盐含量降低。【结论】寡雄腐霉发酵液对动物安全无毒,能有效防治黄瓜蔓枯病,促进黄瓜生长,提高产量品质。     

结合代谢组学和转录组学分析恶臭假单胞菌Y-9主动稳定胞内外pH的机制

【目的】揭示恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) Y-9在氨氧化过程中主动调节胞外和胞内pH稳态机制。【方法】在初始pH为7.19和9.40的硝化培养基中培养Y-9生长48 h，利用代谢组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异代谢产物并预测解离常数(pKa)；结合转录组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异调控基因。【结果】Y-9在初始pH为7.19的相对酸性条件下，产生麦芽糖醇提高胞外pH；通过上调脱氨酶、脱亚胺酶和阳离子转运相关基因在相对酸性环境中的表达来维持细胞内pH稳定性。在初始pH为9.40的碱性条件下，产5-氨基戊酸3和草氨酸等有机酸及酸性物质降低胞外pH；通过调控NADH脱氢酶、细胞色素、ATP合酶和氨基酸转运相关基因的表达来维持细胞内酸度，应对碱性环境。【结论】本研究结果首先发现了Y-9具有稳定胞外pH的能力，探讨了其胞内pH稳态机制，拓展了对微生物与环境相互作用的认知，为进一步认识微生物脱氮过程中系统pH稳定机理提供了理论依据。     

节肢动物线粒体基因组碱基组成特征分析

利用93个节肢动物线粒体基因组数据,分析了线粒体基因组的碱基组成,及对氨基酸组成的影响。研究表明:(1)节肢动物线粒体基因组GC含量较低,分布范围较窄(13.28%～39.64%)。基因组GC含量与密码子第三位置的GC含量间的相关性(r=0.9432,p<0.01)比密码子第一、二位置上的相关性强。(2)在密码子的三个不同位置上均可以观察到C<->T和A<->G相互取代的现象。(3)从NC.004529和NC.003979两个序列的对比研究中可以发现碱基组成变化会引起氨基酸组成的变化,这种变化不仅体现在不同的物种之间,而且也体现在同一基因组内部的不同基因之间,这些影响可能是相互的。表明节肢动物线粒体基因组中的碱基变化是受多种因素共同作用的结果。     

磷酸酶在病原菌侵染寄主中的作用

磷酸酶不仅在生物体正常细胞进程中具有重要作用,而且在病原菌与寄主相互作用中也起着至关重要的作用。目前,国内外在革兰氏阴性病原菌通过其Ⅲ型分泌系统(Type III secretion system,TTSS)分泌磷酸酶到寄主细胞以调控寄主免疫和扩大病原性方面研究较多,而在病原真菌逃避寄主免疫方面则报道很少。本课题组研究发现昆虫病原真菌绿僵菌分泌的一种胞外酪氨酸蛋白磷酸酶在体外能特异地使蝗虫体液免疫信号转导物质去磷酸化,暗示可能影响蝗虫的免疫防御。以下着重从磷酸酶的分类及其在病原菌侵染寄主中的作用研究等方面进行综述,以期为进一步研究磷酸酶的作用提供参考。     

一株耐酸野生葛藤(Pueraria lobata)根瘤菌的筛选与耐酸机理初步研究

从重庆市北碚区缙云山酸性黄壤(pH4.6)上生长的葛藤根瘤中分离到一株耐酸葛藤根瘤菌PR389,能在pH4.3的YMA培养基上正常生长,而一般根瘤菌最适生长pH值为6.5~7.5,说明PR389为一株耐酸葛藤根瘤菌。通过质子通量试验发现,与不耐酸的菌株相比,PR389的细胞膜能阻止过量的H 进入细胞,表明PR389具有某种能力使之在低酸性环境下不受伤害。在耐酸性试验中,PR389在加氯霉素的强酸性(pH3.8)YMA培养液中表现出来的耐酸性被氯霉素抑制,推测胞内特异蛋白质的诱导合成是PR389具有耐酸性的原因。     

汞对外生菌根真菌氮素利用酶活性的影响

在含有0、5、50和150μmol/L Hg2+的液体培养基中培养土生空团菌Cenococcum geophilum Fr.菌株Cg SIV、彩色豆马勃Pisolithus tinctorius(Pers.)Coker et Couch菌株Pt715、松乳菇Lactarius sp.菌株Ld-1和Ld-3,研究汞对外生菌根真菌生长和氮素利用酶活性的影响。结果表明,汞对外生菌根真菌生长有不同程度的抑制作用,其中Cg SIV生物量降幅最小,在高汞浓度的培养基中生物量仅比对照减少9.7%,具有较高的耐汞性。供试菌株均能合成蛋白酶、几丁质酶、脲酶和硝酸还原酶,但不同菌株之间酶活性差异显著。说明外生菌根真菌既有益于寄主植物利用氮源的多样性,又具有对不同氮源的偏嗜性。汞对外生菌根真菌氮素利用酶活性的影响因菌株、酶类和汞浓度的不同而异,原因可能是不同菌株遗传特性的差异,使其在汞胁迫条件下产酶量不同,并表达对汞敏感性不同的等位酶。此外,低浓度(5μmol Hg2+/L)~中浓度(50μmol Hg2+/L)的汞提高或不影响氮素利用酶的活性,对外生菌根真菌氮素利用能力应无抑制作用。在正常和汞胁迫条件下,Pt715和Ld-3的蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和几丁质酶的活性均最高,表现出较强的氮素利用能力。推断在汞污染的土壤上种植桉树和松树,接种Pt715和Ld-3可能改善寄主植物的氮素营养。     

森林凋落物的微生物分解

森林凋落物的分解是森林生态系统中物质循环和能量流动的一个重要环节,而微生物在这一过程中起着重要作用。本文系统介绍了森林凋落物微生物分解的过程及其生态学意义,并从参与凋落物分解的微生物多样性、凋落物分解过程中的微生物数量动态及群落演替、影响微生物分解的因素及微生物分解酶学等方面综述了森林凋落物的微生物分解研究概况,探讨了未来研究的方向。     

钙离子对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响

土壤酸性是阻碍苜蓿根瘤菌与其宿主紫花苜蓿之间高效共生固氮的重要环境因子.本文研究了Ca2 对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响.结果表明:加入一定浓度的Ca2 (5和10mmol·L-1)能提高苜蓿根瘤菌的生长速率,使苜蓿根瘤菌提前进入对数生长期.中性pH条件下,Ca2 的加入对苜蓿根毛变形率无显著影响;低pH条件下,加入2、5和10mmol·L-1的Ca2 均可提高根毛变形率,Ca2 浓度越高,其影响越显著,说明低pH下Ca2 可能会促进苜蓿根瘤菌与其宿主之间的识别.低pH条件下加入Ca2 可以使苜蓿结瘤提前,结瘤率提高;结瘤动力学检测结果表明,加入一定浓度的Ca2 可以使同期结瘤数增加,越是结瘤后期,环境pH越低,这种表现越明显.