湿热河谷芭蕉群落优势物种空间分布格局与竞争对称性研究

竞争关系的对称性是塑造植物物种空间分布格局和影响物种共存重要机制之一,对其开展研究不仅对于揭示植物群落构建机制具有重要意义,也有助于解析群落演替的驱动力。在贵州赤水湿热河谷内的芭蕉群落中建设固定样地,对1989棵植物个体进行空间定位和物种识别并记录胸径等个体属性。采用对数相关函数和标记变异系数分析（marked variogram）等空间统计方法检测优势种的空间分布格局和竞争对称性,结果如下：（1）芭蕉（Musa sp.）,粗糠柴（M.philippensis）,粗叶木（L.chinensis）,川钓樟（L.pulcherrima）,红果黄肉楠（A.cupularis）等5种优势种均表现为小尺度下的种内聚集分布,其中芭蕉主要采用克隆繁殖,其重要值达33.6%,且种内聚集度最大。（2）芭蕉种群在5 m尺度下呈现出显著的种内对称性竞争,这一竞争过程减少了种群自疏作用并推动种内聚集分布格局的形成,增加了该种群在森林中的生存力。（3）芭蕉与其余4种优势种之间的不对称竞争过程导致了种间负关联。结果表明,不同优势种在种间竞争对称性上的差异说明了植物种群繁殖和扩散方式是群落构建的重要影响因素之一,相比于有性繁殖过程,采用无性克隆繁殖的植物个体可通过种内对称竞争机制来减少自疏以增加种群生存力,并通过与相邻异种个体的不对称竞争过程来提升种群获取有限资源的能力,进而成为演替中的优势个体。研究结果可为今后制定植物物种多样性保护政策提供科学参考。     

13C脉冲标记法：不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配

定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律,对于理解全球碳循环有着重要意义。采用~(13)C-CO_2脉冲标记结合室内培养,通过元素分析仪-稳定同位素联用(Flash HT-IRMS)分析植物各部分及土壤δ~(13)C值,比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律,并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明:(1)水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势,不同的生育期表现为:分蘖期拔节期抽穗期扬花期成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2—0.4,分蘖期的根冠比最高,随着水稻生育期的增加而递减,到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。(2)脉冲标记6h后,水稻地上部和地下部(根系)的δ~(13)C值在-25.52‰—-28.33‰,不同器官的δ~(13)C值存在明显分馏效应,且趋势基本一致,即茎杆(籽粒)叶片(根系);这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象,可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。(3)不同生育期~(13)C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同,生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高,具有较强的碳汇能力,而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势,但积累量不断增加。(4)不同生育期~(13)C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库(10%),而到成熟期则向籽粒中分配较多,而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。     

生防放线菌Ahn75的荧光标记及其在水稻中的定殖

【背景】目前gfp标记基因已成为研究靶标微生物与宿主之间互作的一种重要工具。利用gfp基因标记生防菌株,可以对生防菌株的生存及定殖能力进行有效追踪。【目的】对生防放线菌Ahn75进行荧光标记,探讨其在水稻中的定殖规律,为研究Ahn75的稻瘟病防治机制奠定基础。【方法】首先通过电激转化将含绿色荧光标记基因(gfp)的质粒pIJ8655导入大肠杆菌ET12567中,然后采用接合转移的方法将gfp整合到Ahn75基因组上;通过平板对峙试验检验Ahn75-GFP在标记绿色荧光后对稻瘟病病原菌的抑菌活性;采用喷施孢子液的方式将带荧光标记的Ahn75-GFP定殖水稻,并利用荧光显微镜观察生防菌在水稻中的定殖情况;对定殖水稻中的内生菌进行重分离,探究菌株在水稻组织中的分布规律。【结果】PCR扩增和荧光观察表明,绿色荧光标记基因成功整合到生防放线菌Ahn75中。通过平板对峙试验,发现Ahn75-GFP对稻瘟病病原菌抑菌活性与原始菌株没有显著差别。在荧光显微镜下,可以观察到Ahn75-GFP能稳定定殖于水稻的根、茎、叶等组织中,而水稻内生菌重分离试验表明该菌株在茎中的定殖力最强。【结论】获得一株绿色荧光标记生防菌株Ahn75-GFP,结果显示该菌株定殖水稻效果良好,这对于研究Ahn75的稻瘟病防治具有重要意义。     

拟寄生蜂搜索产卵过程中对寄主的竞争

综述拟寄生蜂搜索产卵过程中对寄主竞争的最新研究进展.这类竞争具有四种方式,即标记寄主、杀卵和杀幼、守护寄主和捕食寄主.（1）标记寄主常涉及寄主标记信息素,这是由雌蜂在产卵前、产卵时或产卵后分泌的化学物质.寄主标记信息素常介导拟寄生蜂对已寄生和健康寄主的辨别、减少过寄生和多寄生、减轻种内和种间竞争压力.（2）雌蜂遇到已寄生寄主时,很多种类杀死前一雌蜂遗留的卵和幼虫,再产下自己的卵.雌蜂使用三种方法杀卵和杀幼,即产卵器穿刺、取食和使用有毒物质.通过杀卵和杀幼,产卵雌蜂清除了前一雌蜂遗留的后代,主动改善了寄主品质,从而有利于自身后代的生存.（3）守护寄主在肿腿蜂科、缘腹细蜂科、金小蜂科、缨小蜂科和茧蜂科中均有报道,守护者驱逐入侵者以保护后代及健康寄主.（4）捕食寄主不仅减少了健康寄主数量,且直接导致已寄生寄主中拟寄生蜂卵和幼虫的死亡.雌蜂一般在体内成熟卵量较少时捕食寄主.讨论了研究拟寄生蜂搜索产卵过程中竞争寄主的理论意义和实际应用价值.     

猪源大肠杆菌Nissle 1917菌株的分离鉴定

【目的】证实大肠杆菌Nissle 1917作为自然菌株存在于动物猪体内,并能从猪粪便中分离。建立大肠杆菌Nissle 1917的原位杂交鉴定方法。【方法】采集135份健康断奶仔猪的新鲜粪便制备DNA模板,以人源大肠杆菌Nissle 1917为阳性对照菌株,分别针对Nissle 1917的I型菌毛亚单位Fim A、F1C菌毛亚单位Foc A及两个质粒pMUT1和pMUT2的相关基因序列设计5对特异性引物进行PCR扩增;并将其中427 bp大小的质粒片段pMUT2(a)作为目的片段回收纯化,用地高辛随机引物标记法制成DNA探针。【结果】从其中的2份DNA模板中扩增出上述5对特异性引物PCR预期大小相符的片段,初步认为大肠杆菌Nissle 1917可能存在于猪体内。应用制备的探针通过菌落原位杂交的方法从2份阳性粪便样品中筛选出2株阳性菌落,通过血清学检验、PCR扩增和测序进一步鉴定为阳性Nissle 1917菌株。【结论】动物源益生菌Nissle 1917的分离鉴定,为优良动物源益生菌研究和应用奠定了基础。     

亚历山大藻属微卫星标记的筛选

采用生物信息学方法,从塔玛亚历山大藻的ESTs数据库中筛选微卫星(Simple Sequence Repeat, SSR)位点,设计SSR引物,利用毛细管电泳对4株塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、2株相关亚历山大藻(Alexandrium affine)和1株链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)进行种内、种间遗传多样性分析,获得以下主要结果:(1)从6830条非冗余的ESTs中共查找到222个SSR,平均每18.5kb就有一个SSR,三核苷酸重复在所有的重复类型中所占比例最大,达到48.2%,重复单元CTG/CAG出现频率最高.进一步筛选出12条SSR引物,用于遗传多样性分析.(2)种内遗传多样性水平整体偏低,多态性引物比率仅为41 67%,Nei's基因多样性平均为0.2130.种间遗传多样性水平较高,多态性引物比率为75%,Nei's基因多样性平均水平为0 4643;另外,种间遗传分化系数较高,平均水平为0.7051.(3)对7个样品的聚类图分析发现,A. tamarense CCMP116 与A. affine CCMP112遗传距离极为接近;A. tamarense ATHK9301、CCMP1598和ATDH01相互聚在一起;A. catenella ACDH01与A. tamarense分属两枝.以上结果表明,SSR标记在亚历山大藻种内遗传多样性分析方面是一种非常有用的工具.     

森林砍伐对苦槠种群遗传结构的影响

人类活动严重干扰着自然生态系统,其中砍伐是对森林生态系统最常见的干扰之一,它导致森林退化,植物种群变小,甚至灭绝,遗传多样性也随之下降。当被破坏的森林未被转换性利用时,则会逐渐恢复,但由于瓶颈效应,恢复起来的生态系统中植物种群的遗传结构可能会改变。恢复种群遗传组成的改变一方面与干扰的强度、频度和持续时间有关,另一方面,也受植物生活史特点的深刻影响。然而,我国对于砍伐后恢复起来的森林生态系统中生物多样性的改变,尤其是遗传多样性的改变的研究并不多见。研究在浙江省宁波市天童国家森林公园及周边地区选择了5个苦槠种群,采用SSR微卫星标记来分析砍伐对苦槠种群遗传结构的影响。5对多态SSR引物共得到了29个等位基因。种群内维持了较高的遗传多样性,种群间遗传分化程度较低,基因流达8．68。恢复林和成熟林种群的遗传多样性相差不大,以阿育王寺地区恢复种群的最高;表明砍伐对于苦槠种群遗传多样性的影响不大,这与苦槠较强的萌条能力有关。尽管如此,在恢复种群中观察到近期的种群瓶颈,显示出砍伐对种群遗传组成的影响;而在一个成熟林中也观察到种群瓶颈,这是因片断化导致种群变小之故。植被保存最好的天童国家森林公园内苦槠种群的遗传多样性却较低,这可能与成熟林中苦槠优势度较低有关。     

华癸中生根瘤菌共生质粒的定向标记、消除与结瘤功能的鉴定

采用Tn5-mob-sacB转座子对华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)菌株7653R的共生质粒进行定向标记,获得该质粒标记菌株7653RT14.利用sacB基因对蔗糖的敏感性,对标记质粒进行消除实验,获得7653R的共生质粒消除突变株7653R-1.测得Tn5-mob-sacB转座频率高于10-5.突变株的培养特征与出发菌株基本一致.采用琼脂管法对7653RT14和7653R-1进行回接实验,结果显示7653RT14能正常结瘤固氮,表明Tn5的插入并未影响其共生能力,但失去共生质粒的7653R-1则为不结瘤或只结个别小瘤.稳定性实验结果表明供试菌株的标记质粒在本实验条件下是稳定的,可以作为共生质粒转移的供体菌.     

谭清苏铁性别相关的RAPD标记研究

以谭清苏铁(Cycas tanqingii D.Y.Wang)雌雄植株半年生羽叶为材料,用优化的CTAB法分别提取其全基因组DNA,进行RAPD单因子梯度实验和正交实验以优化扩增条件。应用160个RAPD随机引物检测基因组DNA,雌雄植株均扩增出1450多条带,其中引物S0465扩增出与谭清苏铁雌株高度相关的RAPD标记,其大小约为500bp,该标记与雄株没有关联。     

大口鲇微卫星标记在三个鲇形目鱼类种群间适用性研究

研究分析了12对大口鲇(Silurus meriaionalis)微卫星标记引物在兰州鲇(Silurus lanzhouensis)、鲇(Silurus asotus)及革胡子鲇(Clarias fuscus)各群体间通用性。结果表明,大口鲇微卫星标记引物除位点DQ223147、DQ223160扩增无特异性条带,位点DQ223149、DQ223159无多态性外,其余8对在这几种鲇形目鱼类中具有较高的通用性,每个位点等位基因数为2—15个不等;不同重复拷贝类别的位点以富含AC重复单元的等位基因数较多,多态性比较丰富。4个群体平均观测杂合度为0.7571,平均期望杂合度为0.6870,平均多态性信息含量0.6441,均为高度多态,说明这8个位点适用于鲇形目鱼类的遗传学研究。采用Nei’s遗传距离(D)绘制NJ系统发育树,4个群体聚成两大类,兰州鲇与鲇群体先聚类后和大口鲇聚为一大类,革胡子鲇聚为另一大类。8个有效微卫星位点中3个具有特异基因型的稀有等位基因位点(DQ223146、DQ223151与DQ223173),可区分4种鲇形目鱼类,作为其种质鉴定的标记位点。借用已有鲇形目鱼类遗传标记资源,增加同目鱼类遗传连锁图谱上遗传标记的密度,将对今后开展鲇形目鱼类种质资源保护及分子育种奠定坚实基础。