功能多样性对典型阔叶红松林生产力的影响

为比较生物量比率假说与生态位互补假说在解释生产力变异的相对重要性, 探讨生物多样性和生产力之间的关系是否受到生物和非生物因素的影响, 该研究依托小兴安岭9 hm ²阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地, 通过计算群落初始生物量、物种多样性、功能多样性、植物性状的群落加权平均值和测定环境因子, 运用线性回归模型、结构方程模型, 比较了物种多样性和功能多样性与生产力的相关性。结果表明: (1)物种多样性和功能多样性均对生产力有显著作用, 功能多样性比物种多样性与生产力的关系更为密切; (2)功能多样性指数比群落加权平均值能更好地解释生产力变异, 说明生态位互补假说更适用于解释阔叶红松林群落内生产力的变异; (3)生物多样性与生产力的关系受生物因素与非生物因素的共同作用, 相较于多样性和功能性状组成(植被质量), 初始林分生物量(植被数量)能更有效地解释生产力的变异。生物多样性与生产力关系的研究应从植被质量与植被数量同时出发, 评估生态系统过程的多种非生物和生物驱动因素, 同时维护森林功能多样性, 加强植物与土壤环境的保护, 对有效增加生产力和维持生物多样性具有重要意义。     

"遗传与进化"模块中"假说-演绎法"的教学

“假说-演绎法”是高中生物课程标准在“遗传与进化”模块对高中学生提出的科学方法的要求,许多教师对假说演绎的内涵感到陌生,对其教学的落实更加困惑,因而在新课程的教学中出现忽略“假说-演绎法”的教学或者教学不到位的现象。阐述了“假说-演绎法”的含义,“假说-演绎法”在自然科学发展中的重要作用,介绍了“遗传与进化”模块中适用“假说-演绎法”教学的素材,对可供教学的典型案例做了剖析,并提出了教学建议。     

向川安瘿蜂寄生白栎虫瘿和成瘿枝的代谢组比较

虫瘿是植物受致瘿昆虫产卵和取食等刺激而异常生长形成的不正常组织。营养假说认为虫瘿组织营养物质的含量高于寄主植物的成瘿部位,而次生代谢产物的含量低于寄主植物的成瘿部位。向川安瘿蜂(Andricus mukaigawae)属膜翅目(Hymenoptera)瘿蜂科(Cynipidae),在白栎(Quercus fabri)枝条上形成虫瘿。本文基于非靶向代谢组,使用高效液相色谱-质谱检测、鉴定和比较向川安瘿蜂幼虫期虫瘿与寄主植物成瘿枝的代谢物。研究结果表明,向川安瘿蜂虫瘿和成瘿枝的代谢物组成存在差异;虫瘿的脂肪含量均高于成瘿枝,虫瘿的4种单宁和4种黄酮物质的含量均低于成瘿枝,这支持营养假说;虫瘿的氨基酸含量均低于成瘿枝,部分酚类物质的含量高于成瘿枝,这不支持营养假说。     

红树林内生真菌研究进展

红树林作为一种特殊的植物群落具有丰富的内生真菌资源,目前已分离鉴定的红树林真菌超过200种,成为海洋真菌的第二大类群,已报道的红树林内生真菌主要类群是链格孢霉(Alternaria)、曲霉(Aspergillus)、芽枝霉(Cladosporium)、炭疽菌(Colletotrichum)、镰孢霉(Fusarium)、拟青霉(Paecilomyces)、拟盘多毛孢(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、茎点霉(Phoma)、拟茎点霉(Phomopsis)、叶点霉(Phyllosticta)和木霉(Trichoderma)等.大部分红树林内生真菌具有较宽的宿主范围,极少数只有单一的宿主,不同红树林植物的内生真菌区系及优势种群有很大差异.红树林内生真菌的定殖因宿主植物不同部位、植株的年龄及季节和环境的变化明显不同.红树林内生真菌能产生多种代谢产物,具有抗菌、抗肿瘤等药用价值.红树林植物内生真菌的研究和开发具有重要意义.本文综述了红树林内生真菌的生物多样性及其分布、生物学功能和次生代谢产物等方面的研究进展.     

线粒体型蛋白frataxin在家蚕微孢子虫中的鉴定与分析

[目的]Frataxin是铁硫簇相关蛋白,在线粒体代谢中起着重要作用.分析家蚕微孢子中该蛋白的结构特征,系统进化关系以及在孢子体内的转录翻译活性.[方法]基于家蚕微孢子全基因组序列,同源序列搜索获得该基因序列.进行蛋白二级结构比较,近缘物种共线性特征分析及系统进化树构建.此外构建pGEX-4T-1-Nbfra原核重组表达载体,转化E coli BL21(DE3)进行目的蛋白表达纯化,以此为抗原免疫小鼠,制备抗体,并与家蚕微孢子总蛋白进行Western免疫杂交.[结果]Nbfra蛋白缺乏进入线粒体的信号序列,功能区缺乏部分α-螺旋;frataxin基因在不同微孢子基因组中的分布具有共线性特征,表明其在基因组进化中非常保守.系统进化分析显示微孢子形成独立进化支,并且与高等真核生物近缘,说明微孢子在进化地位上比其它原虫更加高等,支持了微孢子虫是真菌的姊妹枝的进化地位假说.[结论]免疫杂交结果表明Nbfra基因家蚕微孢子虫中能正常表达与翻译.本研究为微孢子的分类地位及线体假说提供了重要的补充依据.     

施用甲醇刺激矮牵牛的生长效应与其代谢关系初探

大量研究表明施用甲醇能够促进多种植物的生长,在甲醇刺激植物生长的机理中,支持碳源假说的证据最多。该研究通过考察矮牵牛甲醇代谢与甲醇刺激其生长的相关性,对碳源假说进行验证。结果表明:(1)在MS固体培养基上添加2和6mmol/L CH3OH均可促进矮牵牛的生长和叶绿素含量增加,但2mmol/L CH3OH(低浓度)效果好于6mmol/L(高浓度),而且添加6mmol/L CH3OH会诱发较强的氧化胁迫。(2)进一步用13 C-NMR分析矮牵牛对不同浓度13 CH3OH的代谢作用发现,6mmol/L 13 CH3OH处理矮牵牛中[U-13 C]Fruc和[U-13 C]Gluc的生成量显著大于2mmol/L 13 CH3OH处理,即来自甲醇的碳源在代谢过程中虽被卡尔文循环同化为糖类物质,但这部分碳源对甲醇刺激矮牵牛的生长贡献不大。这些证据表明CH3OH代谢与其刺激矮牵牛生长的效果没有关联性,该实验结果不支持碳源假说。     

外来植物入侵的化感作用机制探讨

在最近的几十年,在全球范围内的外来植物入侵的频率达到了前所未有的水平,所以对其入侵机制的研究显得尤为重要。目前,已有几种假说从不同的侧面解释外来植物的成功入侵。本文在综述前人工作基础上,从化感作用的角度解释外来植物入侵,并给出解释模式。由于本土动植物对某些外来植物释放的化感物质比较敏感,外来植物可以利用它的“化学武器”与本土植物竞争,抵御植食性动物的取食和病源菌的感染,从而在与本土物种的相互干扰中占据优势,实现成功入侵。进一步从理论和应用的角度探讨了化感作用作为外来植物入侵的机制给我们的启示,并对今后这方面研究提出几点建议和看法。     

森林生态系统中植食性昆虫与寄主的互作机制、假说与证据

围绕"多样性稳定性"假说、"联合抗性假说"、"生长势假说"、"胁迫假说"、以及下调、上调和推拉等机制与假说提出的背景与实验验证的证据,力图辨析其概念以及它们之间的相互关系。作者认为,多样性-稳定性机制关注森林生态系统的功能,是基于群落甚至景观层次。多样性条件下的联合抗性机制和联合易感性应属于稳定性中的抵抗力范畴。联合抗性机制的主要基础是基于资源集中假说和天敌假说,这些观点在种群层次上更易理解;上调力和下调力机制是以食物网底部的资源与顶端的天敌来探讨这种互作关系。因此,资源集中与上调力有着对应关系,而天敌假说只是下调力机制中的一个层面而已。植物生长势假说和植物胁迫假说力图从植物个体或种的群体的生长状态出发解析植食性动物的对寄主的选择趋势。上述有关植食性昆虫与寄主互作的机制、假说与证据是基于不同的层面提出的,因而在解析研究目标时,由于基本面的差异有可能会得出不同的结论。以近年来的研究进展和研究成果为依据有针对性地阐述这些理论对森林有害生物生态调控技术的指导作用,其中,联合抗性和联合易感性理论对指导森林有害生物生态控制具有更直接的指导作用。进一步提出了相应的亟待解决的科学问题。