基于稀疏编码和SCG BPNN的鳞翅目昆虫图像识别

【目的】为了给林业、 农业或植物检疫等行业人员提供一种方便快捷的昆虫种类识别方法, 本文提出了一种新颖的鳞翅目昆虫图像自动识别方法。【方法】首先通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景, 分割出双翅, 并对翅图像的位置进行校正。然后把校正后的翅面分割成多个超像素, 用每个超像素的l, a, b颜色及x, y坐标平均值作为其特征数据。接下来用稀疏编码(SC)算法训练码本、 生成编码并汇集成特征向量训练量化共轭梯度反向传播神经网络（SCG BPNN）, 并用得到的BPNN进行分类识别。【结果】该方法对包含576个样本的昆虫图像的数据库进行了测试, 取得了高于99%的识别正确率, 并有理想的时间性能、 鲁棒性及稳定性。【结论】实验结果证明了本文方法在识别鳞翅目昆虫图像上的有效性。     

应用磷脂脂肪酸和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳分析技术研究湿地植物根际微生物群落多样性

以天津大学校内两个相邻的小型湖泊(青年湖和爱晚湖)为研究区域, 通过采样分析, 利用磷脂脂肪酸(PLFA)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术, 研究了湿地植物种类(芦苇(Phragmites australis)和东方香蒲(Typha orientalis))和生长方式(单生和混生)对根际微生物生物量和群落结构的影响。PLFA分析结果表明, 植物根际微生物生物量大于非根际(爱晚湖芦苇除外); 植物种间的差异较大, 东方香蒲根际沉积物中微生物生物量大于芦苇根际; 种内根际微生物受植物的生长状况影响较大, 采样期间两个湖泊中东方香蒲的生长状况(株高)相似, 根际微生物生物量相差不大, 而爱晚湖芦苇由于与东方香蒲共生, 受到东方香蒲的抑制, 使得根际微生物生物量明显低于单独生长的芦苇; 革兰氏阳性细菌数量小于革兰氏阴性细菌的数量, 且根际的革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌的比值小于非根际。沉积物中的细菌群落结构主要与植物种类有关, 同一种植物的根际细菌群落结构差异较小(这些根际细菌聚为一类); 不同植物的根际细菌群落结构差异较大。     

PCR-DGGE指纹图谱技术分析2型糖尿病模型小鼠胃微生物菌群结构

糖尿病患者多出现胃肠道功能紊乱,如急性胃炎、胃溃疡,以及胃动力低下,胃排空延迟、胃内细菌过度滋长等,进一步导致肠道疾病。研究糖尿病胃内容物菌群结构变化对研究糖尿病发病机理及并发症治疗具有重要意义。该项研究采用变性梯度凝胶电泳技术,对10只2型糖尿病模型小鼠及10只正常对照小鼠进行胃内容物和粘膜样本菌群结构研究。结果表明,实验组小鼠与对照组小鼠胃内容物和粘膜菌群条带数、多样性指数、丰富度指数、均匀度指数与优势度指数均无显著差异,且相似度系数差异不明显。而特异条带测序结果显示正常小鼠胃内含乳杆菌,实验组小鼠胃内乳杆菌含量很低甚至检测不到。提示胃内乳杆菌与2型糖尿病密切相关。     

快速城市化地区景观格局梯度动态及其城乡融合区特征——以广州市番禺区为例

以快速城市化的广州市番禺区为研究样区,通过解译1990-2008年4期Landsat TM影像得到研究区土地利用/覆被数据.选取景观类型水平和景观水平上的景观指数,采用景观格局与梯度分析相结合的方法,研究快速城市化地区景观格局的梯度变化及其城乡融合区特征.结果表明：研究区景观格局动态变化显著,在城市化缓冲带上具有典型的城乡融合区特征,城市景观逐年增加且向外围扩展,而农业景观破碎化严重.斑块密度、蔓延度、景观多样性等指数在城市化梯度上表现出明显的规律性,景观指数峰值出现在距离城市中心4～6 km的梯度带上.时间序列上的景观格局数据体现了不同梯度带上景观动态的差异,城乡融合区景观格局具有斑块形状复杂、景观多样性和破碎化程度高、景观动态变化剧烈的特点.景观指数的峰值逐年向外推移,城乡融合区有逐渐向外发展的趋势.探讨了城乡融合区景观格局时空演化的一般特征及其驱动因素,对区域土地利用政策和可持续发展规划具有指导意义.     

喀斯特峰丛洼地不同退耕模式土壤微生物多样性

利用变性梯度凝胶电泳和Biolog_Eco生态培养平板技术,调查了喀斯特自然退耕(NT,撂荒)、人工种植经济林(CM,木豆-板栗)、免耕(PI,牧草-任豆)和传统耕作(MB,玉米-大豆)4种退耕模式下的土壤微生物遗传分类和土壤细菌代谢功能多样性.结果表明:退耕模式显著影响了土壤微生物群落结构和细菌代谢模式, 其中真菌群落更依赖于退耕模式,而细菌群落对季节变迁更敏感;短时期(6～7年)不同退耕模式下土壤中细菌遗传分类多样性没有显著性差异(P>0.05),经济林与牧草地土壤真菌遗传分类多样性显著高于撂荒和传统耕作地(P<0.05);免耕牧草地土壤细菌代谢功能多样性显著低于其他模式(P<0.05).因此,真菌遗传多样性和细菌代谢多样性较细菌遗传多样性对退耕模式响应更敏感;土壤细菌群落对季节的变化比真菌敏感;木豆 板栗经济林对维持土壤微生物遗传和细菌代谢功能多样性具有优势,是较好的退耕模式.     

水源圈研究进展

在干旱、半干旱区草场上,由于饮水的需求导致牲畜经常性地集中在水源点周围,从而使草地生态系统以水源点为中心呈梯度退化,形成水源圈.按照放牧影响程度的大小,以水源点为中心由内向外可将水源圈划分为“牺牲带”、过渡带和自然带3部分,水源圈内的植被、土壤等对放牧的响应也呈梯度变化.由于水源圈内存在着“天然的放牧梯度”,使其成为研究放牧对植被、土壤的影响和自然资源保护及其可持续利用的绝佳场所.本文对水源圈的概念、研究的发展历程和研究方法等进行了综述,并对国内研究现状进行了评述,以促进干旱、半干旱区草场的科学管理和可持续利用.     

仔猪结肠中产甲烷菌群多样性及其与环境因子的相关性

【目的】为评价仔猪结肠中产甲烷菌群多样性及其与环境因子(日粮类型、断奶应激及日龄)的相关性。【方法】分别采集了7、14、21、24和35日龄仔猪结肠内容物,进行基因组总DNA的提取,运用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术分析各结肠样总DNA的产甲烷菌的PCR产物,同时研究了与甲烷生成相关的结肠内挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA)的变化情况。【结果】结果表明,仔猪结肠内容物中乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸(Total volatile fatty acid,TVFA)浓度随日龄增加而显著升高(P<0.05),但丁酸浓度未有显著性变化(P>0.05);基于Dice模式的UPGMA聚类分析的DGGE指纹图谱结果显示,7-24日龄结肠样的产甲烷菌群落结构相似性较高,聚集到一个分支上;而35日龄的结肠样聚集到另一分支上;冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,日龄和日粮类型与产甲烷菌群落结构的关联度较高;序列分析表明,仔猪结肠食糜中甲烷菌群主要以甲烷短杆菌为主,同时存在另一类未知甲烷菌。【结论】本研究表明,甲烷短杆菌是仔猪结肠中的优势产甲烷菌,日龄和日粮类型与仔猪结肠中产甲烷菌群落结构的相关性最强。     

青藏高原露蕊乌头不同海拔居群的开花持续期与繁殖分配

对青藏高原东部3个不同海拔居群的露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)(毛茛科)开花持续期和繁殖分配进行了野外观察和检测试验。结果表明:(1)随着海拔的升高,露蕊乌头的开花持续期时间延长,且不同居群间存在显著差异。(2)露蕊乌头的植株个体越大,繁殖投入越高。(3)露蕊乌头的繁殖分配在地上总生物量中所占的比例随海拔升高而增加。研究认为,露蕊乌头在高海拔地区较高的繁殖分配比例强调了有性繁殖在高山恶劣环境中的重要性,而高海拔地区开花持续期的延长补偿了传粉昆虫的减少并增加了对传粉昆虫的吸引能力。     

Humidity and seasonality drives body size patterns in males of the bush cricket Isophya rizeensis Sevgili, 2003 （Orthoptera： Tettigoniidae： Phaneropterinae）

Two primary patterns of body size variation have been recorded in ectotherms in relation to latitudinal/altitudinal shifts. In some, body size increases with increasing latitude/altitude whereas, in others, body size decreases with increasing latitude/altitude. This clinal variation is generally assumed to be caused by local adaptation to environmental conditions however the selective variable（s） （temperature, humidity, diet quality, etc.） is still heavily debated. Here we investigate geographic variation in body size of dark and pale color morphs of males of the bush-cricket lsophya rizeensis collected from 15 locations along an elevation gradient ranging from 350 to 2 500 m. Using an information theoretical approach we evaluate the relative support of four different hypotheses （the temperature size rule, the moisture gradient hypothesis, the seasonal constraint hypothesis, and the primary productivity hypothesis） explaining body size variation along the altitudinal gradient. Body size variation in pale color morphs showed a curvilinear relationship with altitude while dark color morphs showed no variation in body size. Body size variation in pale color morphs was highly correlated with precipitation and temperature seasonality values thus giving strong support for the moisture gradient and seasonal constraint hypothesis. Our results reinforce the importance of gradients in humidity and seasonality over temperature in the creation of altitudinal body size clines and the role of selection for resistance to stress factors in the establishment of these clines. Whether a body size cline is observed or not might also depend on the phenotypic properties of the individuals, like coloration.     

海洋微生物的化学生态学研究进展

近年来,海洋生物的化学生态学研究已成为国际化学生态学研究的亮点之一.该领域的研究不仅为生物进化研究提供了理论依据,也对海洋生态养殖、海洋生态环境保护以及海洋资源的可持续发展具有重要意义.本文从海洋动物、植物、微生物三方面综述了它们与海洋微生物之间的化学生态学关系.海洋动物与微生物的化学生态学作用主要包括抗菌、抗附着、共生3种关系.以发现具有生态学效应的化学信号物质的分子结构为主线,介绍了海洋植物和微生物方面的研究进展,并对该领域的关键性问题和发展方向进行了展望.