白洋淀富营养化湖泊湿地厌氧氨氧化菌的分布及对氮循环的影响

随着生物反应器和海洋生态系统中厌氧氨氧化反应的发现,自然生态系统的氮循环过程被重新认识,但是目前厌氧氨氧化过程是否也存在于富营养化湖泊湿地并发挥着重要作用,还未见报道。结合15N同位素示踪与分子生物学技术研究了白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化菌的分布、菌群结构特性、生物多样性及其活性。结果表明,在藻类影响导致的高氨氮沉积物中,厌氧氨氧化菌具有广泛存在性。通过构建16S rRNA克隆文库发现,沉积物中厌氧氨氧化菌的生物多样性相对较低,在2%差异度的条件下,30个克隆序列只分为5个操作分类单元(OTUs),代表序列与Genebank数据库中已探明的厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia fulgida和Candidatus Brocadia anammoxidans同源性最高,分别可达97%和96%。同位素示踪结果表明,白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化活性为0.19—7.78 nmol N g-1h-1,空间差异较大,产生的氮气占此沉积物总氮气生成量的0.64%—20.65%,体现了湿地的异质性。通过得出的厌氧氨氧化反应速率推算每年由厌氧氨氧化反应损失的氮量为1.8—78gN m-2a-1,对白洋淀氮循环起到非常重要的作用。富营养化湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化反应的发现为研究厌氧氨氧化对氮循环的重要影响提供了新证据。     

海南霸王岭热带山地雨林森林循环与树种多样性动态

通过对海南岛霸王岭热带山地雨林的调查 ,研究了热带山地雨林树种多样性特征随森林循环的动态变化规律。结果表明 :( 1 )热带山地雨林森林循环不同阶段斑块在森林景观中所占的面积比例分别是 :林隙阶段 ( G)占 38.5 0 % ,建立阶段 ( B)占 2 8.5 0 % ,成熟阶段 ( M)占 2 7.0 0 % ,衰退阶段 ( D)占 6 .0 0 %。 ( 2 )热带山地雨林中乔木树种的密度随森林循环的变化趋势是由 G→B→M呈现出逐渐增加的趋势 ,以成熟阶段达到最大 ,而到衰退阶段又趋于下降。灌木树种则表现出 G阶段斑块的密度最大 ,B阶段的最小 ,从 B到 M有所增加 ,到 D又稍有下降。 ( 3)热带山地雨林中不同高度级和不同径级的树木的密度在森林循环的不同阶段表现出不同的增减趋势 ,其随森林循环过程呈现出的动态变化可能与不同阶段斑块内的空间、环境及物种生物学特性有关。 ( 4 )热带山地雨林中树木的平均胸径、平均高、平均胸高断面积、平均单株材积随森林循环过程呈现出不断增加的趋势 ,其中平均胸径和平均高随森林循环的变化较为平缓 ,而平均胸高断面积和平均单株材积之变化较为陡急。 ( 5 )热带山地雨林森林循环不同阶段的物种多样性指数不同 ,其中 G和 B阶段的物种丰富度和多样性指数值较接近 ,M阶段的物种丰富度达到最大 ,D阶段则最小。     

草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应

荒漠地区因土壤水分和养分含量较低而限制了植被的生长,且磷素对于植物的生长具有重要的作用。利用人工施加磷素的控制实验研究了不同磷肥处理对荒漠区草本植物物种丰富度、多度、盖度、生物量、植物株高等群落学特征的影响。实验表明：物种丰富度和多度在施肥量分别为12.5,25和50 g?m-2的梯度下,施肥当年和第二年相较于对照均有所降低,且施肥梯度越高,降低越明显;植被盖度和地上部生物量则在两年的实验中表现出相似的规律,在不同的施肥梯度下均有所提高,高肥处理对其促进作用更大,且在降水充足的07年高于降水较少的08年,说明水肥耦合更有助于群落生产力的提高;优势种株高则对磷素的响应存在种间差异,年际间的差异也较大,这或许与荒漠植物本身特有的生物学特性有关。     

氨氧化古菌及其对氮循环贡献的研究进展

硝化作用先将氨氮氧化为亚硝酸盐氮并进一步氧化为硝酸盐氮,这一过程是氮进行全球生物化学循环的重要环节。随着氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因组序列中氨单加氧酶编码基因(amoA)的发现以及AOA在实验室条件下的成功培养(包括分离纯化和富集培养),基于分子生物学的研究表明AOA在各种环境广泛存在,且多数生境中它的数量远远超过氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)。AOA相对于AOB在氮循环中的贡献也引起了多方面的论证和争论。本文就氨氧化古菌的生态分布、系统进化、生境存在丰度及参与硝化作用等进行综述,指出不同生境AOA的活性及其对氮循环的重要性仍需做进一步的研究。     

全球降水格局变化下土壤氮循环研究进展

自然和人为因素导致全球降水格局发生改变,降水变化势必影响土壤氮循环,从而影响陆地生态系统生产力和多样性,然而不同降水变化类型对土壤氮循环的影响仍然缺乏足够的认识。因此,本文综合分析了全球和我国降水格局变化特征,简要介绍了6种降水格局变化下土壤氮循环的研究方法（长期降水固定观测、野外降水控制实验、自然降水梯度、室内培养、模型和遥感）,系统综述了3种降水变化类型（降水波动、干旱、干湿交替）,以及降水与温度、氮沉降等交互作用对土壤氮循环影响的研究进展与存在的问题,并展望了未来研究方向,为评估和预测未来降水变化对陆地生态系统功能的影响提供理论依据。     

细菌中2-甲基柠檬酸循环研究进展

2-甲基柠檬酸循环广泛分布于细菌中,参与丙酸或丙酰-CoA的分解代谢。我们一直致力于微生物代谢调控方面的研究,并以苏云金芽胞杆菌为研究对象在2-甲基柠檬酸循环的代谢调控及生理功能方面取得了新的进展。本文将从2-甲基柠檬酸循环关键酶基因的组成、关键酶基因的转录调控和该循环参与的生理功能3个方面介绍细菌中2-甲基柠檬酸循环的研究进展。同时,对该循环研究中存在的相关科学问题和未来的研究重点作简要评述,并对该循环关键酶作为药物靶标在病原菌感染防治方面的应用进行展望。     

关于"三羧酸循环"的教学探讨

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAcycle,也称柠檬酸循环)是在高等植物线粒体中发生的重要的碳代谢途径.它是呼吸作用中葡萄糖有氧分解的主要方式,将糖酵解产物丙酮酸逐步氧化分解为C O 2和H 2O,并生成N A D H、FADH2、ATP.     

微生物硫代谢及其驱动下建立的生物生态关系

硫在环境中广泛存在,是生物细胞的主要构成元素,微生物、动物和植物的硫基础代谢途径之间存在着广泛联系.本文以微生物硫代谢为主线,全面总结了硫在3类生物中的4条主要代谢途径,并重点阐明了其共性、区别及联系.微生物参与了所有硫的主要代谢,是驱动硫生物循环的主要动力.微生物异化硫还原降低了环境中甲烷的挥发,微生物、植物实施的同...     

海洋氮循环中细菌的厌氧氨氧化

细菌厌氧氨氧化过程是在一类特殊细菌的厌氧氨氧化体内完成的以氨作为电子供体硝酸盐作为电子受体的一种新型脱氮反应.厌氧氨氧化菌的发现,改变人们对传统氮的生物地球化学循环的认识:反硝化细菌并不是大气中氮气产生的唯一生物类群.而且越来越多的证据表明,细菌厌氧氨氧化与全球的氮物质循环密切相关,估计海洋细菌的厌氧氨氧化过程占到全球海洋氮气产生的一半左右.由于氮与碳的循环密切相关,因此可以推测,细菌的厌氧氨氧化会影响大气中的二氧化碳浓度,从而对全球气候变化产生重要影响.另外,由于细菌厌氧氨氧化菌实现了氨氮的短程转化,缩短了氮素的转化过程,因此为开发更节约能源、更符合可持续发展要求的废水脱氮新技术提供了生物学基础.     

宝天曼自然保护区锐齿栎林生态系统营养元素循环

对河南内乡宝天曼自然保护区内 35年生的天然次生锐齿栎林生态系统的营养元素循环进行研究 ,结果表明 :所测定系统中的 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Na、Mn、Zn、Cu1 0种营养元素积累总量为 1 0 387.894kg·hm- 2 ,土壤库贮量 8880 .70 9kg·hm- 2 ,占 85 .49% ;植物体贮量 1 5 0 7.1 82 kg·hm- 2 ,占 1 4.5 1 % ,其中活植物体占 90 .5 6% ,凋落物占 9.44%。系统中 1 0种营养元素年吸收量 2 0 7.5 4 5 kg· hm- 2 ,年存留量1 0 5 .2 85 kg· hm- 2 ,年归还量 1 0 1 .65 1 kg·hm- 2 ,年积累速率为 77.8986kg·hm- 2 ;年归还量占年吸收量48.98% ,表明系统中营养元素的循环处于良好的平衡状态。 1 0种营养元素的平均利用系数为 0 .1 85 ,平均周转期为 9.98a。其中 P、N、Mg、Na、Mn的周转期较短为 4～ 8a,K、Ca、Fe、Cu周转期较长为 1 0～ 1 6a,Zn的周转期最长为 1 7.4a。