山西阳泉老窑水硫酸盐还原菌的分离鉴定及其还原功能驯化

【背景】含硫煤矿开采后,地表水/地下水回流至采空区形成酸性老窑水,含有高浓度重金属离子和硫酸盐,严重危害生态系统健康。利用微生物自身生长处理老窑水具有成本低、环境友好等特点,具有良好的应用前景。目前利用的硫酸盐还原菌大多只在适宜温度和中性pH条件下具有较高活性,在北方低温和酸性条件下难以发挥作用。【目的】本研究旨在从山西阳泉山底河流域的老窑水环境中分离硫酸盐还原菌,并调节温度和pH进行驯化,从而得到高效耐低温耐酸菌株,为北方老窑水微生物治理提供可用菌种资源。【方法】对山底河流域典型老窑水样品中的微生物进行富集培养,并筛选硫酸盐还原菌。通过革兰氏染色、扫描电镜对菌株形貌特性进行表征,利用16SrRNA基因序列比对进行菌种鉴定,探究其生长特性和硫酸盐还原性能。在此基础上降低温度和pH,对高效还原硫酸盐菌株进行驯化,探讨其在北方老窑水污染治理中的应用潜力。【结果】本研究筛选得到2株硫酸盐还原菌,命名为YQ-1和YQ-2,分别属于革兰氏阴性瘤胃解蛋白质菌属(Proteiniclasticum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在30°C、pH 7.5条件下,YQ-1和YQ-2对1 1...     

1-辛烯-3-醇防治采后桃果实软腐病的作用

【目的】桃果实易受匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)侵染引起软腐病,导致果实采后腐烂损失严重。目前人工合成的化学杀菌剂是控制桃果实采后病害的主要方法,但长期使用容易带来食品安全隐患、病原菌抗药性和环境污染等问题。通过研究生物源抑菌成分1-辛烯-3-醇对桃果实软腐病的控制作用,为减少化学农药使用和控制采后桃果实软腐病提供理论基础。【方法】使用1-辛烯-3-醇熏蒸接种匍枝根霉(R.stolonifer)后的桃果实,对果实抗病相关基因表达和酶活性进行测定。通过离体试验,研究1-辛烯-3-醇熏蒸对匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝和孢子的影响。【结果】55.80μg/mL 1-辛烯-3-醇熏蒸处理可以显著降低桃果实的发病率和病斑直径(P<0.05),提高几丁质酶(chitinase,CHI)和β-1,3葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GLU)的活性以及病程相关基因非表达子1(nonexpressor of pathogenesis-related protein 1,NPR1)、病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein 1,PR1)、CHI和GLU的基因表达量。离体试验结果显示,1-辛烯-3-醇可抑制平板上匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝的生长,使菌丝体细胞结构遭到破坏,同时显著降低麦角固醇含量(P<0.05),抑制孢囊孢子的萌发和芽管伸长,并通过破坏孢子的膜结构,引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)暴发与线粒体损伤。【结论】以上结果证实,1-辛烯-3-醇熏蒸处理不仅能直接破坏匍枝根霉(R.stolonifer)的菌丝与孢子,还可通过诱导桃果实的系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)抑制采后软腐病的蔓延。     

黄氏枝膜叶蜂生物学特性及金龟子绿僵菌对其幼虫的致病力

【目的】黄氏枝膜叶蜂Cladiucha huangbki是新发现的叶蜂科(Tenthredinidae)枝膜叶蜂属Cladiucha种类,以幼虫取食危害乳源木莲Manglietia yuyuanensis叶片,虫口密度大, 严重影响乳源木莲的生长。本研究旨在明确该虫的生物学特性,并筛选出对该虫具有高致病力的金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae菌株,为高效治理该虫提供理论基础和生物防治资源。【方法】以林间调查和室内饲养观察相结合的方式,观察黄氏枝膜叶蜂的各发育阶段形态特征和生物学特性(寄主植物、分布和生活史);采用孢子悬浮液喷雾法筛选高致病力金龟子绿僵菌菌株。【结果】林间和室内观察结果表明,黄氏枝膜叶蜂幼虫取食木兰科木莲属植物,在福建永安市一年发生1代,以老熟幼虫(预蛹)在土室中越夏、越冬;翌年3月上旬化蛹,3月下旬成虫羽化,4月上旬为雌虫产卵高峰期,4月中旬幼虫出现,4月下旬至5月上旬为幼虫危害高峰期,5月中旬老熟幼虫开始入土做土室,入土深度30~150 mm。室内金龟子绿僵菌不同菌株对黄氏枝膜叶蜂幼虫致病力测定结果表明,以1×10⁷孢子/mL悬浮液喷雾11 d后,不同菌株对其幼虫的校正死亡率均超过85%,其中MaQZ-01, MaYTTR-04-05, Ma3和MaFZ-13 4个菌株感染的叶蜂幼虫校正死亡率为100%。菌株MaFZ-08感染引起的黄氏枝膜叶蜂僵虫率最高,为60%;其次是MaYTTR-04-05,引起的僵虫率为50%。金龟子绿僵菌各菌株对黄氏枝膜叶蜂幼虫的致死中时间(LT₅₀)相差不大,在6 d左右,其中MaYTTR-04-05菌株的LT₅₀最短,为5.090 d。【结论】黄氏枝膜叶蜂在福建永安一年发生1代,5月中、下旬老熟幼虫入土做土室化为预蛹越夏越冬。本研究筛选出对黄氏枝膜叶蜂幼虫致病力强的金龟子绿僵菌MaYTTR-04-05菌株,在其防治上有良好的应用前景。     

短枝木麻黄种群苗期表型多样性评价

以来源于大洋洲原生种源区、亚洲原生种源区、亚洲引种次生区以及非洲引种次生区4个区域的20个种源短枝木麻黄种子和当年生幼苗为材料,通过种子千粒重以及幼苗苗高、地径、一级侧枝粗度、一级侧枝长度等7个性状对短枝木麻黄表型多样性进行了研究,以探讨种群苗期表型遗传差异,为短枝木麻黄早期遗传选择和遗传改良提供基本资料。结果表明:(1)短枝木麻黄种子千粒重在区域间和区域内种源间差异极显著,且千粒重具有显著的地理变异模式,随经度的增大而降低。(2)当年生幼苗苗高、地径在不同区域间及区域内种源间均存在极显著差异,其中泰国干东港种源幼苗生长最好(苗高76.6cm,地径4.64mm),而种源汤加的幼苗生长最差(苗高28.3cm,地径2.58mm)。(3)当年生幼苗一级侧枝粗度、一级侧枝长度、二级侧枝长度、每小枝节数和齿叶数在不同区域间及区域内种源间均存在极显著差异,其中齿叶数在区域间的变异系数最大(82.15%)。(4)通径分析表明,一级侧枝长度对苗高具有显著的正向影响作用,而一级侧枝粗度和二级侧枝长度对地径具有显著正向影响作用,它们可作为短枝木麻黄优良新品种筛选的参考因子。     

拉枝处理对‘翠冠’梨成花的影响及其调控机制

以‘翠冠’梨为研究材料,对枝条进行90°拉枝处理,探明拉枝对梨成花及其相关基因(LFY、TFL1和FT)的表达以及内源激素和营养物质含量的影响。结果表明:(1)90°拉枝处理能够大幅度提高‘翠冠’梨的成花率。(2)与不拉枝处理相比,90°拉枝处理的花芽分化促进类激素——玉米素(ZT)和脱落酸(ABA)的含量上升,花芽分化抑制类激素——赤霉素(GA3)和生长素(IAA)的含量下降,可溶性糖含量和淀粉含量在花芽分化期间大量积累,全氮含量(N)下降,C/N比显著提高,且成花促进基因(LFY和FT)的表达量上升,成花抑制基因(TFL1)的表达量下降。(3)相关分析显示,LFY、FT基因表达量与ZT、ABA含量呈显著正相关关系,与GA3、IAA含量呈显著负相关关系,与可溶性糖含量、淀粉含量和C/N比呈显著正相关关系,与全氮含量呈显著负相关关系,而TFL1基因表达量与LFY、FT基因表达量呈显著负相关关系。研究认为,拉枝处理通过提高成花过程中花芽分化促进类内源激素含量和营养物质含量,上调成花促进基因表达水平,以及这些指标间相互影响共同调控提高‘翠冠’梨成花率。     

疏叶骆驼刺和多枝柽柳不同时期光合特性日变化及其与环境因子的关系

在自然条件下,利用Li-6400光合仪测定疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)7~9月份的气体交换参数,分析2种植物净光合速率(Pn)与环境因子——光合有效辐射(PAR)、空气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)、相对湿度(RH)之间的关系,以明确影响其光合作用的主导环境因子,为恢复和重建过渡带植被提供理论依据。结果显示:(1)疏叶骆驼刺不同时期Pn的日变化均为单峰曲线,多枝柽柳7、8月份的Pn日变化为单峰曲线,9月份为双峰曲线,且疏叶骆驼刺Pn的平均值(7.08μmol·m-2·s-1)高于多枝柽柳(5.54μmol·m-2·s-1)。(2)2种植物7~9月份的蒸腾速率(Tr)日变化均为单峰曲线,且疏叶骆驼刺Tr的平均值(5.46mmol·m-2·s-1)高于多枝柽柳(4.40mmol·m-2·s-1);疏叶骆驼刺和多枝柽柳的胞间CO2浓度(Ci)的日变化趋势均呈"倒钟型"曲线,与Pn日变化趋势相反。(3)2种植物7~9月份的WUE日变化进程与各自的Pn日变化规律基本一致,多枝柽柳的WUE日均值(1.21 mmol·mol-1)明显高于疏叶骆驼刺(0.97mmol·mol-1)。(4)偏相关分析显示,骆驼刺和柽柳的Pn与PAR呈显著正相关关系,而与RH呈显著负相关关系;回归分析显示,骆驼刺和柽柳Pn日变化的变异分别有35.6%和42.4%是由环境因子的日变化造成的;通径分析显示,各环境因子对Pn都具有显著的影响,其大小顺序分别为:TaRHPARCa(骆驼刺)和PARCaTaRH(柽柳),且骆驼刺在7~9月份内PAR均为决策变量,RH为限制变量(除7月份外);而柽柳在8、9月份内PAR均是决策变量,RH、Ca是限制变量。研究表明,疏叶骆驼刺属于高光合高蒸腾低水分利用效率型,多枝柽柳属于低蒸腾低光合高水分利用效率型;7月份骆驼刺和柽柳Pn的下降主要是由于气孔限制引起,而8、9月份主要是由非气孔因素限制所致;PAR和RH是影响骆驼刺和柽柳最重要的环境因子,其次是Ca,而Ta在不同时期的影响程度不同;疏叶骆驼刺和多枝柽柳与环境协同进化过程中产生了一定的生态适应性,但柽柳的WUE明显高于骆驼刺,推测柽柳的抗旱能力强于骆驼刺。     

利用线性混合效应模型模拟杉木人工林枝条生物量

基于福建省将乐林场45株人工杉木解析木的572组枝条生物量数据,采用线性混合效应模型方法,建立杉木人工林枝条总生物量和枝、叶生物量的预测模型,并利用独立样本数据对模型进行检验.结果表明： 线性混合效应模型比传统多元线性回归模型的拟合精度高.不同随机效应参数的组合,其混合模型的精度不同.考虑异方差结构的混合模型能够消除数据间的异方差性,其精度更高,其中,对于枝条总生物量和叶生物量模型,以指数函数作为异方差结构时的模型精度最高;对于枝生物量模型,以常数加幂函数作为异方差结构时的模型精度最高.模型检验结果表明：对于杉木人工林枝条生物量预测模型,考虑随机效应和异方差结构的线性混合模型的检验精度比传统多元线性回归模型的精度有明显提高.     

不同混种密度下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋种间竞争的影响

为探究AM真菌共生对黄顶菊(Flaveria bidentis)与本地物种间竞争关系的影响,开展了不同种植比例条件下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋(Amaranthus retroflexus)的种间竞争试验。结果表明:黄顶菊是一种菌根真菌(AM)高度依赖性植物,杀真菌剂处理对其竞争效应产生了显著影响;在添加杀真菌剂条件下黄顶菊的相对产量在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,而反枝苋的相对产量均1.0,且两者混种时的相对产量总和在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,这说明反枝苋相对于黄顶菊而言是一种较强的竞争者,两者需要相同的资源;不添加杀真菌剂条件下,黄顶菊植株全氮、全磷含量分别增加1.1~1.6倍和1.1~1.2倍,而反枝苋的全氮、全磷含量无明显变化;AM真菌共生可能通过菌根介导的化感互作影响外来入侵植物与土著植物竞争格局,且受外界环境条件影响,这种共生关系可以减缓外界胁迫对共生植物不利的影响。     

5个温带树种冠层枝叶非结构性碳水化合物浓度的空间变异

非结构性碳水化合物(NSC)是树木存活和生长的重要能源物质。冠层NSC不但是全树NSC的来源,也是全树NSC的重要储存库。然而,冠层NSC空间变异的研究较少,因而影响了树木NSC分配的估算精度。以红松(Pinus koraiensis)、兴安落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)和白桦(Betula platyphylla)5个温带树种为研究对象,测定了不同高度冠层叶和细枝(直径≤3 cm)NSC浓度,分析了粗枝(一级侧枝)枝皮、边材和心材NSC浓度轴向变化及其与枝径的关系。结果表明:(1)除了5月末兴安落叶松树冠中层叶淀粉浓度显著高于树冠下层,以及8月中旬树冠上层叶可溶性糖浓度显著高于树冠中层之外,其他树种冠层叶NSC浓度的垂直变化不显著。常绿树种红松叶龄对NSC浓度的影响在生长季中期显著,但在生长季末期和休眠季节的影响不显著。(2)除了5月末红松树冠上层细枝可溶性糖浓度显著高于树冠中层之外,其他树种不同高度冠层间细枝NSC浓度差异不显著。(3)在纵向上,阔叶树种蒙古栎、水曲柳和白桦粗枝的枝皮、边材和心材NSC浓度多随着距树枝基部距离的增加而升高;在径向上,NSC浓度(除了水曲柳边材淀粉和白桦枝皮淀粉之外)多随着枝径增加而降低,表明树枝中的NSC浓度随着远离碳源而降低。总体上,5个温带树种冠层叶、细枝NSC浓度的空间变异不显著,但枝径和叶龄对NSC浓度的影响因树种、组织和季节而异,这在未来研究中应予考虑。     

核层蛋白A前体的法尼基化与衰老

编码核层蛋白A(lamin A)的LMNA基因突变导致法尼基化的核层蛋白A前体(prelamin A)不能被进一步加工成成熟的核层蛋白A,从而导致一种Hutchinson-Gilford早老症综合征(Hutchinson-Gilford progeria syndrome,HGPS)。一种更严重的早老症——限制性皮肤病(restrictive dermopathy,RD),是由于缺失核层蛋白A前体加工过程中的剪切酶ZMPSTE24引起的。ZMPSTE24的缺失阻止了法尼基化的核层蛋白A前体不能正常加工成为成熟的核层蛋白A,同时导致法尼基化的核层蛋白A前体的堆积。在HGPS和RD病人的成纤维细胞中,发现法尼基化的核层蛋白A前体都定位在核膜,从而影响细胞核膜的完整性,并导致细胞核形的异常,进而导致衰老。最近研究表明经过法尼基酰转移酶抑制剂(farnesyltransferase inhibitor,FTI)处理后的细胞的核形异常减少。同时,FTI能够改善HGPS和RD小鼠的早老症状。本文就核层蛋白A前体的法尼基化对衰老的影响有关研究进展作一综述。