模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林细根特性和土壤呼吸的影响

细根在森林生态系统地下碳循环过程中具有核心地位.2007年11月-2009年11月,对华西雨屏区苦竹人工林进行了模拟氮沉降试验.氮沉降水平分别为对照(CK,0 g N·m^-2·a^-1)、低氮(5 g N·m^-2·a^-1)、中氮(15 g N·m^-2·a^-1)和高氮(30 g N·m^-2·a^-1)处理,研究氮沉降对苦竹人工林细根和土壤根际呼吸的影响.结果表明：不同处理氮沉降下,<1 mm和1～2 mm细根特性差异较大,与< 1 mm细根相比,1～2 mm细根的木质素、磷和镁含量更高,而纤维素、钙含量更低;氮沉降显著增加了<2 mm细根生物量,对照、低氮、中氮和高氮处理的细根生物量分别为(533±89)、(630±140)、(632±168)和(820±161) g·m^-2,氮、钾、镁元素含量也明显增加;苦竹林各处理年均土壤呼吸速率分别为(5.85±0.43)、(6.48±0.71)、(6.84±0.57)和(7.62±0.55) t C·hm^-2·a^-1,氮沉降对土壤呼吸有明显的促进作用;苦竹林的年均土壤呼吸速率与<2 mm细根生物量和细根N含量呈极显著线性相关.氮沉降使细根生物量和代谢强度增加,并通过增加微生物活性促进了根际土壤呼吸.     

Conversion of rainforest into oil palm and rubber plantations affects the functional composition of litter and soil Collembola

Rainforest conversion and expansion of plantations in tropical regions are associated with changes in animal communities and biodiversity decline. In soil, Collembola are one of the most numerous invertebrate groups that affect the functioning of microbial communities and support arthropod predators. Despite that, information on the impact of changes in land use in the tropics on species and trait composition of Collembola communities is very limited. We investigated the response of Collembola to the conversion of rainforest into rubber agroforestry (“jungle rubber”), rubber, and oil palm plantations in Jambi Province (Sumatra, Indonesia), a region which experienced one of the strongest recent deforestation globally. Collembola were sampled in 2013 and 2016 from the litter and soil layer using heat extraction, and environmental factors were measured (litter C/N ratio, pH, water content, composition of microbial community and predator abundance). In the litter layer, density and species richness in plantation systems were 25%–38% and 30%–40% lower, respectively, than in rainforest. However, in the soil layer, density, species richness, and trait diversity of Collembola were only slightly affected by land‐use change, contrasting the response of many other animal groups. Species and trait composition of Collembola communities in litter and soil differed between each of the land‐use systems. Water content and pH were identified as main factors related to the differences in species and trait composition in both litter and soil, followed by the density of micro‐ and macropredators. Dominant species of Collembola in rainforest and jungle rubber were characterized by small body size, absence of furca, and absence of intense pigmentation, while in plantations, larger species with long furca and diffuse or patterned pigmentation were more abundant. Overall, land‐use change negatively affected Collembola communities in the litter layer, but its impact was lower in the soil layer. Several pantropical genera of Collembola (i.e., Isotomiella, Pseudosinella, and Folsomides) dominated across land‐use systems, reflecting their high environmental adaptability and/or efficient dispersal, calling for studies on their ecology and genetic diversity. The decline in species richness and density of litter‐dwelling Collembola with the conversion of rainforest into plantation systems calls for management practices mitigating negative effects of the deterioration of the litter layer in rubber plantations, but even more in oil palm plantations.     

珍贵固氮树种降香黄檀与二代巨尾桉混交种植对土壤微生物群落结构和功能的影响

该研究以二代巨尾桉/降香黄檀混交林(MP)作为研究对象,并以邻接的二代巨尾桉纯林(PP)作为对照(CK),采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和土壤酶活性分别表征土壤微生物群落结构和功能,重点探究南亚热带PP引入降香黄檀混交种植对土壤微生物群落结构和功能的影响。结果表明:(1)与PP相比,MP的土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和p H值分别显著或极显著增加了61.92%(P0.05)、60.12%(P0.05)、72.87%(P0.01)、488.49%(P0.01)和15.97%(P0.05);(2) MP的真菌/细菌(F/B)显著降低,但总微生物生物量、革兰氏阴性菌/阳性菌(G~-/G~+)并无显著变化;(3) MP的土壤微生物群落组成发生了显著变化,而p H值、NH_4~+-N和凋落物质量(C/N_(litter))是驱动其微生物群落组成发生变异的最显著性因子;(4) MP的β-葡萄糖苷酶(BG)和N-乙酰-葡萄糖苷酶(NAG)活性显著提高,而过氧化物酶(PER)活性显著降低,酚氧化酶(PO)和酸性磷酸酶(ACP)活性没有显著变化。该研究说明在连续短周期经营的桉树林中套种固氮树种降香黄檀,将可能是提高桉树林土壤质量的一种有效的经营管理措施。     

对羟基扁桃酸合酶基因的克隆表达及催化特性

【目的】比较两种不同来源基因重组的对羟基扁桃酸合酶(HmaS),考察其在大肠杆菌中的表达效率。【方法】分别对东方拟无枝酸菌(Amycolatopsis orientalis)和天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)来源的hmas进行异源表达,经离子交换层析和凝胶过滤色谱分离纯化获得HmaS,并检测HmaS的酶活和催化特性。【结果】来源于S.coelicolor的HmaSSC2比酶活是来源于A.orientalis的3.6倍;来源于A.orientalis的HmaSAO最适反应温度为28°C,在弱碱性条件下的酶活稳定性较好;来源于S.coelicolor的HmaSSC2最适反应温度为35°C,在28-45°C内保持较高的酶活,具有良好耐热性,在pH 7.0左右酶活最高,更易在偏中性的条件下发挥功能。【结论】HmaSSC2更适用于代谢工程改造大肠杆菌发酵法生产扁桃酸。     

黄土高原4种植被类型的细根生物量和年生产量

细根(≤2 mm)在陆地生态系统净初级生产力的分配中占有重要地位,在碳循环和水土保持方面具有重要意义. 本文采用土钻法和内生长法,以黄土高原刺槐人工林、落叶灌木、退耕草地和沙蒿群落4种主要植被类型为对象,研究0～40 cm土层细根生物量、垂直分布和细根年生产量. 结果表明： 细根生物量与纬度呈线性负相关. 4种植被类型0～40 cm土层细根生物量的大小顺序为落叶灌木(220 g·m^-2)>刺槐人工林(163 g·m^-2)≈退耕草地(162 g·m^-2)>沙蒿群落(79 g·m^-2). 退耕草地直径≤1 mm细根生物量占直径≤2 mm总细根生物量的74.1%,在4种植被类型中最高;4种植被类型细根生物量随着土层深度的增加而减少,最大值均出现在0～10 cm土层. 退耕草地0～10 cm土层细根生物量占0～40 cm土层总细根生物量的44.1%,显著高于其他3种植被类型;细根年生产量与纬度呈线性负相关. 4种植被类型0～40 cm土层细根年生产量大小顺序为退耕草地(315 g·m^-2·a^-1)>落叶灌木(249 g·m^-2·a^-1)>刺槐人工林(219 g·m^-2·a^-1)>沙蒿群落(115 g·m^-2·a^-1),其中退耕草地显著高于其他3种植被类型. 退耕草地0～10 cm土层细根生产量占0～40 cm土层总细根生产量的40.4%,在4种植被类型中最高. 退耕草地细根周转时间为0.51 a,低于其他3种植被类型.     

降脂中药复方的转运性相互作用——体外MDR1转运研究

目的:药物相互作用是影响药物安全和药效的重大因素之一。本文旨在通过体外MDR1研究方法——ATP酶法,评价降脂中药复方(Fang-2)及其单方6个饮片水提物与P-gp的相互作用,为临床中西药转运性相互作用提供参考。方法:应用标准化制备技术,制备降脂中药复方及其6个饮片水提物。利用基于MDR1膜的ATP酶法,计算MDR1细胞膜的ATP酶活性,考察药物与P-gp的相互作用。结果:1 mg·mL-1、10 mg·mL-1两个浓度中药复方的ATP酶活性分别为27.2、40.0 nmol Pi·min-1·mg-1protein,呈浓度依赖性。6个单方中,泽泻、厚朴、夏枯草与P-gp作用显著,其强弱顺序为:泽泻夏枯草厚朴(50.642.640.0 nmol Pi·min-1·mg-1protein)。泽泻单体23-乙酰泽泻醇B、24-乙酰泽泻醇A均与P-gp有较强的相互作用,ATP酶动力学研究显示其Km值和Vmax值分别为0.79±0.28μM,2.01±0.67μM和50.57±3.72 nmol Pi·min-1·mg-1protein,56.28±29.6 nmol Pi·min-1·mg-1protein。结论:Fang-2与MDR1存在相互作用,其中泽泻为主要被MDR1转运的饮片,泽泻的有效组分23-乙酰泽泻醇B和24-乙酰泽泻醇A均是MDR1底物。表明该降脂中药与临床上其他降脂药物的联用时应充分考虑MDR1介导的转运行相互作用,为临床用降脂药物提供参考和依据。     

Plant diversity and seasonal dynamics in forest gaps of varying sizes in Pinus massoniana plantations

人工林目前存在结构单一、土壤退化、生物多样性降低等人类普遍关注的生态问题。马尾松(Pinus massoniana)是长江上游低山丘陵区退耕还林的主要人工林树种。研究采伐林窗对植物物种组成和更新的影响, 对马尾松低效人工林的改造, 提升其生态服务功能具有重要的意义。该文以采伐39年生的马尾松人工林形成的7种不同大小的林窗为研究对象, 分析了不同季节林窗内的植物生活型组成及多样性变化。结果表明: 1)马尾松人工林林下植物以高位芽植物居多, 其次是地面、地下芽植物, 一年生植物较少而缺少地上芽植物。在林窗形成初期, 林窗的高位芽植物比例明显低于林下, 大林窗的高位芽植物比例稍高于小林窗, 地下芽和一年生植物的比例低于小林窗。2)林下的物种丰富度和物种多样性指数显著低于大林窗。不同林窗下植物的丰富度指数、优势度指数、多样性指数也存在显著差异。3)夏季林窗下植物多样性最高, 其次是秋季, 春季多样性最低。1225-1600 m²的大林窗能够促进马尾松人工林植物多样性恢复和植被更新。