黄土高原次生林演替对团聚体有机碳含量及化学稳定性的影响

次生林演替过程中土壤团聚体有机碳的积累机制和化学稳定性研究较少。为探明次生林演替对土壤团聚体有机碳含量及其化学组成稳定性的影响,选取黄土高原次生白桦林(演替初期),山杨辽东栎混交林(演替中期)和辽东栎林(演替后期)为研究对象,分析演替过程中不同粒径土壤团聚体有机碳含量变化特征。采用傅里叶红外光谱技术(FTRI)测定活性(AC)和非活性(IC)有机碳化学组成,以(IC/AC)作为有机碳化学组成稳定性指标,并分析其影响因素。结果表明:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳含量表现出逐渐增加的趋势且各群落间差异显著(P<0.05),以演替后期的中等粒径团聚体为最高(37.63 g/kg)。土壤团聚体AC中多糖体有机碳含量最高(55.87%),而IC中芳香族有机碳含量最高(94.45%),演替过程中IC与AC总体变化趋势均呈现先降后增。IC/AC随着演替的进行呈先降低后升高的趋势,其中演替后期微团聚体有机碳化学组成稳定性最强达到了3.95。微团聚体含量(WM)与土壤全氮、全磷、全钾一起,显著促进了团聚体有机碳化学组成稳定性(P<0.05)。综上,次生林演替有利于促进土壤团聚体有机碳的积累以及有机碳化学稳定,其中微团聚体起到了关键性作用。     

长期养分添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落的影响

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是土壤生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在维持土壤生态系统过程和功能方面发挥着关键作用。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探讨连续12年氮(N)、磷(P)、钾(K)养分单一添加和复合添加条件下草地土壤理化性质、微生物群落结构特征的变化及其主要影响因素。结果表明,长期养分添加条件下,土壤有机碳和全氮均无显著变化,但磷(P、NP、PK、NPK)和钾(K、NK、PK、NPK)添加处理分别显著提高了土壤速效磷和速效钾含量(P < 0.05)。单一氮添加显著增加了土壤硝态氮和铵态氮含量,并显著降低了土壤pH值(P < 0.05)。单一磷和钾添加均提高了土壤细菌、真菌、放线菌和总PLFA含量,而单一氮添加和复合养分添加(NP、NK、PK、NPK)均显著降低了以上指标的含量(P < 0.05)。此外,各养分添加处理均未显著改变革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比(G⁺/G^-),但含氮的复合添加处理(NP、NK、NPK)均显著降低了真菌与细菌比 (F/B) (P < 0.05)。相关性分析结果表明,多种微生物PLFA含量与速效磷和铵态氮显著负相关,与土壤pH值显著正相关。基于冗余分析和随机森林模型分析发现土壤pH值和土壤磷含量是影响土壤微生物群落特征的主要驱动因素。综上,长期养分添加显著改变了土壤速效养分含量和土壤pH值,并显著影响了土壤微生物群落结构。     

河滨湿地不同植物群落根系分布特征与土壤理化性状的关系——以黄河中游荥阳段为例

在黄河中游郑州荥阳段,选择了5种河滨湿地植物群落进行根系和土壤性状特征研究,以期阐明不同植物群落的根系分布规律与土壤性状的关系,为河滨湿地植物群落组成以及土壤质量恢复提供科学参考。结果表明(1)在0—40 cm土层,根生物量密度与根长密度的平均值均表现为：芦苇群落(Phragmites australis)和芦苇-狗牙根(Cynodon dactylon)群落均大于芦苇-拂子茅(Calamagrostis epigeios)-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草(Juncellus serotinus)群落。拂子茅-狗牙根、芦苇-拂子茅-狗牙根、拂子茅-水莎草-狗牙根三种植物群落类型下根生物量密度、根长密度在0—20 cm表层土壤较大,芦苇群落和芦苇-狗牙根群落的根生物量密度、根长密度在10—40 cm的土层较大。(2)黄河河滨湿地芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤以粉粒为主,拂子茅-狗牙根群落、芦苇-拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草群落的土壤主要以砂粒为主。在0—40 cm土层,芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤含水率、土壤有机质、有效氮和有效磷含量均显著高于...     

3T磁共振直肠小视野APT成像

目的 化学交换饱和转移（CEST）成像技术已成为诊断与脑部和全身疾病代谢相关变化的有用工具,通过计算与水分子相邻化合物的可交换质子的含量进行定量分析。具体而言,酰胺质子转移（APT）CEST技术通过比较可交换的内源性蛋白质或肽的含量变化来区分正常组织与脑卒中和脑肿瘤组织。在体内的小器官病变诊断中,小视野（rFOV）成像技术已被广泛应用,本研究旨在应用rFOV成像技术来识别直肠中的CEST信号,探讨rFOV成像技术在直肠疾病临床诊断中的潜在效用,并为直肠疾病的放化疗提供代谢影像信息。方法 使用3.0T磁共振成像扫描仪对11名健康志愿者进行了横断面全视野（Full_FOV）和rFOV CEST成像。设置的分辨率分别为2.5×2.5×6 mm³和1.5×1.5×6 mm³。采用了0.7 μT和2 μT两种预饱和脉冲。rFOV成像采用了ZOOM成像方法。对于2 μT的饱和脉冲,采用了±3.5 ppm的MTRasym方法进行定量分析,而对于0.7 μT的饱和脉冲,则采用Lorentzian Difference的方法来量化CEST的对比度图和曲线。结果 相较于Full_FOV成像,rFOV方法可以在保持较好对比度的同时将扫描时间减半。与Full_FOV方法相比,rFOV成像方法可以得出与Full_FOV方法几乎相同的Z谱和MTRasym曲线。此外,以大约3 min的时间可以实现1.5 mm×1.5 mm分辨率的rFOV成像。这种rFOV成像方法可以更好地显示出整个直肠的解剖细节,包括CEST成像对比图及定量分析曲线。结论 CEST MRI在直肠疾病诊断方面具有较高价值,采用rFOV技术可以提供更高的空间和时间分辨率。由于其在直肠疾病诊断方面的潜力,CEST MRI可以作为临床诊断直肠疾病的首选。     

刈割对草原化荒漠区驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)根际土壤特性的影响

在休眠期对草原化荒漠中自然生长的驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)进行不同频度的刈割处理(连年刈割、隔年刈割、对照),通过测定根际土壤理化性质、土壤微生物数量及土壤酶活性等指标,分析和讨论了不同频度的刈割处理对驼绒藜根际土壤特性的影响。结果表明:(1)连年刈割和隔年刈割都显著提高了根际土壤含水量,隔年刈割使根际土壤全碳含量显著上升、有机质含量显著下降,但刈割对根际土壤pH值和全氮含量的影响不明显;(2)刈割对根际土壤微生物总量的影响不明显,但显著影响细菌、真菌和放线菌的组成,连年刈割使真菌数量显著增加,隔年刈割使放线菌数量显著增加,驼绒藜根际土壤中放线菌所占比例最大,其数量表征了土壤的贫瘠程度;(3)刈割对根际土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性有显著影响,两种刈割处理会显著提高土壤过氧化氢酶活性、降低土壤中性磷酸酶活性,而对土壤多酚氧化酶、脲酶、转化酶和碱性磷酸酶活性的影响不显著。总之,隔年刈割对植物根际土壤养分供给及土壤分解者的活性更加有利,而且土壤理化因子对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响不显著。刈割对驼绒藜根际土壤特性影响的规律性不强,可能是由于半灌木刈割利用的时间较短,根际土壤各个测量指标之间尚未形成显著的相关性。     

锰矿修复区植物生态系统自由能与化学势分析

基于热力学理论建立了生态系统Gibbs自由能方程,用以计算湘潭锰矿生态修复区植被系统的自由能(G)和物种化学势(μ)。生态修复区(及对照区)以泡桐(Paulownia fortunei)和栾树(Koelreuteria bipinnata)作为建群植物,总面积为4 hm~2,修复区泡桐和栾树的根际施用了含有自试验点废弃矿渣中筛选出的耐性菌株的有机菌肥,目的是为植物生长提供必要养分和降低根际土壤重金属毒性,对照区泡桐和栾树的根际施用了等量的化肥。泡桐和栾树种植后5 a期间,修复区与对照区均自然萌发生长了许多本土植物种类。试验结果表明,修复区植物种类数达到48,为对照区的3.7倍;修复区的总生物量、锰吸收量分别达到23324 kg/hm~2和4280 g/hm~2,为对照区对应值的20.6和2.6倍;修复区系统自由能G远远大于对照区的值,说明有机菌肥具有显著的改良污染土壤根际环境的效果。修复区和对照区植物种类之间的化学势μ均存在显著差异(P0.001),μ值差异范围分别为-3.79—6.76和-3.42—3.59,该一差异反映不同物种适应和修复锰污染环境的能力。G和μ值包含了生态系统生产力、生物多样性,植物种类生长势、重金属富集能力、生态学行为等综合信息,能反映生态系统与立地环境的关系和修复植物的生态学特性,可作为重金属污染区植被修复效果评价和修复植物筛选的重要指标。     

深松对乌拉尔甘草根际土壤养分以及微生物群落功能多样性的影响

通过大田试验和室内分析相结合,研究了深松对乌拉尔甘草根际土壤养分和微生物群落功能多样性的影响,以期为乌拉尔甘草人工种植地土壤耕作措施优化和土壤环境改良提供依据。结果表明,与未深松(常规耕作)处理相比,深松处理对乌拉尔甘草根际土壤0—20 cm耕层土壤养分含量无显著性影响,可显著提高乌拉尔甘草根际土壤20—40 cm耕层有机质、全氮、全磷和全钾的含量,分别提高了60.8%、65.3%、48.9%和86.8%;明显增加了0—20 cm和20—40 cm耕层细菌、真菌和放线菌的数量(P0.05),3种类型的微生物数量均呈现出上层大于下层,深松大于未深松的变化趋势。在156 h的微生物温育期内,深松处理下不同土层的平均颜色变化率(AWCD)均显著高于未深松处理,并显著提高了AWCD的利用率(72 h,P0.05),较未深松分别提高了35.5%和130.8%。与未深松处理相比,深松处理显著提高了土壤微生物的多样性指数(H、S、D)。主成分分析(PCA)表明,深松优化了乌拉尔甘草根际土壤微生物的群落组成;聚合物、羧酸类化合物、氨基酸和碳水化合物是深松处理下根际土壤微生物利用的主要碳源。总而言之,深松处理显著提高乌拉尔甘草根际土壤养分含量、微生物数量和微生物多样性指数,改变了微生物群落功能多样性,造成这种差异的主要原因可能是深松改变了土壤耕层结构,改善了微生物的生存环境。因此,深松对乌拉尔甘草人工种植地土壤质量的改良有积极作用。     

A novel strigolactone receptor antagonist provides insights into the structural inhibition,conditioning, and germination of the crop parasite Striga

Crop parasites of the Striga genera are a major biological deterrent to food security in Africa and are one of the largest obstacles to poverty alleviation on the continent. Striga seeds germinate by sensing small-molecule hormones, strigolactones (SLs), that emanate from host roots. Although SL receptors (Striga hermonthica HYPOSENSITIVE TO LIGHT [ShHTL]) have been identified, discerning their function has been difficult because these parasites cannot be easily grown under laboratory conditions. Moreover, many Striga species are obligate outcrossers that are not transformable, hence not amenable to genetic analysis. By combining phenotypic screening with ShHTL structural information and hybrid drug discovery methods, we discovered a potent SL perception inhibitor for Striga, dormirazine (DOZ). Structural analysis of this piperazine-based antagonist reveals a novel binding mechanism, distinct from that of known SLs, blocking access of the hormone to its receptor. Furthermore, DOZ reduces the flexibility of protein–protein interaction domains important for receptor signaling to downstream partners. In planta, we show, via temporal additions of DOZ, that SL receptors are required at a specific time during seed conditioning. This conditioning is essential to prime seed germination at the right time; thus, this SL-sensitive stage appears to be critical for adequate receptor signaling. Aside from uncovering a function for ShHTL during seed conditioning, these results suggest that future Ag-Biotech Solutions to Striga infestations will need to carefully time the application of antagonists to exploit receptor availability and outcompete natural SLs, critical elements for successful parasitic plant invasions.     

4种理化因子对菌株XH1硝化效果的影响

【背景】基于硝化菌群的富集培养技术可高效稳定地去除养殖水体中的有害氮素,而当前在水产养殖领域有关硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少。【目的】研究不同盐度、pH、温度、通气量条件下硝化菌群分离菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的去除效果。【方法】设置不同梯度的盐度、pH、温度、通气量条件,通过计数菌量、测定氨氮及亚硝氮的浓度变化,比较不同条件下菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的影响。【结果】菌株XH1可在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-45°C和通气量0.5-1 V/(V·min)的条件下生长良好,菌量最高可达2.34×109cells/mL;在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-30°C、通气量0.5 V/(V·min)的条件下,对氨氮的去除效果显著(P0.05),在第1-3天对培养液中氨氮的最高去除率可达86%-97%,但培养液中的氨氮浓度先降后升;对亚硝氮的最高去除率达68%。【结论】菌株XH1对盐度、pH、温度等主要环境因子具有良好的适应性,其对水体氨氮的去除效果良好,可作为中低盐度养殖池塘水体氨氮防控菌剂产品研发的备选菌株。     

烟草挥发物对2近缘种夜蛾产卵行为的影响及其成分分析

寡食性烟夜蛾Helicoverpa assulta (Guenée)和广食性棉铃虫H.armigera (Hübner)是铃夜蛾属2近缘种,烟草是其共同寄主.室内实验测定了1个普通烟草品种和4个黄花烟草品种叶片挥发物对二者电生理和行为反应的影响.结果表明,烟夜蛾处女雌蛾和交配雌蛾对4个黄花烟草品种叶片挥发物的EAG反应均显著高于普通烟草,而棉铃虫对普通烟草叶片挥发物的反应显著高于黄花烟草;二者的行为反应与EAG测试结果相似,黄花烟草叶片挥发物对烟夜蛾有较强的引诱作用,棉铃虫对普通烟草叶片挥发物有较强趋性;两种夜蛾雄蛾对这些挥发物的EAG和行为反应均没有雌蛾强烈,性别差异显著;GC-MS分析表明,与K326相比,马合烟叶片挥发物中尼古丁的相对含量高(76.91%),绿叶气味种类多但芳香族化合物种类少,挥发物种类和含量的不同是否与两种夜蛾产卵趋性差异相关,有待进一步研究.