拟南芥DTX31基因表达研究

以模式植物拟南芥为材料,通过PCR和RT-PCR在DNA和RNA水平上筛选鉴定了DTX31基因对应的T-DNA插入突变体,对其表型变化进行了观察.通过半定量RT-PCR分析检测了DTX31基因在拟南芥不同器官及环境胁迫响应中的表达情况,结果发现:DTX31基因在根中表达最高,而在茎、叶、叶柄、花中的表达则较弱;盐和赤霉素使DTX31基因的表达迅速升高,盐胁迫2 h后的表达量达到最高峰,GA处理1 h时就达到最高峰,热激使DTX31基因的表达变化不明显.因此,推测该基因可能是盐和GA信号传导通路中的一个重要调控因子.     

晋冀鲁豫接壤区生态环境现状评价

对“中国资源、生态环境预警研究”的有关方法,建立了晋冀鱼豫接壤区１１个地、市的生态环境质量评价指标体系,并用层次分析法,对１１个地市作出的生态环境质量进行了排序,以表征该区经济持续发展能力及其潜力。     

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。     

宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。     

中国东部亚热带青冈种群叶片的生态解剖

运用生态解剖学的方法对我国亚热带东部分布的１０个青冈种群叶片的解剖特征进行了比较分析,结果如下：①青冈叶片结构在种群间存在着广泛的差异,这种差异是青冈适应不同环境条件的结构基础。青冈叶片各部分结构特征在种群间的变化不晃同步的,变异系数（ＣＶ）在６．０％～２０．５％之间;变异幅度最大的是栅栏组织和上角质膜厚度,最小的是下表皮厚度。②相关分析表明,温度和降雨是影响青冈叶片地理变异的主导因子,其中温度、     

北京市绿化树种紫玉兰的蒸腾特征及其影响因素

加快的城市绿化,尤其是干旱和半干旱的温带和热带地区,对水的大量需求给未来水资源的合理利用提出了严峻挑战。了解紫玉兰蒸腾特征及环境和生物因子对蒸腾的调控有助于城市绿化树种的选择和养护。2008.5－2009.5于北京市中心教学植物园内利用热消散技术研究不同时间尺度上15年生紫玉兰（Magnolia liliflora）的耗水特征,环境因子同步监测。本研究分析了紫玉兰小时、日、月和季节尺度上的蒸腾特征。日尺度上,春夏季节紫玉兰树干液流速率呈双峰型曲线,蒸腾午休现象明显;秋季树干液流速率呈单峰型曲线,液流启动时间延后而结束时间提前;冬季树干液流速率日变化格局不明显,夜间液流速率高于白天液流速率。年内尺度上,按月份,从3月开始上升,5月达到峰值后略有下降,9月开始显著降低;按季节,春季>夏季>秋季>冬季;按物候期,从发芽到开花展叶阶段,整树耗水迅速增加,叶速生期达到最大值,休眠期整树耗水显著降低。值得注意的是：紫玉兰蒸腾午休现象明显;春季耗水型树种。一天之中总辐射和水汽压亏缺是影响紫玉兰整树耗水的主要因子;加上大气温度是日尺度和月尺度上影响紫玉兰耗水的关键因子;叶面积指数在开花展叶期是影响紫玉兰耗水的关键因子。由于城市中的适时灌溉和研究期间降水充足,土壤水分对紫玉兰的耗水几乎没有影响。     

不同稻作方式对稻田杂草群落的影响

运用半试验与调查相结合的方法,以贵州省从江县传统农业区的糯稻和杂交稻为例,研究了在水稻单作（R）、稻-鱼（R-F）和稻-鱼-鸭（R-F-D）3种不同稻作方式下稻田杂草群落的特征.结果表明：糯稻在3种稻作方式下的抑制杂草能力均优于杂交稻;R-F-D显著降低了田间杂草的发生密度,对鸭舌草、节节菜等的抑制效果达到100%,总体抑制杂草效果显著优于其他稻作方式,杂草的物种丰富度及Shannon多样性指数显著降低,Pielou均匀度指数提高,表明群落物种组成发生了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生, 是一种较好的可达到抑制杂草效果的稻作方式.     

环境变化对中国野生蜜蜂多样性的影响

蜜蜂尤其是野生蜜蜂对维持生态系统功能、保证粮食安全等方面具有重要的作用。近年来, 野生蜜蜂的栖息地由于天然林减少, 而现营造的又多为纯林, 以及大面积种植单一经济林而遭到了严重破坏和片断化。已有研究表明纯林、油茶(Camellia oleifera)和橡胶树(Hevea brasiliensis)经济林中的野生蜜蜂多样性较低。现代农业中新烟碱类杀虫剂、除草剂的大规模使用, 会对蜜蜂个体发育和行为产生不利影响。城市化进程潜在影响了蜜蜂的群落, 如郊区的蜜蜂平均物种丰富度要明显高于中心商业区; 废水、废气和粉尘对蜜蜂的觅食、生长发育等都具有不利影响; CO₂等温室气体导致的气候变暖影响了传粉蜜蜂与植物之间的互利共生关系, 造成时间或功能上的不匹配。综上所述, 我国的环境变化可能已导致中国野生传粉蜜蜂多样性的下降和种群的衰退。我国虽是传粉蜜蜂种质资源大国, 但缺乏种类和分布本底以及长期而有效的监测数据, 缺乏对蜜蜂多样性和种群下降机制的研究。因此亟待开展传粉蜜蜂调查、实施长期监测项目, 为之建立研究网络。并通过积累丰富的相关数据, 开展风险预测和评估, 用于管理和缓解传粉蜜蜂下降所带来的经济及非经济影响。     

克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤呼吸及其影响因子

基于LI6400-09便携式光合作用测量系统的土壤呼吸观测系统对内蒙古克氏针茅(Stipa krylovii)草原2005年5月至9月的土壤呼吸作用的测定结果,研究了克氏针茅草原土壤呼吸速率的日、生长季动态及其控制因子.结果表明,在生长季节,克氏针茅草原土壤呼吸速率的日季动态均呈单峰型变化;日最大值和最小值分别出现在10:00～13:00和凌晨4:00左右;生长季日均最大值(0.14mgCO2m-2s-1)出现在6月份,日均最小值(0.03mgCO2m-2s-1)出现在8月份.在日尺度上,随着生长期的变化,控制土壤呼吸作用的环境因子有所不同;在生长初期和末期土壤呼吸速率的限制因子主要为总辐射,而在生长中期,控制因子则为气温和土壤含水量.在整个生长季的尺度上,极显著影响土壤呼吸作用的环境因子则为土壤含水量(0～10cm、10～20cm、20～30cm)、总辐射和气温.约有72%的土壤呼吸作用生长季变异是由表层土壤含水量和总辐射共同决定的,其中0～10cm土壤含水量是影响克氏针茅草原土壤呼吸作用在生长季节变化的主导环境因子,可以单独解释土壤呼吸作用变异的51%.     

Drought‐induced changes in flow regimes lead to long‐term losses in mussel‐provided ecosystem services

Extreme hydro‐meteorological events such as droughts are becoming more frequent, intense, and persistent. This is particularly true in the south central USA, where rapidly growing urban areas are running out of water and human‐engineered water storage and management are leading to broad‐scale changes in flow regimes. The Kiamichi River in southeastern Oklahoma, USA, has high fish and freshwater mussel biodiversity. However, water from this rural river is desired by multiple urban areas and other entities. Freshwater mussels are large, long‐lived filter feeders that provide important ecosystem services. We ask how observed changes in mussel biomass and community composition resulting from drought‐induced changes in flow regimes might lead to changes in river ecosystem services. We sampled mussel communities in this river over a 20‐year period that included two severe droughts. We then used laboratory‐derived physiological rates and river‐wide estimates of species‐specific mussel biomass to estimate three aggregate ecosystem services provided by mussels over this time period: biofiltration, nutrient recycling (nitrogen and phosphorus), and nutrient storage (nitrogen, phosphorus, and carbon). Mussel populations declined over 60%, and declines were directly linked to drought‐induced changes in flow regimes. All ecosystem services declined over time and mirrored biomass losses. Mussel declines were exacerbated by human water management, which has increased the magnitude and frequency of hydrologic drought in downstream reaches of the river. Freshwater mussels are globally imperiled and declining around the world. Summed across multiple streams and rivers, mussel losses similar to those we document here could have considerable consequences for downstream water quality although lost biofiltration and nutrient retention. While we cannot control the frequency and severity of climatological droughts, water releases from reservoirs could be used to augment stream flows and prevent compounded anthropogenic stressors.