黄海沉积物柱状样中有孔虫古DNA的提取和PCR扩增的方法学初探

海洋沉积物柱状样有孔虫古DNA是近年来国际新兴的研究技术,对于解释海洋全球变化可以获取到传统形态学检获不到的遗传信息,并对其进行比较和补充。目前国际上有孔虫古DNA的研究主要开展于深海和极地等有利于DNA保存的环境,但对于近海陆架海域尚无相关有效的技术研究。为了探索适合提取和扩增陆架浅海环境沉积物柱状样中的有孔虫古DNA的方法,本实验以采自山东半岛附近的黄海沉积物柱状样为研究对象,通过改进DNA提取过程的涡旋震荡时间和洗脱液体积、比较不同的PCR扩增条件和引物对,对陆架浅海地区沉积物柱状样中有孔虫古DNA提取和PCR扩增的方法进行了探索。借助ImageJ软件对PCR产物的凝胶电泳图像进行了定量分析与比较。研究结果显示,延长涡旋震荡时间和减少洗脱液体积可以提高对海洋沉积物环境总古DNA的提取效能,使用引物对s14F0和s15以及优化后的PCR条件能成功扩增陆架浅海环境沉积物中的有孔虫古DNA。本文探索了适用于陆架浅海环境沉积物柱状样的有孔虫古DNA的研究技术,可为古海洋和古环境研究提供新的研究思路。     

萌发玉米种子脱水耐性与胚根细胞超微结构的变化

玉米种子脱水试验表明,25℃下萌发24h种子脱水耐性开始丧失,丧失50％和100％的时间分别为33h、58h。萌发过程中随着吸胀时间增加,玉米种子脱水耐性逐步丧失。显微观察显示,种子吸胀过程中,胚根细胞的贮藏物质逐步减少,线粒体等细胞器的分化程度则不断提高,尤其是脂类物质的分解程度与脱水耐性变化的关系似乎更明显。     

模拟根系分泌物输入对高寒退化草地土壤微生物残体的影响

微生物残体是稳定土壤碳库的重要来源，对退化生境碳的固持和积累具有重要意义。植物根系分泌物作为植物-土壤-微生物"交流"的媒介，是调控土壤微生物残体迁移转化的关键。因此，以极度退化草地土壤为对象，以氨基糖为标志物，模拟研究了不同氮浓度（低氮-LN：0.1 gN/kg；高氮-HN：0.2 gN/kg）和多样性（3种化合物、9种化合物）根系分泌物输入对土壤微生物残体的影响。结果表明：（1）根系分泌物输入可显著增加高寒退化草地土壤微生物残体含量，且主要由真菌残体贡献。其中高氮和低多样性处理增加最明显，微生物残体和真菌残体分别增加了101.14%，125.16%，而低氮和高多样性处理微生物残体和真菌残体仅增加了35.79%，33.51%。（2）根系分泌物的输入可增加土壤β-葡萄糖苷酶、土壤磷酸酶和过氧化物酶活性，促进微生物的生长，而降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性，减少微生物残体的分解。（3）回归分析结果显示，土壤微生物残体与土壤环境的C/N呈显著负相关，与微生物生物量C/N呈显著正相关。上述结果表明，在未来退化草地恢复中，可充分利用模拟根系分泌物输入的土壤固碳策略，即通过提高土壤氮的有效性，促进微生物的生长，加快代谢周转，进一步提高微生物残体含量。     

表型可塑性和局域适应在紫茎泽兰入侵不同海拔生境中的作用

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵物种之一,为探讨表型可塑性和局域适应在其入侵中的作用,在高、低海拔的两个样地内,测定了来自云南南部640～2450 m海拔范围的6个种源的紫茎泽兰种群的株高、冠宽、分枝数和高温半致死温度(HSLT).结果表明,在高海拔样地,各种群紫茎泽兰株高、冠宽、分枝数和HSLT(2130 m的哀牢山种群除外)均显著低于在低海拔样地,紫茎泽兰各种群的株高、冠宽和分枝数的可塑性指数(0.881～0.975)均较大,而HSLT的可塑性(0.052～0.200)较小.无论在高还是低海拔样地,紫茎泽兰的株高、冠宽和分枝数在种群间的差异均不显著,而HSLT在种群间的差异达极显著水平,表现出明显的遗传分化,但其在种群间的差异仍小于其在样地间的差异.在高海拔样地,紫茎泽兰各种群的分枝数与种源海拔呈显著正相关;在低海拔样地,紫茎泽兰的HSLT与种源海拔呈显著负相关,表现出明显的局域适应特征.表型可塑性和局域适应均与紫茎泽兰的入侵有关,但前者的作用可能更大.     

西太平洋浮游有孔虫Globigerinita glutinata种内SSU rDNA多样性研究

有孔虫分子鉴定和分子多样性研究多基于SSU rDNA序列片段分析,但某些浮游种内可能存在基因组内rDNA变化,影响分类学和分子生态学的研究结果。为了研究浮游有孔虫物种内是否存在rDNA多样性,本工作以采自热带西太平洋的浮游有孔虫Globigerinita glutinata活体标本作为研究对象,经形态学鉴定后,利用单细胞PCR和克隆技术,获得5个虫体的20条SSU rDNA目的片段(300—400 bp),同时对其序列结构进行了研究。结果显示,同种G.glutinata出现了四类不同的SSU rDNA核酸类型。序列成对分析显示,该种遗传距离差异最长可达0.249,远高于其它物种。此外,同一样本不同克隆片段中,出现了高达四个不同的SSU rDNA核酸型。序列的差异主要集中在三个不同的高变异区,高可变区的长度范围为21 bp到63 bp。从差异序列的间隔分布推断,核糖体基因簇的重组可能是不同SSU rDNA核酸型出现的原因。本工作在国内首次揭示了热带西太平洋浮游有孔虫G.glutinata种内的SSU rD NA核酸型,研究结果表明G.glutinata的种内SSU rDNA变异性极大,复杂的生活史以及假基因的存在或许是造成该现象的原因。     

核糖体工程与微生物次级代谢产物合成

核糖体工程通过对微生物次级代谢产物合成相关基因表达的两个重要元件——核糖体或RNA聚合酶进行修饰和改造,带来其结构和功能上的改变,进而影响次级代谢产物的合成。因此,向核糖体组成元件中引入特定的突变就能够有效地调节次级代谢产物的合成,通过该技术改造有重要商业价值的工业微生物,提高其次级代谢产物(如抗生素)的合成能力,对于微生物次生代谢产物研发及产业化具有重要的科研与经济价值。     

基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选

为促进九寨沟国家级自然保护区震后高陡裸岩边坡快速覆绿,加速景观的生态恢复过程,在参考文献和实地调查的基础上,选取该区域较为常见的30种乡土苔藓植物,运用层次分析法,基于抗逆能力、易获得性、生态功能、繁殖能力、生物量积累和美观感6个方面构建出18项筛选评价指标体系。结果表明：根据综合评价分值将覆绿苔藓植物分为4个等级,最终筛选出适用于九寨沟震后覆绿5种苔藓植物：东亚砂藓（Racomitrium japonicum）、大灰藓（Hypnum plumaeforme）、美灰藓（Eurohypnum leptothollum）、阔边匐灯藓（Plagiomnium ellipticum）和长叶青藓（Brachythecium rutabulum）。研究结果可为九寨沟及其周边高寒脆弱生态系统无土壤基质的生态环境修复提供备选物种的参考。     

松毛虫赤眼蜂孤雌产雌品系田间控害作用研究

【目的】为明确感染Wolbachia的松毛虫赤眼蜂孤雌产雌品系对亚洲玉米螟的防治效果。【方法】2012和2013连续两年于沈阳地区玉米田间释放松毛虫赤眼蜂孤雌产雌品系和两性生殖品系。【结果】2012年孤雌产雌品系对1代亚洲玉米螟卵寄生效果为66.39%,对2代玉米螟卵寄生效果为69.53%,与对照(松毛虫赤眼蜂两性品系)相比无显著差异(分别为56%,79.73%)(P≥0.05),2013年孤雌产雌品系对1代亚洲玉米螟卵寄生效果为56.20%,对2代玉米螟卵寄生效果为82.10%,与对照相比无显著差异(分别为52.24%,75.71%)(P≥0.05)。收获前期剖杆结果表明,2012年孤雌产雌品系及对照对玉米螟的防治效果分别为22.50%、27.50%,2013年分别为38.28%、21.09%,连续两年的防治效果无显著差异(P≥0.05)。【结论】从田间试验结果可以看出,孤雌产雌松毛虫赤眼蜂品系可取得与生产用两性松毛虫赤眼蜂品系同期的防治效果,且孤雌产雌松毛虫赤眼蜂在种群增长速率、降低规模化培养成本、低密度种群下进入新生境并建立种群等方面都要优于正常松毛虫赤眼蜂品系,因此其具有很好的生防应用效果。     

植物的双组分信号系统

双组分系统由感受信号输入的组氨酸(His)蛋白激酶和调节信号输出的反应调控因子组成,涉及许多原核生物、真菌、黏菌和植物的各种信号转导途径.在植物中,还存在更复杂的包括杂合的His激酶、磷酸传递中间体和反应调控因子的信号系统,称为多步骤双组分系统.最近的研究表明,双组分系统在对环境刺激和生长调节剂(如乙烯、细胞分裂素、光和渗透胁迫)的反应中起重要作用.