曝气联合投加菌藻对白洋淀沟壕浮游甲壳动物的影响

为了解曝气联合投加菌藻对湖泊水体的生态效应,于2019年7月24日-10月16日,在白洋淀沟壕中开展了曝气联合投加菌藻的水体生态修复试验,对比分析了修复水体和未修复水体的理化指标及浮游甲壳动物群落结构。结果显示:试验期内,曝气联合投加菌藻修复技术对水体总氮(TN)、总磷(TP)浓度的影响并不明显,但能显著降低水体亚硝态氮(NO~-_2-N)浓度,同时明显减少了上下水层的溶解氧差异,对打破水体上下分层具有明显效果;进行生态修复的水体中,浮游甲壳动物优势种逐渐由枝角类的短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、长肢秀体溞(Diaphanosoma leuchtenbergianum)向桡足类的温剑水蚤(Thermocyclops sp.)、桡足幼体(Copepodid)和无节幼体(Copepod nauplii)转变,浮游甲壳动物种类组成趋于小型化;生态修复区内浮游甲壳动物生物量和密度有明显降低的趋势。综合结果来看,曝气联合投加菌藻修复技术能显著降低湖泊水体的亚硝态氮浓度,打破水体上下分层状态,同时使浮游甲壳动物生物量和密度明显降低,使其物种趋于小型化。     

超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

二郎山亚高山公路边坡土壤氮素与细菌群落组成的相关性研究

本文测定不同生长季节(3月、6月、10月)二郎山亚高山公路边坡的土壤氮素含量、微生物群落组成,探讨了两者间的相关性,旨在为该区域受损公路边坡植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)与3月相比,4个样点土壤全氮含量呈现6月增加、10月减少;其中:铵态氮含量6月减少、10月增加的变化趋势;(2)3月、6月、10月各样点土壤细菌群落物种丰度指数的变化幅度分别为3530～3745、5018～6030、4121～5504,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为该区域公路边坡土壤中门分类水平下的优势菌群;马赛菌属(Massilia)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)是该区域属分类水平下的优势菌群;(3)相关性分析结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰富度与土壤总氮含量显著(P<0.05)正相关,与铵态氮含量极显著(P<0.01)负相关,厚壁菌门(Firmicutes)细菌丰富度与铵态氮含量极显著(P<0.01)正相关。     

3种治理模式对石漠化地区土壤微生物群落结构的影响及治理能力比较

为探寻较为合理且高效的石漠化植被修复的治理模式,为今后选择治理石漠化的植被组合提供参考依据.在贵州省黔东南苗族侗族自治州施秉县设置样地,选择3种治理模式:模式一为针叶林(马尾松、柏木),模式二为阔叶林(壳斗类,杂灌),模式三为灌木林(荚蒾、杂灌),分析不同治理模式下的土壤养分状况、土壤微生物群落结构、土壤微生物与环境因子相关性.结果表明,3种模式下土壤中微生物数量为细菌>真菌>放线菌;模式二治理下的土壤呈弱碱性,土壤养分含量高于其他2种模式,土壤微生物具有更高的多样性,罗尔斯通氏菌菌属(H16)、Gaiella、红游动菌属(Rhodoplanes)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Haliangium、子囊菌门(Ascomycoat)、担子菌门(Basidiomycete)、接合菌门(Zygomycota)是其优势菌属,且与土壤中大多数营养物质具有显著正相关性;石漠化治理效果表现为模式二>模式一>模式三,所以模式二的石漠化治理能力更好.     

乡土物种补播对青藏高原高寒草甸群落稳定性的影响

为了探究高寒草甸天然草地补播乡土物种对草地群落稳定性的影响，本试验以垂穗披碱草（Elymus nutans）、异针茅（Stipa aliena）、中华羊茅（Festuca sinensis）、溚草（Koeleria cristata）、星星草（Puccinellia tenuiflora）、扁蓿豆（Melissitus rutenica）、冷地早熟禾（Poa crymophila）为试验材料，设置5种混播组合，于2017年在青海省贵南县天然草地上进行补播。试验采用方差比率法（Variance ratio，VR）、M.Godron贡献定率法（Contribution law）以及生物量稳定性分析方法，结果表明：5种组合补播后使得群落联结性降低、生物量稳定性增大，群落整体稳定性增强，正向着稳定方向发展；5种组合中，组合D （扁蓿豆+星星草+垂穗披碱草+异针茅+溚草）的生物量稳定性最大，是对草地恢复最有效的物种组合。本试验筛选出了对草地生态修复最有效的物种组合，为草地保护及利用提供了科学依据。     

我国喀斯特断陷盆地石漠化区植物群落构建机制研究

喀斯特断陷盆地是我国石漠化综合治理8大喀斯特类型中治理成效最低、治理难度最大的区域，面临石漠化严重、干旱频发、植被恢复难等突出问题。文中针对水分是影响喀斯特断陷盆地石漠化治理与植被恢复成效最关键的限制因素，综合分析了国内外水分梯度差异与植物群落构建机制研究动态与发展趋势；提出利用日趋成熟的水分脆弱性评价方法，通过建立基于耦合暴露度、敏感性及适应性的水资源脆弱性评价指标体系，以满足遥感影像分辨率和植物群落调查样地大小的评价单元进行水分脆弱性评估；在建立物种库—功能性状—生境特征数据库的基础上，提出基于功能性状差异进行喀斯特断陷盆地植物群落机制构建的研究方案。提出的研究方案有望解决喀斯特断陷盆地石漠化区水分梯度特征与分布格局、自然植物群落组配规律及其生境特征、水分梯度与生境要素对植物群落特征及功能性状组成的影响规律等关键科学问题，可为不同脆弱生态区植被恢复群落构建机制研究提供重要参考和借鉴。     

马铃薯AP2/ERF转录因子的克隆及植物表达载体构建

AP2/ERF基因家族转录因子普遍存在于植物中,参与植物体内的各种生物学过程,包括植物的生长发育、生物和非生物胁迫响应等。前期转录组测序的结果发现马铃薯‘加湘1号’一个AP2/ERF家族基因(PGSC0003DMG400012154)在接种晚疫病菌(Phytophthora infestans)24 h后被显著激活。从接种P.infestans 24 h的‘加湘1号’的总RNA中通过RT-PCR获得了该基因CDS序列为885 bp,BLAST分析显示该基因编码一个295个氨基酸残基的蛋白,并且含有1个AP2/ERF结构域,是AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚家族的一员。本研究将该基因与XcmⅠ酶切的表达载体pCXSN连接,转化大肠杆菌,通过测序挑选插入正确克隆酶切验证,并成功转化农杆菌。本研究结果为进一步研究该基因的功能提供了帮助。     

基于甘肃省陇西县对县域畜牧业构建环境平衡状态的研究

为找准畜牧业与环境保护工作之间的平衡点,构筑一个切实可行的互惠共赢的包容发展体系,本文以甘肃省陇西县为例,通过对当前畜牧业发展现状、环境污染情况及畜牧业与环境的关系分析研究,就如何全方位建立畜牧业生态系统做一论证。结果表明:1)畜禽排产污总量和环境承载力的辩证关系是县级行政区域相关宏观政策制定的基础",水-土-草-畜"的平衡统一是畜牧业可持续发展的先决条件;2)畜牧业应在环境保护临界点的安全范围内调整发展方向;3)畜牧业要依据当地地理环境、外围承载能力适时调整畜种、饲养量,配套防污治污硬件设施,软环境上增加输入力度,达到减排的目的。该研究结果可为县级行政区域协调畜牧和环保提供有力的理论参考和行政依据。     

白屈菜CmFAD2基因的克隆及植物转化载体构建

通过对白屈菜低温应答过程的转录组分析发现膜脂不饱和化相关基因的表达在一定过程中发生变化,脂肪酸去饱和酶基因FAD2在随温度的变化趋势为正"V"型,且表达量变化显著。利用NCBI等在线软件对序列进行相关生物学信息分析,并对白屈菜FAD家族成员FAD2基因的完整开放阅读框(ORF)进行克隆,并命名为CmFAD2。选用克隆载体pMD-19-T,转化大肠杆菌DH5α,测序验证序列正确性及完整性。将目的基因与植物表达载体pRI-201-AN连接构建重组DNA pRI-201-AN-Cm FAD2,电击法转化农杆菌LBA4404,利用菌液PCR法验证成功。该基因可作为药用植物抗寒品种创制的候选基因。