土地利用方式对万木林土壤氨氧化微生物丰度的影响

以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15N稳定同位素成对标记和数值模型相结合的方法测定了土壤初级硝化速率。结果显示,长期封禁保护下的自然植被土壤pH低,土壤AOB数量偏低。人为种植和管理显著提高了土壤pH,促进了AOB的生长,其丰度比自然条件下提高了2个数量级,土壤初级硝化速率也显著提高,并与AOB数量存在显著的相关性,表明AOB是硝化作用的主要贡献者。5种自然植被条件下AOA的amoA基因拷贝数占泉古菌16S rRNA基因的比例都小于1%(0.01%～0.64%),在农业利用方式下上升到5.32%,表明并非所有泉古菌都具备氨氧化功能基因amoA,氮肥施用可能促进了氨氧化古菌的生长。     

不同杂交水稻籽粒灌浆期叶片蛋白的差异表达分析

为明确超级杂交水稻高产形成的分子机理, 以超级杂交水稻“Ⅱ优航2 号”为试验材料, 杂交水稻“汕优63”为对照, 运用双向电泳结合质谱技术, 比较分析了籽粒灌浆过程中两种不同“源”类型杂交水稻叶片蛋白的差异表达情况。结果显示, 两种不同类型水稻叶片蛋白中共有22 个蛋白点出现显著差异表达, 其中有20 个蛋白功能得到鉴定。通过对差异蛋白功能及表达丰度的分析, 相对于“汕优63”,“Ⅱ优航2 号”在灌浆期光合代谢、抗逆反应、基因转录表达、细胞生长、能量代谢等生理活动过程中表现出较大优势,是其叶片在籽粒灌浆期“源”优势的主要体现。本研究从差异蛋白水平明确了航天超级杂交稻高产形成的“源”特征,丰富了籽粒灌浆的“源、库、流”理论, 为超级杂交水稻育种提供理论依据。     

中小尺度下西北太平洋柔鱼资源丰度的空间变异

西北太平洋柔鱼是我国最重要的远洋捕捞对象之一,掌握其资源分布在空间上的分布特征将可为资源的可持续开发和利用提供基础。本文采用2011年8-10月我国在北太平洋150?-160?E、38?-48?N海域的柔鱼生产统计数据,以单船日产量(CPUE)为资源丰度指标,分经纬度10′?10′、20′?20′、30′?30′、40′?40′、50′?50′、60′?60′和70′?70′等7个尺度,利用地统计学方法对柔鱼资源丰度的空间分布特征进行了分析,探讨柔鱼资源丰度的空间变异特性。结果显示,8-10月柔鱼资源丰度均以指数模型拟合产生的空间自相关异质性程度最好;小尺度下(10′?10′、20′?20′、30′?30′)柔鱼资源丰度空间结构表现出中等水平及其以上的空间自相关变异程度,中尺度下(40′?40′、50′?50′、60′?60′和70′?70′)则相对比较低,基本上为弱空间自相关变异程度;柔鱼资源丰度空间结构显示有各向异性,8月和9月的方向角分别为西北-东南走向和东北-西南走向,10月受柔鱼性成熟开始南向洄游以及海洋环境的影响,其方向角变化较大。此外,论文对柔鱼资源丰度的适宜尺度作了进一步探讨,综合分析认为CPUE空间变异的研究应以小尺度为适宜,其中30′?30′最为稳定。论文结合柔鱼的栖息环境等,分析了它们对资源丰度时空变异及其特征的影响。     

ZnO纳米颗粒对活性污泥脱氮效果及硝化细菌丰度的影响

【目的】研究ZnO纳米颗粒对活性污泥脱氮效果及硝化细菌丰度的影响,以揭示ZnO纳米颗粒对活性污泥脱氮系统的影响机制。【方法】向模拟的4LSBR反应器内投加1,10,20mg/L ZnO纳米颗粒悬液,以未投加ZnO纳米颗粒的反应器为对照(CK),测定不同质量浓度ZnO纳米颗粒处理的活性污泥NH+4-N和总氮(TN)、硝化速率的变化;最后采用荧光原位杂交技术(FISH),对不同质量浓度ZnO纳米颗粒处理下活性污泥中硝化细菌(氨氧化细菌(Ammonia Oxidizing Bacteria,AOB)和亚硝酸氧化菌(Nitrite Oxidizing Bacteria,NOB))的丰度水平进行检测。【结果】1,10,20mg/L ZnO纳米颗粒悬液短期(6h)暴露下对活性污泥脱氮效果没有明显影响;活性污泥经10,20mg/L ZnO纳米颗粒悬液长期接触(30d)后,TN去除率由投加前的81.4%,80.5%分别下降至66.1%,47.4%,NH+4-N去除率由投加前的80.4%,84.3%分别下降至62.1%,53.4%。随着ZnO纳米颗粒质量浓度的增加,硝化速率也明显下降。FISH定量分析表明,长期(30d)暴露于10~20mg/L的ZnO纳米颗粒环境中,活性污泥中的AOB和NOB丰度水平大幅降低,60d后略有回升。【结论】10~20mg/L ZnO纳米颗粒悬液对脱氮菌群生长和代谢活性均产生较明显的抑制作用,这是活性污泥脱氮效果明显降低的主要原因。     

转双Bt基因巨霸杨外源基因表达及抗虫性检测

为提高转基因杨树中Bt基因的表达效率并扩大抗虫谱,以同时转入Cry1Ac和Cry3A基因的转双Bt基因巨霸杨(Populus deltocdes‘55/56’×P.deltocdes‘2KEN8’)株系1年生苗为材料,对外源基因的表达和抗虫性进行检测。经PCR检测,证明目的基因已被整合到巨霸杨基因组中。利用荧光定量PCR和ELISA技术检测了4个转基因株系叶片中Bt基因的转录丰度和毒蛋白表达量。结果表明:不同株系间Bt基因的转录丰度存在显著差异,Cry3A基因的转录丰度显著高于Cry1Ac基因的转录丰度;2种Bt毒蛋白表达量在各株系间存在显著差异,Cry3A毒蛋白质量分数均显著高于Cry1Ac毒蛋白质量分数。各株系对鳞翅目害虫美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫抗虫效果不明显,且无显著差异;对鞘翅目害虫柳蓝叶甲(Plagiodera versicolora)表现出极高抗虫效果,且均显著高于转单基因Cry3A 741杨高抗株系CC84,不同株系间存在显著差异。     

车轮虫丰度与水环境因子相关性研究

为了解车轮虫(Trichodina spp.)丰度与水环境因子之间的相关性,对养殖水体黄颡鱼腮部寄生的车轮虫丰度进行了统计,同时对水体的温度、总磷、活性磷、总氮、亚硝酸盐、氨氮的数值进行了测定.相关性分析表明,黄颡鱼腮部寄生车轮虫丰度与总磷的浓度、活性磷浓度、总氮的浓度显著负相关;与亚硝酸盐浓度显著正相关;与温度(24～30.5 ℃)、氨氮浓度无显著相关性.     

保护性耕作对西北旱区土壤微生物空间分布及土壤理化性质的影响

【目的】保护性耕作在中国西北旱区已得到了广泛应用,是农业生产中重要的技术措施。探析保护性耕作对土壤肥力和土壤微生物群落结构的影响,有助于农业生产的可持续发展。本试验从土壤理化性质和微生物相结合的角度,探讨保护性耕作对土壤微生物空间结构的影响,以及旱作麦田微生物群落丰度和土壤理化性质的相关性,为推广保护性耕作措施提供理论依据和实践支持。【方法】以中国西北旱区土壤为研究对象,常规耕作翻耕(PT)为对照,设计深松耕(CPT)和免耕(ZT)两种保护性耕作方式,采用实时荧光定量PCR技术,测定土壤微生物群落丰度和土壤理化性质指标,并分析微生物群落空间分布与土壤理化性质和保护性耕作之间的关系。【结果】长期应用保护性耕作已对旱作麦田的环境产生显著影响,不同的耕作方式对土壤真菌和细菌群落丰度有不同的影响,两者对3种耕作方式均有不同程度的响应;在不同的耕作方式下,土壤微生物空间分布不均,连续性较差,空间变异程度较高,表现出强烈的空间聚集分布。耕作方式对土壤理化性质和酶活性也有显著的影响,与传统翻耕相比,深松耕和免耕方式能显著提高土壤黏粒、水分、全氮、铵态氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。典范主分量分析(CPCA)结果表明,土壤微生物群落丰度和理化性质变化主要受到耕作方式的影响,并且土壤微生物群落丰度与理化性质密切相关,在免耕方式下,土壤黏粒、水分和铵态氮含量等显著影响土壤细菌群落分布;在深松耕方式下,土壤可溶性碳含量和过氧化氢酶活性等显著影响土壤真菌群落分布。【结论】旱作麦田采用保护性耕作,可以影响土壤微生物群落丰度和空间分布,并且显著影响土壤理化性质,进而影响土壤微生物空间结构。同时,土壤水分和碳氮含量分别显著影响土壤细菌和真菌丰度。     

我国北方潮土玉米不同生长时期古菌群落结构和丰度的变化

采用16S rRNA基因末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR技术,研究玉米不同生长时期土壤古菌群落组成和丰度的变化。结果表明,不同生长时期,根际土和非根际土古菌优势种群无显著变化,古菌群落组成无明显分离。乳熟期和完熟期古菌Shannon指数显著高于拔节期和抽雄期(P0.05),根际土抽雄期古菌Evenness指数显著低于其他生长时期(P0.05),非根际土不同生长时期Evenness指数差异不显著(P0.05)。土壤古菌16S rRNA基因丰度随生长时期的推进呈先升高后降低的趋势,乳熟期最高,拔节期最低,乳熟期显著高于拔节期和完熟期(P0.05),与抽雄期差异不显著(P0.05)。同一生长时期根际土和非根际土间无显著差异(P0.05)。     

牦牛全基因组单纯型微卫星分布特征分析

为探究牦牛全基因组中重复序列的组成特征,本研究以染色体水平的牦牛全基因组（BosGru3.1）为研究对象,利用生物信息学方法对牦牛基因组中的单纯型SSRs序列进行了检测,并对其分布特征进行综合分析。结果表明：1）在牦牛全基因组（2.83 Gb）中,共筛选出778 413个单纯型SSRs,总长度为14.42 Mb,占全基因组序列总长的0.51%,相对频率和相对密度分别为274.92 loci/Mb和5 094.43 bp/Mb。2）牦牛31条染色体中,1号染色体所含的SSRs数量最多（48 592个,6.24%）,29号染色体所含的SSRs数量最少（11 758个,1.51%）,染色体DNA序列长度与其所含SSRs数量呈显著正相关（P<0.001）。3)6种重复类型的单纯型SSRs在牦牛基因组中分布不均匀,其中单碱基重复类型的SSRs数量最多（320 592个,41.19%）,其次是两碱基（197 824个,25.41%）、三碱基（130441个,16.76%）、五碱基（75 056个,9.64%）、四碱基（52 523个,6.75%）和六碱基（1 977个,0.25%）。4）各重...     

黄河口邻近海域浮游植物群落及其多样性的长期变化(1960-2010)

研究了1960―2010年黄河口邻近海域浮游植物群落及其多样性的长期变化,数据来源于19次调查245份样品。使用小型浮游生物网垂直采集浮游植物样品,于光学显微镜下进行分类统计。共鉴定出浮游植物108种,其中硅藻(Bacillariophyta)87种,甲藻(Pyrrophyta)17种,角毛藻(Chaetoceros spp.)和圆筛藻(Coscinodiscus spp.)分别出现了27种和10种。浮游植物总丰度年代际平均为2.74×10~6 ind/m~3,在20世纪80年代出现峰值,高达16.8×10~6 ind/m~3。硅藻在20世纪占据优势,群落以角毛藻、圆筛藻等大的中心硅藻为主,进入21世纪后出现小型化的趋势,舟形藻(Navicula spp.)、新月菱形藻(Nitzschia closterium)等羽纹硅藻以及具槽帕拉藻(Paralia sulcata)等底栖性物种开始形成优势。甲藻丰度出现了上升的趋势,角藻(Ceratium spp.)、夜光藻(Noctiluca scintillans)、原多甲藻(Protoperidiniumspp.)开始增多。50年来,星脐圆筛藻(C.asteromphalus)、辐射圆筛藻(C.radiatus)、柔弱角毛藻(C.debilis)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)等物种在群落中一直占据较为明显的优势,但是优势种组成演替和格局转换明显。在黄河持续断流和强厄尔诺事件的共同影响下,口区浮游植物丰度和多样性在20世纪末降至最低,平均仅为87.7×10~4 ind/m~3和1.97(Shannon-Weaver指数)。进入21世纪后,调水调沙等人类活动对口区浮游植物丰度和多样性水平的改善产生了积极影响,较20世纪末分别有了2.3倍和16.8%的增加,呈现出稳步回升的趋势。对黄河口浮游植物群落及其多样性长期变化过程的研究,为河口生态系统演变和健康保护、渔业资源的增殖养护提供了基础资料。