应用与环境生物学报 /oa 季节性积雪下的高山草地凋落物分解 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04013 青藏高原高山草地的凋落物分解是其生物地化循环过程的重要一环. 采用样方调查法估测两种典型地形条件下高山草地单位面积的年凋落物产量,分析定面积凋落物分解袋中的初始装袋量与凋落物分解率的关系,估算最佳初始凋落物装袋量. 通过积雪期设置双面凋落物分解袋于浅雪、深雪、无雪及人工雪被处理下,比较不同的雪被处理下凋落物的分解率,同时测定对应的土壤温度及土壤微生物生物量碳氮含量,进而分析土壤微生物生物量碳氮与凋落物分解率之间的相关关系. 研究发现:(1)两种典型样地内植物凋落物在自然状态下的年产生量均约为90 g/m2;(2)非生长季中凋落物分解率与凋落物初始重量呈负线性相关,凋落物初始装袋量3 g是研究分解率的相对较佳重量;(3)随着积雪厚度的增加,非生长季土壤温度和凋落物分解率提高,同时也促进了土壤微生物生物量的积累,凋落物分解率和土壤微生物生物量碳、氮在深雪与无雪处理下分别达到最大值(分别为10.15%,156.37 mg/kg,75.89 mg/kg)和最小值(分别为3.07%,65.38 mg/kg,20.17 mg/kg). 土壤微生物生物量碳、氮均与凋落物分解率呈显著相关性(P < 0.05). 综上所述,即便在冬季气温低于冰点的情况下,雪被的隔绝作用使得土壤微生物活动依然活跃进行;雪被变化既改变了土壤环境因子及凋落物分解率,也深刻影响着高山草地生态系统的结构与功能. (图5 表2 参45) 2019年03月01 00:00 2019年01期 1 8 1483945 周天阳, 王金牛, 杜文涛, 徐波, 周海燕, 谢雨, 吴彦 华西雨屏区几种乡土树种不同物候关键时期凋落物的有机组分特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04002 凋落物的有机组分含量可随着植物生长节律及物候期变化而改变. 以华西雨屏区喜树(Camptotheca acuminata)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、柏木(Cupressus funebris)和柳杉(Cryptomeria fortune)为研究对象,通过定点动态收集萌芽期、展叶期、盛叶期和落叶期凋落物组成,分析其水溶性组分(Water soluble component,WSC)、有机溶性组分(Organic solvent soluble component,OSC)、酸溶性组分(Acid-soluble extractive,ASE)和酸不溶性组分(Acid-insoluble residue,AIR)的差异. 结果显示,相同树种中,各器官凋落物的WSC相对含量呈现逐渐减小的趋势,OSC相对含量在一年中总体呈现盛叶期增加、落叶期降低的趋势,ASE相对含量在各物候期间变化不显著,AIR相对含量则表现出增加的变化趋势,凋落叶、枝木质纤维素指数(LCI)表现出上升的趋势,凋落果则为下降趋势;同一物候期,凋落物中的WSC相对含量表现为喜树高于其他树种,AIR相对含量表现为针叶树种高于阔叶树种;4个树种凋落叶在盛叶期均表现出较高的WSC和OSC相对含量,凋落枝则有较高的OSC相对含量;萌芽期和盛叶期的凋落枝呈现出较高的ASE相对含量和较低的AIR相对含量与LCI值. 本研究表明,关键时期、物种类型、器官类型及其相互作用对凋落物中WSC、OSC、ASE和AIR相对含量具有不同程度的影响;结果可进一步丰富对生态系统碳的归还等特征的认识. (图4 表1 参42) 2019年03月01 00:00 2019年01期 9 15 877438 何聪, 任颖, 麦淑媛, 袁吉, 游成铭, 王旭熙, 吴福忠 华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解对模拟氮、硫沉降的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03014 纤维素是森林凋落叶中含量最多的难分解物质,采用凋落叶分解袋法,以CO(NH2)2为氮源、Na2SO4为硫源,设置氮、硫双因素三水平共9种处理,即对照(CK)、低氮(LN)、高氮(HN)、低硫(LS)、高硫(HS)、低氮低硫(LNLS)、高氮低硫(HNLS)、低氮高硫(LNHS)和高氮高硫(HNHS),研究氮、硫沉降对华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解的影响. 结果显示,氮、硫沉降各处理的纤维素损失率在沉降第4个月时最大,损失30.7%-43.1%,在第8个月时最小,净累积6.8%-29.3%;LN和LNLS对纤维素酶活性和凋落叶纤维素损失率的影响不显著,LS显著提高了分解过程中凋落叶C/N值、纤维素酶活性和纤维素损失率,HN、HS、HNLS、LNHS和HNHS显著降低了纤维素酶活性和纤维素损失率;模拟氮、硫复合沉降对纤维素降解的交互作用显著. 本研究表明,氮、硫沉降相互作用共同影响华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素的降解,进而可能影响该区域常绿阔叶林生态系统物质循环和能量流动. (图4 表5 参36) 2019年03月01 00:00 2019年01期 16 22 912429 铁烈华, 符 饶, 张仕斌, 周世兴, 黄从德 中亚热带森林转换对土壤微生物群落结构的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.09006 森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统;土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,其变化与土壤肥力的改善密切相关. 采用磷脂脂肪酸法对南平市顺昌县武坊林场的常绿阔叶天然次生林和杉木人工林的土壤微生物群落结构、土壤养分及其之间的相互关系进行研究. 结果表明,常绿阔叶天然次生林土壤的总碳含量、全磷含量、铵态氮、微生物量碳以及碳氮比(C/N)均显著高于杉木人工林(P < 0.05),而2个林分间土壤的总氮含量、有效磷含量差异无显著差异(P > 0.05). 常绿阔叶天然次生林的革兰氏阳性菌、真菌、总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G+:G-)、细菌真菌比(F:B)显著高于杉木人工林. 皮尔森相关分析结果表明细菌、真菌、总磷脂脂肪酸与总碳、全磷、铵态氮、微生物量碳含量显著相关,总磷脂脂肪酸与酸碱度(pH)显著相关(P > 0.05). 主成分分析表明第1主成分与第2主成分共同解释了微生物群落结构变化的97.86%,表明森林转换后不同林分的土壤微生物群落结构存在显著差异. 冗余分析结果表明第一轴和第二轴分别解释了89.9%和6.7%,土壤全磷、铵态氮、硝态氮对土壤微生物群落结构的影响最大. 本研究结果表明森林转换下土壤微生物群落结构与土壤养分含量具有显著相关性,这对于提高土壤肥力,营造可持续发展的杉木人工林有着重要参考价值. (图3 表4 参32) 2019年03月01 00:00 2019年01期 23 28 815715 楚海燕, 李若南, 李靖雯, 钟兆全, 刘小飞, 李一清 洪涝灾害干扰下受损自然恢复林地土壤基本性状及分形维数特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04032 选取重大洪涝灾害干扰下受损自然恢复3种不同林地(毛竹林、杉木林、次生阔叶林)为研究对象,以未受损林地为对照,测定不同林型土壤基本性状指标(包括土壤颗粒组成在内的物理性质、主要养分含量),并运用分形理论计算了分形维数D值,探讨分形维数与土壤基本性状的相关关系. 结果表明:(1)3种不同林型土壤均以粉粒含量占比最大,分形维数在2.58-2.70之间,0-10 cm土层分形维数表现为毛竹林>杉木林>次生阔叶林,受损自然恢复林地>未受损林地,其中次生阔叶林的受损自然恢复林地与未受损林地差异显著. (2)毛竹林与次生阔叶林土壤容重表现为受损自然恢复林地显著大于未受损林地,土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度与总孔隙度则相反,受损自然恢复与未受损杉木林间土壤物理性质的差异较小;各林型土壤养分含量随土层深度的增加而降低,且受损自然恢复林地显著低于未受损林地,总体恢复状况表现为杉木林>次生阔叶林>毛竹林. (3)土壤分形维数与土壤黏粒含量、土壤容重存在显著正相关关系,与有机质、全氮、土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度及总毛管孔隙度存在显著负相关关系. 因此,分形维数能够客观地表征土壤的结构特征以及土壤养分肥力特征;受损恢复林地土壤条件还未达到未受损林地的水平,对恢复状况较差的毛竹林,可以适当地进行人工植树造林,优化群落结构,进而改善土壤条件,促进灾害干扰下受损植被的恢复进程. (表5 图1 参45) 2019年03月01 00:00 2019年01期 29 37 1191844 罗清虎, 吴建召, 崔羽, 孙凡, 林勇明, 王道杰, 吴承祯 不同恢复年限人工草地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.05005 应用对比分析和空间代替时间的方法,以黄土高原丘陵沟壑区罗玉沟流域不同恢复年限的人工草地土壤为研究对象,分析土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征的变化,探讨它们与土壤理化性质之间的关系. 结果表明,随着恢复年限的增加,人工草地土壤有机碳、全氮和全磷含量均增加,恢复至8年以后有机碳含量保持平稳. 人工草地土壤C/N呈先增后减的趋势,变化范围为10.66-13.62,与全国土壤C/N平均水平持平;土壤C/P和N/P呈先增后减再增的趋势,变化范围分别为9.19-13.18和0.82-1.17,均低于全国水平. 土壤有机碳、全氮和全磷与土壤含水率、容重、孔隙度和pH值之间呈显著的相关关系(P < 0.01),土壤有机碳、全氮和全磷含量间具有显著的正相关性(P < 0.01). C/N与全氮含量存在显著负相关关系,与有机碳含量不存在相关性,说明C/N受氮素影响较大;C/P与有机碳含量呈显著正相关(P < 0.01),与全磷含量不相关,则说明C/P主要受碳素限制;而N/P与全氮、全磷含量均达到显著正相关(P < 0.01),说明N/P由氮素、磷素共同决定. 由此可知,氮和磷是该地区主要的限制营养元素;本研究结果可为当地通过合理利用草地恢复方式改善土壤质量和维护草地健康提供理论参考. (图2 表4 参53) 2019年03月01 00:00 2019年01期 38 45 902193 欧延升, 汪霞, 李佳, 贾海霞, 赵云飞, 黄政, 洪苗苗 层次分析法在若尔盖湿地退化研究中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03042 若尔盖高原沼泽湿地是我国面积最大的高寒沼泽湿地,在涵养水源、调节气候等方面具有十分重要的生态功能. 采用Arcgis版本,分别从1978、1990、2000和2008年的中国湿地分布图中提取出若尔盖高原的湿地分布图,分析4个时期湿地的面积变化. 发现若尔盖高原湿地面积由1978年的6 170 km2下降至2008年的5 379 km2,整体变化幅度为-12.83%,变化率为-0.43%. 通过层次分析法分析若尔盖高原湿地面积减少的驱动因子,发现导致湿地面积减少的主要因子是超载过牧、挖沟排水、降雨变化、鼠虫害、人口增长,其权重值分别为0.380 1、0.157 3、0.138 6、0.075 2、0.073 3. 上述结果表明若尔盖高原湿地在过去30年呈退化趋势,而导致湿地退化的原因是自然因素和人类活动的共同作用. (图4 表4 参37) 2019年03月01 00:00 2019年01期 46 52 4437718 王元云, 何奕忻, 鞠佩君, 朱求安, 刘建亮, 陈槐 牦牛排泄物输入对若尔盖高寒泥炭地土壤短期氮转化的潜在影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04004 牦牛放牧是若尔盖泥炭地一个普遍现象,牦牛排泄物直接返还于泥炭地. 通过室内短期培养实验,利用15N稳定同位素成对标记法结合马尔可夫链蒙特卡洛随机采样方法(MCMC)数值模型,研究牦牛排泄物输入对泥炭地土壤氮初级转化速率的影响. 结果表明,施粪组土壤NH4+-N的总生产速率(17.49 mg kg-1 d-1)约为对照组的2倍(8.94 mg kg-1 d-1),其中有机氮的矿化作用是其主要来源途径. 两种处理土壤NH4+-N的总消耗速率均大于各自总生产速率,其中被微生物的同化作用固定于难分解有机氮库中的NH4+-N分别占其总消耗量的70%(对照组)和91%(施粪组). 微生物的自养硝化作用是两种处理土壤NO3--N的主要产生途径,分别为5.31 mg kg-1 d-1(对照组)和2.13 mg kg-1 d-1(施粪组),均占各自NO3--N总生产量的80%以上. 对照组和施粪组土壤NO3--N的主要利用方式均为NO3--N的异化还原作用,分别为0.20和0.24 mg kg-1 d-1. 施粪组土壤N2O累积排放量最高,为7.81 mg kg-1,对照组次之,为6.08 mg kg-1,施尿组最少,为3.04 mg kg-1. 施粪和施尿使土壤CH4累积排放量分别增加了2.08和9.49 mg kg-1. 施粪组和施尿组土壤CO2累计排放量分别为对照组(145.17 mg kg-1)的3.89倍和22.63倍. 总体来说,牦牛粪便输入通过促进土壤有机氮的矿化作用、抑制微生物的自养硝化作用以及促进NO3--N的异化还原作用,提高了土壤的供氮能力和减少了NO3--N的淋溶风险. (图4 表3 参71) 2019年03月01 00:00 2019年01期 53 62 1064697 王兴灵 薛丹, 陈槐, 刘建亮, 詹伟, 胡骥, 张金波, Christoph Müller 川西北典型牧业县放牧家畜数量及结构的空间分布特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03025 家畜数量、放牧强度和畜群结构直接影响草地状况,为了解并促进协调好畜牧经济发展和草地生态保护之间的关系,以2016年川西北阿坝藏族羌族自治州5个典型牧业县主要放牧家畜的存栏数、放牧强度和基础母畜百分比为基础,利用属性数据空间化技术,构建家畜空间分布格局图,分析川西北牧区主要放牧家畜牦牛及绵羊的空间分布特征. 结果表明,2016年川西北典型牧业县的放牧家畜主要分布于若尔盖县与红原县,并且具有从北向南逐渐递减的趋势,其中若尔盖县西部牦牛和绵羊的总存栏数最多在113 870以上,壤塘县和松潘县相对较少,大部分区域存栏数在30 166以下. 放牧家畜放牧强度与存栏数在空间上关联性不明显,放牧强度较高的地区主要在若尔盖县和阿坝县,其中阿坝县的哇尔玛乡放牧强度最大,值为8.55羊单位/hm2(0.57羊单位/亩),其次为壤塘县和红原县,松潘县放牧强度最低. 就畜种结构而言,绵羊主要分布在若尔盖县北部,而牦牛主要分布在红原县大部、阿坝县东北部及若尔盖县南部;畜群结构中基础母畜比例最高的县主要是红原和壤塘,平均为62.5%以上. 本研究明晰了川西北典型牧业县放牧家畜的空间分布特征、畜牧结构和载畜情况,可为实现川西北草地草畜平衡及促进畜牧经济发展提供借鉴依据. (图9 参24) 2019年03月01 00:00 2019年01期 63 68 9363765 陈晓霞, 石福孙, 孙飞达, 李飞 不同秸秆还田量对华北小麦—玉米体系土壤中小型节肢动物的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03036 了解华北潮土区不同量秸秆长期还田对土壤中小型节肢动物的影响,在农业农村部环境保护科研监测所武清农业生态试验站调查了冬小麦和夏玉米秸秆不还田(对照,S0)、秸秆25%还田(S25)、秸秆50%还田(S50)、秸秆75%还田(S75)和秸秆100%还田(S100)等处理定位试验的土壤中小型节肢动物群落变化. 共鉴定出玉米田中小型土壤动物2 394个,隶属于7纲6目47科. 等节跳科(Isotomidae)、棘跳科(Onychiuridae)为优势类群. 常见类群为18个,稀有类群27个,分别占采集总数的64.83%和5.97%. 与对照相比,秸秆还田降低了土壤动物类群,且类群数随还田量的增加呈下降趋势. 但秸秆还田对土壤动物数量无显著性影响(P > 0.05). 秸秆还田能增加土壤0-10 cm土层动物多样性指数H、均匀性指数J和丰富度指数D. 上述结果表明,土壤中小型节肢动物群落组成与秸秆还田相关,秸秆连续还田对表层(0-10 cm)土壤动物有促进作用,有利于其群落稳定. (图2 表2 参23) 2019年03月01 00:00 2019年01期 70 75 806711 张婷, 孔云, 李刚, 杨殿林, 赵建宁, 张贵龙, 王丽丽, 修伟明 钒钛磁铁矿尾矿土壤解钾细菌的多样性及镉对其解钾能力的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04016 解钾菌能分解钾长石、磷灰石等不溶硅铝酸盐无机矿物,使土壤难溶性钾转化为可溶性养分,促进作物生长发育,而钒钛磁铁矿尾矿土壤中解钾细菌的多样性及重金属镉对细菌解钾能力是否有影响尚不清楚. 从攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中分离纯化细菌资源,通过对细菌解钾能力的定性筛选和定量测定获得高效解钾细菌,利用16S rRNA基因相似性与系统发育分析明确解钾细菌的进化地位,研究不同浓度镉胁迫下高效解钾细菌解钾效率的变化规律,揭示镉对细菌解钾能力的影响. 结果显示,通过钾长石粉筛选培养基点接细菌,从136株钒钛磁铁尾矿土壤细菌中筛选出7株解钾细菌,包括根瘤菌(Rhizobium)3株、芽孢杆菌(Bacillus)2株、苍白杆菌(Ochrobactrum)1株、产碱杆菌(Advenella)1株,其在钾长石粉液体培养基中的解钾量为18.63-31.32 mg/L. 其中,产碱杆菌KT106解钾能力最强,在培养第6天时解钾量最大;KT106对镉表现出一定的耐受性,其在不同浓度的镉胁迫下解钾效率降低. 本研究表明,攀枝花钒钛磁铁尾矿土中仅有5%细菌具有解钾能力,较高浓度的重金属镉对细菌解钾能力有抑制作用,结果可为解钾促生细菌强化植物修复重金属污染土壤提供科学支撑. (图4 表1 参37) 2019年03月01 00:00 2019年01期 76 82 1447828 崔永亮, 李艳梅, 李利军, 游棵, 郑晓琴, 涂卫国, 王琼瑶, 庄启国, 王永志, 吴帆, 余秀梅 盐胁迫对欧美杂交杨异戊二烯释放和光合参数的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03039 为揭示2种欧美杨(Populus deltoides × Populus nigra)光合速率、异戊二烯释放速率、生长形态对盐胁迫的响应,以欧美杨895、欧美杨1388为试验材料,用浓度为0、0.18 mol/L的NaCl溶液对其进行处理,测定不同处理下2种欧美杨气体交换指标、异戊二烯释放的相关参数以及生物量相关的生长指标. 结果显示:盐胁迫显著降低了2种欧美杨的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)及蒸腾速率(Tr),但其胞间CO2浓度(Ci)并未受到影响;盐胁迫下,2种欧美杨的异戊二烯释放速率和异戊二烯合酶反应系数明显降低,但异戊二烯的直接前体物二甲基烯丙基二磷酸酯(DMADP)库容在统计学上并没受到显著的影响,这说明盐胁迫下异戊二烯释放速率的降低主要是由异戊二烯合成酶活性的降低所导致;2种欧美杨的相对生长速率和总干物质量在盐胁迫下均显著下降,其中1388品种的根和茎干重占总干物质量的比例显著高于895品种,而其叶干重刚好相反,说明2个品种不同器官的生物量分配在盐胁迫下存在差异. 综上所述,2种欧美杨对盐胁迫的响应相似,抗逆性也没有表现出显著差异,但其异戊二烯释放速率以及光合速率下降的调控机制有所差异,这很可能是2个品种不同器官的生物量分配产生差异的原因. (图4 表1 参20) 2019年03月01 00:00 2019年01期 83 88 864855 沈燕, 方升佐, 孙志鸿 香樟幼龄林不同叶龄叶片的光合特征和单萜释放规律 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04023 浙江农林大学林业与生物技术学院 杭州 311300 2019年03月01 00:00 2019年01期 89 99 1719271 商天其, 孙志鸿 地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体对酸雨胁迫的耐受性差异 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.0301 通过长期的进化,植物可以在个体、细胞及生理生化等多个水平上对酸雨胁迫作出响应. 采用不同pH的模拟酸雨胁迫处理苔藓植物地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体,比较两者之间的耐受性差异. 结果表明:(1)与对照(pH 6.8)相比,酸雨胁迫可对地钱造成可见伤害症状;存活率、叶绿素含量、PSII原初光能转化效率(Fv/Fm)和实际光化学量子产量(Yeild)均降低,而丙二醛(MDA)含量、抗氧化物酶(POD、SOD、CAT)活性、基础荧光(F0)和非光化学淬灭系数(NPQ)均升高. (2)与对照相比,中(pH 4.0)、重度(pH 2.5)酸雨胁迫可对地钱的上述测定值造成显著影响;(3)中度酸雨胁迫下,存活率、MDA、POD、SOD、光合色素含量、Fv/Fm值、F0、NPQ值和Yeild值的变化雌雄之间均达到了显著性差异水平,其中雌性的存活率、POD、SOD 、Fv/Fm值和Yeild值均低于雄性. 综上所述,酸雨胁迫会对地钱的植株、细胞膜系统以及光合系统造成不同程度的损伤,且雌雄配子体之间存在差异;酸雨胁迫下雄配子体抗褪绿和抗氧化的能力要高于雌配子体,表现出对酸雨胁迫更强的耐受性. 本研究结果可为深入研究植物的性别生态适应以及酸雨对植被的影响提供重要的理论依据. (图3 表1 参52) 2019年03月01 00:00 2019年01期 100 107 4858303 柴淑丽, 陈亚菲, 樊晓旭, 杜泽萱, 王丽 文心兰15个miRNAs及其候选靶标的表达特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.08018 为了解miRNAs及其候选靶标在文心兰不同组织部位及假鳞茎受软腐病病原菌侵染中的表达规律,基于文心兰转录组和miRNA数据库进行分析,从中筛选获得15个miRNAs,结合生物信息学法对其候选靶标进行预测和功能注释,并利用实时荧光定量技术检测miRNA及候选靶标在文心兰不同组织部位和假鳞茎受软腐病病原菌侵染的表达情况. 结果表明,文心兰miRNA数据库的miRNA reads分析提示15个miRNAs不同成员可能在文心兰正常植株和感病不同阶段中差异表达. psRNATarget靶标预测显示,文心兰15个miRNAs有828个候选靶标,其中67个可能与抗病相关,包括丝氨酸/苏氨酸蛋白、F-box蛋白基因、锌指蛋白、RGA抗病蛋白等. 基于文心兰miRNAs读取次数(Reads)和Unigene候选靶标RPKM值,发现miRNAs及其候选靶标在文心兰正常植株和假鳞茎不同感病时段表达均存在差异. 实时荧光定量PCR分析显示,在文心兰不同组织部位中,miR159a、miR167b、miR168a、miR169a、miR171a和miR172a均在假鳞茎和叶中均大量表达,并与对应候选靶标的表达呈负调控关系,推测它们参与假鳞茎和叶的发育和形态建成. 在软腐病病菌侵染文心兰假鳞茎中,miR159a、miR168a、miR169a、miR171a和miR172a在8 h处理时表达量高,并且与对应的候选靶标在侵染0-8 h表达呈负调控关系,推测上述miRNAs通过负调控候选靶标在中期响应软腐病病原菌侵染过程;而miR167b在处理0 h高表达,并且与候选靶标在侵染0-8 h表达呈负调控关系,推测其通过下调表达参与软腐病病原菌侵染过程的响应. 上述研究表明,文心兰miRNAs通过介导候选靶标的裂解可能广泛参与文心兰不同组织的发育及软腐病病原菌侵染过程的响应. (图3 表3 参33) 2019年03月01 00:00 2019年01期 108 106 1122494 王培育, 林争春, 王丛巧, 高玉莹, 陈裕坤, 叶炜, 赖钟雄, 林玉玲 比较转录组研究钛离子对紫花苜蓿基因表达的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04028 钛离子可显著促进植物生长,增加作物产量. 以紫花苜蓿(Medicago sativa)为材料,用钛离子水溶液(0,8 mg/L)喷施植株叶面,24 h后取样进行Illumina高通量RNA-Seq测序,研究钛离子对紫花苜蓿叶片基因表达的影响,在转录水平上研究钛离子作用的分子机理. 以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)为参考基因组进行比对,结果显示,共获得28 437个注释基因. 差异表达分析表明,与对照相比,8 mg/L钛离子处理引起大量基因表达发生变化,482个差异表达的基因中247个上调表达,235个下调表达. GO和KEGG注释结果显示,大量核糖体(18)、热激蛋白(7)、转录因子WRKY(5)类编码基因上调表达;尽管抗病相关基因上调的个数(11)低于下调的(22),但这些抗病相关基因的总体表达量,FPKM从12 563上升至16 197. 下调的基因主要有细胞色素P450家族基因(上调2个,下调7个). 推测钛离子作为一种胁迫信号刺激紫花苜蓿产生应答,引起基因表达发生变化,上调了与生长和胁迫适应相关基因的表达,进而促进植物生长和提高对逆境的耐受性. 本研究为揭示钛离子调节植物生长的机制打下基础,为进一步钛离子制剂在农业生产中的应用提供指导. (图5 表4 参46) 2019年03月01 00:00 2019年01期 117 127 5062903 魏春梅, 栾威, 代娅, 王明秀, 陶向, 王艳, 李彩侠, 马欣荣 少根紫萍淀粉合成关键基因对寡营养胁迫的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04021 浮萍是一种形态高度退化的开花植物,环境适应性广,生长条件适宜时可以接近指数增长的速度在16-48 h内实现生物量的翻倍. 以寡营养处理,少根紫萍(Landoltia punctata)淀粉含量可在7 d内提高到45%以上(干重). 通过深入分析转录组数据,分别挖掘到ADP葡萄糖焦磷酸化酶编码基因(LpAGP)5个、颗粒结合型淀粉合酶基因(LpGBSS)2个、可溶性淀粉合酶基因(LpSSS)2个、淀粉分支酶基因(LpSBE)5个、异淀粉酶基因7个(LpISA)、普鲁兰酶基因(LpPUL)1个. 转录组定量结果表明LpAGPS1、LpAGPL2、LpAGPL3、LpGBSSI、LpGBSSII、LpSBEI-1、LpISA3和LpPUL1的表达量均因寡营养处理而上调. 通过qRT-PCR检测LpAGPs等16个淀粉合成关键基因的表达量,发现绝大部分淀粉合成相关基因表达量上调,而参与淀粉降解途径相关基因(如α-淀粉酶和β-淀粉酶编码基因)的表达量因寡营养处理而下调. 这种不同的调节方式促使少根紫萍淀粉合成“开源节流”,淀粉得以快速积累. 本研究结果可为进一步研究少根紫萍淀粉合成关键基因功能及淀粉积累机制奠定基础. (图3 表2 参33) 2019年03月01 00:00 2019年01期 128 135 1891707 王明秀, 栾威, 马欣荣, 陶向, 赵云 基于正交偏最小二乘判别分析法分析滇重楼和华重楼品质成分差异性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.05008 为促进重楼药材的鉴别和功效研究,以21个品质成分为指标结合正交偏最小二乘判别分析法(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA),对滇重楼(Paris polyphylla var. yunnanensis)和华重楼(P. polyphylla var. chinensis)品质成分进行差异分析. 结果显示,滇重楼和华重楼的主要品质成分存在明显差异,除元素As、Cd和重楼皂苷Ⅶ外,华重楼各主要成分含量高于滇重楼. 经OPLS-DA识别出样品中重楼皂苷Ⅰ、Ca、Ni、Cr、Cu、Mn、K、Sr、Mg和Hg元素,这10种品质成分的VIP值大于1,其中重楼皂苷Ⅰ、Ca、Ni、Cr、Cu、Mg、Mn和Sr元素为两种重楼药材的特征性差异成分. 本研究表明采用OPLS-DA分析重楼药材品质成分客观可靠,既可以鉴别区分滇重楼和华重楼,又可以掌握这两种重楼药材的品质成分差异. (图4 表1 参38) 2019年03月01 00:00 2019年01期 136 142 3274865 高嘉宁, 张丹, 何海燕, 曹龙武 卵孢菌素产生菌株角毛壳菌(Chaetomium cupreum)CH21-20发酵培养条件优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03043 卵孢菌素(Oosporein)是具有广谱抗菌活性的二联苯醌类化合物;角毛壳菌(Chaetomium cupreum)CH21-20为本实验室通过遗传改良获得的卵孢菌素高产菌株. 利用该菌株进行发酵条件研究,获得其最适发酵条件为接种量(体积分数)3%、初始pH 7.0、装液量60 mL/250 mL、摇床转速180 r/min、培养温度24 ℃. 培养基碳氮源和无机盐筛选结果表明,15.0 g/L蔗糖、5.0 g/L蛋白粉及0.5 g/L氯化钠能显著提高卵孢菌素产量. 以卵孢菌素为响应值,对蔗糖、蛋白粉、氯化钠进行三因素三水平的Box-Behnken实验设计及响应面法优化研究,得到蔗糖、蛋白粉及氯化钠的最佳配比分别为15.63 g/L、5.22 g/L、0.53 g/L,预测在此发酵条件下卵孢菌素最高产量可达2 547 μg/mL,实验验证得到卵孢菌素产量为2 478 μg/mL,与预测值接近;发酵条件优化后,卵孢菌素产量提高了56.14%. 本研究获得了卵孢菌素稳定高产的摇瓶发酵技术参数. (图7 表7 参25) 2019年03月01 00:00 2019年01期 143 150 2477998 苟学磊, 钟娟, 周金燕, 舒丹, 赵杰, 杨杰, 谭红 耐热毛栓孔菌S0301同核体菌株的快速鉴定及产漆酶能力比较 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.01017 栓孔菌属(Trametes)真菌菌株漆酶同工酶种类多,产漆酶优势独特,是重要的工业漆酶来源之一. 为建立方便快捷的获得同核体菌株的方法,以高产漆酶耐热毛栓孔菌Trametes trogii S0301为研究对象,在利用原生质体再生技术得到再生单菌、通过PCR克隆获得该菌株交配型基因b1、b2位点序列的基础上,设计b1、b2交配型基因特异引物并对各再生菌落中不同交配型基因类型进行识别,结合经典的锁状联合显微镜观察,共从45个性状稳定的再生菌株中获得了19个b1b2型异核体菌株,26个b1型同核体菌株,同核体菌株检出率为57.8%,且PCR鉴定结果和锁状联合观察结果一致. 此外,还发现b1型同核体菌株菌丝细、菌落稀疏,有更快的蔓延速度,在不添加漆酶诱导剂Cu2+的固体培养基中表现出更强的产漆酶能力. 本研究表明PCR克隆交配型基因的方法适用于同核体菌株的快速鉴定,同时b1型同核体菌株具有产漆酶的优势. (图3 表3 参22) 2019年03月01 00:00 2019年01期 151 155 1333626 高升, 张宇, 伍圆圆, 杨恩, 徐慧妮, 伊日布斯, 陈玉惠, 严金平 微量元素对蔬菜废弃物连续厌氧消化系统微生物群落结构的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03035 以蔬菜废弃物为原料的厌氧消化过程产甲烷能力下降时,通过添加微量元素可使其恢复稳定状态,因此研究微量元素对厌氧消化系统微生物结构的影响对优化系统性能具有重要意义. 采用70 L厌氧发酵罐,有效体积59.5 L,在中温35 ℃条件下进行蔬菜废弃物厌氧消化的连续冲击负荷试验,根据CH4含量变化规律,及时添加微量元素(Fe、Co、Ni)促进厌氧消化过程. 样品采用16S rRNA基因扩增和MiSeq测序技术分析微生物群落的结构. 结果表明,微量元素对细菌群落的影响主要作用于拟杆菌门、厚壁菌门及螺旋菌门. 在属水平上,第一次微量元素的添加诱导了拟杆菌门中的VadinBC27 wastewater-sludge的增加,相对丰度从54.1%升至68%,降低了厚壁菌门中Erysipelotrichaceae UGG-004以及螺旋菌门中Sphaerochaeta. 第二次微量元素的添加,主要降低了螺旋菌门中的Sphaerochaeta,相对丰度从11.4%到4.4%,以及诱导拟杆菌门中Bacteroides的产生,提高了原料利用率,降低了酸化的抑制作用. 微量元素对蔬菜废弃物厌氧消化过程中产甲烷菌群落的影响主要在甲基营养型Candidatus Methanoplasma、甲烷鬃菌属为主导的乙酸营养型. 当挥发性脂肪酸含量较高时,Candidatus Methanoplasma占主导地位,微量元素添加后则会诱导甲烷鬃菌为主导的乙酸营养型甲烷菌的产生,相对丰度从2.3%增至80%促进挥发性脂肪酸的消耗转化. 本研究表明,微量元素的添加对于微生物群落结构的改变显著,促进厌氧消化过程水解酸化与甲烷化的平衡,从而稳定运行. (图5 表2 参27) 2019年03月01 00:00 2019年01期 156 163 1596460 孙娟, 李东, 郑涛, 刘晓风, 陈琳, 何明阳 高温条件下混菌发酵合成气产乙酸及其群落结构 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04035 合成气(主要包括CO、H2和CO2)通过生物转化生产高附加值的生物燃料和化学品已引起人们广泛关注,微生物菌群作为生物转化的酶催化剂对合成气发酵产物组成和效率十分关键. 通过富集得到高温条件下分别稳定转化CO、甲酸钠和合成气的厌氧菌群,探究CO与甲酸钠转化菌混培物和合成气转化菌发酵合成气生成乙酸的能力,并分析其微生物群落结构. 结果显示,CO-甲酸钠转化菌混培物与合成气转化菌在合成气发酵前期主要进行CO的产氢反应生成H2和CO2以及同型产乙酸反应生成乙酸,CO利用率为100%,CO反应速率分别为6.93和6.34 mmol L-1 d-1;随后同型产乙酸菌利用H2和CO2继续合成乙酸,两者的乙酸最大累积量分别为9.11 mmol/L和8.01 mmol/L. CO-甲酸钠转化菌混培物主要菌群为Thermoanaerobacterium、Romboutsia、Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Desulfotomaculum属,合成气转化混菌则主要含有Romboutsia、Thermoanaerobacterium、Moorella、Eubacterium、Acetonema和Clostridium属,其中同型产乙酸菌广泛分布于Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Acetonema属. 本研究表明复配CO和甲酸钠转化菌可用于合成气高温发酵产乙酸,且转化能力优于合成气转化菌,结果可为合成气混菌发酵提供微生物资源和技术参考. (图3 表3 参32) 关键词 合成气发酵;混培物;乙酸;高温菌;微生物群落 2019年03月01 00:00 2019年01期 164 169 872744 鲁帅领, 朱慧, 符波, 刘宏波, 刘和 利用Golden Gate “One-POT”技术组装运动发酵单胞菌转录单元 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04043 为研究运动发酵单胞菌合成生物学及代谢工程,评估运动发酵单胞菌内源启动子及终止子,需要建立一种方便有效的多基因代谢途径组装方法. 通过Golden Gate方法构建了一个含有运动发酵单胞菌乙醇脱氢酶2编码基因启动子区(Padh2)、丙酮酸脱羧酶编码基因终止子区(Tpdc)和绿色荧光蛋白开放阅读框(gfp)的人工转录单元. 将含有IIS型限制内切酶BbsI识别和酶切序列的特异性接头添加到Padh2、Tpdc和gfp序列两侧,从而保证在一个反应体系中完成上述3个生物元件的酶切和连接,因此该技术被称作“One-POT”. 插入上述人工转录单元的穿梭质粒导入大肠杆菌和运动发酵单胞菌后可检测到发出绿色荧光的细胞. 结果显示通过Golden Gate方法可有效组装转录单元所需DNA生物元件. 本研究不仅可为运动发酵单胞菌合成生物学和代谢工程研究,尤其是设计多基因代谢途径组装方面提供技术工具,也可为评估运动发酵单胞菌内源启动子和终止子提供一种有效方法. (图5 表2 参34) 2019年03月01 00:00 2019年01期 170 175 2286083 杨依伟, 赵彩芳, 吴波, 秦晗, 何明雄 莱茵衣藻胞外聚合物的提取和红外光谱表征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.0402 胞外聚合物(EPS)是微生物细胞代谢过程中产生的高分子物质,其中的多种官能团通过络合、转化等反应改变周围环境的元素形态和活性,在污染生物修复中具有应用前景. 以模式微藻——莱茵衣藻为研究材料,采用加热法、NaOH法、EDTA法、阳离子交换树脂(CER)法、高速离心法提取莱茵衣藻的EPS,比较分析每种方法得到的EPS的含量及其组成成分,并结合LIVE/DEAD BacLight染色和激光共聚焦显微镜观察细胞活性,以确定莱茵衣藻EPS最适宜的提取方法. 结果表明,不同提取方法得到的EPS各组分含量有显著差异,5种方法的提取总量依次为NaOH法>加热法>CER法>EDTA法>离心法. 荧光染色和激光共聚焦显微镜检测结果表明,相对于NaOH法,加热法对微藻细胞的破坏程度较小,且傅里叶红外光谱分析结果表明,加热法提取的EPS出现N-H、C=O或C-N(蛋白质)和C-H、C-O-C、RHC(OH)(OR)(糖类)等吸收峰. 本研究表明加热法是莱茵衣藻EPS的最适宜提取方法,EPS的官能团信息sk可为后续研究莱茵衣藻EPS与重金属之间的相互作用奠定基础. (图7 表4 参37) 2019年03月01 00:00 2019年01期 176 183 1300430 李崇华, 马贵党, 尹斌, 焦小轩, 季荣博, 张春华, 葛滢 利用实际市政污水培养小球藻及优化外加碳源 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.05018 为探究不同工段市政污水培养小球藻过程中生物量与氮、磷、化学需氧量(COD)的去除效率,利用灭菌前后的进水、初沉池出水、污泥脱水液培养小球藻,经过7 d培养,在未灭菌污泥脱水液中获得最大藻生物量1.17 g/L;总氮、总磷、氨氮、COD的去除率分别为85.3%、99.0%、90.4%、62.0%. 为进一步提高污泥脱水液培养小球藻的生物量,对比两种低成本外加碳源CO2和粗甘油不同浓度(CO2:5、10、15、20%;粗甘油:1、2、4、6 g/L)下的藻生物量与污水处理效果. 结果在5% CO2和2 g/L粗甘油条件下得到最大藻生物量,分别为1.57 g/L和1.45 g/L,氨氮的去除率分别为95.1%和99.3%,总氮的去除率分别为95.5%和97.5%. 本研究表明未灭菌污泥脱水液更适合小球藻的培养,外加碳源于该工段污水中可提高藻生物量和氮的去除,结果可为能源微藻培养耦合实际市政污水处理和生物柴油副产物粗甘油的再利用提供基础参考. (图3 表2 参39) 2019年03月01 00:00 2019年01期 184 190 1680385 脱金华, 任洪艳, 刘方舟, 陈红芬, 阮文权 十二烷基硫酸钠降解菌株Pseudomonas sp. SDS-2的降解能力及其低温降解活性的调控[英文] /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.12053 尽管生物法已广泛用于表面活性剂废水的处理,但低温对微生物的代谢活性产生明显不利影响,导致出水难以稳定达标. 对筛选到的十二烷基硫酸钠(SDS)降解菌的降解能力进行考察,并对不同调控策略作用下该菌株的低温降解活性进行评估. 对筛选到的菌株进行16S rRNA基因序列测定与分析. 该菌株在不同温度、pH、底物浓度、接种量下的降解能力以及不同调控策略(低温驯化、外源物质添加)下的低温降解活性均以化学需氧量(COD)的去除率间接表示. 结果筛选到一株SDS降解菌,命名为SDS-2. 16S rRNA基因序列分析表明该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.). 该菌株的最佳生长条件为30 ℃、pH 9和120 mg/L氨浓度,而接种量对其降解活性无明显促进作用. 当SDS初始浓度为2 500 mg/L时,该菌株对SDS的去除速率(以COD计)可达到355.3 mg L-1 h-1. 15 ℃下,长期驯化可使该菌株的降解活性达到30 ℃时的水平;10 ℃下,添加外源物质丁二酸钠和硝酸钾可使COD的去除率在48 h内分别提高25.3%和24.6%;外加蛋白胨和复合维生素可使COD的去除率在24 h内分别提高22.8%和11.7%. 本研究筛选到的Pseudomonas sp. SDS-2具有高的SDS降解活性,可为实际含SDS表面活性剂废水的处理提供微生物资源;同时,本研究中的调控策略亦可为SDS低温生物处理提供潜在处理方法. (图7 表1 参33) 2019年03月01 00:00 2019年01期 191 198 899961 陈杨武, 张若木, 戴发志, 李旭东, 谭周亮 以黏土为载体的好氧颗粒污泥培养及其对番茄废水的处理 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03033 针对新疆番茄酱加工废水排放量大、有机物浓度高等问题,采用好氧颗粒污泥技术处理. 为了解黏土对于污泥好氧颗粒化进程的影响,在SBR反应器中接种絮体污泥并投加黏土,以人工合成番茄酱加工废水为基质培养好氧颗粒污泥,并采用扫描电镜、激光共聚焦(CLSM)、死活细菌染色以及高通量测序等技术表征活性污泥的颗粒化过程. 结果显示,在反应器中投加黏土运行20 d时获得平均粒径0.54 mm左右的好氧颗粒污泥. 颗粒污泥成熟后,污泥沉降性能较好,COD、NH4+-N、PO43--P的平均去除率分别达到90%、85%、40%以上. 扫描电镜下,颗粒污泥轮廓清晰,结构密实. CLSM显示,α-多糖、β-多糖和蛋白质作为胞外聚合物(EPS)的组成部分在颗粒中分布广泛,贯穿整个颗粒截面. 添加黏土培养的颗粒污泥死活细菌染色显示其死细菌数量积累程度更高,活细菌多位于外层并包裹着死细菌. 高通量测序结果显示,黏土投加后微生物多样性提高,Shannon指数由4.50增至4.79,动胶菌属和产黄菌属的相对丰度分别为37.87%和8.79%. 本研究表明投加黏土可促进好氧颗粒污泥形成,维持体系稳定运行及有机物降解效果主要源于微生物群落的共同作用. (图8 表1 参30) 2019年03月01 00:00 2019年01期 199 205 6485836 冯殿宝, 王维红, 王燕杉, 苏馈足 SMBBR工艺处理生活污水脱氮效能及其微生物多样性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.04039 微生物是生物膜法处理技术的核心,微生物多样性的研究对于生物膜法去除污染物的机理探讨具有重要意义. 采用特异性流化床生物膜反应器(Special Moving-Bed Biofilm Reactor,SMBBR)处理城市生活用水,并利用Illumina HiSeq高通量测序技术对各反应器的微生物分布以及菌群与环境因子的相关性进行研究. 结果显示,在水温20-30 ℃、上清液回流比为150%、DO为4 mg/L、水力停留时间为18 h的条件下,SMBBR对氨氮的去除率高达96.7%;SMBBR的好氧反应器和厌氧反应器的生物膜微生物种群结构组成存在不同,但优势微生物种群均为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes). 在属的水平检测到好氧反硝化菌红细菌(Rhodobacter)、陶厄氏菌属(Thauera),以及氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)亚硝化单胞菌(Nitrosomonadales)等. 另外,DO是影响微生物群落结构最显著的环境因子. 本研究表明环境因子会影响微生物群落替演,好氧反硝化以及氨氧化反应可能是SMBBR工艺中重要的脱氮机制. (图11 表1 参36) 2019年03月01 00:00 2019年01期 206 214 14375269 敬双怡, 李岩, 于玲红, 杨文焕, 朱浩君, 李卫平