应用与环境生物学报 /oa 泥石流频发流域物源区坡面植被群落特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.10017 为了解泥石流频发流域物源区坡面的植被特征和物种多样性,以蒋家沟流域沟谷南坡、北坡坡面为研究对象,对不同坡位植被群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析不同坡位群落的物种组成、重要值、物种多样性、地上地下生物量,并将地上地下生物量与多样性指数进行相关性分析. 调查样地共发现植物49种,其中北坡33种、南坡23种,以草本植物为主,各坡位物种组成、重要值之间存在显著差异,主要受到演替初期先锋性草本植物的影响;扭黄茅、拟金茅、荩草、田菁的重要值相对较大,它们对泥石流频发流域物源区有较强的适应能力,为该地区的常见物种,可作为后期生态修复中的主要配置物种. 不同坡位的群落特征和物种多样性存在差异,沟谷南坡Shannon-Wiener多样性指数表现为稳定区(2.311)>失稳区(2.161)>堆积区(2.036),北坡则表现为堆积区(2.626)>稳定区(1.338)>失稳区(1.057). 生物量表现为稳定区>失稳区>堆积区,总体则为北坡高于南坡. 基于以上结果,认为在泥石流频发流域物源区坡面植被自然恢复过程中,应加强对坡面失稳区的防治与保护,对堆积区进行合理整治,后期可通过人工引种乡土乔灌植物丰富物种组成,促进植被恢复和植物群落垂直结构的发展. (图2 表4 参35) 2018年08月20 00:00 2018年04期 681 688 1414233 罗清虎,孙凡,吴建召,崔羽,林勇明,王道杰,吴承祯 泥石流频发流域失稳性坡面主要植物种间关联性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11005 为揭示生态环境脆弱的泥石流频发流域植被群落结构特征及物种种间关系,在样方调查的基础上,基于2 × 2联列表,使用方差分析、χ2检验、Jaccard指数、Pearson相关系数和 Spearman秩相关系数检验,研究失稳性坡面稳定区、失稳区、堆积区的主要植物种间关联性. 方差分析检验显示:稳定区与堆积区各45个种对整体上均表现显著负关联,失稳区45个种对整体表现为不显著负关联,趋于独立分布. 不同检验结果显示:χ2检验的稳定区、失稳区、堆积区种对种间显著联结的分别有1对、4对、4对,种间正、负关联的种对数量比例分别为0.55、0.67、0.67. Pearson相关分析检验的稳定区、失稳区、堆积区种对种间显著联结的分别有8对、5对、5对,种间正、负关联的种对数量比例分别为0.36、0.45、0.45. Spearman秩相关分析检验的稳定区、失稳区、堆积区种对种间显著联结的分别有10对、6对、9对,种间正、负关联的种对数量比例分别为0.5、0.55、0.6. 各检验结果总体上具有相似性,但相互之间也有差异,在3个分区的各45个种对中,都是负关联种对数大于正关联种对数,大多数物种呈独立性分布且种间关系不显著. 上述研究表明失稳性坡面整体上植物群落还不稳定,泥石流频发流域生态脆弱区的物种种间关系易受环境的干扰;因此在植被恢复过程中应根据种间联结关系,合理选择配置物种,以促进群落结构发展与生态环境改善. (图4 表3 参40) 2018年08月20 00:00 2018年04期 689 696 960713 罗清虎,孙凡,崔羽,吴建召,林勇明,王道杰,吴承祯 梓叶槭的种群结构和群落特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.0904 梓叶槭(Acer catalpifolium Rehd.)是分布狭窄的极小种群野生植物. 为充分了解梓叶槭分布地种群现状和未来发展趋势以促进种群保护,对其5个分布点——财神庙(CSM)、般若寺(BRS)、张山村(ZSC)、伏虎寺(FHS)、报国寺(BGS)——进行群落调查,研究其种群结构及其生存群落的物种构成和群落特征. 结果表明,梓叶槭主要分布于常绿阔叶-落叶阔叶混交林中,不同样地的梓叶槭群落层次,即乔木层、灌木层以及草本层分别有伴生植物52种、74种和52种. 从梓叶槭的多度分配比例来看,BRS样地最大,为26.04%,随后依次是FHS、ZSC、BGS和CSM. 梓叶槭生存群落内,FHS、BRS、BGS和CSM样地的物种多样性指数均较高,但ZSC相对较低;在种群年龄结构的调查中发现,梓叶槭幼苗及幼树等级分布出现残缺,种群自然更新困难. 综上所述,梓叶槭生存群落内,不同生长层优势种占有较大的环境资源,是影响梓叶槭种子萌发、幼苗幼树生长和种群发展的主要障碍;本研究结果可为梓叶槭种群回归与复壮提供一定理论依据. (图2 表3 参31) 2018年08月20 00:00 2018年04期 697 703 1009496 张宇阳,马文宝,于涛,姬慧娟,高健,李俊清,高尚,柯蕾 贡嘎山高低海拔上优势杨柳科植物性别比例与繁殖特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09036 雌雄异株植物的性比问题一直是进化生物学的研究热点之一. 为揭示杨柳科植物不同性比格局的内在机理,从繁殖投入、种群密度和传粉效率等方面对贡嘎山两个海拔高度(2 000和2 600 m)上冬瓜杨和川滇柳的性别比例与繁殖投入进行对比研究. 结果显示:(1)低海拔下冬瓜杨和川滇柳雄雌性比(M/F)接近1:1平衡;而在高海拔区域出现性比失衡,即杨树偏雄(M/F = 2.36,P = 0.008),而柳树偏雌( M/F = 0.62,P = 0.033). (2)冬瓜杨和川滇柳种群密度随海拔升高均明显下降,但川滇柳密度显著高于冬瓜杨,柱头接收花粉数量亦显著高于冬瓜杨. (3)枝条水平上,杨柳的总繁殖结构生物量(花序干重+种子干重)在两个海拔上都为雌株高于雄株;相对繁殖投入在低海拔时雌株高于雄株,高海拔上冬瓜杨雌株高于雄株,而川滇柳由于叶片的补偿生长,包括更高的叶片生物量投入和光合能力,导致相对繁殖投入雌雄间无显著差异. 冬瓜杨雌株繁殖投入显著高于雄株,雌株对高海拔更敏感,因而高海拔时偏雄性. 川滇柳的繁殖投入在海拔间无差异,加之传粉效率较高,可能容易产生花粉管竞争,从而偏雌性. 本研究发现较之低海拔,贡嘎山上杨柳科植物在高海拔上叶与繁殖结构生物量权衡关系改变容易导致性比失衡,未来需在分子水平上,结合性别决定基因、性染色体和表观遗传学等进一步深入研究. (图2 表2 参36) 2018年08月20 00:00 2018年04期 704 710 1197985 樊艳欣,姜永雷,陈珂,类延宝 长江上游亚高山粗枝云杉人工林林冠对降水过程中氯离子的截留作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.0103 不断增加的大气氯离子(Cl-)浓度正在成为影响陆地生态系统过程的全球环境变化因子,为了解气候变化敏感且观测困难的山区人工林对大气Cl-的过滤效应,以川西亚高山粗枝云杉人工林为研究对象,监测分析2015年8月至2016年7月期间,大气降水(降雨和降雪)和穿透水中Cl-的动态变化及林冠对其的截留作用. 1年中共进行了33次大气降水的观测与采样,包括27次降雨和6次降雪. 大气降水中Cl-的平均浓度为1.33 mg/L,降雨中Cl-的平均浓度为1.41 mg/L,降雪中Cl-的平均浓度为0.98 mg/L. 通过降水输入到森林生态系统的Cl-总量为7.56 kg/hm2,其中,通过降雨的Cl-输入量为6.31 kg/hm2,通过降雪的Cl-输入量为1.25 kg/hm2. 1年内林冠的总截留量为2.61 kg/hm2,平均截留率为38.08%. 其中,林冠对降雨过程中Cl-的截留总量为2.20 kg/hm2,平均截留率为38.90%;对降雪过程中Cl-的截留总量为0.41 kg/hm2,平均截留率为34.39%. 8月的平均截留率最大,9月的平均截留率最小. 林冠对降水过程中Cl-的截留率与降水量呈显著负相关关系. 可见,川西亚高山粗枝云杉人工林林冠对Cl-具有较强的截留作用,这对于维持和改善长江上游水源涵养地环境具有重要意义;全球变化导致的降水格局变化可能会改变人工林林冠对大气Cl-的截留与过滤作用. (图4 表2 参37) 2018年08月20 00:00 2018年04期 711 717 816731 张钰,刘利,赵海蓉,吴福忠,谭思懿,刘俊成,杨万勤 降水和气温对中国森林降水利用效率的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09041 全球气候变化导致频繁的降水或干旱,降水量是影响生态系统生产力的关键因子. 根据全国17种类型的森林、1 266个森林样地的调查数据,分析中国不同类型森林的降水利用效率(Rain-use Efficiency,RUE)差异、与年均降水量的关系以及其他环境因子对RUE的影响. 结果表明:(1)中国森林的RUE平均值为1.21 g m-2 mm-1,RUE与降水量呈负相关关系;(2)阔叶林(主要由被子植物构成)的RUE均值显著高于针叶林(主要由裸子植物构成),阔叶林比针叶林更适应降水量的变化;(3)落叶林的RUE均值显著高于常绿林,随着降水量增加,落叶林的RUE值降低直到达到一个阈值,而常绿林的RUE值与降水量没有显著的相关性;(4)纬度和年平均温度是复合环境因子中RUE的主要限制因子. 综上所述,随着降水量增加,中国森林群落的RUE下降直至阈值,气温是影响中国森林RUE的主要环境因子. (图2 表3 参24) 2018年08月20 00:00 2018年04期 718 722 725940 王满堂,卢宏典,程栋梁,郑媛,钟全林,郭炳桥,马玉珠,靳冰洁 滨海沙地不同树种人工林的碳储量及其分配格局 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.10016 为促进沿海合理营林和碳库平衡,基于对福州市滨海后沿沙地上营造的人工林的调查,研究尾巨桉、木麻黄、纹荚相思3种人工林生态系统的碳含量、碳储量及分配格局. 结果表明,尾巨桉、木麻黄、纹荚相思不同器官平均碳含量分别为456.08-482.68、431.89-464.90、472.93-505.10 g/kg. 相同树种不同器官之间和相同器官不同树种之间的碳含量均存在显著差异(P < 0.05). 不同林分间乔木层的碳储量表现为木麻黄(32.89 t/hm2)>纹荚相思(31.33 t/hm2)>尾巨桉(30.20 t/hm2),其中,乔木层各器官碳储量均以树干(10.92 t/hm2、10.36 t/hm2、15.00 t/hm2)最大,分别占各自乔木层碳储量的33.20%、33.06%、49.67%;地被层(包括林下植被层和凋落物层)的碳储量表现为尾巨桉(6.42 t/hm2)>纹荚相思(6.19 t/hm2)>木麻黄(4.57 t/hm2),其中凋落物层碳储量均远远大于草本层碳储量;土壤层的碳储量表现为木麻黄(8.02 t/hm2)>纹荚相思(7.31 t/hm2)>尾巨桉(6.42 t/hm2). 这3种人工林生态系统总碳储量表现为木麻黄(45.48 t/hm2)>纹荚相思(44.83 t/hm2)>尾巨桉(43.04 t/hm2),且碳储量分布格局均为乔木层>土壤层>凋落物层>草本层. 因此,滨海沙地这3种人工林生态系统固碳效益无显著差异,纹荚相思、尾巨桉和木麻黄都是很好的固碳树种. (表8 参32) 2018年08月20 00:00 2018年04期 723 728 588183 葛露露,孟庆权,林宇,何宗明,邱岭军,胡欢甜 黄土丘陵区4种植被类型土壤呼吸季节及年际变化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09027 土壤碳库是陆地生态系统中的最大碳库,通过土壤呼吸向大气排放CO2是土壤碳固存的重要支出项. 以黄土丘陵区4种典型植被类型(天然辽东栎林、人工刺槐林、天然侧柏林、天然灌丛)为研究对象. 在各植被类型中设置20 m × 20 m的样方,在每个样方的四角和中心分别设立一个PVC环,测定分析3个生长季(2011、2013、2014年)林地土壤呼吸特征及其对主要环境因子的响应. 结果表明,各林地生长季内土壤呼吸表现出明显的季节变化规律,前期较低,中后期达到较高水平,4种植被类型呈现大致相同的变化趋势. 不同植被类型间土壤呼吸水平存在一定差异,总体表现为辽东栎林>侧柏林>灌丛>刺槐林. 3个生长季土壤呼吸速率在植被类型间的变异系数较年际的变异系数低. 4种植被类型的土壤温湿度与土壤呼吸的相关关系都极显著(P < 0.01),但土壤呼吸速率对土壤湿度的响应更敏感,刺槐林尤为突出. 用土壤温度和土壤湿度共同拟合土壤呼吸速率效果良好,可以较好地解释某种植被类型对环境条件的响应规律. 综上,在黄土丘陵区,4种植被类型土壤呼吸具有明显的季节性;就年际变化来看环境因素对其影响大过植被类型间的影响;干旱半干旱地区土壤湿度对土壤呼吸的影响更显著,且土壤温度与土壤湿度共同拟合对土壤呼吸解释性更强. (图1 表6 参29) 2018年08月20 00:00 2018年04期 729 734 658061 张艳如,陈秋文,孙美美,时伟宇,杜盛 华北落叶松不同林型土壤理化性质差异 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.0102 在河北塞罕坝机械林场的华北落叶松3个不同类型人工林设立典型样地,研究落叶松白桦混交林、落叶松樟子松混交林、落叶松纯林的土壤理化性质和林地凋落物现存量等17项指标,分析这些指标在0-50 cm共5个土层间的差异情况. 结果表明:(1)在土壤剖面上随土层加深,3种林型土壤容重均逐渐增加;土壤水分、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、电导率呈减小的趋势;孔隙度和全钾变化不显著. (2)在同一土层,土壤容重和pH总体表现为落叶松白桦混交林最低,落叶松纯林最高;林地凋落物现存量、土壤水分、有机质、氮、磷、钾、电导率均表现为落叶松白桦混交林最高,落叶松纯林和落叶松樟子松混交林无显著差异. (3)相关性分析表明容重与土壤水分、孔隙度、全钾、速效钾呈极显著负相关,与非毛管孔隙度、有机质、有效磷呈显著负相关;有机质、氮、磷、钾元素之间均有显著正相关关系,全氮、全磷、全钾与凋落物未分解层现存量都呈显著正相关. 因此认为在3种林型中,落叶松白桦针阔混交林土壤理化性质明显优于落叶松樟子松混交林、落叶松纯林;结果可为合理利用森林土壤、科学营造华北落叶松人工林提供依据. (图3 表6 参48) 2018年08月20 00:00 2018年04期 735 743 1093813 刘欣,彭道黎,邱新彩 四川盆地西缘4种人工林土壤活性氮季节动态 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11037 于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林(柳杉Cryptomeria fortunei、含笑Michelia wilsonii、桢楠Phoebe zhennan、麻栎Quercus acutissima)2个土层(0-20 cm和20-40 cm)的土壤样品,比较分析土壤铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮,并同步监测环境因子季节动态. 结果显示:4种人工林土壤无机氮均以硝态氮为主;各土壤活性氮组分都呈现出显著季节动态,土壤铵态氮含量在生长季(6月和9月)高于非生长季(3月和12月),而硝态氮、微生物生物量氮和无机氮呈相反的季节模式(生长季低于非生长季);0-20 cm土层活性氮组分总体高于20-40 cm土层,土壤活性氮受林型显著影响,且与季节和土层密切相关;活性氮组分之间及活性氮组分与土壤温度、水分及月降水量总体上显著相关. 综上所述,土壤的活性氮季节变化远大于林型及土层之间的变异,相比林木的生物作用,环境因子对土壤活性氮的驱动作用更为强烈. (图4 表2 参36) 2018年08月20 00:00 2018年04期 744 750 1551162 李婷婷,聂富育,杨万勤,杨开军,贺若阳,庄丽燕,李志杰,徐振锋 岩溶与非岩溶地区不同林分根际土壤微生物对碳酸盐岩的溶蚀作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09031 以云南建水岩溶与非岩溶地区针叶林云南松、阔叶林桉树的根际土壤为样品,比较不同地质背景条件下不同林分岩溶与非岩溶地区可培养土壤微生物及其分泌的碳酸酐酶对碳酸盐岩溶蚀作用的影响. 结果显示,岩溶地区的溶蚀速率均高于非岩溶地区,针叶林的溶蚀速率大于阔叶林,且岩溶地区云南松的溶蚀率最高为5.01%,说明岩溶地区云南松的土壤根际微生物对岩溶地区的溶蚀效应最大;加入碳酸酐酶抑制剂的处理组溶蚀速率较未加入碳酸酐酶的处理低3.6%-16%,表明碳酸酐酶对碳酸盐岩的溶蚀具有促进作用. 本研究表明岩溶地区针叶林根际土壤微生物有利于碳酸盐岩的溶蚀,加快成土速率,结果可为深入研究自然生态系统中微生物对碳循环的驱动作用以及微生物对喀斯特地区的风化作用提供理论依据. (图4 表4 参26) 2018年08月20 00:00 2018年04期 751 757 910124 范周周,卢舒瑜,李志茹,庞丹波,周金星,肖桂英,彭霞薇 大广高速不同护坡植被土壤微生物及理化性质 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09017 为了解不同护坡植被对高速公路边坡土壤质量恢复的影响,于2016年10月采集大广高速大名路段栽植6-7年的紫穗槐(Amorpha fruticosa)、杠柳(Periploca sepium)和鸡矢藤(Paederia scandens)3种护坡植被下土壤,分析0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层的土壤理化性质,利用T-RFLP技术测定土壤微生物群落结构,并采用冗余分析(RDA)探讨微生物群落结构与土壤理化性质相关性. 结果表明:(1)鸡矢藤植被下土壤理化性质较好,同时3种护坡植被0-10 cm土层的土壤养分、持水量及孔隙度均高于10-20 cm和20-30 cm土层;(2)鸡矢藤0-10 cm和10-20 cm土层中粒径> 5 mm的团聚体含量高于杠柳和紫穗槐;(3)杠柳和鸡矢藤0-10 cm土层优势细菌种类和0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层优势真菌种类数高于紫穗槐;(4)RDA结果显示土壤微生物群落结构主要受土壤物理性质的影响. 因此,土壤物理性质能敏感地随土壤质量变化而改变,可通过适当翻埋枯落物等措施改善土壤质量,进而改善边坡土壤生态环境. (图2 表3 参41) 2018年08月20 00:00 2018年04期 758 765 906679 牛小云,郭爽,周健,黄大庄,高卓田,池铭炎 文冠果根系瘤状物可培养内生细菌的特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.01016 针对具有根系瘤状物着生的文冠果植株,纯化并鉴定由根系瘤状物分离出来的内生细菌,分别采用铬天青(CAS)平板检测法、Salkowski比色法、平板溶磷圈法以及钼锑抗比色法分析内生细菌的产铁载体能力、产吲哚乙酸(IAA)能力以及溶磷能力. 通过形态和分子鉴定,分离纯化出瘤状物特有的9个菌株,分别命名为XSB1-XSB9,其中6株属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株属于短芽孢杆菌属(Brevibacillus),1株属于假单胞菌属(Pseudomonas). 这9个菌株均能产生铁载体,其中XSB3、XSB4、XSB8、XSB9为极高产量菌株,XSB5、XSB6为高产量菌株,高产量以上的菌株占供试菌株的66.7%;9个菌株均能产生IAA,不加色氨酸时其产IAA的能力为10-35 mg/L,加色氨酸后,产IAA的能力为15-50 mg/L,且菌株XSB2、XSB3、XSB4、XSB5、XSB9产IAA能力与不加色氨酸时相比差异显著(P < 0.05),说明IAA的合成可能是以色氨酸为前体的色氨酸合成途径;这9个菌株均有一定的溶磷能力,菌株XSB1、XSB2、XSB4、XSB5溶磷量极显著高于其他菌株(P < 0.01),其溶磷量在50-90 mg/L之间,溶磷能力可提高19-29倍. 综合分析认为菌株XSB4和XSB5产铁载体、产IAA以及溶磷能力都较强,值得作为备选菌株进行进一步的促生能力和促生机理研究;本研究结果可为文冠果根际微生物的开发利用、抗性机制、提高文冠果的栽培水平等方面的研究和实践提供基础数据和参考依据. (图6 表2 参40) 2018年08月20 00:00 2018年04期 766 774 2377730 郝莎莎,卫旭芳,侯智霞,李守科 不同树龄茶树根际土壤细菌多样性的T-RFLP分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.10003 以不同树龄铁观音茶树根际土壤为研究对象,采用末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)技术分析茶树不同树龄对土壤细菌多样性的影响. 结果显示,茶树根际土壤细菌HaeIII和MspI酶切产物的T-RFs片段数量及辛普森指数、香农威纳指数均随着茶树树龄增加呈现下降趋势. 相关性分析结果表明,与茶树树龄呈显著或极显著正相关的细菌T-RFs片段9个,共34种细菌,由10个纲组成,按照功能可分成病原菌及与改善土壤质地、抑制病原菌、碳素循环、氮素循环、硫素循环等相关的微生物6大类,其中病原菌占比达58.82%. 与茶树树龄呈显著或极显著负相关的细菌T-RFs片段17个,共38种细菌,由12个纲组成,按照功能可分成病原菌及与氮素循环、碳素循环、抑制病原菌、改善土壤质地等相关的细菌共5大类,其中除病原菌外,其余细菌占比达78.95%. 综上所述,随着茶树树龄增加,茶树根际土壤细菌多样性及其功能发生了显著的变化,结果可为后期细菌群落互作效应研究提供一定理论基础. (图4 表3 参81) 2018年08月20 00:00 2018年04期 775 782 869113 王海斌,陈晓婷,丁力,邱丰艳,叶江华,贾小丽,孔祥海 基于高通量测序和传统分离研究雪茄外包皮表面细菌多样性及演替 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11014 细菌在烟叶发酵过程中起着重要作用,为探索烟叶的发酵机理,采用Illumina miseq高通量测序技术(High-throughput sequencing,HTS)和传统微生物分离方法,对墨西哥不同发酵时期雪茄外包皮表面细菌群落结构、丰富度及演替进行研究.(1)HTS获得有效序列条数514 641条,包含65个OTUs,主要种属为棒状杆菌属(Corynebacterium)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)等. HTS结果表明,墨西哥雪茄外包皮表面细菌群落组成丰富,细菌群落结构随发酵进程而变化,优势微生物由棒状杆菌属(44.64%)和假单胞菌属(40.88%)演替为后期的葡萄球菌属(72.78%). α多样性结果表明FJQY-1和FJQY-2样品的细菌群落具有较高的丰富度. β多样性分析发现FJQY-2、FJQY-3和FJQY-4三个样品细菌结构及丰度较为相似.(2)传统分离结果显示,不同发酵时期雪茄外包皮表面细菌主要为芽孢杆菌属(55.10%)和葡萄球菌属(22.45%),与HTS结果比较,单一传统分离方法不能全面反映不同时期雪茄外包皮表面细菌群落结构和演替. 本研究表明,在不同发酵时期,雪茄外包皮表面细菌发生着群落演替;HTS测序在揭示微生物群落演替中发挥了重要作用;传统微生物分离鉴定方法不能全面反映微生物多样性及群落演替,但能获得发酵过程中的部分微生物用于后期功能研究. (图4 表5 参21) 2018年08月20 00:00 2018年04期 783 788 2201822 张鸽,梁开朝,辛玉华,王娟,李书贵,李爱军,王帆,张海波,刘好宝 基于主成分-聚类分析评价接种丛枝菌根真菌对采煤塌陷区土壤质量的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.01031 以山西介休金山坡煤矿采煤塌陷土壤为对象,通过接种幼套球囊霉(Glomus etunicatum,G.e)、根内球囊霉(G. intraradice,G.i)和摩西球囊霉(G. mosseae,G.m)3种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌,研究不同菌种对采煤塌陷区土壤生物学特性及玉米生产性能的影响. 利用主成分-数值聚类方法对土壤和玉米的9个指标(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、AM真菌丛枝丰度、总球囊霉素和易提取球囊霉素相关土壤蛋白以及玉米株高、茎粗和地上部干重)进行综合评价,筛选适合该矿区土壤复垦的最优菌种. 结果表明,通过主成分分析方法对9个指标进行降维,共提取2个主成分,累计贡献率达81.04%. 其中第1主成分以AM真菌丛枝丰度、球囊霉素相关土壤蛋白、脲酶、蔗糖酶及玉米株高、茎粗、地上部干重贡献最大,达到66.68%. 第2主成分以磷酸酶活性贡献最大,达到14.36%. 以两个主成分得分为新指标进行聚类得到接种不同AM真菌对塌陷矿区土壤培肥效果次序为G.e > G.i、G.m > CK. 因此接种G.e是改善该采煤塌陷区土壤质量和提高玉米生产性能的最优菌种. (图1 表7 参35) 2018年08月20 00:00 2018年04期 789 796 736898 郝鲜俊,韩阳,张又丹,高文俊,罗园园,张凯珏 槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫下内生真菌对木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.12017 采用水培方式研究不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷(Q3A)胁迫对感染(EI)和未感染(EF)内生真菌的木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响. 结果显示:不同浓度Q3A胁迫下,感染内生真菌能够有限缓解化感物质的胁迫,在中轻度胁迫(50、25、12.5 mg/L)下有明显的效果,表现在与木麻黄EF相比,木麻黄EI根系生物量、根系总长、根表面积显著增加;根系活力显著提升,根系渗透调节物质除可溶性蛋白含量显著增加外,可溶性糖、游离脯氨酸含量显著降低;根系抗氧化系统除谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量均能显著增强;过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)含量、超氧阴离子(O-2)产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量也显著降低;内生真菌缓解化感物质胁迫的有效浓度与木麻黄根系能够耐受的化感物质胁迫浓度存在一定相似性. 上述研究表明内生真菌能在一定条件下缓解不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫对木麻黄幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,提升木麻黄根系的抗逆性,在木麻黄根系适应化感胁迫的调节中起关键作用. (图3 表3 参54) 2018年08月20 00:00 2018年04期 797 804 934761 梁安洁,龙凤,洪滔,林勇明,陈灿,谢安强,吴承祯,洪伟,李键 黄土旱塬垄膜沟播小麦产量及土壤微生物量对施肥的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03009 垄膜沟播是黄土旱塬麦田一种典型种植方式,覆膜条件下不同肥料肥效及其对微生物群落结构的影响均不同. 在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,通过2年大田试验系统分析传统农户施肥(FF)、监控施肥(MF)、监控施肥配施有机肥(MFM)和监控施肥配施生物有机肥(MFB)4种施肥措施对冬小麦产量形成及土壤微生物量碳、氮和磷的影响. 结果表明,通过优化平衡施肥可显著提高黄土旱塬冬小麦产量,其中MFB处理籽粒产量最高,达4 107-5 400 kg/hm2,较FF处理高14.5%-23.2%(P < 0.05). 不同施肥措施主要通过影响成穗数来影响冬小麦的产量形成,对冬小麦穗粒数和千粒重影响均不显著. 土壤微生物量受冬小麦生育期进程和施肥措施共同影响,其中微生物量碳在拔节期至扬花期最高,微生物量氮、磷均在拔节期达最高值. 不同生育期间土壤微生物量碳、氮和磷的变化率总体在50%以下,而优化施肥措施对土壤微生物量碳、氮和磷的平均贡献率则可达90%. 配施生物有机肥或配施有机肥较单施化肥可显著提高冬小麦生育期土壤微生物量碳、氮和磷,但MFM和MFB处理间的土壤微生物碳和氮差异不显著,而MFB处理由于混合磷细菌的作用,其土壤微生物量磷较MFM处理高19.8%-47.1%(P < 0.05). 各处理土壤微生物量碳氮比和碳磷比分别在6.9-9.8和14.4-41.0,且均在冬小麦扬花期达最大值. 综上所述,在黄土旱塬垄膜沟播种植条件下,通过监控施肥配施生物有机肥可有效提高冬小麦产量和土壤微生物量. (图2 表4 参39) 2018年08月20 00:00 2018年04期 805 812 737672 李廷亮,孟丽霞,谢英荷,高志强,洪坚平,马红梅,贾俊香,孟会生 栽培密度对不同穗型水稻群体小气候及产量构成的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.12049 通过裂区试验(品种为主因素)分析R498(弯曲穗)及R499(直立穗)在0.23 m(行距)× 0.12 m(穴距)、0.27 m × 0.14 m、0.33 m × 0.17 m、0.38 m × 0.20 m、0.40 m × 0.21 m栽培密度条件(副因素)下齐穗期和齐穗后20 d群体小气候及群体特征的响应情况. 结果表明,在各栽培密度条件下,R499齐穗期群体最高温度平均值均较R498高1.52 ℃,齐穗后20 d,R499群体最高温度平均值较R498低0.66 ℃;齐穗期,R498、R499在稀植(0.38 m × 0.20 m、0.40 m × 0.21 m)时日平均光照强度较强,其中较最低光照分别高43.56%、16.22%,而齐穗后20 d,R498在密植(0.23 m × 0.12 m、0.27 m × 0.14 m)时日平均光照受抑制,R499在稀植时受抑制;R498、R499垂直光照在稀植时降低程度最大,在齐穗期分别降低97.96%、92.56%,齐穗后20 d分别降低94.81%、91.10%;随栽培密度的减小,R499株高、分蘖、穗弯曲度变化程度较R498更大;R498、R499在0.38 m × 0.20 m处理下纹枯病发病率最严重,分别为66.67%、68.89%;两个材料产量均在0.27 m × 0.14 m处理下有最大值,且增产是通过有效穗数、穗重来实现的,而当密度过度减小时,R499产量性状将不再增长. 综上,弯曲穗型水稻(R498)不适宜过度密植及稀植,直立穗型水稻(R499)可适当密植. (图8 表3 参41) 2018年08月20 00:00 2018年04期 813 823 1208081 韦叶娜,赵祥,杨国涛,王学春,彭友林,胡瑶,胡运高 铁观音茶树体胚发生及其内源激素变化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.12027 以乌龙茶品种铁观音茶树的未成熟胚为供试材料,建立高效的茶树体胚发生再生体系,同时采用高效液相色谱法(HPLC)分析茶树体胚发生过程中各个不同发育阶段的内源激素含量变化趋势. 结果显示,诱导茶树体胚发生的培养基为改良MS培养基+ 2 mg/L苄基腺嘌呤(BA)+ 0.2 mg/L吲哚丁酸(IBA)+ 800 mg/L甜菜碱,体胚增殖系统维持途径的培养基为改良MS培养基+ 3 mg/L 肉桂酸+ 20 g/L 蔗糖+ 10 g/L 山梨醇. 当3%蔗糖与2%山梨醇组合使用时,子叶形胚的诱导率明显提高. 将诱导产生的子叶形胚转接至添加5%蔗糖与5%聚二乙醇(PEG)的无激素MS培养基中,经过40 d左右培养,体胚能正常成熟. 成熟体胚接种在附加2 mg/L BA与0.1 mg/L IBA的MS培养基上可以萌发成苗. 在体胚发生早期,玉米素(ZT)和赤霉酸(GA3)含量均是先下降,在子叶形胚时期降至最低值,到体胎发育后期的成熟胚与萌发阶段呈明显上升趋势;脱落酸(ABA)含量由球形胚到子叶形胚阶段一直呈现下降趋势,到成熟胚阶段时,出现一个明显的峰值;球形胚中的吲哚乙酸(IAA)含量显著高于其他阶段,之后迅速降低,波动变化. ABA/IAA的比值先增大,然后减小;ABA/GA3的比值体胚发育前期维持在较高水平,到成熟萌发阶段下降;球形胚阶段IAA/ZT的比值高于其他各个阶段. 本研究表明茶树不同发育阶段胚胎的体胚诱导率不同,与生理状态及其内源激素动态变化有关;同时茶树中内源激素含量和比例在体细胞胚胎发育过程中有显著的变化,这种变化在不同胚胎发育阶段起着特定的调节作用. (图8 表13 参38) 2018年08月20 00:00 2018年04期 824 832 4409056 郭玉琼,黄道斌,常笑君,朱晨,李小桢,赖钟雄 龙眼漆酶家族成员全基因组结构与功能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09047 为了解龙眼漆酶(DlLAC)家族的生物学功能,采用生物信息学分析方法进行龙眼基因组LAC基因成员鉴定,蛋白结构域及特性、启动子顺式作用元件、分子进化树分析、体胚发生过程和组织器官特异表达的FPKM分析以及可能互作的miRNA预测. 结果显示:DlLAC家族基因包含42个基因成员,分为7大类;基因家族成员内含子数量1-8个不等,以5个为主,其中DlLAC15-1中存在600 bp短串联重复序列;DlLAC蛋白结构域共存在5种类型,均属于铜蓝蛋白,以3个铜蓝氧化酶结构域为主;DlLAC蛋白均为分泌型蛋白,亚细胞定位预测在胞外,包含2个以上糖基化位点,具有多个保守的motif;5端调控序列预测分析,DlLAC可能具有多个转录起始位点;DlLACp启动子序列均包含大量非生物胁迫应激响应元件、胚乳特异表达元件及MYB结合位点,推测MYB可能通过DlLAC进而调控龙眼胚胎发育. DlLAC9-1p、DlLAC12p、DlLAC17-2p含黄酮类化合物合成调控的MYB结合位点,可能参与龙眼生长发育过程中种子成熟和果皮成色的色素合成途径;DlLAC家族成员可能参与不同体胚发育过程和不同组织器官形态建成. 42个龙眼漆酶成员共有28个受miRNA调控,13个成员受miR397调控,可能与木质素合成相关,8个成员受miR1535调控. 非miR397调控的成员可能发挥其他重要的生物学功能. 本研究表明,DlLAC家族成员在龙眼生长发育过程中除了参与木质素合成以外,还可能参与胚胎发育、胚乳发育、色素合成、组织器官特异表达等重要生物学功能,表现其功能上的多样性. (图9 表2 参38) 2018年08月20 00:00 2018年04期 833 844 5699144 徐小萍,陈晓慧,吕科良,陈 旭,陈裕坤,林玉玲,赖钟雄 甘蔗泛素结合酶基因的克隆与表达 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11006 为克隆鉴定甘蔗泛素结合酶基因(Sugarcane ubiquitin-conjugating enzyme,ScUBc E2)并探索其在激素信号通路和甘蔗与黑穗病互作过程中的作用,选择黑穗病菌胁迫下甘蔗抑制消减杂交文库(Suppression subtractive hybridization, SSH)中注释为泛素结合酶的差异表达EST序列为探针,结合电子克隆技术和RT-PCR技术,以甘蔗cDNA为模板进行泛素结合酶基因克隆. 对克隆获得的序列进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析该基因在甘蔗根、蔗髓、叶、芽中的组织特异性表达以及在黑穗病菌、茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和水杨酸(Salicylic acid,SA)胁迫下的表达情况. 最终克隆得到一条长度为699 bp的甘蔗泛素结合酶基因(ScUBc E2;GenBank accession number:KJ577594.1),该基因包含长度为447 bp的完整开放读码框,编码148个氨基酸. 生物信息学分析结果显示,ScUBc E2编码的蛋白分子量(Mr)为16.507 × 103;无信号肽,为碱性不稳定的亲水蛋白;包含4个α螺旋、4个β折叠和一些无规则卷曲;第15位氨基酸为泛素化位点,74-89位氨基酸为活性位点;在进化过程中与高粱泛素结合酶基因的亲缘关系最近. qRT-PCR分析结果表明,ScUBc E2基因组成型表达,但在芽中的表达量最高;其表达在甘蔗感黑穗病基因型ROC22中受到黑穗病菌胁迫的抑制,在黑穗病抗病基因型YC05-179中则先被抑制,后被诱导;ScUBc E2基因受MeJA及SA诱导表达,对ABA胁迫的响应不明显. 本研究表明,甘蔗ScUBc E2基因在抗病基因型和感病基因型甘蔗中存在不同表达模式,可能参与甘蔗与黑穗病菌的互作过程,有望为抗病育种分子标记提供潜在基因资源;同时,该基因受MeJA和SA外源激素胁迫后的表达模式,可为泛素-蛋白酶体途径及激素调控的信号转导在甘蔗与黑穗病菌互作过程中的作用提供一定的理论依据. (图7 表2 参48) 2018年08月20 00:00 2018年04期 845 852 1690686 黄宁,李聪娜,汤翰臣,郑清雷,凌辉,陈如凯,阙友雄 Foldon介导的寡聚化类弹性蛋白多肽的相变特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09045 为了解SpyCatcher-ELPs40(C-E)相变异常的原因并考察寡聚化结构域对其相变行为的影响,将Foldon(F)分别与C-E和ELPs40(E)融合,构建拓扑结构为非共价三臂星型寡聚化的C-E-F和E-F;探究不同盐浓度和类型对其相变特性的影响,并与其他ELPs进行比较. 结果显示:融合了Foldon的ELPs40的相变温度高于线型ELPs120而低于线型ELPs40及SpyTag/SpyCatcher介导的共价三臂星型ELPs,非共价三臂星型C-E-F的相变温度变化幅度较大,与等重复数的C-E和ELPs40相比,平均分别高出28.75 ℃和35.6 ℃,尤其在NaCl浓度为0.8 mol/L时,相差分别为41.2 ℃和47.1 ℃. 同时,Na2CO3浓度在0.7 mol/L及以上时,非共价三臂星型C-E-F才会在低温下发生相变,而其在较低浓度的Na2SO4溶液中相变现象明显,不符合Hofmeister效应. 本研究报道了非线型ELPs特殊的相变行为,并证明ELPs拓扑结构会影响其相变行为,但Foldon和SpyCatcher表面电荷是更重要的因素. (图6 表1 参32) 2018年08月20 00:00 2018年04期 853 859 1834097 葛慧华,张丹丹,吴姝羽,邱 岳,张光亚 给水管网流速对水质和生物膜种群结构的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.10011 为了解析水流流速对给水管网的影响,采用给水管网模拟系统,动态监测28 d内的水质,对第28日的生物膜进行生物量测定和16S rDNA测序;并利用统计分析方法解析主体水水质和生物膜之间的相互关系. 结果显示:在流速为0.5 m/s时,主体水中总有机碳(TOC)最为丰富(5.26 ± 0.17 mg/L),悬浮细菌总数(n)最多[lg (n+1/mL-1) = 4.79 ± 0.02],综合水质为最差(3.69),而且生物膜细菌总数(n)最大[lg (n+1/cm-2) = 5.48 ± 0.06];Pearson相关分析显示,不同流速下生物膜细菌总数与主体水水质指标中的电导率(R = 0.73,P < 0.01)、浊度(R = 0.87,P < 0.001)、TOC(R = 0.94,P < 0.001)和细菌总数(R = 0.92,P < 0.001)成正相关,与余氯(R = -0.68,P < 0.05)成负相关;在低流速(0.1 m/s)和高流速(2.5 m/s)条件下生物膜多样性较高,而在0.5 m/s流速下,生物膜细菌种群多样性处于最低水平;变形菌门(Proteobacteria)在生物膜的群落结构中占主导地位. 本研究表明给水管网流速影响水质和生物膜种群结构,水质与生物膜种群结构存在相互关系,结果可为管网生物膜的研究提供理论依据. (图4 表4 参43) 2018年08月20 00:00 2018年04期 860 865 829437 黄保国,顾 越,陈国炜,金菊良,刘丽 微藻在南美白对虾养殖废水中的生长及净化效果 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11012 为了解不同微藻对南美白对虾养殖尾水的净化作用,通过室内微藻培养试验,分析8株微藻在南美白对虾养殖尾水中的生长性能及不同时间内其对氮磷的去除效果. 结果表明,8株藻均能在南美白对虾养殖尾水中生长,其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻生长较好,平均相对生长速率分别为0.309 3、0.246 9和0.215 5. 8种藻对总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果差异较大,其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻对TN去除效果较好,培养结束时去除率分别达到74%、69%和60%;铜绿微囊藻和衣藻均具有较好的TP去除效果,去除率达60%以上,其次为蛋白核小球藻. 不同藻类对不同形态氮的吸收存在较大差异,铜绿微囊藻和衣藻具有较好的硝态氮去除效果,去除率达到70%左右;衣藻对氨氮具有较快且持久的去除率,去除率高达100%,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻稍慢,而斜生栅藻、针杆藻和舟形藻最慢,在培养16 d后,去除率均达到90%以上;隐藻和蛋白核小球藻对亚硝态氮具有较好的去除效果,培养至第8天时即达到80%的去除率,且隐藻去除效果较持久. 本研究获得了不同藻类对对虾养殖尾水的吸收利用特点,可为南美白对虾养殖过程中藻相的定向培育及养殖尾水净化提供科学参考依据. (图4 表2 参42) 2018年08月20 00:00 2018年04期 866 872 2139143 刘梅,原居林,何海生,倪蒙,顾志敏 三维电极微生物燃料电池处理生活污水同步产电性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11011 为促进微生物燃料电池(MFC)推广应用于实际,构建以填充碳毡构成的三维结构为电极的单室微生物燃料电池,用于处理生活污水同步产电. 对比分析序批运行和连续运行方式对生活污水的处理效果以及MFC的产电性能. 在序批实验中,5 d内化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)去除率分别达到91.1%和98.2%,处理结果符合城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准;当MFC外接51 Ω电阻时最大功率密度为27.88 mW/m3. 在连续实验中,污水以稳定流速(0.2 mL/min)自反应器底部注入,形成上流式连续运行模式,其水力停留时间(HRT)为5 d,此时出水中COD保持稳定,去除率变化范围为83.2%-97.4%,NH4+-N浓度逐渐降低保持在9.45 mg/L以下,反应器对污水中NH4+-N的去除效果较好,自第11天后出水中有NO3--N积累,导致总氮去除率较低. 连续运行方式下MFC最大功率密度为582.5 mW/m3,约是序批方式的21倍;平稳期平均输出电压为0.087 7 V,是序批运行时的2.9倍. 结果表明在连续运行方式下,由于有机物得到补充,微生物可不断利用有机物用于产电,所以连续运行方式时MFC的产电性能更好,可以改善序批方式下输出电压较低的现象. 最后基于16S rRNA高通量测序分析电极上微生物群落,发现主导微生物属于Thauera sp.、Saprospiraceae-UN sp.、OPB56-UN sp.,Thauera sp.是一类能以电极为电子供体而还原NO3-­-N的脱氮微生物. 因此可通过富集此类脱氮菌来降低连续运行方式下出水NO3‑-N浓度,这为改善污水处理效果提供了一种新方法. (图5 参29) 2018年08月20 00:00 2018年04期 873 878 5112749 蒋沁芮,李泽华,杨暖,吴亭亭,李大平 木糖发酵酿酒酵母抑制物耐受能力提升及利用秸秆原料的乙醇发酵性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.05019 木糖利用能力和抑制物耐受能力优良的工业酿酒酵母菌株以及合理的糖化发酵工艺是纤维素燃料乙醇生产的两个关键. 对一株工业酿酒酵母菌的磷酸戊糖途径转醛醇酶基因TAL1进行差异过表达,评价其在8种典型抑制物存在时对菌株利用木糖的影响;利用TAL1过表达菌株研究油菜秸秆预处理物料中抑制物含量高低对分步糖化发酵(SHF)、预糖化-同步糖化发酵(P-SSF)和同步糖化发酵(SSF)3种不同糖化发酵方式发酵过程的影响,探讨高固含量发酵的可行性. 结果显示,TAL1基因过表达提高了菌株的木糖代谢能力和对8种典型抑制物的耐受能力,适度过表达菌株表现最优,有抑制物存在时的木糖消耗速率提升了20%-70%. 秸秆预处理物料中抑制物总含量约为4 g/L时,SHF无法正常发酵,SSF的乙醇收率接近70%,略高于P-SSF;当物料中抑制物总含量下降到约2 g/L时,3种方式都能顺利发酵,SSF表现最优,96 h时的乙醇收率为86.5%,但SSF(96 h)和P-SSF(112 h)所需糖化发酵总时间远低于SHF(144 h);总固含量约为25%的分批补料-同步糖化发酵(FB-SSF)的乙醇浓度和乙醇收率分别达到54.2 g/L和67.2%. 上述结果表明,TAL1基因适度过表达提升了菌株的木糖发酵和抑制物耐受能力,菌株已具备比较优秀的发酵和耐受抑制物的能力;预处理物料中抑制物含量相对较高时采用SSF或P-SSF工艺,而抑制物浓度相对较低时,3种糖化发酵方式都可以采用,但SSF所需发酵时间最短,生产能力最高. (图6 表2 参26) 2018年08月20 00:00 2018年04期 879 888 1656461 丁伟军,李波,张影,陈娅婷,缪晡,汤岳琴 一株耐受糠醛的纤维素降解菌Bacillus siamensis BREC-11的分离与鉴定 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09006 糠醛是木质纤维素转化过程中产生的有毒的代谢抑制物,能阻碍菌株正常发酵,增加发酵成本. 为提高发酵菌株耐受糠醛的能力,促进对木质纤维素的高效转化,以糠醛为耐受物添加到培养基中,竹虫幼虫肠道作为分离源,经刚果红染色法初步筛选,分离到一株可耐受糠醛的纤维素降解菌株BREC-11;通过形态学观察、生理生化分析、细胞化学分析、16S rDNA序列比对等多相分类学方法鉴定;进一步进行了不同浓度糠醛耐受试验研究,并测定菌株的滤纸酶活(FPA)、CMC酶活、纤维二糖酶活(β-G). 确定菌株BREC-11属于芽孢杆菌属的一个种,将其定名为Bacillus siamensis BREC-11. 菌株BREC-11在含3.5 g/L糠醛的培养基中可以生长;在3.5 g/L糠醛的耐受浓度下,在30 ℃、150 r/min培养2 d后,滤纸酶活达到0.1 U/mL,CMC酶活达到0.21 U/mL,纤维二糖酶活达到0.07 U/mL. 本研究表明BREC-11是一株耐受糠醛的纤维素降解菌株,在生物炼制过程中具有一定的应用潜力. (图6 表1 参22) 2018年08月20 00:00 2018年04期 889 893 1518700 王彦伟,阮志勇,江旭,张君陶,吴波,秦晗,谭芙蓉,胡国全,何明雄 多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2018.03021 滨海湿地生态系统正遭受着人为活动或自然因素的威胁,为探究多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草根际、根内微生物的影响及植物-微生物联合修复PAHs的潜力,设置含有不同浓度菲和芘的沉积物处理,通过盆栽实验对互花米草幼苗进行暴露. 结果显示,培养70 d后,菲和芘的去除率分别为13%-36%和11%-30%;菲处理的互花米草根际沉积物中脱氢酶活性显著高于对照(P < 0.05),非根际沉积物多酚氧化酶活性则降低10%. 磷脂脂肪酸(PLFA)分析显示,菲处理显著降低了根际沉积物微生物量(P < 0.05),尤其是革兰氏阴性菌下降了24%;而芘处理对脱氢酶、多酚氧化酶以及总微生物量的影响相对较小. 100 mg/kg菲处理使得根际与根内革兰氏阴性菌PAHs-环羟基双加氧酶基因(PAH-RHDα-GN)丰度比对照组分别增加了100倍和3倍;而100 mg/kg芘处理使得根际与非根际沉积物中PAH-RHDα-GP丰度显著升高(P < 0.05). 上述结果表明,入侵植物互花米草对PAHs污染存在明显的响应,其根内细菌在植物-微生物联合修复PAHs污染具有重要的作用. (图5 表4 参37) 2018年08月20 00:00 2018年04期 894 900 939879 廖丹,黄华斌,庄峙厦,洪有为 一株耐铅镉真菌Q7对香根草吸收累积重金属的效应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.0903 采用双因素完全随机区组试验探讨耐性真菌联合香根草修复铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤效应. 其中A因素为加菌量,设置0、1、3、5 g共4个水平,菌株代号Q7. B因素为铅镉添加量,设置Cd0Pb0、Cd10Pb400、Cd20Pb600、Cd30Pb800、Cd50Pb1200、Cd80Pb1800(单位为mg/kg)6种不同铅镉浓度水平. 结果表明,添加耐性真菌可显著提高香根草生物量,1、3、5 g加菌量处理可分别使香根草总干重增加量达到41.9%、74.9%、71.7%. 耐性真菌可促进香根草地上部与地下部对铅镉的富集,Cd2+ 80 mg/kg、Pb2+ 1 800 mg/kg处理下,1、3、5 g加菌量处理香根草对铅富集量比不加菌处理,地上部分别升高了120.6%、265.4%、242.9%,地下部分别升高了110.3%、278.2%、266.2%;对镉而言,地上部镉含量分别升高了113.2%、238.3%、217.3%,地下部分别升高了103.1%、298.8%、274.4%. 加菌可强化香根草对铅镉污染土壤的修复效果,且3 g加菌量强化香根草修复效果要优于1 g和5 g加菌量处理. 综上,将耐性真菌与重金属富集植物香根草在不同铅镉复合污染浓度下构建联合修复体系,显示了真菌对香根草修复铅镉污染土壤的显著强化效应. (图8 表2 参30) 2018年08月20 00:00 2018年04期 901 907 1124616 黄成涛,黄位权,史鼎鼎,徐少慧,黄智刚,蒋代华 煤矸石绿化基质对白三叶草生长及其抵御重金属污染的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.1002 煤矸石是煤炭生产过程中产生的主要固体废弃物,因其利用率低、长期大量堆积,对周围环境造成严重污染. 探究以煤矸石为主要材料的优质的绿化基质对于实现煤矸石的资源化利用将具有重要意义. 采用盆栽试验和淋溶试验,将一定量煤矸石混合不同比例的土壤、聚丙烯酰胺(PAM)、粉煤灰和玉米秸秆组成基质,各因素设置3水平,选用L9(34)正交表安排试验,并撒播白三叶草进行温室栽培. 结果显示:土壤添加600 g时对白三叶草生长状况影响极显著(P &lt; 0.01),但会增加铬(Cr)元素的富集和淋溶;PAM添加120 mg/kg可显著增加白三叶草的株高和生物量(P &lt; 0.01),并对Cr、砷(As)元素产生明显的吸附作用;粉煤灰添加75 g时能显著地促进白三叶草的出苗及生长(P &lt; 0.05),但添加150 g时会对Cr、As元素的富集与淋溶有明显的促进作用;玉米秸秆添加量为25 g时对白三叶草的出苗率、株高、生物量均产生促进作用(P &lt; 0.05),但对Cr、As元素的富集与淋溶基本无影响. 淋溶试验检验发现上述配比基质的Cr、As元素淋溶均低于国家标准. 综上,最适宜白三叶草生长且抵御重金属Cr、As污染、可用于生产的基质配比为600 g土壤与煤矸石混合,并添加120 mg/kg PAM、75 g粉煤灰与25 g玉米秸秆. (图1 表8 参35) 2018年08月20 00:00 2018年04期 908 914 690791 张汝翀,王冬梅,张英,杜韬 一株2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)厌氧降解菌的筛选鉴定及降解特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11009 为去除环境中BDE-47的残留,通过以BDE-47为碳源的选择性培养基驯化,从电子垃圾拆解厂的土壤中分离出了1株厌氧降解BDE-47的纯菌种,命名为XM,并研究其对BDE-47的降解特性. 经16S rDNA鉴定,XM属于兼性肠杆菌(Enterobacter sp.),当BDE-47浓度为525 μg/L,初始接菌量为7.1 × 105 cells/mL时,培养35 d后降解率为35.8%,降解产物中检测到BDE-28. BDE-47的降解反应符合一级动力学,拟合结果为ln Ct = - 0.104t + 6.22. 选择以铁离子、硝酸根和硫酸根作为降解过程中外加的电子受体,BDE-47的降解率明显提高,分别为49.8%、59.1%和67.3%. 以上研究结果表明,菌株XM能够有效地降解BDE-47,在电子垃圾污染的生物修复方面具有较好的参考和应用价值. (图5 表1 参53) 2018年08月20 00:00 2018年04期 915 920 1358809 谢苗苗,吴志能,王曦,顾捷,陈林,王莹莹 杀草丹降解菌Bacillus sp. T2的筛选、鉴定及降解特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.11004 为研发稻田除稗剂杀草丹污染环境的生物修复技术和探究杀草丹微生物降解代谢机制,通过微生物驯化与富集技术,从长期施用杀草丹水稻田土样中分离纯化一株能够以杀草丹为唯一碳源生长的高效降解菌株T2,在36 h内对0.4 mmol/L的杀草丹降解率达到98.3%以上. 根据其形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列相似性分析,将其初步鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp. T2). 通过GC-MS鉴定产物为对氯苄硫醇、对氯苯甲醛和对氯苯甲酸;依据产物鉴定结果推测菌株T2通过硫酯键水解的方式起始杀草丹的降解,首先将其转化为对氯苄硫醇,随后进一步被氧化为对氯苯甲醛和对氯苯甲酸,该降解途径可能是一种新的杀草丹微生物降解代谢途径. 因此菌株Bacillus sp. T2对杀草丹具有非常高的降解效率,在污染环境的微生物修复方面具有很好的应用前景;本研究结果也为揭示土壤中杀草丹微生物降解代谢过程及机制提供了研究材料和理论依据. (图8 参26) 2018年08月20 00:00 2018年04期 921 927 1431370 褚翠伟,刘斌,朱启黎,李娜,何健 苯甲酰脲类杀虫剂降解菌的分离鉴定及其降解特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.09012 从农药厂活性污泥中分离筛选到一株可降解灭幼脲、除虫脲、氟铃脲的菌株,命名为M6. 经生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,将其鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.). 菌株M6可在48 h内降解91%以上初始浓度为100 mg/L的灭幼脲、除虫脲、氟铃脲;且可在不添加其他碳源的情况下,以这3种杀虫剂为唯一碳源生长. 选取菌株降解效果较好的灭幼脲为底物,研究其降解特性. 菌株M6降解灭幼脲时,对温度、pH值等培养条件适应范围较宽,降解灭幼脲的最适温度为30 ℃,最适pH为7.0;可耐受400 mg/L的灭幼脲. 通过对乙酰氨基酚变色和芳基酰胺酶基因克隆试验,初步确定菌株M6通过水解酰胺键降解灭幼脲、除虫脲、氟铃脲. 本研究得到了苯甲酰脲类杀虫剂的高效降解菌,可为其污染修复的开展提供资源和理论基础. (图8 参31) 2018年08月20 00:00 2018年04期 928 933 5414720 李怡,李勤奋,邓晓,吴东明,武春媛 地铁空气微生物研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2017.10007 地铁已发展成为现代城市中最重要的交通工具之一,由于其环境的特殊性(相对封闭、人流量大等),空气较易受微生物污染,对公众健康构成潜在威胁. 通过比较多种空气微生物采样和分析方法,发现主动采样和基于聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)的分子生物学分析方法如16S rRNA基因测序、宏基因组学及定量PCR技术可为地铁空气微生物的污染特征提供更为准确、全面和细致的信息;通过分析全球范围内不同地区地铁空气微生物文献,发现地铁空气微生物的分布特征随时间和空间可发生较大变化,影响地铁内空气中细菌和真菌浓度及种类的主要因素包括环境温度、相对湿度、二氧化碳浓度、人流量、屏蔽门、通风系统等. 建议尽快建立基于分子生物学分析的标准化采样和分析方法,获得地铁空气微生物污染水平的基线数据,并建立空气中致病菌浓度与人体健康风险的相关性. (图1 表3 参56) 2018年08月20 00:00 2018年04期 934 940 872916 罗佳慧,王虹,陈玲