不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)开路系统和微气象观测系统,于2007年对位于北京市大兴区永定河沙地杨树(Populus euramertcana)人工林与大气间碳、水和能量交换进行了连续测定.通过分析总生态系统生产力(GEP)、蒸发散(ET)以及水分利用效率(WUE=GEP/ET)随相对土壤含水量(REW)的变化趋势,探讨杨树人工林不同土壤水分条件下水分利用效率对气象因子以及下垫面因素的响应,为杨树人工林经营管理提供理论依据.研究结果表明:当REW＜0.1时,GEP和ET受到严重水分胁迫的影响维持在较低水平,环境因子对GEP、ET和WUE的影响较小;当0.1＜REW＜0.4时,GEP和ET随着土壤体积含水量(VWC)的增加而增大,WUE随VWC的增大而减小;REW＞0.4时,气象因子是影响碳固定和水分损耗的主要原因,由于ET对气象因子变化的响应较GEP更为敏感,因此,WUE随空气饱和水汽压差(VPD)的增大而减小.沙地土壤保水能力较差,不能保证土壤水分被植物有效利用,因此当VWC处于5.2%-8.8％(0.1＜REW＜0.4)范围时,碳固定与水分消耗达到最高效率.研究表明杨树人工林WUE随降水变化而变化,未来气候变化和变异有可能影响杨树林耗水和生产力之间的关系.     

干湿条件下土壤容重对‘陕单9号’玉米水分利用效率的影响

用'陕单9号'玉米为试材进行分根实验,研究土壤干旱和湿润条件下,土壤容重对玉米单叶水分利用效率(WUEl)和单株水分利用效率(WUEp)的影响.土壤容重分4种处理:低容重(两边容重都为1.20 g/cm3)、中容重(两边容重都为1.33 g/cm3)、高容重(两边容重都为1.45 g/cm3)和混合容重(一边为1.20 g/cm3,另一边为1.45 g/cm3).土壤水分控制在高基质势(-0.17 MPa)和低基质势(-0.86 MPa)两个水平.结果表明,在干旱条件下,WUEl随容重的增大而提高,而WUEp随容重的增大而降低;在湿润条件下,WUEl和WUEp都随容重的增大而提高.相关分析表明,无论是干旱还是湿润条件下,WUEl与土壤机械阻力(Rs)呈正相关;在湿润条件下WUEp与Rs呈正相关,但在干旱条件下WUEp与Rs呈显著负相关.无论是干旱还是湿润条件下,生长在混合容重土壤的植株能维持较高的WUEl和WUEp.因此,土壤水分和容重都会影响植物水分利用效率,并存在交互作用,但土壤水分的作用更大;同时,土壤容重空间变化有利于提高水分利用效率.     

岩溶干旱胁迫下青冈栎水分参数变化

根据岩溶生境特点设计表层岩溶水-岩石(灰岩)-土壤水分供应分层模拟柱,对青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)进行水分控制试验;运用压力容积(P-V)技术,研究了在水分胁迫下青冈栎的日水势(P)、饱和含水量时的最大渗透势(ψsats)、初始质壁分离时的渗透势(ψtlps)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC),以及饱和含水量时最大渗透势与初始质壁分离时的渗透势之差(△P)的变化.结果表明,在无表层岩溶水-岩石-土壤处理中,随着土壤干旱胁迫程度的增加,ROWCtlp、RWCtlp、ψsats、ψtlp呈明显下降,而AWC值上升;在有表层岩溶水-岩石-土壤处理下,青冈栎受土壤水分胁迫不明显,水分参数变化不显著.表层岩溶缺水时,土壤水分含量是影响青冈栎水分参数变化的主要因素,在一定的干旱胁迫范围内,随着干旱程度的提高,青冈栎耐旱性不断增加.     

浅层地下水对华北地区河岸杨树林树干液流的影响

华北地区河岸杨树林生长季的用水特征对杨树人工林经营管理具有重要意义.本文以北京市潮白河畔的杨树人工林为研究对象,采用热扩散式探针(TDP)测定树干液流、管式TDR土壤含水量法测定土壤体积含水量、开路涡度相关系统测定环境因子数据,对2014年6—7月的杨树树干液流及其影响因素进行系统研究,以探究浅层地下水对树干液流的可能影响.结果表明: 杨树树干液流日变化随太阳辐射呈现单峰或双峰变化,在土壤水分相对亏缺时,杨树树干液流密度明显减小,达到峰值的时间从14:00提前到12:30,但树干液流对太阳辐射的时滞效应没有明显变化.在表层土壤水分相对充足时,太阳辐射和空气饱和水汽压差是杨树树干液流变化的主导因子,但在表层土壤水分亏缺时,土壤水会成为杨树树干液流的限制因子;当表层土壤水分相对亏缺时,杨树单株耗水与100 cm土层土壤体积含水量呈显著负相关,与其余各土层体积含水量呈显著正相关.浅层地下水(相对稳定的150 cm及更深处)在土壤表层土壤水分含量相对亏缺时,可在毛管力作用下对上层土壤水进行补充,供给杨树生长需要.     

杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

不同降水条件下科尔沁沙地南缘疏林草地樟子松针叶δ13C和叶性状特征

通过比较不同自然降水年份(极端干旱和极端湿润)19年生疏林草地樟子松的针叶δ¹³C、比叶面积和干物质含量,结合土壤含水量和地下水埋深,探讨了极端降水对樟子松水分利用的影响.结果表明: 干旱年份(2009)樟子松林土壤含水量显著低于湿润年份(2010),但樟子松当年生针叶的δ¹³C在两年间没有显著差异,且两年相同月份间亦无显著差异;干旱年份当年生针叶的比叶面积显著低于湿润年份,而不同年份间干物质含量的差异不显著.在两种极端降水条件下,樟子松的水分利用效率没有明显变化,主要通过改变当年生针叶的比叶面积来适应降水量的变化.对于地下水埋深高于3.0 m的疏林草地樟子松人工林生态系统,极端干旱不会严重影响樟子松的存活和生长.     

不同降水条件下科尔沁沙地南缘疏林草地樟子松针叶δ13C和叶性状特征

通过比较不同自然降水年份(极端干旱和极端湿润)19年生疏林草地樟子松的针叶δ13C、比叶面积和干物质含量,结合土壤含水量和地下水埋深,探讨了极端降水对樟子松水分利用的影响.结果表明:干旱年份(2009)樟子松林土壤含水量显著低于湿润年份(2010),但樟子松当年生针叶的δ13C在两年间没有显著差异,且两年相同月份间亦无显著差异;干旱年份当年生针叶的比叶面积显著低于湿润年份,而不同年份间干物质含量的差异不显著.在两种极端降水条件下,樟子松的水分利用效率没有明显变化,主要通过改变当年生针叶的比叶面积来适应降水量的变化.对于地下水埋深高于3.0m的疏林草地樟子松人工林生态系统,极端干旱不会严重影响樟子松的存活和生长.     

滴灌与沟灌栽培杨树人工林土壤水分动态与生产力

在北京大兴区永定河故道沙地上对9年生杨树人工林进行滴灌和沟灌栽培,于根系主要分布土层(20、40、60、80 cm)布设土壤水分传感器并利用智能采集器实时监测土壤含水率,分析不同灌溉措施下的土壤水分动态变化及杨树人工林生产力。结果表明: 单次有效的滴灌和沟灌后,沿树行形成的湿润体垂直深度分别为72和143 cm,湿润体横切面的面积分别为0.41和2.71 m²;灌溉量分别为79.20和776.47 m³·hm^-2,后者为前者的9.8倍,灌溉后杨树吸收根主要分布土层(0～40 cm)的土壤含水率下降到水分轻度亏缺临界值(土壤含水率为田间持水量的70%)的历时均为11 d左右。2019年4—10月,沟灌5、7、9月3次总灌溉量为2329.41 m³·hm^-2;滴灌18次,总灌溉量为1425.60 m³·hm^-2。沟灌下杨树人工林土壤水分中度亏缺(土壤含水率低于田间持水量的60%)累计天数达109 d,而滴灌下的杨树人工林土壤水分始终未发生中度亏缺。滴灌下杨树人工林蓄积年生长量为38.92 m³·hm^-2,是沟灌(25.43 m³·hm^-2)的1.5倍,表明不同灌溉措施下杨树人工林生产力差异显著。     

盐城海滨湿地景观演变关键土壤生态因子与阈值研究

文章以盐城海滨湿地典型区域为案例,以2011年4月和2012年4月对海滨湿地土壤数据为基础,结合2011年ETM 遥感影像,运用灰色关联分析、线性回归模拟和地统计学方法,辨识海滨湿地景观演变的关键生态因子,并确定其生态阈值。得出基本结论如下：(1)海滨湿地土壤理化性质海陆差异明显：从米草沼泽—碱蓬沼泽—芦苇沼泽,土壤水分和盐度表现出递减的趋势;土壤有机质、营养盐总体上从米草沼泽—碱蓬沼泽—芦苇沼泽,表现出两头高中间低的特征;湿润年份土壤水分高于干旱年份,湿润年份土壤盐度低于干旱年份。(2)灰色关联分析表明:干旱年份,水分＞盐度＞铵态氮＞速效钾＞有机质＞有效磷;湿润年份为：盐度＞水分＞有效磷＞铵态氮＞速效钾＞有机质,因此把土壤水分和盐度确定为海滨湿地景观演变的关键生态因子。(3)土壤水分和盐度在东西海陆方向上的变异大于南北海岸延伸方向上的变异。(4)将景观类型图和海滨湿地土壤水分与盐度分异图叠加分析,得出：芦苇滩土壤水分阈值＜42.332%,盐度阈值＜0.745%;碱蓬滩土壤水分阈值为38.836%～46.593%,盐度阈值为0.403%～1.314%;米草滩土壤水分阈值＞39.475%,盐度阈值＞0.403%;光滩的土壤阈值＞41.550%,盐度阈值＞0.656%。     

湿润和干旱条件下喀斯特地区洼地表层土壤水分的空间变异性

在桂西北喀斯特洼地,用地统计学方法研究了旱季初期湿润和干旱条件下表层(0～5和5～10 cm)土壤水分的空间结构及其分布特征.结果表明,表层土壤水分存在明显的空间异质性和各向异性,呈现差异显著的斑块状分布格局.湿润条件下,土壤水分具有中等和较强的空间相关性,变程分别为33.15 m和15.75 m,其中0～5 cm层具有明显的趋势效应;干旱条件下,土壤水分则呈现出强烈的空间相关性,而且相似斑块的空间尺度有所减小,变程最小仅为8.22m;在平均含水量较低时(干旱条件)其变异程度较大,实际应用中应根据平均含水量水平采取不同的取样设计.实验区表层土壤水分空间变异及其分布格局的显著差异,主要是受地貌、平均含水量(降水)和地形等因素的影响.     

Cloning of caf1 +, caf2 + and caf4? + from Schizosaccharomyces pombe : their involvement in multidrug resistance, UV and pH sensitivity

We previously identified four nuclear genes (caf1 ⁺ to caf4 ⁺) in Schizosaccharomyces pombe, mutations in which can confer caffeine resistance. Here we report the cloning and sequencing of caf1 ⁺, caf2 ⁺ and caf4 ⁺. All three genes are allelic to genes (hba1 ⁺ , crm1 ⁺ and trr1 ⁺ , respectively) involved in multidrug resistance mechanisms or in stress response systems. In agreement with this the caffeine-resistant mutants caf1(hba1)-21, caf2(crm1)-3 and caf4(trr1)-83 are also resistant to brefeldin. Disruption of caf1(hba1) ⁺ and caf4(trr1) ⁺ makes cells sensitive to high pH. The overlapping ranges of pleiotropic effects and the genetic interaction detected between caf1(hba1) ⁺ and caf2(crm1) ⁺ suggest that the three genes function in interlinked systems. Received: 9 March 1998 / Accepted: 16 September 1998     

转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米中Bt蛋白的时空表达及抗性评价

【目的】探讨转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米双抗505-12-5中外源Bt蛋白时空表达规律,对3种主要鳞翅目害虫亚洲玉米螟、黏虫和棉铃虫的抗性进行鉴定,为转基因玉米双抗505-12-5的商业化推广提供科学的数据支撑。【方法】Bt蛋白时空表达规律采用酶联免疫法(ELISA),田间抗虫性和室内抗虫性鉴定分别采用田间人工接虫和离体组织生测方法。【结果】在玉米6~8叶期,Bt含量表现为根心叶茎,分别为517.3、453.8和312.8 ng·g~(-1);大喇叭口期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为353.3、281.3和232.9 ng·g~(-1);吐丝期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为188.9、114.1和53.6 ng·g~(-1);乳熟期,根、茎和心叶含量相当,分别为178.0、160.3和185.4 ng·g~(-1);繁殖器官中Bt蛋白含量表现为籽粒花丝花粉雄穗,分别为181.3、100.1、95.0和79.8 ng·g~(-1)。室内抗虫性鉴定表明,转基因玉米双抗505-12-5心叶饲喂黏虫24 h,幼虫死亡率低,但48 h后达98.21%;双抗505-12-5心叶、花丝和籽粒饲喂玉米螟,24 h幼虫死亡率分别为87.37%、100%、100%;双抗505-12-5花丝饲喂棉铃虫,24 h幼虫死亡率达80.18%,48 h死亡率为92.45%。田间鉴定结果显示,转基因玉米双抗505-12-5在心叶期和雌穗期对玉米螟、心叶期对黏虫、雌穗期对棉铃虫的抗性均达高抗水平。【结论】转基因玉米双抗505-12-5各器官在不同生育期中均能表达Bt蛋白,尤其在鳞翅目害虫为害的主要时期6~8叶期和吐丝期及乳熟期,易受害器官中Bt蛋白表达量较高。转基因玉米双抗505-12-5田间及室内对3种鳞翅目害虫均表现了显著的抗性效果,具有推广应用的潜力。     

Tributyltin-resistant Methanothermobacter thermautotrophicus mutant with mutational substitutions in the A1A0-ATP synthase operon

A spontaneous mutant of Methanothermobacter thermautotrophicus resistant to tributyltin chloride (TBT) was isolated. TBT, the inhibitor of the A₀ domain of A₁A₀-ATP synthase, inhibits methanogenesis in the wild-type cells; however, the TBT-resistant mutant exhibited methanogenesis even in the presence of 800 μM TBT. ATP synthesis driven by methanogenic electron transport was markedly diminished in the mutant strain. While TBT profoundly inhibited ATP synthesis driven by methanogenic electron transport in the wild type, only a slight inhibition was observed in the mutant strain. These results suggested a modification in the ATP-synthesizing system of the mutant strain. The sequence of the complete A₁A₀-ATP synthase operon ( Mth952 – Mth961 ) in the wild-type and mutant strains was determined and compared. Three mutations leading to amino acid substitutions in two A₁A₀-ATP synthase subunits were identified – Val₃₃₈Ala in subunit A and Leu₂₅₂Ile and Ser₂₉₃Ala in subunit B. Moreover, this study revealed the differential expression of several proteins that may contribute to TBT resistance. The results imply that change of TBT sensitivities of TBT-resistant mutant is due to mutational substitutions in the A₁A₀-ATP synthase operon.     

Acquired resistance in snails. Induction of resistance to Schistosoma mansoni in Biomphalaria glabrata

Acquired resistance to Schistosoma mansoni PR-I strain has been induced in Biomphalaria glabrata 442132 strain by infecting the snails with irradiated homologous miracidia. Present and previous results support the hypothesis that acquired resistance to trematodes in snails is an enhancement of the host's natural resistance to the parasite.     

NtPR1a regulates resistance to Ralstonia solanacearum in Nicotiana tabacum via activating the defense-related genes

Pathogenesis-related proteins (PRs) are associated with the development of systemic acquired resistance (SAR) against further infection enforced by fungi, bacteria and viruses. PR1a is the first PR-1 member that could be purified and characterized. Previous studies have reported its role in plants’ resistance system against oomycete pathogens. However, the role of PR1a in Solanaceae plants against the bacterial wilt pathogen Ralstonia solanacearum remains unclear. To assess roles of NtPR1a in tobacco responding to R. solanacearum, we performed overexpression experiments in Yunyan 87 plants (a susceptible tobacco cultivar). The results illuminated that overexpression of NtPR1a contributed to improving resistance to R. solanacearum in tobacco Yunyan 87. Specifically speaking, NtPR1a gene could be induced by exogenous hormones like salicylic acid (SA) and pathogenic bacteria R. Solanacearum. Moreover, NtPR1a-overexpressing tobacco significantly reduced multiple of R. solanacearum and inhibited the development of disease symptoms compared with wild-type plants. Importantly, overexpression of NtPR1a activated a series of defense-related genes expression, including the hypersensitive response (HR)-associated genes NtHSR201 and NtHIN1, SA-, JA- and ET-associated genes NtPR2, NtCHN50, NtPR1b, NtEFE26, and Ntacc oxidase, and detoxification-associated gene NtGST1. In summary, our results suggested that NtPR1a-enhanced tobacco resistance to R. solanacearum may be mainly dependent on activation of the defense-related genes.     

基于基因组数据分析的细菌耐药基因识别与表型预测

利用基因组数据和生物信息学分析方法,快速鉴定耐药基因并预测耐药表型,为细菌耐药状况监测提供了有力辅助手段。目前,已有的数十个耐药数据库及其相关分析工具这些资源为细菌耐药基因的识别以及耐药表型的预测提供了数据信息和技术手段。随着细菌基因组数据的持续增加以及耐药表型数据的不断积累,大数据和机器学习能够更好地建立耐药表型与基因组信息之间的相关性,因此,构建高效的耐药表型预测模型成为研究热点。本文围绕细菌耐药基因的识别和耐药表型的预测,针对耐药相关数据库、耐药特征识别理论与方法、耐药数据的机器学习与表型预测等方面展开讨论,以期为细菌耐药的相关研究提供手段和思路。     

甜菜碱与植物抗旱/盐性研究进展

系统地讨论了甜菜碱在植物体内的代谢特性与甜菜碱合成酶基因工程、甜菜碱生理功能与植物抗旱／盐生理的关系以及外源甜菜碱调控植物抗旱／盐性研究进展,最终实现通过施用外源甜菜碱和利用基因工程技术将合成甜菜碱的代谢途径引入植物,以抵抗由于干旱／盐胁迫对植物造成的伤害,为其农业利用开辟新途径。     

葡萄花翅小卷蛾抗药性研究进展

葡萄花翅小卷蛾是葡萄上的重要害虫,具有多食性、多化性等生物学特点,抗逆能力极强。该虫起源于欧洲,现已入侵全球多个国家。葡萄花翅小卷蛾主要以幼虫取食葡萄花序、幼果和成熟果实,给葡萄生产造成重大损失;其危害有利于真菌的侵入,导致灰霉病、白粉病等病害大量发生,从而造成葡萄腐烂。由于该虫入侵风险极高,已被我国列为重要的进境检疫性有害生物。国外对葡萄花翅小卷蛾的防治主要采用化学杀虫剂,由于长期大量且不合理地使用化学杀虫剂,葡萄花翅小卷蛾已对多种不同类型的杀虫剂产生了抗药性。本研究总结了葡萄花翅小卷蛾的抗性测定方法、抗性现状及其抗性机理,同时结合国外葡萄花翅小卷蛾抗性和防治相关研究,提出该虫抗性治理策略,并对我国预防该虫的入侵提出建议。     

Tracer studies of gas circulation in Nuphar: 18O2 and 14CO2 transport

The objective of this study was to investigate the behaviour of different legumes against salinity and water stress, thus trying to discover simultaneous adaptations to both stresses. The nitrogen fixation, transpiration, predawn leaf water potential, and stomatal response of Medicago sativa L. (cvs. Tierra de Campos and Aragon), Trifolium repens L. (cv. Aberystwyth S-184) and T. brachycalycinum Katzn. et Morley (= T. subterraneum L. cv. Clare) were compared at three levels of stress (0.05, 0.3 and 0.5 MPa of either NaCl or polyethylene glycol 6000) in nutrient solution. The plants were stressed for three days and then returned to control nutrient solution. The changes in the parameters analyzed were dependent on the proportion of stress treatments and the nature of the species, always being greater in plants from PEG than from NaCl solutions. Transfer of lucerne and subclover plants from NaCl at 0.05 MPa to a non-saline medium resulted in an increase of nitrogen fixation above the level of the non-salinized control plants, especially significant in lucerne. Analysis of possible inorganic impurities in commercial PEG suggest that such type of impurities are not responsible for the toxic effects reported. Plant damage resulting from PEG treatment was apparently due to penetrations of PEG (as determined qualitatively by using the tetraiodinebismuthic acid technique) or low-molecular organic impurities into the plant. – The results are discussed as part of the adaptation of the different species to salinity and water stress. The best performance was given by "Tierra de Campos".     

多重耐药鲍曼不动杆菌的耐药性及其耐药基因分析

目的:探讨多重耐药鲍曼不动杆菌(MDR-Ab)的耐药性及其耐药基因,为临床合理选择抗菌药物提供依据。方法:回顾性分析2018年1月至2018年12月鲍曼不动杆菌感染的住院患者信息。使用VITEK-32微生物分析仪/梅里埃药敏卡片GN13鉴定MDR-Ab 95株。采用聚合酶链式反应(多重PCR)检测MDR-Ab携带相关耐药基因。结果:95株MDR-Ab对头孢类抗菌药物耐药率为100%。对氨苄西林-舒巴坦和头孢哌酮-舒巴坦耐药率分别为95.79%和81.05%,对美罗培南和亚胺培南耐药率分别为56.84%和57.89%,对庆大霉素和阿米卡星耐药率均为88.42%,对环丙沙星和左氧氟沙星耐药率分别为100%和88.42%,对四环素、米诺环素、替加环素耐药率分别为87.37%、16.84%和9.47%,对多粘菌素B耐药率为1.05%。95株MDR-Ab中携带β-内酰胺酶中A类酶耐药基因TEM、PER分别95株和25株,D类酶耐药基因OXA-51、carO和adeB各95株,OXA-23基因90株。携带消毒剂耐药基因qacE 60株。携带16S r RNA甲基化酶耐药基因armA 75株。每株MDR-Ab除携带TEM+carO+adeB+OXA-51四种基因外,另同时携带四种基因20株(21.05%),三种基因38株(40.00%)。结论:MDR-Ab对多种抗菌药物的耐药率较高,携带的耐药基因型主要为TEM、carO、adeB及OXA-51。携带多种耐药基因是MDR-Ab耐药重要原因。加强医院感染防控、合理应用抗菌药物对于延缓泛鲍曼不动杆菌耐药性发展具有重要的临床意义。