“生态学研究方法”课程思政教学改革与实践

将生态保护、生态建设、绿色发展理念和生态文明建设等方面的实践案例转化为课程思政元素,有机地融合到“生态学研究方法”课程教学实践,初步构建该门课程的思政教学体系。课程思政以立德树人为根本任务,在传授专业知识的同时,提升学生的思想政治水平,这既是新时代培养德业双优人才的重要方式,也是适应新时代高等教育要求的重要手段。将课程思政有机地融入研究生课程体系将有利于提升研究生课程教学质量与人才培养质量。

“生态学研究方法”课程建设与教学改革探索

通过“生态学研究方法”课程建设与教学改革探索,提高了研究生了解和掌握生态学研究方法系统性,在研究生科研能力、创新能力、思维能力和协作能力培养方面,取得了较好的教学效果。

杜仲种子内生微生物群落组成及生态功能分析

[目的]揭示杜仲种子内的微生物群落组成和多样性,丰富杜仲相关微生物资源。[方法 ]本研究采用传统培养法和高通量测序技术对杜仲种子内生微生物群落组成和多样性进行分析,同时基于FAPROTAX和FUNGuild数据库对其进行功能注释。[结果 ]从杜仲种子中共分离获得真菌40株(3门11属),优势属为曲霉属(Aspergillus)(30%);细菌142株(1门6属),其中,土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)(47.18%)为主要优势属。高通量测序获得141个真菌OTUs,隶属于6门101属;442个细菌OTUs,隶属于24门313属。在属水平,种子优势真菌属为Apiotrichum(31.28%)和德巴利氏酵母属(Debaryomyces)(26.07%);优势细菌属主要为假单胞菌属(Pseudomonas)(16.66%)和乳杆菌属(Lactobacillus)(9.68%)。功能注释结果显示:真菌以降解有机物、促进宿主植物生长、促进宿主对土壤养分的吸收、改善土壤环境微生物群落结构以及致病菌群为主;细菌以化能异氧、有氧化能异养以及具有发酵和固氮作用的菌群为主。[结论 ]杜仲种子内携带多种有益功能菌和潜在致病菌,这些微生物对植物的生长发育具有重要影响。同时本研究还分离到多株有益功能菌,这将为后续人为调控种子微生物组以增强植物健康提供微生物资源。

森林光环境特征及其生态作用

光是森林生态系统的关键能源输入。森林光环境的演变机制很复杂,我们通过对林缘、林内和林窗的光环境相关指标及监测方法进行了归纳总结,并在分析森林光环境特征的基础上,从时间尺度上对其日变化、季节动态和年际变化三个方面进行了总结。同时从个体、群落、生态系统等方面对森林光环境生态作用进行了探讨,旨在为深入了解森林植被时空动态与光环境间协同演变机制提供参考,为促进森林可持续管理提供依据。

环境科学概论课程教学改革探讨

“环境科学概论”是生态环境类专业的一门基础课,又是环保素质教育的选修课,该课程在拓展学生专业知识、激发学习兴趣及培养环保素质方面具有重要作用。文章从丰富课程教学内容、发挥多种教学方式互补效应、加强课程全过程考核、增加相关实践实验等方面对该课程进行了实践探索。

冗余分析在微生物生态学研究中的应用

冗余分析(Redundancy analysis, RDA)是多元回归模型的延伸,其用排序的方法对环境变量与物种间关系进行间接梯度分析,这一方法在经典生态学研究中已取得大量研究成果。本文阐述了冗余分析的概念,并在CANOCO软件RDA分析操作步骤的基础上,综述了近年冗余分析在微生物群落多样性、碳源代谢、核心微生物组、微生物谱系地理、病原菌耐药性等微生物生态学中的重要应用,以期为微生物生态学研究推荐和扩展这一简洁、快速的研究分析方法。

烟叶陈化过程细菌群落演替特征

仓储生态因子和烟叶化学成分的改变直接影响烟叶微生物群落结构和功能。以储存在贵阳库(GY)、坛厂库(TC)及紫云库(ZY)的云南保山C3F烟叶为研究对象,对不同陈化时间(0、6、12、18、24个月)的烟叶样品提取微生物总DNA,利用Illumina Hi Seq平台对细菌的16S rRNA V4区进行高通量测序,并结合主要化学成分分析,以期揭示烟叶陈化过程中细菌群落演替规律及其与烟叶化学成分间的作用关系。研究结果表明,烟叶细菌群落以假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属为优势属;随陈化时间的增加,细菌优势群落呈现出变形菌门和厚壁菌门间消长变化的趋势,陈化后期芽孢杆菌(厚壁菌门)优势度明显增强;烟叶陈化过程中,细菌优势功能群变化与化学成分逐级降解间呈显著的相关关系,主要表现为由降解糖类菌群向降解淀粉类菌群,再向降解纤维素类菌群变化的趋势;其中,影响菌群演替的关键因素是水溶性总糖和纤维素。研究结果揭示了在烟叶陈化过程中存在显著的细菌群落演替特征,加深了对烟叶陈化机制的理解,为微生物调控烟叶陈化过程提供了科学依据。

共生功能体的微生物组组成、组装及微生物间互作研究进展

本文介绍了植根于共生理念和关系中的共生功能体(宿主—相关微生物组)概念,系统评述了共生功能体相关微生物组的组成、组装及其微生物间的互作。基于共生功能体,宿主通过自身具有的抗性和耐受性,可影响微生物共生体在共生连续体中的位置,降低互作的负面效应。宿主进化和共生功能体能主动影响寄生性共生体的适合度,从而出现反向适应。虽然宿主微生物组对宿主生物学、生态学和进化中的中心作用已得到普遍重视,但涉及功能的研究较少。最近提出的生态—共生功能体新概念对一个物种共生功能体的传统认知提出了挑战。此外,共生功能体的研究已从生物科学向社会科学、哲学和生理学扩展。如果不考虑共生功能体在特定行为中的作用,可能会导致潜在的认知偏差,即共生功能体盲点。因此关注共生功能体盲点和对微生物组如何影响大脑和认知的研究,将为人类认知和社会行为的进化提供新见解。

植物根际微生物组的研究进展

根际微生物组(rhizosphere microbiome),是植物从其种子库土壤微生物组中有选择性地招募在根际聚集的动态微生物集群。随着近年来高通量测序技术、宏基因组学等的飞速发展,根际微生物组与植物宿主及土壤微生物组间的紧密联系引起了全球关注和研究热潮。根际微生物组被视作植物第二基因组,其与植物间的互作极为复杂,有正相也有负相。植物通过从土壤微生物组中招募到根际的某些组分获得积极反馈。正确管理植物根际微生物组不仅能促进宿主营养吸收、抵抗病虫害及适应环境胁迫,还可能促进健康土壤的形成,增强土壤生态系统的服务功能。对根际微生物组的定义、驱动因素、研究方法及其与农业生产的关系4个方面进行综述,并重点关注了根际微生物组与植物宿主间的互作过程,以期为更好的开发利用这类生物资源提供新思路。

我国野生食用菌营养成分与价值评价研究进展

野生食用菌是一类重要的野生生物资源,因其具有丰富的营养价值而受到大众的青睐。近年来,随着野生食用菌产业迅猛发展,野生食用菌相关的基础研究引起了国内外研究者的广泛关注。通过对1999年~2020年5月国内发表的野生食用菌营养成分测定的相关文献进行整理,分类统计野生食用菌相关营养成分和重金属等含量特征;列举了野生食用菌的主要测定与评价方法;从野生食用菌采摘等管理制度、野生食用菌样品测定分析方法标准体系、野生食用菌特殊营养成分的提取与加工以及野生食用菌营养价值综合评价体系等方面进行了展望。

分离自土壤的裸囊菌科真菌中国及大陆新记录种

裸囊菌科类群是一类重要的人和动物皮肤病原真菌,尤其是小孢子菌属,目前对其报道主要以临床病例为主,对环境中如土壤和水源中的菌研究较少,为及早预防真菌感染的发生,对我国山西省和甘肃省土壤中的裸囊菌科真菌资源进行调查。采集不同环境中的土壤样品,利用鸡毛和头发对土壤样品中的这类资源进行诱集,分离目标菌株;基于形态特征和ITS rDNA序列进行系统发育分析相结合的方法进行菌株的鉴定。从土壤中分离发现3个裸囊菌科菌株:经鉴定为布拉尔小孢子菌 Microsporum boullardii,奇妙帕拉癣菌 Paraphyton mirabile和弯奈尼兹皮菌 Nannazzia incurvata。前两个种为中国新记录种,后一个为大陆新记录种;这些存在于土壤中的裸囊菌科真菌为潜在人和动物的致病菌,值得引起重视。

近52 a铜仁市热量资源变化特征分析

为了解气候变暖对铜仁市热量资源变化的影响,对农业热量资源利用及农业经济的发展提供科学依据,该文基于铜仁市近52 a(1960—2011年)的日平均气温数据,采用线性倾向估计等统计方法,分析界限温度0℃、5℃、10℃及15℃的起始日期、终止日期、持续天数和积温的变化特征。结果表明:1960—2011年期间热量资源呈显著增加趋势。≥0℃、≥5℃、≥10℃和≥15℃的积温和持续天数普遍显著增加,≥0℃、≥5℃、≥10℃和≥15℃的年均积温分别为6285.51℃·d、5976.0℃·d、5412.2℃·d及4 614.9℃·d,分别以59.4℃/10a、54.8℃/10a、48.9℃/10a及79.4℃/10a的速率显著增暖。初始日期整体表现为提前趋势,终止日期则为延后趋势。持续天数显著增加,积温显著增强。

不同地区杜仲树皮内生真菌群落组成及生态功能结构的差异分析

基于高通量测序及宏基因组分析法对采自贵州遵义县枫香镇、湖南慈利县零阳镇、四川旺苍县木门镇3个产地的杜仲树皮内生真菌的群落组成及生态功能结构进行分析。从所试样本中共获得内生真菌有效序列110 865条,聚类后OTUs对应的真菌类群涉及子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota的10纲、25目、41科、57个属的74种真菌。其中,四川旺苍样本(EWP)中优势属为丛赤壳科Nectriaceae中的未定属,相对丰度为55. 03%。湖南慈利样本(ECP)中优势属为子囊菌门Ascomycota中的未定属,相对丰度为40. 23%。贵州遵义样本(EZP)中优势属为扁孔腔菌属Lophiostoma,其相对丰度为47. 15%。α多样性分析表明,不同产地杜仲树皮内生真菌Shannon多样性指数从高到低依次为ECP(1. 340 2)>EZP(1. 380 4)>EWP(1. 168 3); Simpson多样性指数从高到低依次为,EWP (0. 427 3)> EZP (0. 332 5)> ECP (0. 313 6)。经FUNGuild软件平台解析,3个产地的杜仲树皮内生真菌包含14个生态功能群,即植物病原菌群、动物病原菌群和内生真菌群等,3产地杜仲样本的共有功能群数达到8个,超过了总数的二分之一。对杜仲皮内生真菌群落与4种活性成分进行了相关性分析,发现在四川旺苍样本(EWP)中,松脂醇二葡萄糖苷及绿原酸含量与内生真菌中大卫氏菌科Davidiellaceae中的未定属、被孢霉属Mortierella、毛壳菌属Chaetomium和拟盘多毛孢属Pestalotiopsis有不同程度的正关联。

烟叶陈化过程可培养微生物的生态功能

【背景】烟叶陈化涉及多方面因素的相互作用。【目的】研究烟叶表面可培养微生物群落结构、功能和化学成分之间的联系。【方法】以储存于贵阳库、坛厂库、茅台库的烟叶为研究对象,分别对不同陈化时间的烟叶样品进行微生物分离,采用rDNA条形码技术对微生物优势菌株进行物种鉴定,利用FAPROTAX和FUNGuild数据库分别对细菌和真菌进行功能注释,并结合主要化学成分进行相关分析。【结果】243个烟叶样品中共分离到189株优势细菌菌株和229株优势真菌菌株,其中细菌以芽孢杆菌属(Bacillus)为优势种群,真菌以曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)为优势种群。随着陈化时间的延长,优势种群和优势功能类群比例逐渐降低,主要化学成分与微生物群落变化呈显著相关关系。【结论】微生物功能群通过结构变化推动烟叶陈化进程,同时陈化过程中主要化学成分的变化影响了微生物群落的组成与功能。

蝉棒束孢内菌核、菌膜及其生境土壤真菌群落结构及生态功能分析

通过分析蝉棒束孢Isaria cicadae内菌核、菌膜及其生境土壤的真菌群落结构与核心真菌组的生态功能,初步探索蝉棒束孢自然生长过程中内环境真菌与其周围环境中真菌的关系。本研究利用高通量测序技术检测6株采自贵阳大将山和贵阳森林公园的蝉棒束孢及土壤样本,结果表明,蝉棒束孢内菌核共检测到43个真菌属,菌膜检测到58个真菌属,菌际土检测到260个真菌属,且内菌核和菌膜真菌群落结构相似。而两地生境土的真菌群落结构有差异,大将山以棒束孢属Isaria、被孢霉属Mortierella和一分类地位未知属占优势,而贵阳森林公园以被孢霉属、隐球酵母属Cryptococcus、红菇属Russula、棒束孢属占优势,且两地菌际土中棒束孢属的丰度均显著高于其他土样。核心真菌组检测分析显示,内菌核的核心真菌组有10个OTUs,菌膜的核心真菌组有5个OTUs,菌际土的核心真菌组有20个OTUs,3种样本的核心真菌组的生态功能群均检测到有与植物相关的功能群,内菌核中检测到外生菌根真菌群,菌膜中检测到植物病原真菌群,菌际土中检测到丛枝菌根真菌群和植物病原菌群。

紫苏对医院绿地土真菌群落组成及生态功能群结构的影响

医院绿地土壤是医院人体病原真菌或潜在人体病原真菌重要的物种储存库。这些携带真菌孢子的土粒和灰尘在空气中的传播增加了医院院内真菌感染的风险,已成为一个日趋严重的公共卫生问题。现研究表明,不少高等植物,尤其是药用植物具很强的抗真菌特性。基于高通量测序及模拟盆栽试验,本研究观察了种植药用植物紫苏Perilla frutescens对医院绿地土壤真菌群落组成及生态功能群结构的影响。研究结果表明,医院绿地土壤真菌群落优势类群随紫苏生育期变化而发生明显变化。优势属由原初医院土(PTS)的绿僵菌属Metarhizium(60.94%),依次变为紫苏生长期样本(GZS)的被孢霉属Mortierella(21.34%)、开花期样本(FZS)的亚隔孢壳科Didymellaceae中一未定属(47.22%)和枯萎期样本(WZS)的粪壳菌目Sordariales中一未定属(12.67%)。经FUNGuild平台对序列数据集作进一步解析发现,种植紫苏后能够驱动医院绿地土壤真菌生态功能群发生明显变化,一些分类单元由动物病原向腐生型和/或共生型生态功能群转变。动物病原菌群(包括人体潜在病原)相对丰度,由原初医院土(PTS)的61.36%,下调至紫苏生长期样本(GZS)的2.48%、开花期样本(FZS)的1.40%和枯萎期样本(WZS)的6.09%。研究揭示紫苏对医院绿地土壤真菌群落组成及相对丰度具有一定调控作用,尤其是可降低其中人体潜在病原相对丰度以减轻对人类健康的威胁,为引种药用植物增强医院绿地土壤健康水平及维护医院院内公共卫生安全提供了参考。

不同产地杜仲根际土真菌群落结构的差异性分析

基于宏条码技术对采自贵州遵义县、湖南慈利县和四川旺苍县3个杜仲产地根际土壤的真菌群落组成进行了分析。研究获得根际土壤真菌有效序列共10 775条,聚类后OTUs对应的真菌类群涉及子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、球囊菌门Glomeromycota、壶菌门Chytridiomycota、类原生动物门Rozellomycota的22纲、59目、103科、108个属的550个真菌分类单元(OTUs)。在属的水平上,湖南慈利样本(ECS)有119个属,优势属为镰刀菌属Fusarium,相对丰度为16.31%,其次是被孢霉属Mortierella(14.67%)、毛壳菌科Chaetomiaceae一未定属(13.01%)和木霉属Trichoderma(11.37%)等。四川旺苍样本(EWS)共有116个属,优势属为丝齿菌属Hyphodontia,相对丰度32.32%,其次为镰刀菌Fusarium(13.41%)等。贵州遵义样本(EZS)有110个属,优势属为被孢霉属Mortierella,相对丰度30.74%,其次是木霉属Trichoderma(25.96%)和镰刀菌属Fusarium(4.85%)等。α多样性分析表明,不同产地杜仲根际土壤真菌群落组成有明显差异。遵义样本(EZS)、慈利样本(ECS)和旺苍样本(EWS)的Shannon多样性指数从高到低为:ECS(2.7661)> EZS(2.4841)>EWS(2.1326)。不同杜仲产区土壤理化因子及4个主要活性成分(松脂醇二葡萄糖苷、绿原酸、京尼平苷酸和京尼平苷)与根际土真菌群落组成的相关性分析表明,4个主要活性成分皆为四川旺苍(EWS)产地含量最高,其次是湖南慈利,贵州遵义最低甚至不含京尼平苷。杜仲根际土壤样品真菌物种组成丰富,不同地区杜仲根际土壤真菌群落组成、分类单元的相对丰度及优势分类单元皆存在不同程度差异。杜仲根际土真菌群落结构的多样性与土壤理化因子及杜仲主要有效成分含量具有一定相关性。杜仲根际土真菌群落组成的结构谱是杜仲道地性的重要特征。

仓储烟叶表面真菌群落组成分析

利用高通量测序平台,对贮存于贵阳库(GY)、坛厂库(TC)和紫云库(ZY)的云南保山C3F(2013)烟叶样品进行宏基因组水平的ITS1基因测序分析,以期揭示陈化烟叶表面真菌群落组成、分布格局及功能分组,探讨化学因子对其结构的影响。结果显示,从15个样品中共检测到了1 173 560条有效序列,包括4个门、140个属;贵阳库优势属为耐干霉菌属Xeromyces,坛厂库优势属为红酵母属Rhodotorula,紫云库优势属为耐干霉菌属Xeromyces;坛厂库优势菌群及变化趋势与贵阳库和紫云库存在差异;真菌群落以腐生营养型和病理营养型为主,分布有潜在人体病原真菌;有机碳、总磷、总钾对真菌群落变化影响显著(P<0.05)。真菌群落组成和格局分布受存储环境、陈化时间及烟叶化学元素的共同影响。

烟草根部内生真菌群落结构和功能特征

烟草内生真菌是烟田生态系统的重要组成,根系是烟草内生真菌重要来源途径。本研究通过高通量测序技术分析了5个品种的烟草根部内生真菌群落结构及功能特征。结果表明,烟草根部内生真菌群落多样性较低;粪壳菌纲Sordariomycetes、座囊菌纲Dothideomycetes、散囊菌纲Eurotiomycetes、伞菌纲Agaricomycetes及锤舌菌纲Leotiomycetes为主要菌群,肉座菌目Hypocreales、煤炱目Capnodiales和散囊菌目Eurotiales为优势真菌目,丛赤壳科Nectriaceae、小戴维霉科Davidiellaceae和发菌科Trichocomaceae为优势真菌科,未定义腐生菌和动物病原菌是主要的生态功能群,但不同品种之间的真菌群落组成和生态功能分布差异显著。本研究为进一步挖掘利用烟草内生真菌资源,阐明烟草内生真菌的生态功能提供了参考。

来自土壤的金孢属四个新记录种

【背景】金孢属是一类重要的嗜角蛋白真菌资源。【目的】对我国甘肃省和云南省土壤中的金孢属资源进行调查。【方法】采集不同环境中的土壤样品,利用鸡毛和头发对土壤样品中的这类资源进行钓饵,分离目标菌株;基于形态特征和ITSrDNA序列进行系统发育分析相结合的方法进行菌株的鉴定。【结果】从土壤中分离发现5个金孢属菌株,其中菌株H5.11在形态上与节状金孢模式菌株的形态特征非常相近,而且系统发育中与GenBank上报道的该种序列以较高的支持率聚在一个亚分支;H10.10菌株的形态特征与乔治金孢模式标本的形态非常吻合,培养基上均呈现红色,同时系统发育分析结果表明该菌株与GenBank上报道的序列较好的聚在一个亚分支中;EB8803M和EB8801M两个菌株在形态特征上与水生金孢模式标本的描述非常吻合,系统发育分析结果显示它们与网上该种序列能较好地聚在一个亚分支中;O1菌株在形态特征上与轮带金孢模式标本的描述非常吻合,其系统发育表明它与GenBank已报道菌株序列能较好聚在一起。因此将它们鉴定为节状金孢Chrysosporiumarticulatum、乔治金孢C.georgiae、水生金孢C.submersum和轮带金孢C.zonatum。【结论】这4个种均为中国新记录种。