贵州部分洞穴裸灶螽的鉴定及其遗传多样性分析

贵州是中国具有丰富喀斯特洞穴生态系统的省份之一,裸灶螽作为洞穴中的优势物种又为生态环境指示种,其遗传多样性能够反应洞穴生物多样性。为评估洞穴开发对洞穴生物多样性的影响,本研究通过形态鉴定和分子辅助鉴定的方式对来自贵州省毕节、黔西南、铜仁和黔南4个地区8个洞穴97号裸灶螽标本进行鉴定,并对其遗传多样性进行分析。结果共鉴定出裸灶螽亚属Tachycines(Gymnaeta)的8个种和3个形态鉴定模棱两可的待定种,包括此次在贵州首次报道的伪裸灶螽Tachycines(Gymnaeta)fallax和洞穴裸灶螽Tachycines(Gymnaeta)cavernus;通过使用线粒体COI基因构建裸灶螽亚属的系统发育树,对待定种进行了辅助鉴定,认为洞穴裸灶螽Tachycines(Gymnaeta)cavernus、实心裸灶螽Tachycines(Gymnaeta)solidus和波氏裸灶螽Tachycines(Gymnaeta)borutzkyi之间可能存在复合种;洞穴空间小和相对湿度低或人为活动干扰和洞穴开发情况严重会减少裸灶螽的数量和降低其遗传多样性。因此,建议对洞穴空间较大,物种较丰富的洞穴建立洞穴物种基因库,做到科学开发旅游资源,力争向生态科技旅游推进。

贵州草海越冬黑颈鹤的肠道真菌多样性初探

为了探究濒危物种黑颈鹤(Grus nigricollis)的肠道真菌群落多样性和优势菌群,试验采用从草海收集的3份新鲜的黑颈鹤粪便进行真菌多样性初探,利用高通量测序技术中的Illumina HiSeq平台对转录间隔区1(ITS1)区域进行测序,对操作分类单元(OTUs)进行聚类分析及α、β多样性指数分析。结果表明:从3份样品中共获得221048条Tags,平均构建OTUs为367个,共有OTUs仅为7个,主要包括4个门、8个纲、10个目、9个科和5个属。其中子囊菌门(Ascomycota,平均含量为46.9%)和担子菌门(Basidiomycota,平均含量为45.8%)为优势门,前者以座囊菌纲(Dothideomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)和枝孢菌属(Cladosporium)、微白粉菌属(Microidium)为主,后者以伞菌纲(Agaricomycetes)、微球黑粉菌纲(Microbotryomycetes)和散尾鬼笔属(Lysurus)、红酵母属(Rhodotorula)为主。α和β多样性指数分析均说明黑颈鹤肠道菌群的种类和数量的丰富度极高,多样性差异显著。

水稻C24-甾醇甲基转移酶基因OsSMT2的生物信息学分析

【目的】为水稻C-24甾醇甲基转移酶基因OsSMT2的进一步研究提供理论参考。【方法】以水稻OsSMT2基因为研究对象,通过生物信息学分析方法,对OsSMT2蛋白质的理化性质、结构特点、共表达基因的富集、启动子的顺式作用元件及表达模式等进行分析。【结果】水稻OsSMT2基因CDS全长1092 bp,编码1个含363个氨基酸的蛋白质,该蛋白质具有甲基转移酶结构域和甾醇甲基转移酶C末端结构域;OsSMT2蛋白质不含信号肽,存在1个跨膜结构域;OsSMT2基因的共表达基因主要富集到DNA的复制过程和次生代谢物的生物合成等途径中,可能参与植物的抗寒和抗旱过程;OsSMT2基因在萌发种子中的表达量最高,在叶片的表达量最低。【结论】水稻OsSMT2基因主要在萌发的种子、胚根、胚芽中高表达,参与水稻DNA复制和细胞分裂的主要过程,可作为水稻抗寒和抗旱育种的候选基因。

高砷煤矿周围旱作土壤重金属污染特征及农作物健康风险评价

为了掌握高砷煤矿周边旱作农田重金属污染状况,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和地积累指数法对高砷煤矿周边旱作土壤重金属(As、Cd、Hg、Cu、Zn)进行污染风险评价,并采用富集系数法、目标危害商数法和致癌风险指数法对农作物和人体健康风险进行评价。结果表明:调查区域土壤综合污染指数均值为2.12,属中度污染水平;土壤中As、Cd、Hg、Zn、Cu的含量均值分别为全国土壤背景值的7.91、2.57、5.26、1.53、3.44倍;As和Hg的污染等级高且范围广,Cu污染等级低但污染范围广,Cd的污染等级较低且范围较小,Zn基本无污染。富集系数法评价结果显示,作物对5种重金属的吸收能力表现为Cd>Zn>Cu>Hg>As。农作物健康风险评价结果显示,5种农作物的健康风险主要为非致癌风险,As是可食用农作物(除玉米外)的主要致癌风险因子和非致癌风险因子,Cd是烟草的主要致癌风险因子和非致癌风险因子。食用本地农作物对人体造成的健康风险依次为As>Cd>Hg>Cu>Zn。研究表明:研究区域土壤处于中度污染水平,As的风险较高;可食农作物中重金属的潜在健康风险主要源于As,且对儿童造成的健康风险明显高于成人;烟草的健康风险主要源于Cd;农作物中辣椒和烟草的健康风险最高。

内生真菌对营养亏缺下金钗石斛幼苗生长的影响

【目的】探讨营养亏缺下内生真菌对金钗石斛组培苗生长的影响。【方法】金钗石斛组培苗移栽时在其根部分别添加内生真菌37号、117号、120号菌株及无菌水,然后再分别在1倍、1/2倍、1/4倍和1/8倍Hoagland营养液中培养30 d,通过测定植株生长特征、生理特性等指标来判定内生真菌在不同稀释倍数营养液中的作用效果。【结果】随着Hoagland营养液逐渐变稀,各内生真菌处理组的植株干重、叶绿素SPAD值、总生物碱、水溶性多糖和氮磷钾含量增加量显著高于对照组,根长和根茎比增加量显著小于对照组。3株内生真菌处理间各种指标变化并不完全相同,37号菌株在增加干重和总生物碱含量上作用最为显著,而120号菌株在控制根长和根茎比、提高水溶性多糖含量、增加对磷和钾元素的吸收上效果更为突出,117号菌株在提高叶绿素SPAD值和促进植株吸收氮元素上作用最为明显。【结论】3株菌株均能促进金钗石斛幼苗在营养亏缺下的生长,但作用效果各不相同,生产中混合使用效果更佳。

贵阳市集中式饮用水源地重金属污染特征及健康风险评价

为研究贵阳市7个集中式饮用水源地的重金属空间分布特征及重金属之间的相关性,并探讨饮用水源地的重金属污染对不同人群健康的潜在风险,于2020年1月—12月对7个饮用水源地水体中的Cd、Cr(VI)、As、Co、Fe、Hg、Mo、Ba、Cu、Mn、V和Ni这12种重金属质量浓度进行监测分析,利用US EPA推荐的环境健康风险评价模型对饮用水源地的潜在健康风险进行评价。分析结果表明,监测水体中重金属年平均质量浓度顺序为:Fe>Ba>Mo>Mn>Cr(VI)>Cu>V>Ni>As>Co>Cd>Hg,其平均质量浓度均未超过《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)规定的标准限值,且符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类水质标准。空间分布特征表明,Cr(VI)、Cd和在空间上无明显变化趋势;Co、V、Ba和Hg在空间上分布较为均匀;As和Cu变化规律为上游质量浓度高于下游质量浓度;Fe为下游高于上游;Mn是在猫跳河流域下游质量浓度高于上游;Mo和Ni的空间分布特征比较一致。相关性分析表明,Cr(VI)和Cd与其他重金属不存在相关性;Hg和Ba、Co和Ni之间可能分别具有相似的来源或经历相同的迁移转化过程;Cu与Fe却是有着不同来源;As、Mn、Mo和V之间相关度不高。健康风险评价结果表明,对于不同的人群,儿童是比成年人更加容易受到重金属危害的群体。致癌风险评价指标从大到小依次为Cr(VI)>As>Co>Cd;非致癌风险评价指标从大到小依次Mo>Cu>Fe>Ba>V>Hg>Mn>Ni;重金属致癌风险评价值远高于非致癌风险评价值,两者均低于国际辐射防护委员会(ICRP)的推荐值;Cr(VI)是研究区域水环境产生健康风险的主要监测指标,应作为风险管控的优先指标。

茜草科二型花柱植物滇丁香传粉精确性研究

异型花柱是一种受遗传因素控制的花型多态性现象,其适应意义在于提高不同花型间传粉精确性,从而促进异交。为检验二型花柱植物滇丁香(Luculia pinceana)是如何促进异交并确定有效传粉者的类型,实验统计自然种群中长、短柱型的植株数量,测量花部特征,统计自然种群植株柱头上的型间花粉落置的数量和比例,比较型内、型间花粉的萌发率以及花粉管长度,比较不同人工授粉处理结实情况,观察传粉昆虫类型并测量虫体特征。结果表明(1)滇丁香自然居群中长、短柱型植株的数量没有显著性差异。长柱型的筒深、筒直径、开口直径、雄蕊长和柱头长均显著小于短柱型,而长柱型的叶片长和宽、雌蕊长、花药体积、花粉粒体积、柱头厚均显著大于短柱型。(2)自然种群植株柱头上型间花粉所占比例显著低于型内花粉的比例。(3)型间授粉的花粉萌发率以及花粉管长度均大于型内授粉和混合授粉。(4)型间授粉的结实率显著高于型内授粉的结实率,型内授粉具有一定的结实。(5)夜行性长喙条背天蛾(Cechenena lineosa)是滇丁香的有效传粉者,其吻长和滇丁香的花筒深相适应。本研究表明二型花柱植物滇丁香主要是通过与其花部特征相匹配的长喙天蛾实现有效的传粉,通过促进型间花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉结实,提高传粉精确性。

多星韭( Allium wallichii )的传粉生态学初探

韭菜坪地区是世界最大的野生韭菜花带,全国唯一的野生韭菜花保护区。为探讨多星韭在该地区的传粉生态学特性以及生态适应性,该研究对多星韭的花期、形态特征、访花者进行了定点观察实验,通过人工授粉实验探究其繁育系统;通过海洋光谱仪检测蜜蜂视觉对两种花色的显著性;通过气相色谱进行测定其各部分的次级代谢产物的组成。结果表明:多星韭花为雄先熟,单花期为7~8 d,花序持续开花时间为25~28 d;花蜜量为(0.61±0.07)μL;中华蜜蜂(Apis cerana)为主要有效传粉者,隧蜂、食蚜蝇、蝇类为偶见访花者;海洋光谱仪的测定结果表明紫花色在绿叶中对蜜蜂视觉来说更显著。访花者在不同花色间的访花频率有显著性差异,但单次访花频率无差异。当两种花色同时存在时中华蜜蜂会优先访问紫色花的多星韭,在访紫花时,由于受到气味的影响,大部分蜜蜂也会访相邻的白花多星韭。多星韭的次级代谢产物分析结果表明,茎、子房和花梗含有多种刺激性含硫代谢物,花器官以及花蜜拥有多种花香类次级代谢物;其有性繁殖为自交和异交混合交配系统,具有无融合生殖。综上结果表明,多星韭在该地区不存在花粉限制,多星韭的繁殖学特征表明其具有能较好的环境适应性。

喀斯特植物叶片草酸钙与抗坏血酸的相关性分析

草酸钙晶体是一种典型的植物生物矿物,在植物的生长发育和抗逆性方面起着重要的作用。本研究以贵州喀斯特生境中适生草本、灌木和乔木植物为材料,通过光学显微成像观察草酸钙晶体的形态和分布特征。同时,分析抗坏血酸和草酸钙含量之间的相关性,探究抗坏血酸与草酸钙之间的关系。结果表明,植物叶片中草酸钙主要有簇晶和棱晶两种形态,簇晶主要分布在叶肉组织中,而棱晶主要分布在叶脉组织中。在草本和灌木物种中,草酸钙含量与抗坏血酸和脱氢抗坏血酸均表现为正相关关系;然而,在乔木物种中,草酸钙含量与抗坏血酸含量正相关,与脱氢抗坏血酸含量相关性不明显。研究发现,贵州喀斯特适生植物叶片主要以叶肉簇晶和叶脉棱晶的方式富集草酸钙晶体,植物抗坏血酸和草酸钙之间表现为正相关,这为进一步研究草酸钙晶体的合成和生物学功能提供了科学数据。

百里杜鹃保护区马缨杜鹃土壤真菌群落特征

近年来,贵州百里杜鹃保护区戛木管理区发现有部分马缨杜鹃感染根腐病,造成其大量死亡,致病机制尚不明确。为了研究马缨杜鹃根腐病发病区土壤真菌群落结构组成,探讨真菌微生物种类组成变化与根腐病发病的关联,以感病马缨杜鹃根部土壤和未感病马缨杜鹃根部土壤的土壤为对象,利用高通量测序技术进行测序,发现2份感病杜鹃根部土壤中分别有846和911个操作分类单元(operating taxonomic unit, OTUs),而未感病杜鹃根部土壤仅有439个OTUs。通过分析土壤真菌物种丰度和分类、α-多样性、β-多样性、主成分(principal component analysis, PCA)分析和聚类分析。结果表明:感病马缨杜鹃和未感病马缨杜鹃根部土壤真菌多样性和群落结构存在较大差异,未感病杜鹃根部土壤的真菌微生物种类明显少于感病杜鹃根部土壤。

高钙逆境对拟南芥根部基因表达的影响

土壤钙含量过高会对植物正常生长发育形成严重的威胁。这是中国西南喀斯特区域农业生产和环境保护的重要限制因素。了解植物对高钙胁迫的响应机制,可以促进喀斯特地区可持续农业发展和生态环境保护。为揭示植物对高钙胁迫相应的分子机理,本研究充分利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)丰富的生物信息资源,系统比较和分析了对照和高钙胁迫处理情况下拟南芥根部的基因表达情况。40 mmol/L CaCl2处理明显抑制了拟南芥根部生长。转录组分析表明,高钙处理下,拟南芥根部乙烯、脱落酸和茉莉酸途径表达上调,其中,茉莉酸合成、响应和代谢途径相关基因表达均上调,说明这3个激素相关途径,对植物应对高钙胁迫具有重要的作用,尤其是茉莉酸相关途径。

中国动物谱系地理格局的影响因素分析

中国境内物种的演化形式复杂多样,越来越多的国内外学者对区域的物种谱系地理格局进行了研究,尽管已有学者对各类群动物、植物进行了综述,但缺乏对所有动物的全面研究概况的介绍。该文通过整理近10年来的相关文献,探讨在中国境内动物谱系地理格局形成的过程中,气候动荡、地质变迁、人类活动以及物种自身的散播等因素的作用。发现气候和地质因素在物种的演化过程中起主要作用,第四纪冰期循环引起的气候动荡形成多个冰期避难所,驱使温带动物的分布和遗传结构多样化;山脉的阻隔、隆起及人类活动造成的栖息地片段化和排水系统的改变,以及岛屿与大陆的分分合合,形成了基因流屏障或迁徙廊道,导致了动物的隔离和分化。以上因素对动物谱系地理格局的影响最终取决于动物的分布地域及自身属性。

梅花个体内花柱长度的变异及其对繁殖成功的影响

植物个体内花型的变异影响繁殖成功,雌性繁殖性状的变异可能影响雌性的繁殖成功,也可能作为花粉的受体影响雄性的繁殖成功。然而,植物个体内不同花柱长度的花产生的花粉是否影响植物的繁殖成功却少有研究。梅(Armeniaca mume)是原产我国的重要木本花卉和经济果树,我们的野外观察发现在同一植株内,不同花的花柱长度有变异,存在长柱型、短柱型和雄花型(雌蕊败育)三种花型,是比较雌性繁殖性状的变异对两性繁殖成功的影响的理想材料。本文主要测量了不同花型的花部特征,统计花期,并开展体外花粉萌发以及人工控制授粉实验。结果表明:长柱型的花冠直径、雌蕊长、单花花粉数、花粉体积显著大于短柱型和雄花型。长柱型的单花期以及雌花期显著长于短柱型。长柱型、短柱型以及雄花型花粉在活体柱头上的萌发率没有显著性差异,雄花型的花粉管长度显著高于长柱型和短柱型。长柱型为母本的花粉萌发率以及花粉管的长度要显著高于短柱型。长柱型、短柱型、雄花型花粉授粉与自然对照处理的坐果率没有显著性差异,而长柱型为母本的坐果率要显著高于短柱型为母本的坐果率。这些结果表明野生梅花的长柱型为母本有利于花粉的萌发和花粉管的伸长,有高的坐果率;但其作为花粉供体的雄性功能与其他花型没有差异。

迷人杜鹃和马缨杜鹃杂交种愈伤组织的诱导方法

杜鹃花新品种的培育需要时间较长,而从自然界中选择自然杂交种来培育,能够节省许多时间。贵州百里杜鹃自然保护区内马缨杜鹃和迷人杜鹃自然杂交的后代能产生更多花色,具有一定的观赏价值和研究价值。本试验以贵州省百里杜鹃景区迷人杜鹃与马缨杜鹃杂交种的花苞、芽、茎段和根为材料,筛选了一种诱导迷人杜鹃和马缨杜鹃杂交种的愈伤组织的方法。结果表明:最佳消毒方法为0.1%的升汞浸泡8 min,期间不断搅拌的方式对外植体进行灭菌处理,之后用无菌蒸馏水冲洗4~5次,当选择使用1/2WPM+1.0 mg/L ZT+2.0 mg/Lα-NAA+100 mg/L的水解酪蛋白+30 g/L蔗糖+8 g/L琼脂粉,pH值为5.0的培养基时,迷人杜鹃与马缨杜鹃杂交种的愈伤组织长势最好。本研究结果为迷人杜鹃与马缨杜鹃杂交种的无性繁殖奠定了理论基础,为解决杂交品种后代性状不稳定以及繁殖问题提供了一种行之有效的方法,以期为杜鹃的种质资源保护、新品种选育、扩大繁殖和推广应用提供依据。