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关键词： 植物篱   坡耕地   微生物特性   土壤酶活  

摘要： 以资阳市长期定位试验(10年)小区土壤为材料,研究了种植香根草植物篱、紫穗槐植物篱处理对紫色土坡耕地土壤微生物数量、微生物生物量碳(SMBC)和微生物生物量氮(SMBN)、土壤氨化强度、亚硝化作用和硝化作用强度、土壤脲酶和碱性磷酸酶活性的影响。结果表明,种植香根草和紫穗槐植物篱处理土壤细菌、放线菌、真菌数量分别比对照土壤增加了63.43%和36.63%,47.87%和71.89%,74.60%和43.65%;SMBC和SMBN分别增加了90.02%和83.32%,24.97%和45.04%;土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别增加了45.20%和61.86%,26.68%和38.95%;土壤氨化作用强度分别增加了73.28%和75.65%,而土壤硝化和亚硝化强度则分别降低了26.97%和52.96%,6.46%和22.19%。植物篱处理能够较好地改善土壤微生态环境,增加土壤中微生物数量、SMBC和SMBN,提高土壤氮素和磷素的利用效率。

关键词： target enrichment   genome reduction   hybridization   genotyping-by-sequencing   microfluidic PCR   multiplex PCR   transcriptome sequencing  

摘要： Premise of the study: The dramatic advances offered by modern DNA sequencers continue to redefine the limits of what can be accomplished in comparative plant biology. Even with recent achievements, however, plant genomes present obstacles that can make it difficult to execute large-scale population and phylogenetic studies on next-generation sequencing platforms. Factors like large genome size, extensive variation in the proportion of organellar DNA in total DNA, polyploidy, and gene number/redundancy contribute to these challenges, and they demand flexible targeted enrichment strategies to achieve the desired goals. Methods: In this article, we summarize the many available targeted enrichment strategies that can be used to target partial-to-complete organellar genomes, as well as known and anonymous nuclear targets. These methods fall under four categories: PCR-based enrichment, hybridization-based enrichment, restriction enzyme-based enrichment, and enrichment of expressed gene sequences. Key results: Examples of plant-specific applications exist for nearly all methods described. While some methods are well established (e.g., transcriptome sequencing), other promising methods are in their infancy (hybridization enrichment). A direct comparison of methods shows that PCR-based enrichment may be a reasonable strategy for accessing small genomic targets (e.g., <= 50 kbp), but that hybridization and transcriptome sequencing scale more efficiently if larger targets are desired. Conclusions: While the benefits of targeted sequencing are greatest in plants with large genomes, nearly all comparative projects can benefit from the improved throughput offered by targeted multiplex DNA sequencing, particularly as the amount of data produced from a single instrument approaches a trillion bases per run.

关键词： SESARMA   CRABS   CRABS -- Population biology   EGGS  

摘要： The population structure and reproductive biology of the semiterrestrial crab Sesarma rectum were studied in an impacted tropical mangrove in northeast Brazil. Crabs were collected monthly during spring low-tide periods from October 2009 through September 2010. A catch-per-unit-effort (CPUE) technique was used to sample the crab population, using two-hour sampling periods by two people. A total of 492 crabs was obtained, of which 262 were males, 151 non-ovigerous females, and 79 ovigerous females. Males were significantly larger than females, whether non-ovigerous or ovigerous. There was no significant difference between mean size of the ovigerous and non-ovigerous females. The population showed a unimodal size-frequency distribution, with a normal distribution for males and non-normal for females. The overall sex ratio (1 : 0.87) did not differ significantly from the expected 1 : I proportion. Ovigerous females were found during the entire period, except in March and August 2010. The mean number of eggs was 14975 +/- 5689. The highest number of eggs was recorded for the 29 to 31 mm age group. A regression analysis showed that the number of eggs increased linearly with carapace width (r(2) = 0.70) and abdomen width (r(2) = 0.76). Comparisons among populations will help to evaluate the differences among them, as well as to understand the environmental and biological constraints that are shaping them.

关键词： development   DNA sequencing   genomics   next-generation sequencing   plant biology  

摘要： The last several years have seen revolutionary advances in DNA sequencing technologies with the advent of next-generation sequencing (NGS) techniques. NGS methods now allow millions of bases to be sequenced in one round, at a fraction of the cost relative to traditional Sanger sequencing. As costs and capabilities of these technologies continue to improve, we are only beginning to see the possibilities of NGS platforms, which are developing in parallel with online availability of a wide range of biological data sets and scientific publications and allowing us to address a variety of questions not possible before. As techniques and data sets continue to improve and grow, we are rapidly moving to the point where every organism, not just select "model organisms", is open to the power of NGS. This volume presents a brief synopsis of NGS technologies and the development of exemplary applications of such methods in the fields of molecular marker development, hybridization and introgression, transcriptome investigations, phylogenetic and ecological studies, polyploid genetics, and applications for large genebank collections.

关键词： 滇重楼   紫外光谱   矿质元素   生物资源  

摘要： 滇重楼Paris polyphylla ***(Franch.) Hand-Mazz.为延龄草科Trilliaceae重楼属ParisL.下多叶重楼Paris polyphylla Smith的变种，分布于云南高原及周边地区，是《中华人民共和国药典》(2010)重楼药材的基源植物之一，为“云南白药”、“宫血宁”等多种中成药的主要原料。本研究从滇重楼的文献考证、分布、生境及资源调查着手，从表型、染色体及DNA分子水平对滇重楼生物资源进行研究，注重居群生物学和生态学习性调查，居群遗传多样性分析，辅以矿质元素分析、主要次生代谢产物分析，对滇重楼生物资源进行评价，为滇重楼资源的合理利用和保护提供基础资料。\n 1资源调查显示，滇重楼的分布区域范围急剧缩小，资源蕴藏量急剧减少，居群数量和分布面积不断萎缩，破碎化严重，居群年龄结构趋于幼龄化，居群数量呈衰减趋势。由于人为过度采挖和生境破坏严重，加之生长缓慢和繁殖率低，是导致滇重楼濒危的主要原因。\n 滇重楼分布生境多样化，生态幅跨度大。光照和温度是影响其生长的重要因子，生境土壤中可吸收N、P、K含量普遍偏低，可能导致其生长缓慢。\n 近年来，滇重楼人工种植发展迅猛，但种植水平差异较大，种植技术缺乏，种植周期长，原因在于对滇重楼生物学和生态学习性知之甚少。\n 2对不同生态地理来源的43个滇重楼居群在昆明小哨同地引种试验表明，不同滇重楼居群间物候期差异明显，不同居群的出苗期与原生地的雨季来临时间有关，倒苗期和生长期长短与原生地的年均气温有关，充分体现了滇重楼对水分与温度等环境因子的生态适应性。\n 相关性分析显示，植株高大、叶片较大、多茎，且年生长期较长的居群，具有较快的生长速度和较大的经济产量，来自滇东南地区及黔西地区的植株明显要比其它地区要大，其株高、叶长、叶宽等性状较其他地区要高，在优良种源筛选时，可以作为快速生长的优良种源。\n 表型变异分析显示，生境破坏较少的居群表型变异系数较大，表型多样性丰富，滇西北地区在地区水平和居群水平的表型变异以及表型多样性指数在5个地区中均最高，是滇重楼表型变异最丰富的地区。\n 表型方差分析显示，就滇重楼整体而言，各性状平均表型方差分化系数为56.73％，居群间稍大于居群内。不同地区间滇重楼表型差异不明显，但在地区内居群间的表型分化较大，为滇南及滇西南56.12％＞滇西北44.61％＞滇东南38.22％＞滇东及黔西36.77％＞滇中地区35.7％，表明滇南、滇西南滇重楼居群间的表型分化明显。\n 不同年份生长调查显示，不同生态地理来源的滇重楼居群对不同年份的气候变化的适应性分化明显，PL16、PL80和PL83居群的年度间表型性状不稳定，居群的表型可塑性强，生态适应性强;PL25、PL27和PL88居群表型性状较稳定，滇重楼居群不同性状对不同年份的气候变化的适应性有所不同，株高等性状年度间的差异较大，叶片数等性状年度间的差异则较小。\n 3对15个滇重楼居群及6个其他重楼居群的核型分析显示，滇重楼的染色体结构复杂多样，居群内个体间的染色体变异较大，而居群间的差异相对较小。滇重楼居群核型多态性丰富，每个居群中至少有2种核型，除了6m+4t为基本核型外，还有6m+2t+2st和6m+1t+3st等其它核型。B染色体在滇重楼中出现较为频繁，约73.3％的居群有B染色体;统计发现，随着B染色体数目的增多，其出现频率减少。\n 4对35个滇重楼居群的EST-SSR标记研究表明，滇重楼总体上遗传多样性丰富，等位基因数A为1.9955，Nei\'s基因多样性H为0.1811，Shannon指数I为0.3075;滇重楼居群水平，单个居群的遗传多样性不高，等位基因数A平均为1.3171，Nei\'s基因多样性H平均为0.0938，Shannon指数I平均为0.1452，一般来自生态环境较好、资源破坏较少区域的居群遗传多样性相对较高。\n 滇重楼居群间的基因分化系数Gst为0.4938，基因流为Nm0.5126，表明资源破坏严重及生境片段化使滇重楼居群间基因流受阻，居群间遗传分化加大。遗传关系及聚类分析显示，滇中地区与其他地区的滇重楼均有较近的遗传关系。\n 5矿质元素检测显示，34个滇重楼居群根茎内不同元素含量的分布式样为，Ca＞K＞ Mg＞Fe＞Na＞Cu＞Mn＞Zn＞Cr。滇重楼居群之间、不同分布地区之间，还是滇重楼与近缘种之间，植株的矿质元素含量差异较大，并未出现明显的规律性; K和Mg等限制元素在重楼植物体内的含量相对稳定。\n 6建立了对46个滇重楼及其他重楼居群的紫外光谱指纹图谱，并通过SIMCA软件PCA与PLS分析，能够将不同地理来源的滇重楼居群区分开来

关键词： 调查活动   植物种类   生物学   西樵山   学生实践能力   反思   课程资源   生活实际  

摘要： 生物学是一门与环境和生活实际紧密联系的课程，如果教师在教学中开展生物学调查活动，对增长学生生物知识、培养学生实践能力、开发课程资源都起到积极的作用。然而很多的学校并没有开展过生物学调查，如何指导学生开展生物学调查是教学中面临的一个重要问题。为此，笔者尝试带领学生对西樵山的植物进行了实践调查。下面将以调查西樵山的植物种类为例，对如何开展生物学调查活动做一介绍。

关键词： 珍稀植物   圆籽荷种群   植株繁育   植物生态学  

摘要： 圆籽荷Apterosperma oblata ***是中国特有濒危的山茶科植物，分布于广东鹅凰嶂自然保护区。《中国珍稀濒危保护植物名录》中被列为珍稀二级保护植物，2004世界自然保护联盟(IUCN)将其收录列为渐危种(Vulnerable)，《中国重点保护野生植物名录》(第二版讨论稿)中被列为国家二级重点保护植物。以前有关圆籽荷的研究主要集中在其资源分布、生物学和生态学特性及繁殖生物学方面。本研究通过对圆籽荷群落和种群生物学、生殖生物学，遗传多样性三方面的深入综合，旨在揭示圆籽荷生存、发育等关键细节，探讨其濒危的内在机制与外在因素，并提出相应的保护对策和种群恢复措施。主要研究结果如下：\n ⑴圆籽荷群落中共有60种维管植物，隶属42科56属。其中蕨类植物5种，隶属于4科4属，裸子植物3科3属3种，被子植物35科49属52种。植物区系类型的分析结果为16科13属16种属于泛亚热带分布，累计有22科34属37种属于热带分布，其结果说明圆籽荷所在群落属于南亚热带季风常绿阔叶林，植物区系具有明显的热带性质。在此群落中，优势科为山茶科(Theaceae)、茜草科(Rubiaceae)、菊科(Asteraceae)，同时圆籽荷为优势种。\n ⑵种群结构研究表明，圆籽荷草塘种群有24个个体，其生境明显受侵扰、成熟个体少，自然更新能力弱。白水电站种群有1000多成株，分布于水平距离约1km，垂直落差达300 m的山坡上。运用空间代替时间，胸径大小代替年龄组成的方法，制作生命表，存活曲线，对白水电站圆籽荷的种群结构和空间分布模式进行分析。结果表明：白水电站圆籽荷种群属于稳定型，其存活曲线为DeevyⅡ型。在有效保护好其分布地和生境的前提下，圆籽荷种群能够稳定发展。\n ⑶圆籽荷的花期从5月初至6月末，单花花期为1天。在花开放1h后花药开裂，花粉在散粉后24h丧失活性；柱头在花开前一天就具有可授性，且比雄蕊早熟。圆籽荷的P/O值为6.02-6.37×104，OCI为3或4，可判断其繁育系统为专性异交，但实地观察极少见到访花昆虫(据报道其传粉者是蜂类昆虫)。利用荧光显微镜对花粉管萌发进行观察，发现传粉后4h花粉开始萌发，6h大量花粉管萌发，12h花粉管到达子房的3/4即达到胚珠上部，24h花粉管穿过珠孔完成受精。并且异株异花传粉比同株异花传粉的花粉萌发率高。结合其自然结实较低的情况分析，传粉昆虫缺乏可能也成为主要的生殖障碍。野外观察发现，圆籽荷可通过萌生分枝进行克隆繁殖。\n ⑷圆籽荷花器官发生研究表明：叶腋内只有一个花芽，花被片均以2/5螺旋产生，雄蕊原基从环形分生组织上离心发生，排列2轮，5心皮2/5螺旋发生，中轴胎座，5室，每室胚珠3枚，中间一枚在发育早期出现外珠被强烈增厚而珠心不育，另外2枚可育。其花器官发育特点与山茶族种类相似，支持圆籽荷应从木荷族移入山茶族。\n ⑸用6对AFLP引物对圆籽荷2个种群的59个样品进行遗传多样性分析。结果显示：(1)圆籽荷的遗传多样性水平较高，在物种水平上，其多态位点百分率PPL=72.53%，有效等位基因数Ne=1.3564，Nei\'s遗传多样性H=0.2243，Shannon多态信息指数I=0.3488；在种群水平上，PPL=72.53%，Ne＝1.3734，H＝0.2376，I=0.3656。物种水平遗传多样性高于种群水平；(2)种群内的遗传分化比种群间的遗传分化高，种群间遗传多样性分化系数Gst＝0.1739，种群间遗传分化占总遗传变异的17.39%，种群内的遗传变异为82.61％。基因流Nm=2.3476，所以，遗传漂变不是导致群体遗传多样性的主导因素。\n ⑹综合以上研究结果分析推论，圆籽荷濒危的主要原因是人为活动的干扰和破坏。并建议加强对圆籽荷就地保护，重点保护以白水电站北端种群为主的所有种群，排除对生境的破坏和干扰。并以白水电站北端种群为重点种源，尽快开展人工辅助育苗，进行就地和迁地人工种群构建，恢复和扩大种群。

关键词： 金铁锁   繁育系统   传粉  

摘要： 目的:揭示金铁锁开花规律与传粉特征,确定其繁育系统类型,为金铁锁引种繁育和濒危原因探寻提供基础依据。方法:开花动态的观察、杂交指数估算法、繁育系统检测法、种子萌发率和访花昆虫及其访花行为的观察。结果:杂交指数检测与繁育系统检测结果一致,金铁锁的繁育系统为同株自花传粉、同株异花传粉、异株异花传粉。金铁锁的花在结构上具有与异花授粉相适应的结构和机制,也有虫媒花的特征。金铁锁的盛花期在雨季,其访花昆虫在雨季少见或不传粉,从而直接影响了结实率。结论:金铁锁为混合交配繁育系统,为虫媒异交植物,同时可以自花授粉,其繁殖方式为近交繁殖。

关键词： 植物体系   生物学效应   纳米材料   细胞增值抑制  

摘要： 纳米材料具有诸多优良的物理化学性质,在光学、电学、材料学以及生物医学等领域都有着非常广泛的应用。近几年来,随着纳米材料应用的日益增加,其生物学效应也逐渐引起了人们的关注。目前纳米材料生物学效应的研究主要集中在动物活体、动物细胞和细菌等领域,而对植物体系生物学效应的研究则较少。与此同时,已有研究报道将纳米材料作为抗病原微生物的药物,或基因载体等用于农作物。因此,研究纳米材料对植物体系的生物效应具有重要的现实意义。在本论文中,选用了两种重要的碳纳米材料即碳纳米管和富勒烯作为研究对象,以烟草悬浮细胞和拟南芥植株作为研究体系,对这两种纳米材料对于植物体系的生物学效应进行了研究:\n 首先制备了水溶性的羧基化单壁碳纳米管和羧基化富勒烯C70(C(COOH)2)4-8,并对其采用原子力显微镜、动态光散射和Zeta电位分析等进行表征,表明制备的两种碳纳米材料具有良好的水溶性和相似的表面电荷。然后将这两种羧基化碳纳米材料分别与植物烟草悬浮细胞进行孵育,发现这两种材料均能够引起烟草悬浮细胞的聚团生长和细胞皱缩,同时能够浓度依赖的抑制细胞的增殖,而羧基化富勒烯C70(C(COOH)2)4-8表现出了比羧基化单壁碳纳米管更强的抑制增殖效应。与此同时,这两种羧基化碳纳米材料均能够导致细胞活性下降,细胞内线粒体数量减少和功能受损,以及细胞内活性氧含量升高。与羧基化单壁碳纳米管相比,羧基化富勒烯C70(C(COOH)2)4-8表现出了更强的抑制效应。采用免疫荧光染色技术对两种羧基化碳纳米材料处理后的细胞进行了微丝骨架染色后,发现胁迫后的细胞微丝排列紊乱。此外,采用PI染色后并未发现这两种材料能够引起细胞的调亡,表明在该胁迫条件下这两种羧基化碳纳米材料只对细胞具有一定的抑制效应而不会直接导致细胞的死亡。\n 上述研究主要集中在细胞层面,为更进一步研究羧基化单壁碳纳米管和羧基化富勒烯C70(COOH)2)4-8对更复杂的植物体系的影响,实验采用拟南芥作为植株研究体系,将两种碳纳米材料与拟南芥进行共培养,发现羧基化富勒烯C70(C(COOH)2)4-8能够浓度依赖的抑制拟南芥幼苗的生长,而羧基化单壁碳纳米管对拟南芥幼苗的生长则无显著影响。

关键词： Climate change   aerobiology   pollen   allergen   allergic rhinitis   asthma   exposure  

摘要： Accumulation of anthropogenic gases, particularly CO2, is likely to have 2 fundamental effects on plant biology. The first is an indirect effect through Earth's increasing average surface temperatures, with subsequent effects on other aspects of climate, such as rainfall and extreme weather events. The second is a direct effect caused by CO2-induced stimulation of photosynthesis and plant growth. Both effects are likely to alter a number of fundamental aspects of plant biology and human health, including aerobiology and allergic diseases, respectively. This review highlights the current and projected effect of increasing CO2 and climate change in the context of plants and allergen exposure, emphasizing direct effects on plant physiologic parameters (eg, pollen production) and indirect effects (eg, fungal sporulation) related to diverse biotic and abiotic interactions. Overall, the review assumes that future global mitigation efforts will be limited and suggests a number of key research areas that will assist in adapting to the ongoing challenges to public health associated with increased allergen exposure. (J Allergy Clin Immunol 2012;129: 27-32.)