新记录的水蕨种群特征和群落的物种多样性

近几十年来,由于人类活动的影响,水蕨在我国的分布范围和种群数量正日趋减少,濒临灭绝,现被列为国家二级重点保护野生植物.根据标本记载和相关研究资料,于2003年8月至2006年10月,对分布在我国热带和亚热带的濒危植物水蕨进行广泛的野外调查.在每一调查点,用全球定位系统(GPS)测定了各样点的经纬度,记录了其生境特征和种群的生长状况,采集和鉴定水蕨及其主要伴生种,研究了其群落的结构特征.结果发现濒危植物水蕨的7个分布新记录.它们分别位于云南勐腊县郊区和勐仑、广东英德和阳春、浙江临安、海南三亚以及湖南郴州.新发现的水蕨种群主要生长在稻田或废弃稻田、水沟、菜地、旅游区.与水蕨相伴生的物种主要有11科15属17种,分别隶属于7个群丛.人类活动是导致水蕨濒危的主要原因.凭证标本均保存于武汉大学植物标本馆.     

中国黑钻鳞耳蕨组（耳蕨属）的研究

对中国黑钻鳞耳蕨组（耳蕨属）种类进行了分类处理．确认中国有12种，并报导了其中2个新种：浪穹耳蕨（Polystichumlangchungense）、洪雅耳蕨（P．pseudo-xiphophyllum）．     

油松叶绿体DNA间隔序列特点及系统学意义

对全国分布区12个天然油松种群进行取样,测定了叶绿体DNAtrnT-trnL、trnS-trnG、trnL-trnF基因间隔序列,分析了序列碱基组成特点及在松科系统分类中的意义.测序结果显示,3个片段碱基序列均富含A/T,长度依次为448bp、636bp和421bp,所测片段在种群水平上十分保守,没有发现具有种内鉴别意义的碱基变异.但此片段适合于松科属间和种间的系统学分析,运用PHYLIP软件构建松科植物的邻接系统树,支持松科分为两个亚科的分类系统,拓扑结构表明松属与银杉属的关系最近.由于叶绿体DNA序列长度适中,扩增和测序较为容易,适合作为研究松科植物系统进化较为理想的分子标记.图2表2参24     

麻疯树叶绿体ω3脂肪酸脱饱和酶基因的克隆和鉴定

根据几个已知的植物ω3脂肪酸脱饱和酶基因序列,利用RT-PCR和RACE技术从麻疯树中克隆了一条编码叶绿体ω3脂肪酸脱饱和酶的cDNA序列．对该序列的分析表明,该cDNA的编码区长1368bp,编码一个长度为455个氨基酸的蛋白质,推测的蛋白质相对分子质量（Mr）大小为52．1×10^3．同源分析显示,推测的氨基酸序列与其他植物叶绿体脂肪酸脱饱和酶具有很高的相似性．RT-PCR分析表明,该基因在麻疯树叶片中有着稳定的表达．此外,还通过酵母表达系统鉴定了该基因编码的酶的功能．对转基因酵母的脂肪酸组成分析发现,α亚麻酸在转基因酵母中积累．上述结果表明,该麻疯树cDNA编码了一个叶绿体ω3脂肪酸脱饱和酶．图4表2参21     

南海球形棕囊藻质体16SrDNA序列分析

测定了采自香港2株球形棕囊藻和湛江1株等鞭金藻质体16SrDNA基因序列,结合GenBank中下载的32条同源序列,分析序列特征并构建分子系统树。发现600bp序列中有可变位点42个,简约信息位点33个,可变位点和简约信息位点分别为全序列的7．0％和5．5％。A＋T的含量（52．5％）略大于C＋G含量（47．5％）,与已报道的棕囊藻属叶绿体和线粒体基因相似;在分子系统树上,同属藻种聚类在一起,属间遗传距离分别为0．0255-0．0503。棕囊藻属属内遗传距离0-0．0050,不同藻种相混杂,并未独立成支;质体16srDNA部分序列虽不能区分棕囊藻属内不同藻种,但能鉴定出GenBank中27个环境样品为棕囊藻属藻株,从而能确定其地理分布和相对丰度,对棕囊藻赤潮的预测预报具有重要意义。质体16srDNA在其他赤潮藻类物种鉴定方面的应用需要进一步研究。     

穿龙薯蓣、黄山药和盾叶薯蓣psbA-trnH片段序列分析

为研究薯蓣叶绿体psbA-trnH片段遗传多样性,探讨该片段用于中药穿龙薯蓣、黄山药和盾叶薯蓣种间分子鉴别和系统学研究中的意义,我们对不同类群薯蓣种的叶绿体psbA-trnH基因间区进行PCR扩增并测序,获得了该区间的完整序列,所得序列用软件MEGA3.0进行相关分析.穿龙薯蓣的psbA-trnH片段全长274bp,黄山药全长279bp,盾叶薯蓣植物个体内的叶绿体DNA则有两种psbA-trnH片段,长度分别为241bp和503bp.经MEGA3.0软件分析,3种薯蓣种间psbA-trnH片段序列的遗传距离(p-distance)为0.00350~0.04545,各个薯蓣种内的不同类群该序列无差异.用UPGMA法根据psbA-trnH序列的遗传距离建立系统发生树,聚类结果和形态分类相符.所得结果显示,psbA-trnH片段序列在所研究的3种薯蓣种内保守,在种间具有明显的较大差异,而3种薯蓣及薯蓣属的系统发生关系尚须进一步研究.图3表2参6     

不同生长基质中叶状地衣共生藻的分离与鉴定

采用形态鉴定及基于ITS及rbcL序列构建ML系统发育树对采自云南省姚安县及南华县的10种叶状地衣中分离纯化培养的共生藻进行分析研究。鉴定结果表明5个编号分别为Z1、Z4、Z5、Z6、Z9的树生地衣共生藻样品鉴定为念珠藻目（Nostocales）念珠藻科（Nostocaceae）念珠藻属（Nostoc）;2个土生地衣共生藻样品Z2、Z10鉴定为四孢藻目（Tetrasporales）胶球藻科（Coccomyxaceae）胶球藻属（Coccomyxa）;3个石生地衣分离藻样品Z3、Z7、Z8鉴定为绿球藻目（Chlorococcales）栅藻科（Scenedesmaceae）链带藻属（Desmodesmus）。另外从地衣采集地及分子系统分析结果可以看出,尽管Z1、Z5、Z9分别是从采自不同区域（姚安县及南华县）的地衣中分离纯化的,但亲缘关系最近;同样Z4、Z6亲缘关系最近;Z2、Z10亲缘关系最近,Z7、Z8亲缘关系最近。所以地衣共生菌与共生藻的共生关系与其生存的地理区域关系不大,但却和其生长基质有明显的相关性。     

海南岛及邻近陆地拟细鲫的种群遗传分化和亲缘地理过程

为了解海南岛及邻近陆地拟细鲫(Aphyocypris normalis)的遗传分化和亲缘地理过程,采用线粒体细胞色素b(Cyt b)对9个种群共124个个体的遗传多样性和遗传分化进行评估,并探讨这一物种的亲缘地理结构及演化历史.结果显示,在1 140 bp的序列中,共检测到87个核苷酸变异位点,定义了34个单倍型.基于Cyt b序列构建的系统发育树结果将所有个体分成3个主要谱系(A、B、C),谱系A包括海南岛大部分种群和邻近陆地全部种群,昌化江全部个体形成独立的谱系B,谱系C则为海南岛万泉河上安乡全部个体,各谱系间的遗传分化指数较高(0.707 5-0.971 9).分化时间估算的结果表明,谱系C的分化时间为2.038百万年前,谱系B的分化时间为0.865百万年前.种群历史动态分析表明,绝大部分种群均没有发生种群扩张,且所有谱系在近期都发生过有效种群数量减小的事件.根据研究结果推测,海南岛内万泉河上安乡种群的分化主要是由于五指山鹦哥岭山脉的隆起而导致的,而海南岛内和邻近陆地大部分群体没有发生分化可能是由于更新世冰期期间,岛屿和邻近陆地之间的水系因海平面下降而发生连接,琼州海峡两岸的拟细鲫种群有机会发生基因交流.因此认为琼州海峡并未对拟细鲫的扩散起到物理阻隔作用,海南岛为拟细鲫这一物种的起源扩散中心.(图4表6参48)     

广东连州田心自然保护区香果树种群及其生境特征

香果树是中国特有的茜草科的单种属植物,1993年被列入国家重点保护植物名录（Ⅱ级）。论文首次报道了广东境内的香果树Emmenopterys henryi最大种群及其群落的基本情况,以期为深入了解该保护植物的生态适应性、种群的生存和发展提供基础资料。2013年采用美国Onset公司产HOBO-U23-002温度-湿度记录仪对广东连州田心梅树冲的香果树种群所处生境进行了为期1年的监测;测定了土壤的理化特性、叶面和旷地的光照强度、香果树群落的物种组成、香果树种群的基径径级结构与高度结构,以及叶片的某些生理生态特性。结果表明,连州田心梅树冲是香果树的适宜生长地,生境的年均气温17.315℃,年均大气相对湿度84.316%;土壤pH5.64,有机质含量1.95%（大于林外旷地的0.50%）;叶面光照强度小于旷地的12%。香果树叶片SPAD值约为40,净光合速率为2.16-12.92μmol·m-2·s-1（以CO2计）,蒸腾速率0.29-0.62 mmol·m-2·s-1（以H2O计）。群落中有维管植物33种,其中乔木层17种,以壳斗科的4种为最多,樟科3种次之;除香果树外,群落优势种为灯台树Bothrocaryum controversum、西川朴Celtis vandervoetiana、野黄桂Cinnamomum jensenianum和金叶含笑Michelia foveolata等。连州田心梅树冲的香果树种群共有97个个体,其中Ⅰ级幼苗11株（占11.34%）,Ⅱ级幼苗76株（占78.35%）,小树9株（占9.28%）,中树0株,大树1株（1.03%）;高度为0.20-2.03 m的个体数77株,占总数的79.38%。径级结构和高度结构均表明,种群目前虽暂时处于增长阶段,但因受2008年南岭地区的冰灾影响,能产生果实的大树严重受损,缺失中树阶段的个体,且Ⅰ级幼苗数量少于Ⅱ级幼苗,该种群将在一定时期后因无法更新而进入衰退阶段,为此应加强香果树的就地和迁地保护、科学研究和宣传教育。     

湿地挺水植物根际金属离子的分布及界面扩散通量

挺水植物作为湿地生态系统的重要组成部分,其根系的生长发育过程影响其环境功能的发挥及其根土和水土界面环境生物地球化学过程。界面的氧化还原异质环境是金属离子发生扩散、沉淀和溶解以及吸附和解析等许多瞬时过程的重要场所,这些过程对金属离子在固相和水相的分配起着重要的作用。获取金属离子赋存特征和定量评估大型挺水植物生长对其界面行为的影响,是了解金属离子在界面环境生物地球化学过程的关键环节。利用高分辨率沉积物原位间隙水采样技术（Pore Water Equilibrators,Peeper）获得芦苇、香蒲和茭草3种挺水植物根际与非根际溶液中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的剖面分布特征,并利用Fick第一定律定量估算它们在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明：湿地沉积物孔隙水中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的含量较上覆水存在着明显的富集现象。其中Fe3＋、Mn2＋分布受大型挺水植物影响最为显著,且随沉积物深度增加,富集效应有进一步加剧趋势。从剖面垂向分布来看,Al3＋含量的峰值靠近沉积物的表层,而Fe3＋、Ca2＋和Mn2＋含量峰值出现位置相对较深存在于沉积物中下层。与无植被的对照区域相比,4种金属离子含量在植物根区附近显著升高（P〈0.05）,其中Al3＋、Fe3＋和Ca2＋受芦苇生长过程影响最为明显,其在根际孔隙水中峰值含量达18.3、513和5408μmol·L-1,较对照分别增加了6.0、2.5及25.8倍,芦苇根际效应显著高于香蒲和茭草。多重比较分析结果显示,Mn2＋在根区的分布受茭草影响最大,在根区孔隙水中浓度为21~97μmol·L-1较对照区的1.1~52.5μmol·L-1,平均浓度增加65%。受植物根区环境的影响,Fe3＋和Ca2＋在植物根区释放速率明显加快,其中茭草根区释放速率分别为（35.38±3.05）和（240.18±20.71）μmol·m-2·d-1较对照区增加10倍;另外湿地植物存在直接导     

豫南山区不同群落类型近地表层持水特性

为了分析不同植物群落在不同生长阶段近地表层的持水能力及其差异特征,该文通过选择豫南山区不同群落不同生长阶段的50个典型样地,对近地表层的地上草和枯落物的有关持水能力指标进行测定分析。结果表明：地上草生物量呈随林龄的增大而减少的趋势,与其持水量之间呈极显著正相关关系（P〈0.01）,其拦蓄能力变化趋势为：草丛〉灌丛〉针叶林（20 a）〉针叶林（45 a）〉针阔混交林（20 a）〉针阔混交林（30 a）〉阔叶林（10 a）〉针阔混交林（50 a）〉阔叶林（20 a）〉阔叶林（30 a）;枯落物最大持水量、有效拦蓄量与现存量间呈正相关关系,其中最大持水量变化趋势为：灌丛〉阔叶林（20 a）〉阔叶林（30 a）〉针阔混交林（30 a）〉针阔混交林（20 a）〉针阔混交林（50 a）〉针叶林（20 a）〉阔叶林（10 a）〉针叶林（45 a）〉草丛。该地区不同群落类型近地表层总持水能力变化趋势为：灌丛〉针叶林〉阔叶林〉针阔混交林〉草丛,这说明应当加大对乔木林分林下植被的保护,以利更好的水土保持效果。     

湿地挺水植物凋落物立枯分解研究进展

在许多湿地生态系统中,挺水植物立枯常组成凋落物总量的主要部分,其分解过程研究对于正确评价湿地生态系统的碳收支状况具有重要意义。对立枯分解过程与传统研究中凋落物分解过程的差异,分解过程中的 CO2排放,立枯分解的研究方法,以及分解过程的影响因素进行了综述。一般认为,湿地挺水植物立枯与传统研究中凋落物所处环境的差异造成了分解过程的差异,其分解过程中产生 CO2是湿地温室气体排放的重要途径;凋落袋和红外气体分析仪是湿地挺水植物立枯分解研究的主要方法;真菌组成了立枯体上微生物的大部分,对于立枯分解具有重要作用;环境因子（温度、水分等）和“基质质量”是影响挺水植物立枯分解过程的重要因素。在全球变化背景下,气候变化因子会直接或间接影响凋落物立枯分解过程,引起对气候变化的反馈,因此,在全球范围内开展气候变化对于湿地生态系统挺水植物立枯分解影响的研究具有重要的意义,必将成为凋落物研究的一个重要方向。     

太湖水-沉积物界面磷、pH及碱性磷酸酶的时空特征及相关性

于2011年3、6和9月通过对太湖不同营养化湖区的5个标准采样位点进行采样分析,探讨了界面沉积物间隙水和上覆水中磷含量、pH及碱性磷酸酶活性的时空分布特征及相关性。结果表明,上覆水及沉积物间隙水中的总磷（TP）、可溶性正磷酸盐（SAP）、pH及碱性磷酸酶（ALP）活性均表现出明显的空间异质性和季节变化趋势。间隙水总磷（PW-TP）、间隙水可溶性正磷酸盐（PW-SAP）高于上覆水,分别最高高出0．082、0．042mg·L-1;上覆水pH值高于间隙水pH值,最高高出O．35个单位;间隙水中碱性磷酸酶（PW-ALP）活性高于上覆水中碱性磷酸酶（W-ALP）活性,最高高出13．244μg·mL·h-1。TP、SAP、pH及ALP活性在3、6、9月份中均以16#样品最高,其中6月份16#样品PW-TP、PW-SAP、上覆水pH及PW-ALP活性分别O．527、0．132、7．46和61．090μg·mL·h-1。参数相关性分析结果表明,W-TP与W-SAP、W-pH显著相关。W-SAP与PW-TP、PW-SAP、W-ALP、PW-ALP均显著相关。PW-TP与PW-pH显著相关性,与PW-ALP活性存在一定的相关性,但不显著。PW-SAP与PW-ALP显著相关。     

水动力条件对藻类影响的研究进展

水动力过程是影响水体富营养化状态和水华爆发的重要因素,水动力因素对藻类影响的研究对于富营养化水体藻类控制具有重要意义。归纳分析近年来关于流速、流态对藻类生长和种类变化的研究报道;就水动力条件对藻类的影响及其作用机理等详细地进行了文献综述。水动力条件对藻类生长的影响分为流速和流态两个方面,不论是单一藻种还是混合藻类,低流速、小扰动有利于藻类的生长和聚集,流速增大则导致Chla浓度先递增后递减,不同藻类的临界流速并不相同;藻类生长随着湍流程度的增加而逐渐受到抑制,抑制作用与水流流态（层流、过渡流、湍流）无明显相关关系,水体流态的变化造成水流剪应力的变化,藻类种类的差异导致其对水流剪应力的响应变化。水动力条件变化引起的藻类种群结构变化,主要表现为水体混合加剧导致优势种群的转换。水动力条件对藻类影响的作用原理主要是引起了光强的改变、细胞长度的变化、营养盐运送及捕食行为变化等。综观当前的研究成果,水动力能否真正阻止藻类细胞的生长或聚集,影响藻类生长或种类变化的扰动的最低水平以及水动力对藻类影响的作用机理是这一领域未来研究的重点所在。     

甘蔗光合系统Ⅰ亚基O基因的克隆与表达分析

光合系统Ⅰ亚基O(PhotosystemⅠsubunit O,Psa O)是光合系统Ⅰ中的蛋白亚基,在两个光合系统之间平衡激发能方面起着重要的作用.为研究Psa O基因的结构和功能,对甘蔗(Saccharum offi cinarum L.)叶片全长c DNA文库进行测序,获得光合系统Ⅰ亚基O基因的全长c DNA序列,命名为Sc Psa O(Gen Bank Accession Number:KF714498).生物信息学分析表明,该基因全长708 bp,开放阅读框435 bp,编码144个氨基酸;该基因所编码的蛋白定位于叶绿体基质,无信号肽,为疏水性非分泌碱性蛋白,二级结构多为无规则卷曲,含有PJN00046家族的保守结构域,参与能量新陈代谢及脂肪酸新陈代谢.同时,该基因在不同物种间具有较强的保守性,其中与同属C4植物的同源性较C3植物高.荧光定量PCR分析结果表明,甘蔗Sc Psa O基因在叶片中的相对表达量最高,具有一定的组织特异性;在氯化钠(Na Cl)、聚乙二醇(PEG)、氯化铜(Cu Cl2)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(Me JA)等外源胁迫下,其表达量均呈下调趋势,且以PEG胁迫下的下调表现最为明显.这些结果表明这几种外源胁迫可能抑制甘蔗Sc Psa O基因的转录水平表达,为其进一步功能验证以及在甘蔗基因工程中的应用积累了基础资料.     

不同溶氧条件下九龙江口湿地沉积物一水界面氨氮释放与氧化规律

摘要：沉积物中氨氮（NH4^＋-N）的释放与氧化是河口湿地生态系统氮素生物地球化学循环的关键过程。本文通过室内模拟,构建饱和（BH）、好氧（HY）、缺氧（QY）和厌氧（YY）等四种上覆水溶氧（DO）条件,研究九龙江口湿地两种沉积物（红树林、光滩）中NH4^＋-N在沉积物-水界面的释放与氧化规律。结果表明,不同溶氧条件下,两种沉积物氨氮的释放、氧化存在显著差异。首先,红树林沉积物上覆水NH4^＋-NN的累积释放量是光滩沉积物的1．9-4．5倍,其中红树林沉积物上覆水NH4LN释放量分别达到1．64mg（BH）、2．07mg（HY）、3．47mg（QY）和3．20mg（YY）,而光滩沉积物则分别为0．85mg（BH）、1．00mg（HY）、0．77mg（QY）和1．27mg（YY）。在较高DO条件下两种沉积物NH。’一N均呈低释放状态,而在较低DO条件下则呈高释放状态。另外,四种溶氧条件下红树林沉积物NH4^＋-NN的释放速率（N43．73-78．51mg-m^-2-d^-1）和氧化速率（N26．19-40．68mg-m^-2-d^-1）均高于光滩（分别为N14．50-19．22mg-m^-2-d^-1和N8．89-22．53mg-m^-2-d^-1）,原因可能是红树林沉积物微生物种类丰富,群落多样性更高,矿化和硝化作用强烈。本文明晰了不同溶氧条件下河口红树林湿地沉积物NH4^＋-N的迁移转化过程,可促进滨海湿地的生态保护以及近海水域富营养化的控制。     

DNA宏条形码（metabarcoding）技术在浮游植物群落监测研究中的应用

保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因上、短的DNA序列来鉴别生物物种,目前已广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往不足以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在单物种和群落水平上区分浮游植物种类的潜力很大。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术（DNA metabarcoding）在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。     

淮河水系淮南段椎实螺类(Lymnaeidae)生态学研究

于2004年春季（4月）和秋季（9月），分别对淮河水系淮南段不同环境条件下的10个站点椎实螺类的种类和分布特征进行了调查，共鉴定出椎实螺类5种，其中萝卜螺属4种，土蜗属1种，耳萝卜螺为优势种；全流域平均密度和生物量，春季为227．7Ind.／m^2。和175．50g／m^2，秋季为100．2Ind．／m^2和88．85g／m^2．工业污染较重的站点（D、F、I）椎实螺类的群落结构趋于简化，而流域底质生境异质性的站点（E、H）螺类种数呈现多样性．图1表2参16     

水动力条件下苦草对沉积物氮释放的影响

在浅水湖泊中,沉积物易受到水流的扰动释放出原本沉降于其中的氮营养盐。沉水植物一方面能够减少水动力的作用,一方面又能够吸收沉积物中的和已经释放到上覆水中的氮营养盐供其生长同时改善水质。因此,研究沉水植物对沉积物中氮营养盐释放的影响具有很重要的实际意义。借助自主开发的生态水槽,研究苦草（Vallisneria spiraslis L.）在动、静水条件下对沉积物氮的释放的影响。实验装置包括四组水槽,两组动水槽中的一组只铺沉积物,另一组在沉积物上种植苦草,两组静水槽也如此设置。在40 d的实验周期内,我们在实验始末采集沉积物样品,在每一个采样时间点（0、1、3、6、12、20、30、40 d）采集水样,并测定沉积物中总氮含量,原水样中的总氮含量以及过滤水样中的总氮、氨氮、硝氮和亚硝氮的含量。研究结果表明：没有苦草的实验组0～1 cm沉积物层总氮下降幅度较大,有苦草的实验组表面0～1 cm沉积物层氮含量较高。苦草从根系周围沉积物中吸收氮,1～4 cm沉积物层的吸收量多于4～8 cm沉积物层。各水槽上覆水中总氮含量在第1天就有较大的增加,从0.09 mg·L^-1分别升到0.60、0.50、0.379、0.36 mg·L^-1在水动力影响下的增加更显著,后缓慢上升。动水槽中进入到上覆水的氮中80%以上是以溶解态氮形式存在,静水槽中这个比例高达90%以上。苦草对溶解态和颗粒态氮的去除率最高可达27.6%和84.3%。3种氮形态中硝态氮的含量比重较大,在动水条件下,苦草对氨氮,硝氮和亚硝氮的去除率最高可达30.0%、25.0%和60.0%。但苦草对水中氮形态的比例的影响并不明显。以上结果说明水动力条件明显促进沉积物中氮的释放,沉水植物苦草通过保护表层沉积物,吸收下层沉积物中氮,去除进入上覆水中的氮,特别是颗粒态氮和溶解态中的亚硝态