人工接种堆肥和自然堆肥微生物区系与分子多态性的变化

采用传统培养方法和PCR-DGGE技术研究了人工接种堆肥和自然堆肥微生物群落的演变过程。结果表明:(1)传统培养方法显示,两种堆肥堆制过程中微生物数量均呈“升高—降低—升高—降低”变化趋势,整个堆肥过程中细菌数量占优势。(2)DGGE图谱显示,两种堆肥不同时期存在不同的细菌种群,其条带数量亦呈“升高—降低—升高—降低”变化趋势。堆肥升温期条带丰富但优势条带不明显;堆肥高温期条带数量减少但出现优势条带,表明高温阶段以嗜热菌或耐高温菌为主;堆肥降温期条带数量再次增多;堆肥腐熟期条带数量少且无优势条带,表明腐熟阶段微生物种群数量少且代谢强度趋于平缓。(3)DGGE图谱表明,人工接种菌株成为堆肥高温期优势菌株。人工接种增加了堆肥中微生物总量,提高了堆肥微生物种群多样性,并且促进了堆肥菌群演替,从而缩短堆肥腐熟时间。     

马氏甲烷八叠球菌S－6的一个染色体区段的表达、序列分析和结构分析

用一组多克隆抗体对马氏甲烷八叠球菌（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａｍａｚｅｉ）Ｓ－６菌株的基因组ＤＮＡ文库进行了筛选．仅选出ｐ６０Ａ克隆能对马氏甲烷八叠球菌中可发生细胞形态学变化菌株的抗血清发生阳性反应．对ｐ６０Ａ克隆的双链ＤＮＡ进行了序列分析．识别出一开式阅读框架（ｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｍｅＰ，ＯＲＦＰ）．表达的蛋白是ＯＲＦＰ编码的蛋白的３倍，并得到ＯＲＦＰ蛋白的三聚体，在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ中表现出整体蛋白的迁移行为．同时，此表达蛋白抗１０％ＳＤＳ，６ｍｏｌ／Ｌ尿素及热处理．基因结构分析表明，ＯＲＦＰ具有与Ｍ．ｂａｒｋｒｉｍｃｒＡ有同源性的核糖体结合位点和一个与甲烷细菌启动子共有序列相似度达７７％的启动子序列．使用参照序列分析表明，由ＯＲＦＰ演绎的氨基酸序列，具有高密度的带电荷的氨基酸和占优势的β－层迭构型．对此表达蛋白作了Ｎｅｕｒｏｓｒｏｒａｃｒａｓｓａ的ｐｏｒｉｎ蛋白抗血清试验，以研究其可能功能．检验了Ｍ．ｍａｚｅｉＳ－６细胞的蔗糖梯度制备物，对此原细胞中的ＯＲＦＰ蛋白作了定位．结果表明，ＯＲＦＰ蛋白可能是一种古细菌Ｐｏｒｉｎ，其在Ｍ．ｍａｚｅｉＳ－６中的表达，可能象大肠杆菌那样与渗透压调节有关．     

厌氧发酵过程pH对微生物多样性和产物分布的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了不同pH条件下蔬菜类有机垃圾厌氧发酵过程中的微生物多样性,探讨了微生物群落结构与发酵产物分布的关系.Shannon指数分析表明,pH=7和pH=8时的微生物多样性较高,随时间变化规律相似,而pH=5时的微生物多样性较低.UPGMA聚类分析和PCA分析结果也表明,pH=7和pH=8时的微生物群落结构相似,pH=5与之显著不同.在不同pH条件下的优势菌属都是乳酸细菌和梭菌。微生物多样性的变化与发酵产物分布具有一定相关性,pH通过影响微生物群落结构的变化最终影响发酵产物的分布.图4表2参27     

广州城郊环境梯度下马尾松针叶元素质量分数变化特征

城市化、工业化迅速发展及人类活动的加剧给城市及其周边地区森林生态系统带来前所未有的干扰和压力。植物冠层是植物与大气直接进行气体交换的界面,冠层叶组织化学分析已成为评价环境污染对森林树木健康的影响,指示环境污染的有效手段。文章以广州黄埔工业区(丹水坑风景区)、城郊接壤区(华南植物园)和近郊(帽峰山森林公园)这一环境梯度为对象,在各研究点上选定自然生长的、成熟健康的马尾松(Pinus massonianaL.)5株,分别采集树冠中部向阳枝条上的当年生(Current,C)和一年生(Current 1,C 1)针叶,然后将每组针叶区分为带叶鞘针叶、去叶鞘针叶和叶鞘3个组分进行样本制备,测定N、Al、Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni元素质量分数,旨在探讨利用马尾松针叶不同组分的元素质量分数用于指示城郊梯度环境质量变化的适宜性和可靠性。研究结果表明:①当年生带叶鞘针叶中Al质量分数显著高于当年生去叶鞘针叶(p<0.05),其余元素在当年生和一年生的去叶鞘针叶与带叶鞘的完整针叶间均无显著差异;②Ni在当年生针叶及其叶鞘间没有显著差异(p<0.05),其它被测定的金属元素无论在当年生还是一年生针叶中,均表现为叶鞘中的元素质量分数均显著高于去叶鞘针叶(p<0.05),体现了针叶与叶鞘在形态结构上的差异引起重金属积累的差异;而非金属元素N质量分数则针叶显著高于叶鞘;③一年生针叶中Ni质量分数显著低于当年生针叶,但Al、Pb、Zn质量分数显著高于当年生针叶,一年生叶鞘中所有金属元素的质量分数都显著高于当年生叶鞘,表现出随暴露时间和针叶寿命的延长而持续累积的特征;而营养元素N质量分数在当年生针叶和一年生针叶以及当年生叶鞘和一年生叶鞘间无显著差异;④城乡环境梯度下生长的马尾松为研究环境质量演变提供了一个天然的实验室,受人类活动干扰大的城区马尾松一年生针叶的Cd和N质量分数及其叶鞘中的Cu、Cr、Ni质量分数显著高于受人为干扰较少的郊区,表明植物组织中元素化学特征反映了城市发展过程中人类活动的足迹。在城市环境尤其是重金属污染的监测中,成熟的一年生叶鞘更具指示意义,效果更显著。     

亚高山30a人工针叶林物种多样性的定量分析

探讨了川西地区不同海拔梯度上,30a亚高山人工针叶林乔,灌,草各层物种多样性的变化规律,并运用逐步多元回归分析方法,分析了不同立地条件下土壤因子与针叶林群落乔,灌,草各层物种多样性指数之间的关系,结果显示：30a人工针叶林灌木层和草本层多样性指数明显高于乔木层;随着海拔的升高,灌木层和草木层物种的多样性指数逐渐降低,在halt2700m处多样性最丰富,乔木物种多样性则呈现为“低→高→低”的变化趋势,符合“中间高度膨胀（mid-altitude bulge)模式,土壤因子对30a人工恢复针叶林多样性的影响主要是体现在灌木层和草本层的变化,而对乔木层物种多样性的影响不明显,土层厚度,土壤容重,石砾含量,枯枝落叶的贮量,CaO含量以及有机质的C／N比值等土壤因子与灌木层和草本层物种多样性之间存在线性相关关系,分层建立了物种数,Simpson指数,ShannonWiener指数,Menhinick指数以及Brillouin指数与相关土壤因子的回归模型。     

高速冲击下多胞材料细观结构中波传播规律

目的 获取安全防护结构中细观多胞材料在高速冲击下的波传播规律.方法 采用基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法,研究细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律.通过细观多胞结构数值仿真提取的位移场数据,结合局部应变梯度法得到界面清晰的冲击波波阵面.结果 冲击端和支撑端分别诱发右行和左行冲击波波阵面.冲击波波阵面传播过程分为3个阶段,即冲击端诱发右行冲击波阶段、支撑端诱发左行冲击波且未压缩区刚性向右运动阶段和右行冲击波压缩区域与未压缩区域一体刚性向右运动阶段.通过冲击波波速的演化规律研究,分别获取了右行和左行冲击波波阵面的拉氏位置和拉氏波速,通过严格理论推导解释了右行冲击波波阵面具有恒定减加速度的结论.最后对冲击波波阵面划分阶段的合理性进行了验证.结论 基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法可以获取界面清晰的冲击波波阵面,细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律可为安全防护结构的设计和研究提供参考依据.     

黄土高原草地土壤水分和物种多样性沿降水梯度的分布格局

研究土壤水分、生物多样性的空间变异性是认识陆地生态系统对降水变化的响应特征及适应机制的有效途径。论文利用黄土高原自东南向西北的天然降水梯度,采用样带研究方法对47个草地0~3 m土壤水分和物种多样性进行测定,系统分析了草地土壤水分和植物物种多样性在降水梯度上（250~550 mm）的空间分异及二者之间的权衡关系。结果表明：降水自东南向西北递减是控制黄土高原草地0~3 m土壤水分和物种多样性空间异质性的关键因素。随降雨减少,土壤水分呈线性递减趋势,其中浅层土壤水分（0~1 m）与年降水量相关系数最大。物种丰富度指数和物种多样性指数随降水减少呈显著的线性递减趋势,物种均匀度指数在降水梯度上没有明显变化。370 mm年均降水量是物种多样性和土壤水分权衡关系的转折点,转折点以上二者存在协同关系,即土壤水分和物种多样性沿降水梯度以相同速率变化。370 mm年均降水量以下,物种多样性和土壤水分的权衡增大,意味着维持物种多样性以消耗土壤水分为代价。     

铅锌尾矿砂污染下的岩溶土壤微生物群落碳源代谢特征

以广西阳朔思的村铅锌矿尾砂污染的水稻田、玉米地、柑橘园以及对照(旱地)土壤为研究对象,采用碳素利用法和18S rRNA变性梯度凝胶电泳技术探究岩溶区重金属污染下土壤微生物群落碳源代谢特征以及土壤真菌与土壤有机碳的交互关系.结果表明,广西阳朔思的村铅锌矿尾砂污染区土壤重金属总体含量(Pb、Zn、Cu、Cd)依次为:水稻田玉米地柑橘园对照;同时地累积综合指数显示该区重金属污染以Pb、Cd为主,其中Cd带来的环境风险最高.受Pb、Zn、Cu、Cd等重金属复合污染物影响,土壤微生物生物量碳、微生物熵和碳源代谢速率表现出随总体重金属质量分数增加而降低的变化规律,但土壤总有机碳质量分数却表现为:水稻田对照柑橘园或玉米地.DGGE结果进一步显示对照组土壤存在担子菌门多孔菌目Pycnoporus sp.ZW02.30,柑橘园和玉米地土壤存在镰刀菌属Fusarium solani和Fusarium oxysporum以及柑橘园土壤存在青霉属Penicillium decumbens.然而,上述参与淀粉、纤维素、半纤维素、木质素等糖类降解过程的真菌没有在水稻田土壤检出.加之,水稻田土壤微生物功能多样性指数和微生物熵最低而土壤有机碳质量分数最高,说明铅锌尾矿砂通过影响不同样地土壤微生物糖类代谢过程,进而调节土壤碳在微生物特别是真菌作用下的矿化速率.     

两种沉水植物对风浪及持续高水位胁迫的适应性研究

以两种沉水植物马来眼子菜(Potamogeton malainus)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum)为研究对象,通过原位模拟试验,比较在相同水位变化幅度下不同高水位持续胁迫水平(分别以T0、T1、T2、T3表示恒静止、持续4 d、持续8 d和持续12 d)对沉水植物的生物量、植株伸长、具体形态指标和光合荧光特性的影响,并同步分析滆湖大洪港内两处风浪差异区(湖岸区M1和湖心区M2)两种沉水植物相应的适应性和形态变化的特征.结果表明,马来眼子菜和狐尾藻都表现出了较好的环境适应性,T0时任意两处的两种植物生物量和株高均最大;在风浪扰动较小区域(M2),持续高水位减弱了两种植物的伸长和生长(p0.01),并显著限制其在地上生物量的投资和茎干横向的分支(p0.05).在风浪扰动较大区域(M1),持续高水位对两种沉水植物产生了相同的形态变化,并显著降低各梯度下其Fv/Fm和快速光响应曲线(p0.05),但M1处两种沉水植物的光合能力均显著大于M2处.狐尾藻对风浪扰动和长时间水位胁迫能表现出更强抗弱光性和光合作用能力.因此,持续高水位胁迫下(小于8 d)两种沉水植物对一定程度水动力仍有较好的形态和生长适应性,对特定水文波动特征进行合理应对以保持沉水植物活力和维持湖泊生态系统具有指导作用.     

短程硝化工艺出水水质及微生物区系分析

实验采用短程硝化工艺处理高氨氮废水,并用PCR-DGGE分析了系统中的微生物区系。结果表明,进水氨氮浓度在50～400mg/L之间梯度增加时,出水氨氮浓度在10mg/L以下;随着氨氮浓度的增加,亚硝态氮积累率逐渐升高,当氨氮浓度达到300mg/L时,积累率达到90%左右。DGGE分析结果表明,随着运行时间的延长,微生物区系多样性减少;氨氮负荷为50mg/L与400mg/L相比,相似性为0.24。