江苏如东近海绿潮藻分子检测与类群演替分析

2007年以来,中国青岛、连云港、如东等黄海沿海连续4年爆发绿潮现象,尤其2008年青岛爆发了世界最大规模绿潮,造成了严重的生态危害.2009年,我们对江苏省如东海域绿潮藻进行了调查和监测,选取紫菜养殖架和防波堤坝上的11个固着样品以及海区15个漂浮样品,对其ITS及5.8S rDNA和叶绿体rbcL基因序列进行了分子系统发育和类群演替分析.结果显示,如东沿岸堤坝和紫菜养殖筏架具有大量固着生长的浒苔类绿潮藻,其海区漂浮绿潮藻团出现时间也最早,并逐渐北移;ITS序列分析将如东样品聚为5个类群,即Ulva compressa类群(6个样品)、Ulva linza-procera-prolifera(LPP)复合体类群(12个样品)、Ulva flexuosa类群(3个样品)、Blidingia sp.类群(3个样品)以及Urospora spp.类群(2个样品),而rbcL序列较为保守,26个样品只聚为4个类群.DNA序列分析表明,如东海区漂浮与固着绿潮藻类群构成相同,亲缘关系较近,漂浮绿潮藻优势类群先后出现次序为:U.compressa,U.flexuosa及LPP,最终漂浮种与2008年黄海绿潮优势种的ITS...     

一种新的海水中石莼属海藻显微阶段个体数定量方法及在黄海绿潮爆发过程中的应用

本文介绍了一种准确定量海水中石莼属(Ulva)海藻显微阶段个体数的方法, 同时应用这一方法在2009年黄海绿潮形成的初期、爆发期和后期对黄海海域水样进行了4个航次的调查研究. 结果表明, 表层海水的显微阶段个体数量较多, 随着深度的增加, 有逐渐递减的趋势; 8月份平均每升海水中的显微阶段的个体数量较5月份多. 这一定量方法将在预测海水中潜在绿潮海藻生物量和预测绿潮爆发规模方面有广阔的应用前景.     

条斑紫菜的色素系统和光合作用的差异性

在测定海藻吸收光谱的过程中,曾观察到条斑紫菜(Porphyra yezoensis)藻体的不同部位具有不同的色素组成。这提示在条斑紫菜藻体的各部位间光合作用性能可能也有差异。本文将进一步报导条斑紫菜在吸收光谱及光合作用光曲线等方面的差异性。肥沃海区的紫菜样品采自青岛团岛湾。其叶状体基部为蓝绿色,上部为红棕色。自基部至上部,自中心至边缘,逐渐由蓝绿色     

对小新月菱形藻(Nitzschia closterium f. minutissima)分类地位的重新认识

小新月菱形藻是一种海洋真核单细胞硅藻, 是水产养殖中应用广泛的饵料之一. 先前认为, 该藻属于硅藻门, 硅藻纲, 硅藻目, 硅藻科, 菱形藻属. 本文对小新月菱形藻进行了微分涉相差(differential interference contrast microscopy, DIC)显微镜形态观察; 分别用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)和气相色谱(gas chromatography, GC)分析了该藻及三角褐指藻(舟形藻目)的色素、脂肪酸组成; 应用简并性引物策略、PCR或结合RACE技术分别得到了小新月菱形藻的18S rDNA部分序列、全长5.8S rDNA、ITS1和ITS2序列、部分28S rDNA序列、actin基因、一个类似Δ5脱饱和酶全长cDNA, 并在转基因酵母中鉴定其具有Δ5脱饱和酶功能. 从生化及分子水平系统比较了小新月菱形藻、三角褐指藻和新月细柱藻(硅藻目)的亲缘关系, 揭示小新月菱形藻18S rDNA与三角褐指藻株系相似性为99.9%以上; 小新月菱形藻5.8S rDNA序列与三角褐指藻的相似性为100%, 而与新月细柱藻的相似性为96.2%; 小新月菱形藻ITS1和ITS2序列与三角褐指藻的相似性均为98.6%, 而与新月细柱藻的相似性分别为38.2%和37.04%; 小新月菱形藻actin蛋白质序列与三角褐指藻的相似性为100%; 小新月菱形藻的Δ5脱饱和酶氨基酸残基序列与三角褐指藻相关酶序列的相似性为99.4%. 因此, 本研究认为, 小新月菱形藻在系统分类上应不属于硅藻目, 硅藻科, 菱形藻属, 而应该属于舟形藻目, 褐指藻科, 褐指藻属, 并极有可能是三角褐指藻的一株.     

2008 与2010 年黄海浒苔漂移输运特征对比

利用中国近海三维海浪-潮流-环流耦合数值模式, 分别对2008 年6~7 月(青岛奥帆赛前期)和2010 年6~7 月黄海浒苔的漂移开展了模拟和预测, 研究了黄海漂浮浒苔在青岛聚集的动力学成因. 揭示了2008 年6 月浒苔之所以在青岛近岸大量聚集, 是因为该海区月平均表层流向向岸且与岸线几乎垂直; 相比之下, 2008 年7 月上旬表层流场与岸线大致平行, 因而海上浒苔的漂移对奥帆赛场的压力明显减缓. 利用数值模式预测2010 年6 月下旬浒苔主体不会在青岛登陆, 该预测与其后的观测事实相吻合. 研究发现, 风场驱动下的海洋表层流场年际变化是浒苔漂移路径变异的主要原因, 提出区域气候变化是影响海洋生态系统的一种途径.     

用叶绿体和核糖体DNA序列探讨中国特有植物斑子麻黄的系统位置

测定了我国特有植物斑子麻黄的叶绿体matK和rbcL基因以及核糖体18S基因和ITS区的序列, 选取麻黄属15个物种的16个类群(含旧大陆8种和新大陆7种)进行分子系统发育分析, 探讨斑子麻黄的系统位置. 基于最大简约法(MP)、邻接法(NJ)、最小进化法(ME)和最大似然法(ML)的独立与联合分析均表明斑子麻黄与木贼麻黄关系最近. 根据相对速率检验结果, 结合前人所建立的麻黄属rbcL基因进化速率估计斑子麻黄与木贼麻黄的分歧时间约为10.85±2.44 Ma.     

南黄海现代沉积环境及动力沉积体系

基于南黄海600多个表层沉积物样品的研究和对前人大量沉积学资料及水文学资料的分析, 阐述了南黄海现代沉积环境和动力沉积体系特征, 对存在广泛争议的泥质沉积物形成机制进行了探讨. 南黄海陆架可分为弱动力(低能)沉积环境和强动力(高能)环境, 低能沉积环境进一步划分为气旋型和反气旋型涡旋两种环境；高能环境则分为高能沉积环境和高能侵蚀环境. 陆架低能环境发育了泥质沉积体系. 在南黄海中部, 受海域中尺度气旋型涡旋(冷涡)的控制, 发育了冷涡泥质沉积体系, 而在南黄海东南部受反气旋型涡旋(暖涡)控制则形成了反气旋型涡旋泥质沉积体系(暖涡沉积). 二者在粒度、沉积速率、沉积厚度和矿物学特征上有明显区别. 陆架高能沉积环境发育了砂质沉积, 集中分布在南黄海的西部、南部及东北部海区, 在高能侵蚀环境区分布着大量砂岩砾石. 高能沉积环境中原有的细粒物质(黏土、细粉砂等)逐渐被悬浮、搬运至低能区沉积. 还建立了气旋型涡旋和反气旋型涡旋泥质沉积作用模式, 对南黄海泥质沉积体系的成因给出了系统的解释.     

用cpDNA matK基因和nrDNA ITS区序列确定我国特有植物四棱草属的系统位置

测定了我国特有植物四棱草属以及马鞭草科6属和唇形科13属共27个代表种的叶绿体DNA matK基因和核核糖体DNA ITS区序列.应用相对表观衍征分析方法(RASA)对所测DNA序列的系统发育信号及所选择外类群的有效性进行了统计评价.应用最大简约法(MP)、邻接法(NJ)和最大似然法 (ML)对matK和ITS序列进行了独立的和联合的分子系统发育分析.结果表明,四棱草与三花莸为姐妹群;Contino等提出的莸属复合群不构成单系类群,莸属4种具有复系演化关系;Contino系统中的筋骨草亚科形成一个单系分支.此外,本文结果支持马鞭草科与唇形科构成复系类群以及白骨壤属从马鞭草科中独立的观点.RASA分析和多基因联合分析为确定复杂类群间的系统发育关系提供了有效的途径.     

用cpDNA matK基因和nrDNA ITS区序列确定我国特有植物四棱草属的系统位置

测定了我国特有植物四棱草属以及马鞭草科6属和唇形科13属共27个代表种的叶绿体DNA matK基因和核核糖体DNA ITS区序列. 应用相对表观衍征分析方法(RASA)对所测DNA序列的系统发育信号及所选择外类群的有效性进行了统计评价. 应用最大简约法(MP)、邻接法(NJ)和最大似然法 (ML)对matK和ITS序列进行了独立的和联合的分子系统发育分析. 结果表明, 四棱草与三花莸为姐妹群; Contino等提出的莸属复合群不构成单系类群, 莸属4种具有复系演化关系; Contino系统中的筋骨草亚科形成一个单系分支. 此外, 本文结果支持马鞭草科与唇形科构成复系类群以及白骨壤属从马鞭草科中独立的观点. RASA分析和多基因联合分析为确定复杂类群间的系统发育关系提供了有效的途径.     

一株裸甲藻类似种的形态和系统进化分析

对一株裸甲藻(Gymnodinium)类似种进行光学显微镜和扫描电子显微镜观察, 并PCR扩增了转录内间隔区(含5.8S rDNA)和核糖体大亚基D1-D2区, 对获得的序列进行Blastn同源分析, 探讨了该藻与裸甲藻及其他裸甲藻形态类似种, 包括凯伦藻(Karenia)、旋沟藻(Gyrodinium)、下沟藻(Karlodinium)和共生甲藻(Symbiodinium)的进化关系, 以对该藻进行初步鉴定. 光学显微镜观察表明, 该藻具有裸甲藻的一些典型形态特征, 如细胞左旋运动、具有上下壳和横沟等; 在扫描电子显微镜下能看到细胞的2根运动鞭毛. 序列同源检索和进化(包括ITS和LSU树)分析均表明, 该藻与共生甲藻亲缘关系较近, 而与裸甲藻及其他相关甲藻的进化关系较远, 因此可初步鉴定该藻为一种共生甲藻. 该藻分离自赤潮水域, 提示共生甲藻引发赤潮暴发的可能.     

水华蓝藻中微囊藻毒素的提取及其光催化降解

微囊藻毒素(MCs)广泛产生于水华蓝藻中.本研究从太湖水华蓝藻中提取出MCs,发现主要成分为MC-RR.经多级分离和半制备色谱提纯制备得到MC-RR纯品.用水热法合成了钨酸铋(Bi2WO6)催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(SBET)、等电点pH(pHZPC)等表征.利用不同pH条件下制备的Bi2WO6,在近紫外光照射下对MC-RR进行光催化降解,发现在酸性条件下制备的Bi2WO6有较强的降解效果.同时发现,Bi2WO6对MC-RR的降解以空穴直接氧化为主.     

蓝藻运动与水华早期预防和控制

蓝藻水华控制的根本出路在于蓝藻过度增长的早期预防和控制。藻类增长的过程给了我们早期预防和控制的实施时间和浓度范围。只要我们掌握了蓝藻的增长规律、运动方式和成灾过程,采取早期预防技术路线和大面积控制手段,消除蓝藻水华对饮用水源的威胁,降低蓝藻水华带来的其他负面影响,是完全可能的。     

虫害诱导的水稻挥发物抑制水稻病原菌的生长

虫害诱导的植物挥发物在调节植物、植食性昆虫及其天敌的相互关系以及植物与植物之间的化学通讯中有重要作用. 为了阐明植物挥发物功能的多样性, 研究了虫害诱导的水稻挥发物对植物病原菌生长的影响. 结果表明, 供试的7种虫害诱导的水稻挥发物对稻瘟病菌Pyricularia grisea Sacc. 和水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kuhn. 的生长均有抑制作用. 挥发物的种类以及不同的处理浓度导致了抑制作用间的差异, 其中绿叶性气味物质(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇对病原菌抑制作用最强, 另外萜烯类物质中芳樟醇对其也有明显的抑制. 虫害诱导的挥发物对植物病原菌生长的抑制说明了植物间接防御物质具有对植物病原菌直接防御的功能, 植物挥发物在植物病虫害防治中的潜力巨大.     

寒武纪的“蚯蚓”——鳃曳动物*

鳃曳动物在寒武纪曾经辉煌一时,但因躯体构型以及生活方式等诸多因素限制,其各大支系随后相继绝灭,唯有鳃曳形目一息尚存至今。研究表明鳃曳形目自寒武纪以来形态未发生较大变化,无论在宏观还是分子水平都属于活化石,这种进化保守性以及新近发现的寒武纪胚胎化石对于了解动物的变态发育起源至关重要。     

利用古代DNA信息研究黄河流域家猪的起源驯化

猪的起源驯化一直是人们关注的科学问题.古DNA技术可为家猪起源驯化研究提供更为直接的科学证据.已有研究表明,中国家猪在黄河中下游流域曾发生过独立的驯化过程,但黄河上游的古代猪样品研究尚属空白.本研究选取黄河流域的3个遗址出土的14个古代猪样本为实验材料,通过DNA提取、PCR扩增和DNA测序,结合现代不同品种家猪、野猪及黄河中下游猪古DNA序列信息,系统分析了我国家猪的起源驯化关系.实验共获得5个古代猪样本mtDNAD-loop 179bp的DNA序列,包括2个湖北青龙泉遗址样本和3个青海喇家遗址样本.序列比对分析发现,湖北青龙泉遗址与青海喇家遗址的样本分别共享1种单倍型.结合现代不同品种猪、野猪及黄河中下游猪古DNA序列信息,发现湖北青龙泉遗址样本与山西贾湖遗址的部分古代样本具有相同的单倍型,青海喇家遗址的样本与山西高红遗址和陶寺遗址的另外部分样本具有相同的单倍型,并且这2个单倍型对应于中国现代猪种的2个主单倍型,说明黄河上游与中下游的猪具有相同的驯化中心.本研究填补了黄河流域上游古代猪DNA研究的空白,为中国家猪的起源驯化研究提供了新的科学佐证.     

风浪条件下太湖藻源性“湖泛”的消退及其水体恢复进程

"湖泛"发生后的稳定持续时间是决定其致灾程度的主要指标,风浪的复氧是破坏其稳定性的主要因素.本文采用室内装置模拟、视觉比较和氧化还原条件分析等方法,研究了不同风浪作用下藻源性"湖泛"的稳定性及水体中主要特征参数恢复过程.结果显示:静风对照下,"湖泛"水体黑色在实验过程中始终未消失,水体DO含量保持在约1.5mg/L以下;小风(～2m/s)和中风(～4m/s)下,"湖泛"大约可持续2d左右,"湖泛"消失时的DO含量约6mg/L;大风(～8m/s)下,仅需要14h就可使"湖泛"黑臭完全消失.并且发现,在"湖泛"消失后,保持原来的风速下至144h,没有再出现黑臭的回复;水体溶解性营养物(NH4+和PO43)含量的降低随风浪大小有明显的响应关系.研究结果为藻源性"湖泛"的应急治理提供了决策依据.     

基于空间群P3对称性的一种新型三维编织材料

用点群S₆ 对应的对称操作推导出一种新的三维编织几何结构单胞. 根据空间群 P3 描述的对称性, 对新的单胞进行对称变换获得了一种新的三维编织几何结构, 研究 了这种三维编织几何结构可行的编织工艺. 通过建立其几何分析模型, 预测了对应三 维编织材料的纤维体积百分含量及其变化趋势.     

豌豆AGAMOUS同源基因功能的初步研究

豌豆是研究植物发育遗传的经典模式植物. 虽然已经克隆到了一些与豌豆花发育有关的基因, 但是由于豌豆基因组大、序列信息少以及缺少有效的遗传转化方法, 豌豆花发育研究的发展受到了限制. 病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing, VIGS)技术是近年来发展起来的一种反向遗传学快速研究基因功能的方法. 本文利用基于豌豆早褐病毒 (pea early browning virus, PEBV)的VIGS体系研究了豌豆中AGAMOUS同源基因(Pisum sativum AGAMOUS homologous genes, PsAGs)的功能. 在PsAGs沉默之后, 豌豆花表现为雄蕊花瓣化, 心皮开裂, 内生出一朵不完整的花. 半定量RT-PCR分析结果显示, 在沉默植株中PsAGs的mRNA转录水平显著下降. mRNA原位杂交结果显示, 花发育早期, PsAG基因在花原基中央表达, 后期在第三、四轮花器官中表达, 表明在豌豆有多个AGAMOUS同源基因. 实验结果表明, 豌豆中可能存在多个AGAMOUS同源基因, 彼此间功能冗余且相对保守, 同时暗示着在对基因家族成员进行功能研究时, VIGS是有效手段之一.