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期刊信息/Journal information
应用与环境生物学报
应用与环境生物学报

吴宁

双月刊

1006-687X

biojaeb@cib.ac.cn

028-82890917

610041

成都市人民南路4段9号

应用与环境生物学报/Journal Chinese Journal of Applied & Environmental BiologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是有关应用生物学和环境生物学基础研究、应用基础研究和应用研究的全国性学术期刊. 主要发表： 生物学及其各分支学科在资源、能源、环境、农林、医药、轻化工、食品等领域的原始研究论文和简报；有关生物学新技术方法研究论文； 本刊特约的综述或述评等。
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    三星堆遗址出土象牙微生物群落结构及功能

    何砚秋王宁何昌杰曲靖文...
    291-300页
    查看更多>>摘要：以三星堆遗址祭祀坑出土象牙为研究对象,采用扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对出土象牙形貌及元素组成进行显微观察和检测分析,结合可培养技术和高通量测序技术对象牙细菌群落组成进行分析,探究微生物对三星堆出土象牙的潜在危害.结果显示,出土象牙表面具有明显裂缝,具有类似竹木碳化后的形态结构以及明显微生物定植,保存状况差.高通量测序结果显示出土象牙细菌多样性丰富,象牙主要细菌群落为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、Candidatus_Saccharibacteria、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes),其中酸杆菌门和变形菌门为优势菌门,不同祭祀坑出土象牙优势细菌组成和相对丰度差异明显,五号坑出土象牙的主要优势细菌更多,分布更均匀.细菌群落组成与重金属含量相关性分析显示象牙中的细菌群落结构受重金属种类和含量的影响,Cu、Cr、Mn、Ni、Pb的含量对象牙样品中的细菌群落结构均有影响.功能预测结果显示,辅因子和维生素代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢以及萜类化合物和聚酮酸代谢是出土象牙的优势功能代谢途径.采用可培养技术从象牙中获得16个种的可培养细菌,分属于4个门13个属,产酸耐铜试验结果表明10株菌都具有一定的产酸能力,且细菌对CuSO4的耐受范围在500-1 000 mg/L,对象牙存在潜在危害.本研究表明三星堆出土象牙中细菌种类丰富,并存在对象牙保存具有潜在危害的细菌类群,结果可为三星堆出土象牙的保护提供科学依据.(图11表3参43)

    三星堆遗址出土象牙细菌群落结构细菌功能

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    土壤源Penicillium ludwigii X-16的筛选鉴定及其有机-无机氮源利用特征

    刘欣刘冉苏怡睿姜允斌...
    301-308页
    查看更多>>摘要：将除作物吸收氮外的化学氮肥尽可能固持在土壤中,有助于提升化学氮肥利用率、减少化学氮肥施用量及降低环境氮素污染.以无机氮作为唯一氮源进行富集培养,从酸性旱地红壤中分离筛选出一株无机氮固持真菌菌株X-16,经菌株形态观测及真菌ITS基因同源性分析,鉴定为路德维希青霉菌(Penicillium ludwigii).进一步监测菌株在不同有机或无机氮源液体培养基中的生长状况,发现菌株X-16能利用无机氮源、氨基酸氮源和复杂有机氮源(玉米醇溶蛋白)进行生长,尤其偏爱利用复杂有机氮源.X-16在玉米醇溶蛋白氮源处理下产生了最大的微生物生物量(1.93±0.50 g/L)、最高的无机氮固持速率(0.57±0.10 mg L-1 h-1)和有机氮矿化速率(0.57±0.13 mg L-1 h-1).相比于不接种处理,接种菌株X-16显著提升土壤化学氮肥固持速率,提升量为0.78±0.06 mg kg-1 d-11,提升幅度达492％.本研究从酸性旱地红壤中筛选出优势无机氮固持真菌菌株,该菌株能有效提升土壤无机氮固持能力,而且能将复杂有机氮源矿化后再利用,可为化肥源无机氮素固持研究及土壤源有机氮素释放研究提供理论依据和菌种资源.(图6参58)

    青霉菌属氮源化学氮肥无机氮固持有机氮矿化

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    地源砷对微生物多样性及群落结构的影响

    杨静茹吕树萍李巧宿彦鹏...
    309-316页
    查看更多>>摘要：微生物的群落结构特征对地源砷的释放及富集过程具有重要意义,地源砷是微生物群落结构变化的关键因素,研究微生物对砷的响应有助于认识微生物对不同砷浓度的适应与演变机理.通过野外调查、高通量测序、微生物分析的方法研究奎屯河流域不同浓度地源砷(S1:低砷浓度组;S2:较高砷浓度组)对微生物的多样性及群落结构的影响.结果发现,地源砷会导致微生物多样性和群落结构发生变化.微生物多样性分析发现,地源砷浓度的增加使S2组的Ace、Simpson指数的平均值分别降低87.2和0.04,Simpson指数呈先增加后减少的趋势.S1组和S2组之间的微生物组成具有异同性.相似性为S1组与S2组有3个相同的优势菌群,分别为Arothrobacter、Acinetobacter和Novosphingobium.然而S2组中优势菌群的占比分别比S1组大8.01％、1.32％和3.21％.db-RDA和网络分析发现砷和采样深度对微生物群落有较大影响,S2组的微生物种间相互作用较弱.本研究表明地源砷浓度升高会使微生物群落向高耐性、高稳定性、单一性发展.(图6表1参44)

    地源砷微生物网络分析奎屯河流域

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    低分子量多环芳烃降解菌的筛选、菌群构建及降解机制

    赵博荆佳维王婷婷杨颖...
    317-323页
    查看更多>>摘要：菲和芘作为低分子量多环芳烃代表物质,具有溶解度低、难降解和毒性高等特点.多环芳烃污染场地中通常有多种污染物共存,且单一菌株降解能力有限,因此研究复合菌群降解混合底物对处理多环芳烃污染具有实际意义.从石油污染土壤中筛选出两株低分子量多环芳烃降解菌,经16S rRNA序列比对鉴定为纤维菌属和布鲁氏菌属,分别命名为Cellulosimicrobium sp.RS和Brucella sp.BZ.结果显示,两株细菌均能以菲或芘为唯一碳源生长,菌株RS、BZ在120 h内对100 mg/L菲的降解率分别为44.10％、34.20％,对100 mg/L芘的降解率分别为22.50％、25.30％.利用正交试验确定菌株RS、BZ构建成复合菌群PP-RSBZ的比例,并通过单因素法考察了pH对降解效果的影响.在菌株RS∶BZ=3∶1(V/V)、pH=7时,复合菌群PP-RSBZ在120 h内对菲和芘混合底物(150 mg/L)的降解率最高,为45.63％,相比单一菌株提高了 1.65-1.84倍.通过全基因组测序结果,确定菌株存在的基因,进而推测了菌群对菲和芘的生物降解途径.本研究为低分子量多环芳烃的降解提供了新颖的菌株资源,构建了降解混合底物的复合菌群及适合条件,并推测了降解途径.(图6表3参30)

    纤维菌属布鲁氏菌属低分子量多环芳烃降解机制复合菌群

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    不同水肥处理对巨菌草(Cenchrus fungigraminus)形态特征及生物量的影响

    宋思梦林冬梅张健张煜隆...
    324-334页
    查看更多>>摘要：为揭示不同水分与肥力管理对巨菌草(Cenchrus fungigraminus)生长发育的影响,采用盆栽土培控水控肥设计W1-W4共4个水分梯度(25％、50％、75％、100％田间持水量)与F1-F3共3个肥力梯度(3.3、6.6、13.2 g/盆)的完全随机耦合组12组,以75％田间持水量不施肥为对照,研究不同水肥处理下巨菌草的形态特征与生物量.结果表明:茎粗、茎秆总长、叶宽受水分、施肥显著影响(P＜0.05),株高、叶长、节间长、含水率、根冠比、茎叶比、生物量、干旱敏感指数、耐性指数及植株质量指数受水分、施肥及二者交互作用显著影响.随水分和肥力增加,巨菌草根冠比下降,地下生物量分配占比减少,其余形态指标与生物量及指数均增加.施肥可减弱巨菌草受干旱胁迫程度.各组间相比较,株高、茎粗、茎秆总长、叶长、叶宽、节间长最大值分别比平均值高出35.97％、18.26％、45.55％、14.82％、29.52％、27.58％,茎、叶、根含水率最大值分别比平均值高出34.69％、31.09％、23.10％;叶、茎、地上、地下及总生物量最大值分别比平均值高出96.46％、132.52％、114.88％、123.71％、113.04％,根冠比、茎叶比最大值分别比平均值高出139.67％、77.11％.巨菌草在正常水分(75％田间持水量)耦合中肥(6.6 g/盆)或高肥(13.2 g/盆)处理的形态特征较好,充足水分(100％田间持水量)耦合中肥(6.6 g/盆)处理的生物量积累、干旱耐性指数和植株质量指数较高.本研究表明正常水分耦合中肥与高肥、充足水分耦合中肥是巨菌草在干旱河谷生长发育与物质积累的优选水肥配比;结果可为干旱区巨菌草生长管理和植被生态恢复应用提供数据基础.(图10表1参37)

    巨菌草形态特征生物量水肥耦合水分胁迫

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    菌根化提高蒙古栎幼苗盐胁迫下的光合作用与抗氧化能力

    王文波郝汉胡增辉冷平生...
    335-343页
    查看更多>>摘要：蒙古栎(Quercus mongolica)原生境为弱酸性土壤,而华北平原土壤多偏盐碱性,盐碱化土壤会抑制其生长发育.探究接种不同外生菌根真菌(ECMF)提高蒙古栎耐盐性的作用机制,可为蒙古栎在北方城市森林建设中的应用提供依据.以在灭菌基质中培养的一年生蒙古栎容器苗为材料,分别接种厚环乳牛杆菌(Suillus grevillea,Sg)与美味牛肝菌(Boletus edulis,Be),然后对菌根化幼苗和对照进行120 mmol/L NaCl胁迫浇灌处理,并在处理后的第12、24、36、48天测定植株的生长量、叶片离子含量、光合荧光参数和生理指标,以未接菌苗为对照(CK).结果表明,随着NaCl胁迫时间延长和基质中NaCl浓度增加,Na+在3组处理叶片中不断积累,其含量在第48天CK组中显著高于接种组,达到1.4 mg/g,而K+的含量则呈下降趋势,接种Sg和Be的蒙古栎幼苗的株高生长量、叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率及气孔导度均显著高于CK,且接种Sg和Be组的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/F0)在第24、36天相较于CK也有显著提升,其中Sg和Be组的Fv/F0在第36天为CK的1.2和1.3倍.Be组的非光化学猝灭系数(NPQ)在第48天最高可达2.1,显著高于CK和Sg组.此外,接种组的相对电导率和丙二醛(MDA)含量显著低于CK,而可溶性糖和可溶性蛋白含量显著高于CK,并且在第48天接种组叶片的POD、CAT活性显著高于CK,分别达到143.4 U g-1 min-1和149.2 U g-1 min-1.本研究表明,对蒙古栎幼苗接种ECMF后,通过积累渗透调节物质和增强抗氧化酶活性,缓解了长时间盐胁迫对叶片细胞的损伤,从而保持蒙古栎幼苗叶片较高的光合活性,维持其正常生长,并且接种美味牛肝菌提高蒙古栎耐盐性的作用大于接种厚环乳牛杆菌.(图9参44)

    蒙古栎外生菌根真菌盐胁迫光合作用抗氧化

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    套种南方红豆杉对杉木人工林土壤肥力的影响

    赵洋余雯静何易蔓余春霞...
    344-352页
    查看更多>>摘要：探索营造异龄复层近自然混交林以期改善土壤肥力的经营措施,明晰套种对杉木纯林土壤肥力的影响趋势,对我国南方杉木低产低效林的改造具有重要意义.以福建闽北林区27年生杉木纯林、杉木(27年生)×南方红豆杉(7年生、8年生、9年生)混交林为研究对象,采用五点取样法选取4种林分样地的土壤,分成0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm 3个土层,对各土层的土壤理化性质及酶活性数据进行分析,探究林龄和土层对土壤肥力的影响.结果表明:(1)酶活性随土层增加逐渐降低,脲酶、蔗糖酶活性随套种年限的增加逐年递减.(2)混交林土壤的物理性质均在第8年升至最高,其中土壤持水量和土壤孔隙度在第9年下降,而土壤密度在第9年上升.土壤的水解氮、有效磷含量在第7年、第8年上升,在第9年下降,而速效钾含量则在第7年锐减后逐年递增.(3)土壤脲酶活性与全氮、有效磷、全钾含量呈极显著正相关;蔗糖酶与有机质、水解氮及有效磷含量呈极显著正相关;磷酸酶与土壤持水能力呈极显著正相关(P＜0.01).(4)混交林的土壤肥力排序为第8年＞第7年＞第9年＞CK.综上,混交林各营养指标均高于纯林,且混交林土壤理化性质和酶活性间相互作用明显,表明林下套种南方红豆杉可以显著改善杉木纯林的土壤理化性质,提升土壤肥力;结果可为营造异龄复层的近自然混交林,探索套种树种与原树种的养分分配利用关系以及养分补充年限提供参考.(图2表7参53)

    混交林土壤肥力酶活性林龄差异

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    不同黄精根茎中黄酮、氨基酸和酚酸类物质成分的系统比较

    李安琳李文竞吴望张天煜...
    353-359页
    查看更多>>摘要：黄精是重要的药食同源类中药,其成分研究与利用颇多,但较少涉及不同种成分之间的比较.采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术检测并分析多花黄精、黄精(鸡头黄精)和滇黄精根茎中的黄酮类、氨基酸和酚酸类物质成分及差异,采用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析法(OPLS-DA)鉴定差异代谢物.结果显示,3种黄精根茎中共检测到268个代谢物质,其中黄酮类物质占比最高,为46％,氨基酸及衍生物占29％,酚酸类物质占25％.韦恩分析表明,3种黄精中共有的差异代谢物有184个,且含量差异显著.KEGG富集分析表明,这些差异代谢物显著被富集到了精氨酸生物合成途径、苯丙烷生物合成途径和黄酮生物合成途径中.特有代谢物质共有37个,在多花黄精中特有的物质有2个,黄精中特有的物质有14个,滇黄精中特有的物质有21个.如三羟基肉桂酰奎宁酸和圣草酚-5,3'-二-O-葡萄糖苷仅在多花黄精中被检测和鉴定到,且含量较高:4',5,7-三羟基-6,8-二甲基高异黄酮、刺槐苷、木犀草素-7-O-(2"-O-鼠李糖基)芸香糖苷、1-甲基哌啶-2-羧酸和脯氨酸甜菜碱仅在滇黄精中含有;1-O-对香豆酰奎宁酸、芹菜素-6,8-二-C-阿拉伯糖苷和芹菜素-6-C-阿拉伯糖苷-8-C-木糖苷只在黄精中大量积累.本研究揭示了3种黄精根茎的化学成分差异,同时其特有代谢物可以作为化学标记,结果可为后续深入研究黄精种质鉴定或指纹图谱提供参考.(图4表1参35)

    黄精黄酮氨基酸酚酸类物质差异代谢物

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    低共熔溶剂提取光果甘草渣中光甘草定和总黄酮及预处理效果

    关兆峰曾庆达吴昊庄永兵...
    360-366页
    查看更多>>摘要：甘草的根茎是一种常用中药材,其原料利用率较低.因此以富含光甘草定的光果甘草渣为原料,开展微波辅助低共熔溶剂提取光甘草定等黄酮类化合物的研究.优化后的提取条件为:氯化胆碱∶丙酸=1∶4,含水率10％,液固比30 mL/g,80 ℃提取60 min.在此条件下,光甘草定和总黄酮提取率分别为0.58 mg/g和29.68 mg/g.经低共熔溶剂提取后,甘草渣中的木质素和半纤维素去除率均超过60％,超过80％的纤维素得以保留;纤维素的可及度提高,聚合度降低;纤维素晶体粒径增大,表面积增加;甘草渣孔隙度增大,生物质半透明化.这些变化共同导致了提取后甘草渣酶解效率的提高.本研究表明微波辅助低共熔溶剂提取甘草渣中功效组分的同时具有预处理的效果,研究结果为后续甘草渣中纤维素的利用提供了基础.(图9表2参31)

    光果甘草渣低共熔溶剂光甘草定总黄酮木质纤维素

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    13个杂交水稻亲本产量性状基因等位变异

    蒋平胡运高高方远吕建群...
    367-376页
    查看更多>>摘要：提高水稻单产是增加粮食产量的重要技术途径.解析杂交水稻亲本产量性状形成的分子基础,有助于优异等位基因聚合和亲本重要性状的改良,从而进一步培育强杂种优势水稻新品种.利用二代基因组测序技术,对新育成的13个杂交水稻亲本(5个不育系,8个恢复系)进行深度基因组重测序.通过对己克隆产量性状基因的模糊性检索,获得13个亲本产量性状基因的16 180个变异位点,涉及产量性状基因404个.通过基因型-表型关联分析,取P≤6.18 × 10-8(0.001/16180=6.18 × 10-8),有7个性状与107个基因的1 459个变异位点极显著性相关联,其中有外显子区域变异位点的基因33个.依据加性效应和显性效应P值,取P值为6.18 × 10-8,有极显著加性效应变异位点444个,关联45个基因,分别控制千粒重、株高、穗长、粒长、粒长宽比;其中22个位点关联两个性状,涉及9个基因、3个性状.极显著显性效应变异位点784个,关联41个基因,控制单株产量、抽穗期和株高;其中47个位点在两个性状上均表现显性效应,涉及5个基因、2个性状.加性和显性效应都不显著的变异位点有216个,关联42个基因,关联性状有抽穗期和株高.依据表型均值及外显子变异位点的关联性,筛选出36个优异等位变异,其中多个优异等位变异呈现恢复系和不育系分化.上述结果表明不同的优异等位变异组合是造成杂种F1产量差异的重要原因,为产量性状的分子改良提供了理论参考和相关基因资源.(图6表3参51)

    产量性状分子基础基因组重测序杂交水稻

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