新疆干旱荒漠地区五株低营养细菌的理化特性研究

低营养菌又称寡营养菌。属于特殊环境微生物类群。通过对新疆荒漠地区分离得到的五株低营养细菌的理化特性研究,初步摸索到了分离培养的方法,并测得其生长温度范围和最适温度37℃;最适pH值8～9;最适含碳量15mg／L培养基,生长需要1％～20％的NaCl浓度,以及一系列生理生化反应指标,为特殊环境微生物尤其是低营养微生物的研究提供了一些新的思路和理论依据。     

踩踏干扰下生物结皮土壤可培养微生物数量

生物结皮显著影响土壤微生物数量和群落组成。干扰是自然界常见现象，可引起生物结皮盖度及组分发生改变，进而导致生物结皮土壤微生物群落结构的变化。以发育8年的生物结皮为研究对象，采用平板培养法，研究了干扰下生物结皮层和其下0~2 cm土壤微生物数量的动态变化。结果表明：（1）干扰第2天不同菌种均有响应。生物结皮层土壤细菌、真菌和放线菌数量波动范围分别为91.2×10⁵~303.5×10⁵ cfu·g^-1，0~487.2×10³ cfu·g^-1和23.0×10⁵~376.1×10⁵ cfu·g^-1；下层0~2 cm波动范围分别为65.6×10⁵~792.3×10⁵ cfu·g^-1，8.0×10³~506.3×10³ cfu·g^-1和17.3×10⁵~801.3×10⁵ cfu·g^-1。（2）生物结皮层和下层0~2 cm土壤细菌数量分别在干扰后第10天和第7天恢复稳定，真菌数量在第16天和第8天趋于平稳，放线菌数量在第8天和第4天恢复稳定。生物结皮层较0~2 cm土壤微生物数量恢复稳定滞后。（3）重新稳定后生物结皮层和下层0~2 cm细菌数量较干扰前分别下降了81.8%和79.6%.生物结皮层真菌数量显著增加，是干扰前的7.43倍；下层0~2 cm真菌数量下降了70.1%。生物结皮层和下层0~2 cm放线菌数量较干扰前分别降低46.5%和72.6%。（4）干扰显著改变土壤微生物群落结构，受影响程度细菌 > 放线菌 > 真菌变为放线菌 > 细菌 > 真菌。干扰可显著影响土壤微生物数量，但是随着时间延长微生物数量又会达到一个新的稳态，在研究微生物对干扰响应时，采样时间是研究结果的一个重要影响因素。     

一株可利用二甲基巯基丙酸内盐生长的北极海洋细菌的分类鉴定及表型特征分析

二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种主要由海洋浮游植物生成的含硫化合物,在海洋中含量丰富,同时也是海洋细菌的重要营养物之一。采用生长选择性培养基从北极王湾海水中分离到一株细菌DMSP-1。基于16S rRNA基因序列及基因组平均核苷酸一致性(Average Nucleotide Identity, ANI)分析,将该菌鉴定为乳酸假单胞菌。该菌细胞呈杆状,有极生鞭毛;具有耐冷(可在5℃较快生长,适宜生长温度范围为22～29℃,最高生长温度为38℃)、耐盐(适宜生长盐度范围为0～4%NaCl、最高生长盐度为8%NaCl)等特性,表明该菌能较好地适应其所处的北极近岸环境。碳源生长实验证实该菌能以DMSP为唯一碳源进行生长。该菌具有乳酸假单胞菌的许多生理生化特征,但也存在差异,如色氨酸脱氨酶与脲酶为阳性、不能利用鼠李糖产酸等。对假单胞菌DMSP-1开展进一步的研究,将推动人们对于海洋细菌降解DMSP的代谢机制及其在北极海洋环境中生态功能的深入认识。     

极地寡营养细菌AT52(Alteromonas stellipolarissp.nov.)超微结构、生长生理特性及液态富营养发酵培养条件优化

寡营养细菌是一类能利用低浓度有机营养基质的细菌,通过研究1株分离自南极海洋的极地寡营养细菌AT52,发现富营养条件下AT52菌体细胞周身附肢,附肢长短不一,具鞭毛,菌体出芽生殖,由一层原生质膜包围.寡营养饥饿生存的菌体细胞相对较小,近球形,边缘不平滑,无鞭毛附肢等超微结构,细胞体眠未见出芽生殖过程.实验中采用寡营养环境...     

库布齐固定沙丘土壤微生物生物量的垂直分布研究

对库布齐固定沙丘土壤微生物生物量的垂直分布研究表明:①好气性细菌生物量的垂直分布是0~0.5cm(结皮层) > 0.5~10cm > 60~70cm > 30~40cm > 150~160cm,好气性细菌生物量的峰值在0~0.5cm(结皮层);②芽孢型细菌生物量的垂直分布是0.5~10cm > 0~0.5cm > 60~70cm > 30~40cm > 150~160cm,芽孢型细菌生物量的峰值在0.5~10cm;③厌气性细菌生物量的垂直分布是30~40cm=60~70cm > 0~0.5cm=0.5~10cm=150~160cm,厌气性细菌生物量的峰值在30~40cm和60~70cm;④丝状微生物生物量的垂直分布是0~0.5cm(结皮层) > 0.5~10cm > 30~40cm > 60~70cm > 150~160cm,丝状微生物生物量的峰值在0~0.5cm(结皮层);⑤库布齐固定沙丘土壤微生物生物量、土壤酶活性和养分含量的垂直分布相一致,均随土层深度增加而递减,具有明显的层次性。     

毛乌素沙地生物结皮层藓类植物培育试验研究

 通过对毛乌素沙地不同发育程度的藓结皮进行养分分析,根据其N、P、K含量,对Knop培养液进行修正,按照正交试验设计方法进行室内培育实验,研究最适合毛乌素沙地藓类植株茎叶碎段生长发育的温度、培养液浓度以及培养液使用量。结果表明,当温度为15 ℃,培养液为low Knop,加液体量为12 ml时,藓结皮的生长发育状况良好,其株密度为329株·皿-1,平均株高为4.5 mm; 25 ℃时处理间差异不显著,生长情况不及15 ℃,而35 ℃高温下没有茎叶碎段生长繁殖。根据所有处理株高随时间的变化,得出了藓类植株生长拟合曲线。本实验可为野外培育藓结皮尤其是毛乌素沙地生物结皮的人工修复提供了一定的参考。     

一株北极海洋细菌及其蛋白酶的生理生化特征研究

从北极海洋环境中筛选分离出一株产胞外碱性蛋白酶的革兰氏阴性杆菌 Ar/ W/ b/ 75°2 5′ N/ 1。该菌能在 7～ 30℃范围内生长 ,并且在 30℃条件下生长良好 ,但不能在 40℃条件下生长。该菌在 0 .5%～ 1 0 % Na Cl的盐浓度范围内能良好生长 ,表现出一定的嗜盐性。葡萄糖、蔗糖及可溶性淀粉等碳源物质可被该菌株利用以供生长之需 ,其中以葡萄糖最佳。氮源物质中 ,蛋白胨是最有利于菌株生长、产酶的有机氮源 ,而 NH4 NO3则是效果最好的无机氮源。对该菌蛋白酶的酶学特性研究表明 :所产胞外蛋白酶占其蛋白酶总量的 75.7%左右 ;蛋白酶反应的最适温度为40℃ ,酶活力在温度不高于 40℃条件下保持稳定 ;该菌蛋白酶具有较宽的 p H活性范围 ,在 p H7～ 1 1均表现出较高酶活力 ,其最适 p H在 8左右     

低温β-半乳糖苷酶产生菌的筛选、鉴定、生长特性及酶学性质的初步研究

自北冰洋楚科奇海、加拿大海盆、格陵兰海和中国南极中山站近岸的海水、海冰和沉积物样品中分离的322株低温细菌中筛选出73株低温β-半乳糖苷酶产生菌,并对其中1株BCw006进行了研究。通过16S rDNA序列同源性分析表明,该菌株属于交替单胞菌属,定名为Alteromonas sp.BCw006。对该菌株研究表明:该菌最适生长和产酶温度为24℃;在pH6.0—8.0、含0%—6.O% NaCl的培养基条件下菌株能够较好地生长与产酶,其最适生长和产酶NaCl浓度分别为3%和1%,乳糖对β-半乳糖苷酶合成具有明显诱导作用,酵母粉和蛋白胨是菌株生长和产酶较适宜的氮源,酶的最适作用温度为35℃,0℃时能保持35℃下酶活的25%左右,表明其具有较好的适应低温特性。酶对热敏感,60℃时作用30min后酶活力下降了41%。     

南极酵母Rhodotorula sp.NJ298的鉴定及其产虾青素的研究

本研究对产虾青素的南极菌株NJ298进行了鉴定,同时对影响虾青素产量的主要环境因子进行了测试。形态特征、生理生化特征及ITS序列的系统发育分析表明,南极菌株NJ298属于红酵母属(Rhodotorula);虾青素积累主要在NJ298生长的对数期和稳定期;乙酸钠、蛋白胨是合成虾青素的最佳碳、氮源;在0-15℃之间,南极酵母NJ298均可以生长,但是低温更有利于虾青素的积累;pH值在6-8范围内NJ298均可生长,最适pH值为7.5;该菌对盐度要求不严格。     

藓类结皮层人工培养试验和维持机制研究

 2006年开始在库布齐沙漠选择4种藓类植物进行人工培养促进结皮层形成实验,发现人工结皮层中藓类成活率、盖度与土壤基质、降雨量、小生境和藓类植物的生长和繁殖特性密切相关。双色真藓（Bryum dichotomum）成活率和盖度最高,密度与盖度相关,可形成大面积藓类结皮层。单位面积内土生对齿藓（Didymodon vinealis）密度最大,对结皮层的稳定具有重要作用。在培养初期藓类植物生长和繁殖速度较快的原因是消耗繁殖体内营养的结果,以后稳定在一个水平上不会出现生长的高峰期。本项研究为人工培养藓类植物促进结皮层的形成提供了实验依据,并为深入探讨生物结皮层的形成和维持机制提供基础科学资料。     

河西走廊沙区沙面稳定性指标的观测研究

民勤、武威-古浪、临泽3个沙区9个指标的研究结果表明,沙面稳定性主要与植被盖度、≤0.074mm细沙土含量、0.3~0.1mm中细沙含量及>0.5mm粗沙含量有关;0.3~0.1mm的中细沙是沙面中最不稳定的因素,≤0.074mm细沙土主要为粘土成分。沙面稳定及活化的组合作用主要是以细沙土与植被盖度为代表的固化作用和以细沙土为代表的固化作用以及以0.3~0.1mm中细沙为代表的活化作用;临泽、武威-古浪沙区较民勤沙区不易固定的原因主要是活动性大的中细沙显著多于粗沙;于降水前在沙面上施撒粘土可大面积固定沙丘,尤其在水分条件限制造林密度不易过大或造林难以成活的重沙害区是一种有效的固沙措施。     

降水在沙丘中的运动特征研究——以甘肃民勤沙区为例

自然降水和辅助人工模拟降水试验表明在民勤沙区,降水在沙丘上的下渗深度主要受沙面状况的影响。沙丘表层土壤田间持水量大小影响降水下渗,表层粉粒和粘粒含量影响田间持水量,降水量的大小与水分下渗深度的相关性并不显著;降水强度在29.8mm·d^-1以内时,固定沙丘上的最大含水层为10~15cm,降水的下渗速率只有10~15cm·d^-1;在半固定沙丘上,28.2mm·d^-1以内的降水的最大含水层为30~35cm,降水的下渗速率只有15.0~17.5cm·d^-1;在流动沙丘上,21.7mm·d^-1以内的降水强度的最大含水层为130~135cm,降水的下渗速率可达32.5~33.8cm·d^-1;在固定沙丘和流动沙丘上,8mm·d^-1以内的降水很快蒸发损失,而在半固定沙丘上能保存较长时间;与固定和半固定沙丘相比,流动沙丘表面水分(即7~8mm以内的降水)最易在短期内蒸发损耗。     

干旱区沙漠化土地逆转植被的防风固沙效益研究

使用便携式防沙风速廓线测量仪和阶梯式集沙仪测定了单个植物的阻风作用以及不同恢复阶段植被内的近地面风速、输沙量;同时调查了不同恢复阶段植被的组成、覆盖度,土壤理化性质。结果表明,油蒿、沙蒿、柠条和花棒的个体空间构型分别是:沙蒿、花棒株型为疏散丛生型;柠条株型为中间丛生型;油蒿株型为紧密丛生型;近地面0~50 cm层的阻风阻沙作用效果由强到弱依次为油蒿>沙蒿>柠条>花棒。演替更新过程中,柠条、花棒、沙蒿逐渐衰退,到顶级群落阶段已完全从群落中退出,油蒿形成单一优势种顶级群落。由于优势种群的变化,从初始阶段→发展阶段→相对稳定阶段（顶级群落阶段）的演替更新过程中,近地面粗糙度从0.003 cm、6.039 cm增加到17.726 cm;在流动沙丘2 m高度风速为6.5 m·s-1时,相对稳定阶段没有出现风蚀,发展阶段输沙量只达到1.83 g·cm-1·h-1,占到初始阶段的3.2%。在3 m高度风速相同时,发展阶段近地面风速较初始阶段降低了54.29%,沙结皮厚度达到1~3 mm,所占面积比例达到91%,已经基本实现防风固沙;相对稳定阶段近地面风速较初始阶段降低了83.68%,沙结皮厚度达到5~6 mm,所占面积比例达到98%,完全实现防风固沙。     

青藏线伏沙梁段风沙危害及其防治

伏沙梁地段的主要风向为WNW、W、NW和NE,8~15m/s的起沙风在3~8月盛行,风沙流运动呈摆动式,4月份风沙活动最强烈,合成风向为WNW,其合成输沙量为9.970 m³·a^-1·m^-1。当地以12 m/s、13 m/s两风速的输沙量最大,分别为2.556 m³·a^-1·m^-1和2.538 m³·a^-1·m^-1。纵向沙垄年前移量为2~5 m,沙垄脊线向南偏移,年偏移量为0.2~0.5 m。阻固结合的工程措施是当前采用的最有效措施。     

樟子松固沙林土壤碳截存及土壤呼吸对干湿变化的响应

 在科尔沁沙地测定分析了流动沙丘栽植樟子松林23 a后的土壤碳截存作用,以及林地和流动沙丘土壤呼吸对干湿变化的响应。结果表明:①流动沙丘造林后土壤容重减小,土壤颗粒中极细沙和黏粉粒含量显著增加;②樟子松林地0~5 cm和5~15 cm层土壤有机碳截存量分别为221.8 g·m-2和113.9 g·m-2,截存速率分别为9.64 g·m-2·a-1和4.95 g·m-2·a-1;CaCO3-C截存量分别为4.0 g·m-2和2.5 g·m-2, 截存速率分别为0.17 g·m-2·a-1和0.11 g·m-2·a-1;③干旱条件下土壤呼吸随气温的升高呈现指数减小;无论是干旱还是降雨后,林地土壤呼吸速率均显著高于流动沙丘;④降雨刺激后土壤呼吸显著增加,林地增加的幅度显著高于流动沙丘;林地地表凋落物去除后土壤呼吸速率下降,并且在降雨后下降更为明显。     

Screening and molecular classification of low-temperature protease from Antarctic microorganism and its characterization

<正> 107 strains producing protease were screened from 260 strains of Ant-arctic psychrophilic bacteria,among which proteolytic activity of five strains wasmore than 45 U ml~(-1).The 16S rRNA gene sequences homology and phylogenet-ic analysis of five Antarctic psychrophilic bacteria showed that NJ276、NJ5-9、NJ16-70、NJ345 belonged to the described genus Pseudoalteromonas and NJ341belonged to the genus Colwellia.The growth and the protease characteristic offour Antarctic psychrophilic bacteria had been studied,and the result showedthat the optimal temperature for growth and protease-producing of four strainswas about 10℃.Their growth and protease-producing were still high during in-cubating 2-5 days.The maximum proteolytic activity occurred at pH 9 for fourAntarctic psychrophilic bacteria.The optimal temperature of protease action ofboth strains NJ276 and NJ5-9 was about 50℃,however,the optimal temperatureof protease action of both strains NJ341 and NJ345 was about 40℃,and theirproteolytic activity under 0℃ exhibited nearly 30% of the maximum activity,but their thermal stabilities were weaker.These results indicated that proteasesfrom NJ341 and NJ345 were low-temperature proteases.     

青藏高原自然植被总生物量的估算与净初级生产量的潜在分布*

以800多块样地资料及森林和草地资源调查数据为基础,按县级为单位估算了青海和西藏两省区的自然植被总生物量,分别为2.586×10⁸t和1.282×10⁹t.建立的QZNPP模型显示,随着温度的增加,生物生产量呈S型曲面递增,且其递增速率随降水量增加而加快;当年均温度0℃～10℃和年降水量400mm～1000mm时,生物生产量增长最快;当年均温度>11℃和年降水量>1 100mm时,生物生产量趋向于20t/hm²·a;在年均温度<0℃时,相对降水量的增加,生物生产量呈缓慢的递减趋势,说明这时温度是影响生物生产量的主导因子。两省区115个县的生物量现实分布图显示,生物量最高值出现在西藏墨脱,其次是西藏的察隅、波密、林芝和米林,青藏高原中部及西北部的广阔地区最低。青藏高原自然植被净初级生产量最小值为0,最大值为20t/hm²·a,全区平均为6.03t/hm²·a,低于世界陆地植被的平均水平     

有机混合物的制备及其在退化沙地恢复方面的应用

针对科尔沁沙地沙漠化和农牧业生产中的重大生态和经济问题,利用微生物定向培育技术,选择土壤和牛粪混合的菌源母质筛选出具有较强分解能力的纤维素分解菌群（NMCel）;将玉米秸秆和牲畜粪便按照5∶3（干重比）的比例混合,加入稀释后的NMCel菌液进行有氧发酵,发酵60d后制备成具有一定保水性、透气性和粘性的有机混合物。这种有机混合物对裸沙的修复能力较好,可以显著提高裸沙地表土壤碳氮含量和促进裸沙地表生物结皮的形成。有机混合物的最佳播撒方式是：在裸沙表面播施差不嘎蒿（Artemisia halodendron）、胡枝子（Lespedeza davurica）、狗尾草（Setaria viridis）等固沙植物种子后播撒1kg·5m^-2有机混合物,然后覆盖遮阴网。有机混合物的播撒使沙丘裸露创面的植被盖度从6%增加到26%,保水性提高24%~47%,抗风蚀能力提高了5.4~8.6倍。     

塔克拉玛干沙漠腹地起伏地形近地层微气象特征

利用2018年10月8日至2019年1月31日塔克拉玛干沙漠腹地起伏地形上高大沙垄高点和低点的温度、相对湿度、风速和大气压同步观测资料,对比分析沙漠起伏地形上秋冬季的微气象特征。结果表明:塔克拉玛干沙漠腹地高大沙垄造成的地形起伏,使得沙垄高点和沙垄低点气温、比湿和风速日变化差异明显。沙垄高点和沙垄低点气温差异主要体现在夜间,与沙漠腹地夜间存在逆温现象有关,表现出沙垄高点气温明显高于沙垄低点,观测期气温差异平均值为6.6 ℃。沙垄低点气温日较差高于沙垄高点。2018年10、11、12月,气温随高度变化出现逆温现象与沙垄高点气温高于沙垄低点气温在时间上相互对应。两个站点比湿较小,平均比湿分别为0.68 g·kg^-1和0.99 g·kg^-1。比湿日变化趋势随季节发生显著变化,主要与大气稳定度增加、冬季水汽增多及夜间逆湿现象逐渐显著相关。地形位置较高的沙垄高点风速比沙垄低点大,风速差异主要体现在夜间。2018年11月2、14、15、20日和2019年1月30日,沙垄高点风速维持在1.9~4.6 m·s^-1,平均3.2 m·s^-1,沙垄低点风速维持在0.8~4\^5 m·s^-1,平均2.5 m·s^-1。