植物功能性状是植物为适应外界环境而表现出的个体特征和属性,影响植物的存活、生长与繁殖,并且对土壤功能也产生影响.本文通过汇总已有研究,进行了如下总结:1)分析了植物功能性状的分类及其与土壤肥力的关系;2)明确了植物功能性状对土壤有机质积累的影响,以及影响方向和强度受土壤氮磷循环与碳饱和状态的作用.此外,从植物功能性状与土壤有机质组分和稳定性的关系方面探讨了植物功能性状对土壤有机质长期积累存留的影响;3)探讨了森林生态系统植物功能性状影响土壤有机质的凋落物和微生物作用机制.在此基础上,提出未来植物功能性状与土壤有机质研究重点,包括:通过先进的技术和方法,明确植物功能性状与土壤有机质积累的植物-微生物互作过程和机理,阐明全球变化背景下植物功能性状对土壤有机质积累影响的生态过程和机理.

土壤镉(Cd)污染不仅危害植物,还会通过植物吸收进入食物链进而影响植食性昆虫及其天敌.本研究使用含不同Cd浓度(0、4.06 mg/kg和40.6 mg/kg)的人工饲料饲喂斜纹夜蛾Spodoptera litura和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫,发育至蛹,以蛹饲养其捕食性天敌蠋蝽Arma chinensis,研究了Cd在夜蛾科昆虫—蠋蝽的传递特征及其影响.结果表明:斜纹夜蛾和草地贪夜蛾对Cd的摄取量、排泄量和积累量,蠋蝽对Cd的摄取量和积累量均与人工饲料中Cd浓度呈剂量反应,即随着饲料中Cd浓度增加而增加.饲料—夜蛾科昆虫Cd的生物浓缩系数(BCF)大于1,这表明夜蛾科昆虫会生物放大Cd,而夜蛾科昆虫蛹—蠋蝽Cd的生物放大系数(BMF)小于1,这表示发生了Cd生物稀释作用.4.06 mg/kg Cd胁迫显著降低草地贪夜蛾幼虫相对生长率(RGR),而对斜纹夜蛾RGR没有影响,这与体内Cd积累量和BCF显著相关;40.6 mg/kg Cd胁迫显著改变夜蛾科昆虫的食物利用,抑制幼虫生长发育,降低取食斜纹夜蛾蛹的蠋蝽体重,但Cd胁迫对蠋蝽存活没有影响.因此,尽管Cd在植食性昆虫—捕食者没有生物放大作用,但仍然存在生物毒性效应.

火是制约植物生长发育的重要干扰因子,影响植物的生理代谢,甚至导致植物死亡.非结构性碳水化合物(NSC)主要包括可溶性糖(SS)和淀粉(ST),对植物在干扰下存活具有重要作用.然而,关于植物NSC及其组分含量对火后时间响应机制的研究尚有不足.该研究采用"空间替代时间"的方法,在大兴安岭呼中区选取5个不同火烧时间的重度火烧地块和1个临近的未火烧地块,分别采集白桦(Betula platyphylla)的叶片、细根以及根际土壤样品,测定白桦叶片和细根的NSC及其组分含量、白桦叶片和细根的性状特征,以及根际土壤属性.结果表明:白桦叶片ST和NSC含量随火后时间的增加显著降低,而细根ST和NSC含量随火后时间的增加显著增加,叶片和细根的NSC含量分别在火后30年和火后17年与火烧前无显著差异,表明细根NSC含量从重度火烧干扰的影响中恢复得更快;火后时间对白桦叶片的NSC含量有直接影响,还通过影响比叶面积对叶片的NSC含量产生间接影响;火后时间对白桦细根NSC含量的影响主要是通过影响土壤pH和比叶面积间接产生.综上,火后时间对植物NSC含量的影响具有明显的器官差异性.该结果可为火烧迹地的植被恢复研究提供科学数据和理论基础.

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异.因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和物种平均性状对幼苗存活率的影响,探究性状如何调节幼苗对邻体竞争和环境的响应.研究结果表明种内性状变异模型和物种平均性状模型对幼苗存活率的预测能力并不一致,考虑种内性状变异的比叶面积(SLA)模型比物种平均性状的SLA模型赤池信息量准则值和贝叶斯信息准则值更小,解释的方差也更多,模型的拟合度更好.但是,叶面积(LA)、叶碳含量(LCC)和叶氮含量(LNC)的物种平均性状模型比种内性状变异模型效果更好.此外,性状调节邻体竞争和土壤元素含量对幼苗存活的影响,例如:受到相同的密度制约时,LA更小的幼苗存活率更高;土壤营养元素缺乏时,较高的LCC会提高幼苗存活率,反之在优良的土壤中,幼苗存活率降低.模型比较的结果说明种内性状变异预测幼苗个体存活的能力并不绝对比物种平均性状强,这种原因可能与林分和环境有关.另外,加入邻体竞争和环境变量能够增强性状与幼苗存活之间的关系.尽管种内性状变异不能更好地预测幼苗存活率,但这种基于个体性状的方法为预测幼苗动态变化提供了一个新的视角.

目的 探索黑翅土白蚁Odontotermes formosanus Shiraki巢内菌圃上关键共生真菌蚁巢伞Termitomyces spp.的来源,为黑翅土白蚁的防治提供科学依据.方法 在野外捕捉黑翅土白蚁分飞繁殖蚁,待其脱翅配对后,分成4组(土壤带菌与不带菌、白蚁体表用蒸馏水冲洗与不冲洗)在室内条件下饲养,130 d后拆开蚁巢检查巢内菌圃修建和白蚁生长情况.结果 分飞期捕捉到的黑翅土白蚁繁殖蚁室内配对后,在无外来菌种供给的情况下可成功建立具有蚁巢伞的菌圃,这类新巢群的比例占配对总数的20％～22％,使用蒸馏水反复冲洗繁殖蚁体表不影响菌圃出现蚁巢伞的新巢比例(20％);利用野外未灭菌的土壤饲养配对的黑翅土白蚁繁殖蚁,其菌圃内具有蚁巢伞的新巢比例明显提高,达到了 33％.结论 黑翅土白蚁新巢内菌圃上蚁巢伞的菌种传播方式为垂直传播,新巢内菌圃上的蚁巢伞来源于繁殖蚁体内的肠道系统.不过,黑翅土白蚁的工蚁也可从自然环境中采集蚁巢伞真菌孢子,构建具有蚁巢伞的菌圃,提高新建巢群的存活比例.

天麻种苗的存活率、产量、单重与土壤相对含水量(RWC)及天麻共生蜜环菌的生长特性密不可分,研究土壤RWC对蜜环菌菌株生长特性及乌天麻种苗的影响,可为乌天麻良种繁育及乌天麻共生蜜环菌优良菌株筛选提供指导.该研究根据30 株蜜环菌菌株在活化培养基上的生长特性将其分为 4 类,再从每类蜜环菌菌株中筛选 2 株生长特性指标优的菌株与乌天麻米麻及阔叶树修剪枝进行箱式控水熟料栽培试验.结果发现具有根状菌索单轴分枝的蜜环菌菌株是与乌天麻共生的优良菌株,如第Ⅲ类、第Ⅳ类蜜环菌;土壤RWC对不同类型蜜环菌的生长特性指标,乌天麻种苗的存活率、产量、单重有显著影响;土壤RWC为 75%时,蜜环菌菌株生长速度、直径、分支数、生物量及乌天麻种苗存活率、产量、单重均最优,通过人为控制土壤的RWC,在大棚内将乌天麻米麻与优良蜜环菌菌株及阔叶树修剪枝伴栽可以获得优良的乌天麻种苗,为乌天麻的高效生产、米麻利用提供参考.

枯萎病严重危害香蕉生产,可致香蕉大幅减产甚至绝收.该病害通过土传、种苗调运等途径进行传播扩散,其病原菌产生的厚垣孢子在土壤中存活的时间长达 30 年,防治非常困难,是政府、学术界和产业界高度关注的对象之一.为了攻克这一难题,国内外科研工作者及相关从业者进行了广泛而深入的研究.本文从香蕉枯萎病的发生与危害、植物根际微生态及其与土传病害的关系、香蕉根际微生态及其在枯萎病防治中的作用和贡献等方面进行综述,并对其研究趋势进行了展望,以期为后续香蕉根际微生态的深入研究、优良生防资源的挖掘与创新利用及香蕉枯萎病的有效防治提供参考.

多发性骨髓瘤(MM)是恶性浆细胞增生性疾病.近年来随着蛋白酶体抑制剂(PI)、免疫调节剂、CD38-单抗等新型药物的引入以及自体干细胞移植的发展,MM患者的治疗取得了一定的进展,但MM仍然是无法治愈的恶性肿瘤,导致患者疾病进展以及死亡的主要原因是MM细胞耐药,因此我们迫切需要新的疗法.骨髓微环境被视为造血干细胞的"土壤",以其特征性的三维空间结构为造血干细胞提供赖以生存的基础,与调控造血的生成、干细胞的动员及归巢等生命活动密切相关.MM细胞与骨髓微环境之间错综复杂的关系影响着MM细胞的增殖、存活和耐药性.本文主要围绕MM、骨髓微环境及患者对相关蛋白酶体抑制剂耐药的机制展开综述,以期寻找新的联合治疗方案来降低患者对硼替佐米的耐药性,改善患者的预后.

真菌群落组成与多样性是反映土壤健康的重要指标.为探究生物炭对三七连作土壤真菌群落的影响,本研究以 10年三七连作土壤为研究对象,生物炭施加量为 0、12 与 15 t/ha(T0、T1 与T2),在三七移栽 18 个月后,利用高通量测序技术和实时荧光定量PCR技术,分析了不同处理下三七根际土壤真菌群落多样性和病原尖孢镰刀菌丰度,探索了土壤理化因子与真菌群落变化的关联性,以及生物炭对连作三七存活率的影响.结果表明,T2处理下三七根际土壤pH、NO3--N和有效钾含量分别提高了6.5%、13.6%和 40.3%,NH4+-N含量降低了 21.2%,真菌α多样性显著升高(P<0.05),且与对照相比较,群落呈明显分化格局.在门分类水平上,T2 处理下被孢霉门(Mortierellomycota)相对丰度显著增加;在属分类水平上,被孢霉属(Mortierella)相对丰度显著增加,而镰刀菌属(Fusarium)相对丰度显著降低.荧光定量PCR分析表明,施用生物炭显著降低了土壤中尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)丰度(P<0.05);此外,与对照组相比较,T2 处理下三七存活率提高了 24.0%,且其与土壤pH、真菌α多样性和被孢霉属相对丰度呈显著正相关,与NH4+-N含量和尖孢镰刀菌丰度呈显著负相关(P<0.05).因此,施用生物炭通过改良三七连作土壤理化性质,增加有益真菌丰度,降低病原尖孢镰刀菌丰度,调节真菌群落结构,显著提高了三七存活率,是消减三七连作障碍的有效措施.

重金属镉(Cd)是农田土壤中的重要污染源,可在植物和植食性昆虫中积累与传递.本文采用水培法,研究了不同浓度的Cd在番茄Solanum lycopersicum不同组织和在其重要害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis体内的积累量.结果表明,随着水培营养液中Cd浓度的增加,番茄植株的根、茎和叶中Cd含量呈增长趋势.根中Cd的积累量远高于茎和叶,当水培溶液中Cd含量为20 mg/L时,根、茎和叶中的积累量分别达19 333.67±233.38、122.67±6.84 和147.33±2.96 mg/Kg(干重).随着Cd浓度的增加,番茄根、茎和叶的鲜重和干重均显著下降.西花蓟马取食Cd处理的番茄叶片后,体内Cd显著积累,最高达 1.95±0.36 mg/Kg.同时,Cd积累量的提高进一步影响了以番茄叶片为食的西花蓟马的适合度,降低了其存活率.除对照外,番茄茎-叶的转移系数和叶片对Cd的富集系数均大于1,叶片表现出较强的富集能力.而在所有的试验浓度处理中,西花蓟马对Cd的富集系数和转移系数均小于1,表明Cd未在其体内产生生物放大作用.研究结果明确了Cd在番茄各组织及其害虫中的积累和传递水平,为揭示重金属在农业生态系统食物链中的富集效应提供了基础数据.