木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程.功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制.本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程,总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题,包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征,菌丝生长与获取营养物质的功能性状,真菌群落多样性的形成机制及其功能类群,木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征,并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法.尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步,但由于真菌种类繁多、性状多样,目前对真菌功能性状的研究并不系统深入.提高对木腐真菌物种功能性状作用的认识,包括木腐真菌物种共存、群落构建及生物多样性维持等,可以加深对真菌群落功能机制性的了解.

凋落物分解释放的养分是土壤养分的主要来源,因此凋落物养分动态变化对于森林土壤肥力和林分生产力的维持具有重要的意义.然而,以往关于森林凋落物养分释放的研究均集中在地表分解的凋落物,基本忽略了空中分解的凋落物,而且所关注的养分元素均为氮、磷等大量营养元素,很少涉及钙、镁等中量营养元素.本研究以马尾松(Pinus massoniana)、湿地松(Pinus elliottii)、枫香(Liquidambar formosana)和木荷(Schima superba)4种亚热带地区常见造林树种的凋落叶作为对象,采用分解袋法调查了凋落叶在不同林分类型(马尾松、湿地松、枫香和木荷人工林)和分解位置(空中和地表)的氮、磷、钙和镁动态变化特征.结果表明,在360天的分解期内,凋落叶氮在所有人工林中均表现出先富集、后释放的格局;凋落叶磷在马尾松和湿地松人工林中呈现出先富集、后释放的模式,而在枫香和木荷人工林均出现净释放趋势;在所有人工林中,凋落叶钙和镁均呈现出净释放现象.在空中分解的枫香和木荷凋落叶养分残留量均高于地表分解的凋落叶,但马尾松和湿地松凋落叶养分残留量随着分解位置的变化没有一致性的变化趋势.本研究表明,林分类型和分解位置是凋落物养分释放的重要影响因素,而且凋落物分解过程中大量和中量营养元素的释放格局存在较大的差异.这为理解亚热带人工林养分循环过程和制定合理的养分管理措施提供数据支撑.

柑橘黄龙病(citrus Huanglongbing,HLB)是柑橘产业健康长久发展的重大威胁.原生生物是微生物家庭的重要一员,在维护植物健康中起着不可估量的作用.本研究分析了健康与患黄龙病柑橘根际土原生生物多样性和群落结构,探究了影响原生生物群落的关键土壤化学因子.结果表明,纤毛虫门(Ciliophora)、绿藻门(Chlorophyta)、丝足虫门(Cercozoa)是健康与患黄龙病柑橘根际土的优势类群.黄龙病的发生不仅造成根际土壤中原生生物群落多样性显著降低,还导致土壤化学指标中总氮、总磷、碱解氮、速效磷和有机质含量及pH值均有所降低.RDA分析表明,Protosteliida、硅藻门(Diatomea)、隐藻门(Cryptophyceae)和叶足亚门(Heterolobosea)与速效磷呈正相关;Protalveolata与碱解氮和pH呈正相关;丝足虫门、MAST-12、顶复门(Apicomplexa)和Schizoplasmodiida与各项化学指标均呈显著负相关.相关性分析表明,黄龙病菌与捕食型和光营养型原生生物呈显著负相关.总体而言,柑橘黄龙病菌侵染引发土壤化学特性变化,显著改变了根际区域原生生物的多样性与结构,土壤有机质、总氮和pH是影响原生生物结构的关键因子.本研究有助于了解患黄龙病对柑橘根际土原生生物群落结构、多样性和土壤化学性质的影响,为柑橘黄龙病的绿色防控提供参考.

珠芽胎生繁殖是蕨类植物孢子繁殖的有益补充,丰富了植物的繁殖再生系统,影响着种群遗传多样性和对环境的适应能力.该研究以国家Ⅰ级重点保护野生植物光叶蕨(Cystopteris chinensis)为对象,通过形态学与解剖学方法,探究其羽片后面不明突起——珠芽的形态与解剖特征,揭示其生殖结构和发育过程,追溯珠芽胎生起源和生态适应机制.结果显示:(1)珠芽和孢子囊群同期出现在光叶蕨羽片背面末级细脉中部,只是珠芽位于顶端裂片.珠芽形成包括启动期、膨大期和成熟期3个时期,由黄绿色球状体逐渐成长为深绿色纺锤状,基部变黑形成离层时成熟.(2)珠芽起源于维管束鞘延伸区的薄壁细胞,不断分裂生长形成珠芽原基,逐渐突破叶下表皮形成圆球形珠芽;随着珠芽不断膨大,中下部细胞分化形成贮藏细胞和维管束,顶端分化出生长点形成芽.(3)极少数珠芽在叶片上可直接萌动形成新的自养个体.成熟珠芽掉落在土壤内1周后开始萌发,基部长出圆柱形根,顶部萌发出拳芽.残留珠芽第2年仍可萌发形成新叶,与茎芽产生的叶片形态有别.

目的:分析不同土壤硒水平地区60岁及以上农村老年人全血硒、锌、铜、镁、钙、铁水平及其影响因素，为进一步评估不同土壤硒水平地区人群健康风险提供依据。方法:2017 - 2018年在湖北省恩施土家族苗族自治州（以下简称恩施州）选择土壤硒含量呈梯度差异的极高硒地区（土壤硒含量≥3.000 mg/kg）、高硒地区（土壤硒含量为0.400 ~ < 3.000 mg/kg）、足硒地区（土壤硒含量为0.175 ~ < 0.400 mg/kg）和低硒地区[土壤硒含量< 0.175 mg/kg]，各抽取1个行政村作为调查点；每个调查点抽取100名60岁及以上老年人作为调查对象（男女各半）。采用面对面问卷调查方式收集调查对象一般人口学、生活行为方式等基本信息，进行体格检查并采集清晨空腹静脉血；利用水浴消解-电感耦合等离子体质谱法检测人群全血硒、锌、铜、镁、钙和铁6种元素含量，并进行营养元素水平影响因素分析。结果:共纳入调查对象416人，其中男性208人、女性208人，年龄为（72.43 ± 5.25）岁，身体质量指数（BMI）为（22.67 ± 3.49）kg/m 2。不同硒水平地区人群全血硒、锌、铜、镁、钙和铁元素水平比较差异均有统计学意义（ Z/F = 288.30、3.24、14.81、29.14、131.28、3.37， P均< 0.05）。其中，与低硒地区和足硒地区比较，高硒地区和极高硒地区人群全血硒水平均较高，极高硒地区全血锌水平均较低（ P均< 0.05）；与足硒地区比较，低硒地区、高硒地区和极高硒地区全血铜水平均较低，全血镁、钙水平均较高（ P均< 0.05），且极高硒地区全血铁水平较低（ P < 0.05）。不同硒水平地区人群硒、锌、铜、镁、钙、铁缺乏率比较差异均有统计学意义（χ 2 = 140.83、15.39、31.90、17.49、157.60、30.33， P均< 0.01）。总人群营养元素水平影响因素分析结果显示，全血锌、铜、钙和铁水平在性别间比较差异均有统计学意义（ P均< 0.05）；吸烟人群全血锌和铁水平均高于不吸烟人群，全血铜水平低于不吸烟人群（ P均< 0.01）；饮酒人群全血锌和铁水平均高于不饮酒人群（ P均< 0.05）。 结论:不同土壤硒水平地区老年人全血6种营养元素水平均存在差异，评估不同土壤硒水平地区人群健康风险需同时考虑多种营养元素水平。

新疆野苹果(Malus sieversii)根际固氮菌(NFB)、解磷菌(PSB)及解钾菌(KSB)的定植数量,不仅影响植物补充养分,促进生长,也可以诱导系统抗性(ISR),提高抗性抑制疾病.因此,探讨新疆野苹果根际NFB、PSB及KSB定植数量对生理指标的影响,确定野苹果生长较好时根际微生物数量,对研究其氮、磷、钾的吸收至关重要.该研究以新疆8个自然种群新疆野苹果根际土壤及植株叶片为实验材料,分离NFB、有机解磷菌(oPSB)、无机解磷菌(iPSB)及KSB,估算功能菌株数量并测定新疆野苹果叶片生理指标,叶片及土壤中氮、磷、钾含量.结果表明:(1)8个种群新疆野苹果根际4种功能菌株定植总数量存在极显著差异,其中新源县野果林种群oPSB、iPSB、NFB及4种功能菌株定植总数最多,巩留县那孜工队种群KSB定植数量最多;(2)4种功能菌株总数、PSB数量与新疆野苹果叶片过氧化氢酶活性呈正相关关系,KSB数量与其叶片氧化还原酶活性呈正相关关系.证明新疆野苹果根际氮、磷、钾活化菌定植数量与其抗性存在关联.(3)在营养生长方面,oPSB数量反映叶片磷和氮含量;iPSB数量反映土壤磷含量,oPSB和NFB数量反映土壤氮含量;KSB数量反映叶片和土壤钾的含量;(4)定植数量分别在7.08 × 104 CFU·g-1(NFB)、2.7 × 107CFU·g-1(PSB)及4.98 × 105CFU·g-1(KSB)时,叶片及土壤中氮、磷、钾含量较高,新疆野苹果营养生长最佳.研究确定了野苹果生长较好时根际微生物数量,以期为施用功能菌株的接种量提供理论依据,也为新疆野苹果林生态保护提供参考.

目的:研究丹参作为寄主植物对檀香幼苗生长的影响.方法:设置檀香空白对照组(TXCK)、檀香+假蒿寄生组(TXJH)、檀香+丹参寄生组(TXDS)3个不同处理组,测定檀香幼苗的生物量、叶绿素含量、生化组分和土壤营养成分等指标.结果:TXDS组的株高、根长、吸器直径均显著高于TXJH组(P＜0.05),是TXJH组的1.32～1.82倍.TXDS组的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均显著高于TXJH组(P＜0.05),为TXJH组的1.41～1.49倍.TX-DS组地上部分SOD和可溶性糖含量最高,但与TXJH组无显著差异;TXDS组地下部分SOD、可溶性糖含量显著高于TXCK、TXJH组(P＜0.05);TXCK组地下部分蛋白含量显著高于TXDS组(P＜0.05).TXCK组全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于TXDS组(P＜0.05),是TXDS组的1.44～1.73倍,但与TXJH组无显著差异,TXCK组全钾含量为1.94％,显著高于TXJH组(P＜0.05),是TXJH组的1.60倍,但与TXDS组无显著差异.结论:寄主植物丹参能更好地促进檀香的生长,提高其光合作用,增加营养物质含量,促进对土壤营养成分的吸收,是檀香幼苗期的优良寄主植物,为栽培檀香寄主植物的选择提供了参考.

磷是植物生长发育不可或缺的营养元素之一,正磷酸盐(P)在土壤中含量丰富,但由于土壤的固定作用,其中能被植物吸收利用的有效磷含量并不高,提高植物对土壤磷的吸收利用能力,或优化磷肥施用,己成为亟待解决的问题.土壤中亚磷酸盐(PH)的含量仅次于正磷酸盐,其具有更高的溶解度,可在植物木质部与韧皮部之间进行双向运输,不易被土壤固定,但亚磷酸盐作为磷肥替代正磷酸盐和选育耐亚磷酸盐作物品种的研究鲜有报道.基于此,该研究选取5份引进的马铃薯(Solanum tuberosum)品种和1个商业品种青薯9号(QS9)为实验材料,经驯化炼苗后直接栽入试验田,设置正常磷肥处理和亚磷酸盐替代处理,测定不同品种的表型、光合作用效率和干物质等指标,以各单项耐亚磷酸盐系数(PTC)为衡量依据,利用主成分分析等方法对不同马铃薯品种的PH耐性进行综合评价.结果表明,6个马铃薯品种可分为高度耐亚磷酸盐型(C115和D13)、弱耐亚磷酸盐型(C20、C31和QS9)和亚磷酸盐敏感型(C80)3类.该研究评价了不同马铃薯品种对亚磷酸盐的耐受性,旨在为马铃薯耐亚磷酸盐品种选育和亚磷酸盐新型肥料开发提供科学依据.

河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性.土壤碳氮磷是支撑湿地土壤质量和植被生长的关键营养元素,利用高光谱遥感数据对其进行估算对实现湿地土壤养分信息的快速和准确检测具有重要意义.土壤粒径作为土壤最重要的属性之一,对土壤样本的光谱反射率有着重要影响,并且是影响土壤结构、阳离子交换能力、植物养分可用性等的重要因素.以陕西黄河湿地省级自然保护区为研究区,于2022年8-9月采集477份湿地表层土壤样本,经过室内过筛处理后得到1.0 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm四种不同粒径的土壤样本.基于原始光谱数据及一阶微分转换光谱数据对土壤碳、氮、磷含量建立不同粒径的偏最小二乘回归、随机森林、高斯过程回归3种预测模型,比较建模R2以及RMSR选择最优模型,并筛选敏感波段构建模型进行评价.研究结果显示:(1)光谱反射率数值随土壤粒径的减小而增大,0.1 mm粒径的预测模型相比于其他粒径始终有着更好的精度;(2)基于一阶微分光谱建立的土壤有机碳、全氮、全磷含量估算模型均具有更高的精度;(3)基于敏感波段建立的偏最小二乘回归模型,建模R2范围0.62-0.98,验证R2范围0.36-0.94,相比其他模型具有更优秀更稳定的反演效果.研究结果表明通过控制土壤粒径建立土壤碳、氮、磷含量的估算模型是可行的,选择合适的粒径大小能够提高反演模型估算精度.而偏最小二乘回归作为具有较高精度的反演模型可以帮助提高模型的稳定性和预测能力,从而更准确地估算土壤中的碳、氮、磷含量.研究结果为基于高光谱遥感的不同粒径处理的湿地表层土壤碳、氮、磷定量反演提供坚实的理论支撑与技术支持.

藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件.因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义.然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在功能机制尚不清楚.以古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮为研究对象,采用宏基因组测序技术,研究藻类结皮微生物群落及碳氮循环功能基因特征.研究结果表明蓝藻菌门、变形菌门、放线菌门是藻类结皮中主要微生物类群,在沙漠固碳和氮循环中起到重要作用.微生物α多样性结果显示仅物种丰富度指数在三个区域内存在显著差异.β多样性结果显示藻类结皮未因沙漠局部气候及理化因子差异产生微生物群落分化.而微生物群落功能基因对环境变化响应要比微生物群落更为敏感,沙漠东部和西部藻类结皮功能基因产生显著分化.三个区域微生物功能基因中还原型三羧酸循环是自养生物固碳主要途径,而卡尔文循环是光合生物固碳的主要途径,其中rpiA和rbcS基因更易受到降水影响.鞘脂单胞菌属、念珠藻属和伪枝藻属在参与固碳过程中表现出的差异,可能是导致固碳功能基因产生分化的原因之一.氮循环主要途径以硝酸盐还原为主,大部分氮素通过硝酸盐同化作用被土壤微生物转化为铵盐,少量氮素被反硝化为一氧化二氮和一氧化氮流失.沙漠藻类结皮固氮作用较弱,仅有念珠藻属和伪枝藻属参与,且存在nifH、nifD、nifK三个功能基因.这些固氮功能基因更易受到土壤中硝态氮含量的影响.硝化过程仅注释到氨单加氧酶或甲烷单加氧酶编码pmoABC-amoABC基因,而hao和nxrA、nxrB基因均未注释获得.