[目的]本研究旨在揭示黑蚱蝉Cryptotympana atrata胚胎期的发育过程和共生菌在胚胎中的分布,确定若虫龄期数,明晰相关器官的形态发生过程以及若虫的形态变化(分化)与生境和寄主植物营养条件的相关性.[方法]通过野外采集和实验室人工饲养获得黑蚱蝉各发育阶段样本,采用光学显微镜和电子显微镜观察胚胎的发育,测量、分析不同龄期若虫的形态变化.[结果]黑蚱蝉的卵为长条形,表面具网状纹饰,卵孔位于距后极约1/4处.在胚胎发育初期,共生细菌Candidatus Sulcia muelleri(Sulcia)和类酵母共生真菌(yeast-like fungal symbionts,YLS)在卵的后极呈球状聚集;胚胎发育至约72 h后,新形成的胚带逐渐陷入卵黄中发育,共生菌球逐渐移动至前极,并进入附近宿主细胞;腹部分节后,共生菌球定殖于第6-8腹节背侧.发育至约第55天时进入滞育状态越冬,滞育期约为130 d.在胚胎发育早期,上唇节附肢从基部逐渐愈合,并与前唇基愈合形成复合结构.上颚节附肢不断延伸,形成上颚口针;下颚节附肢在胚胎发育早期即分化为外侧和内侧两个凸起,随后分别发育为近端的下颚板(后来又逐渐消失)和远端的口针.下唇节附肢在胚胎发育早期成对存在,之后愈合为一体,发育为喙管.发育至约第200天时,在第1腹节两侧出现胚足带,但发育至约第210天时随着胚胎翻转而逐渐退化.前若虫头部无齿突,胸、腹部具大量齿突,有助虫体破壳孵化;发育至约第245天时,一些胚胎开始孵化.若虫有5个龄期,各龄期除虫体不断增长外,复眼、触角、翅芽、胸足、生殖节等发生一系列形态变化,尤其是3对胸足的形态和功能分化最为显著.中足和后足细长,适于支撑和平衡身体;前足粗壮,腿节宽扁并逐渐形成齿梳,胫节镰刀状,具端齿、副齿和中叶,适于挖掘隧洞和固定于植物根系上取食.此外,1-4龄若虫均出现腹部膨大(Ⅰ型)和不膨大(Ⅱ型)两种类型个体,但5龄若虫无明显形态分化;以长势旺盛寄主植物柳树Salix babylonica和紫花苜蓿Medicago sativa为食的1龄若虫腹部形态分化早,以长势较差寄主为食的1龄若虫形态分化较迟,腹部不膨大个体比膨大个体进入2龄更早,且进入2龄后最初均为不膨大型个体.[结论]在黑蚱蝉胚胎发育过程中,由Sulcia和YLS组成的共生菌球从卵的后极移动至前极,最后定殖于第6-8腹节;上颚口针为基颚突起源,下颚口针为端颚突起源;黑蚱蝉若虫具5个龄期,幼期阶段的形态(功能)特化与其长期在地下隐蔽生活及羽化后的生态位转变密切相关,并与寄主植物的营养供给条件相关.

目的 掌握兰州市不同水源地区水碘含量的范围与分布,为制订适合的防控措施提供科学依据.方法 采样的各县(市、区)按照供水的水源类型、规模大小并结合供水人口等进行分层,按分层随机原则选择抽样点.采用适合缺碘及高碘地区的水碘检测方法(国家碘缺乏病参照实验室推荐方法)进行水碘含量测定.结果 共采集876份水样,其中出厂水水样280份(140个集中式供水工程),末梢水水样596份.140个集中式供水工程出厂水水碘范围为0.2-74.5μg/L,中位数1.92 μg/L,水碘含量＜10 μg/L、10-30μg/L、30-50 μ g/L、50-70 μg/L和≥70 μg/L的比例为88.6％、6.4％、2.1％、1.4％和1.4％;地面水和地下水比例为22.1％和77.9％,中位数为1.31 μg/L和2.14 μg/L,地面水水碘＜地下水水碘(Z=-2.759,P＜0.01);地下水浅井水、深井水和泉水比例为22.9％、45.9％和31.2％,水碘中位数为1.88 μg/L、3.18 μg/L和1.63 μg/L,3组水碘含量差异有统计学意义(x2=11.8,P＜0.01).596份末梢水水样水碘范围为0.2-65.2 μg/L,中位数2.20 μg/L,水碘含量＜10 μg/L、10-30 μg/L、30-50 μg/L和≥50 μg/L的比例为92.1％、7.0％、0.3％和0.5％,各县(市、区)水碘含量差异有统计学意义(x2=39.86,P＜0.01);末梢水中集中供水73份,分散供水523份,水碘中位数分别为2.20 μg/L和2.05 μg/L,水碘含量差异无统计学意义(Z=-0.436,P＞0.05).结论 兰州市生活饮用水水源类型多,水碘含量普遍较低,地面水水碘含量低于地下水,地下水中深井水水碘含量高于浅井水和泉水,各水源类型和各县(市、区)生活饮用水水碘含量中位数均＜10 μg/L,兰州市仍处于外环境缺碘地区.

该研究通过野外采样和实验室测定的方法,研究了三种生境中鬼针草叶和根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与土壤养分的相关性.结果表明:(1)鬼针草的生境具有不同的资源水平.三种生境的土壤全氮(TN)和速效氮贫乏,有机碳(C)和全磷(TP)较充裕;生境Ⅰ土壤TN含量显著低于其它两个生境,生境II土壤TP含量显著低于其它两个生境,生境III土壤TN、TP 含量均大于其它两个生境.(2)不同生境的鬼针草对磷(P)分配策略不同.低N生境的鬼针草叶片P含量>根P 含量,P 较多地分配到植物体地上部分;N、P含量较高的生境中鬼针草根P含量>叶P含量,P 更多地分配到地下部分.(3)不同生境的鬼针草其地上部分和根的生长速率不同.低N生境的鬼针草叶片N/P 和C/P 值小,植物体具有较高的相对生长速率,具有地上生长竞争优势;低P生境的植物叶片N/P 和C/P 值大,植物体具有较慢的相对生长速率;高N、高P生境中根N/P 和C/P 值小,根具有较高的生长速率,保证了鬼针草的地下生长竞争优势.(4)鬼针草叶片N/P和根N/P之间呈现不显著的负相关关系,植物地上部分和地下部分为异速生长.不同生境的鬼针草具有不同的营养利用和分配策略,保证了植物强大的竞争力和入侵性.

21世纪是开发利用地下空间的世纪,可预见未来人类在地下空间生活与工作占比时间会越来越多,然而地下空间环境对人类健康的影响程度及其机制研究依然空白.本文系统提出深地医学研究的战略构想,以期揭示地下空间环境对生命体生理和病理,以及对人心理的影响及机制,并研究应对策略.本文系统概括了深地医学研究进展及构想,构建的研究方向主要包括:①不同深度地下空间人居环境参数(温度、辐射、气压、围岩性质、微生物等)的模型构建、定量表征及其对人类健康的影响及其机制;②深地环境下生物机体的生理功能改变、稳态维持和生物节律模式;③不同岩层、岩性的物性特征对人类健康的影响及其机制,分析地下区域岩性环境变迁对生物体的生长贡献模式;④地下空间的建造深度、结构类型、物理环境及作业时间与人类心理健康之间的关联关系;⑤深地环境下细胞生长、代谢及能量交换规律、应答反应、生长响应、衰老和适应机制;⑥深地环境下微生物的生理特征、发育变化以及与宿主的相互作用机制;⑦深地模拟舱及深地环境下生物医学技术、设备研发.课题组在岩层覆盖厚度达1 470m地下建成世界上第一个深地医学实验室,并已开展多个不同深度水平深地医学的相关测试与分析.

目的 通过源项调查判断101堆废水贮存罐的运行状态.方法 对废水贮存罐周围的地下水和土壤及转运泵房进行调查,通过现场测量和取样实验室分析,找出土壤污染严重的区域和辐射剂量水平较高的区域.结果 对废水贮存罐周围土壤及地下水分析结果表明,废水贮存罐在已往运行期间没有对周围土壤及地下水造成不良影响;对转运泵房调查结果表明转,运泵房区域土壤及转运泵房内部地面受到了不同程度的放射性污染.结论 总体上讲,101堆废水贮存罐运行状态良好.

介绍了链霉素在发现进程中两位重要贡献者的艰辛探索与恩怨纠缠.被称为"白色瘟疫"的结核杆菌对人类的笼罩一直持续到20世纪40年代,直到瓦克斯曼与他的学生萨兹成功从亿万微生物"小人国"里分离出"大发现"链霉素,这场浩劫得以控制.瓦克斯曼实验室通过十年的"大海捞针"开发出一系列分离测试方法,学生萨兹历经一年多在"幽闭地下室"日复一日反复分离获取产生抗生素的菌株,终于发现了具有灭杀结核杆菌的"灰色链霉菌"并成功提炼出链霉素,自此链霉素投产获得巨大成功,而之后师徒之间的诺贝尔奖纠葛也随之产生,科研之路漫漫,不仅需要科学家们的坚忍与创新,也需要寻求合作与共赢.

目的 比较研究吡丙醚水乳剂、S-烯虫酯颗粒剂、S-烯虫酯微胶囊悬浮剂3种昆虫生长调节剂对楼宇地下车库集水井致倦库蚊幼蚊羽化抑制效果,为幼蚊控制提供科学选用依据.方法 2019年在广州市某小区楼宇地下车库集水井投放吡丙醚水乳剂、S-烯虫酯颗粒剂和S-烯虫酯微胶囊悬浮剂控制致倦库蚊,用勺舀法在投药后第3、7、14、21和28天分别采集集水井中幼蚊、蛹带回实验室观察羽化情况.结果 投药后第3天经吡丙醚水乳剂、S-烯虫酯颗粒剂和S-烯虫酯微胶囊悬浮剂处理集水井中致倦库蚊幼蚊羽化率均明显低于对照集水井中致倦库蚊幼蚊羽化率(吡丙醚水乳剂:x2=176.414,P<0.001;S-烯虫酯颗粒剂:x2=13.268,P<0.001;S-烯虫酯微胶囊悬浮剂:x2=34.784,P<0.001),吡丙醚水乳剂处理的集水井中致倦库蚊幼蚊羽化率从投药后第3～28天均明显低于对照组(P<0.001);S-烯虫酯颗粒剂处理的集水井中致倦库蚊幼蚊羽化率从投药后第3～21天均明显低于对照组(P<0.001);S-烯虫酯微胶囊悬浮剂处理的集水井中致倦库蚊幼蚊羽化率从投药后第3～14天均明显低于对照组(P<0.001).结论 吡丙醚水乳剂、S-烯虫酯颗粒剂、S-烯虫酯微胶囊悬浮剂均能很好地降低楼宇集水井中致倦库蚊幼蚊的羽化率.其中吡丙醚水乳剂因半衰期相对较长,控制效果持续时间较长;而烯虫酯半衰期短,控制效果持续时间较短,但适合在环保要求较高场所使用.

为探究滨海盐沼湿地潮滩高程对互花米草生长的影响,设置六组不同高度的土柱,通过移栽互花米草进行模拟实验,研究不同高程带来的土壤水盐差异及植株生长响应情况.结果表明:(1)土壤含水率随高程的增加呈现出明显降低趋势,30 cm高程含水率最高,为46.4％,180 cm高程含水率最低,为34.1％,土壤孔隙水盐度随高程变化的趋势不明显,180 cm高程孔隙水盐度最高,为47.2 ppt,150 cm高程孔隙水盐度最低,为28.3 ppt;(2)不同高程下,互花米草的株高、生物量和根冠比呈现出显著性差异(p=0.01,p=0.03,p=0.02,均小于0.05),株高、生物量随潮滩高程增加不断降低,其中株高最大值较最小值多34.6％,生物量最大值较最小值多49.5％,植株根冠比与高程呈负相关关系,根冠比最大值较最小值增加72.4％;(3)互花米草株高与土壤含水率呈二次抛物线关系(R2=0.79),植株整体生物量与土壤含水率之间呈线性关系(R2=0.87),而株高、生物量与土壤孔隙水盐度无明显的相关性.基于实验得出,湿地高程带来淹水频率和地下水位差异,使土壤水盐随高程产生变化,进而造成潮滩较高处的互花米草株高、生物量高于潮滩较低处.

目的 明确成都市地下型白蚁监测装置中蚂蚁种类及组成,为该类装置的科学合理安装提供指导.方法 2013-2015年,对成都市17个项目的地下型白蚁监测装置进行系统调查,采集蚂蚁标本并带回实验室鉴定种类.结果 共采集蚂蚁标本1 122份,隶属于3亚科12属16种,中国短猛蚁数量最多,共447份,占采集总数的39.8％;黑毛蚁和中国短猛蚁在所调查的项目中分布广泛.结论 地下型白蚁监测装置在安装时应尽量避开蚂蚁活动场所.

[目的]洞穴被认为是黑暗、寡营养的极端环境,是研究深地生物圈的天然实验室.洞穴内部小生境丰富,不同洞穴水文条件和环境因子等差异大,尽管微生物群落在不同的洞穴中均显示出较强的生境特异性,但对不同相态(固相和液相)环境样本中微生物群落的环境驱动机制以及群落构建的生态学过程的认识却十分薄弱.为了回答上述科学问题.[方法]本文选择了桂林地区典型的喀斯特洞穴罗汉肚洞,针对洞穴中不同生境(岩壁、沉积物、水潭积水、滴水和地下河河水)进行系统采样以及16S rRNA扩增子的高通量测序分析和理化参数的测试.[结果]结果表明洞穴中不同生境微生物群落结构具有显著的生境特异性.岩壁样品以放线菌门(Actinobacteria)为优势类群,沉积物中的优势类群则为酸杆菌门(Acidobacteria),所有水样微生物群落均以γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为主.温度、风化指数以及SO42-浓度显著影响罗汉肚岩壁和沉积物等固相样本中微生物的群落结构,其中USCγ和假单胞菌属(Pseudomonas)与温度呈正相关,假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、土壤红色杆形菌(Solirubrobacter)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)则与温度显著负相关.而滴水、水潭积水以及地下河河水等液相样本中微生物群落则与电导率(EC)和溶解氧(DO)的含量显著相关.细菌群落的共生网络具有明显的模块性,不同微生物类群间以正相关的合作关系为主,以共同抵抗洞穴中的极端条件.固相样本中群落构建确定性过程(48.75％)与随机性过程(51.25％)的贡献基本相等,但液相样本中微生物的群落构建则以随机过程占主导(64.76％).[结论]本研究结果首次揭示了洞穴微生物在不同相态样品中微生物群落的分布规律以及环境驱动机制、网络互作方式以及群落构建等生态学过程的差异,为深刻认识洞穴这一深地生物圈的微生物空间分布特征及微生物与环境之间以及不同微生物类群之间的相互作用提供了新的视角.