以多色荧光标记引物，PCR复合扩增多个短串联重复序列(short tandem repeat，STR)基因座的DNA检验技术是检测法医各类生物学检材的主要方法。但陈旧生物学检材中的血红素、胶原蛋白及腐败产生的鞣酸、白骨化残骸中的钙离子、环境中的腐殖酸及衣物中的靛蓝等染料均可作为抑制剂影响其对模板DNA的PCR扩增。摸清PCR抑制剂的种类和抑制机制，通过增减模板DNA、 Taq DNA聚合酶及在PCR缓冲体系中添加相对应的抑制剂拮抗剂，提高PCR反应的成功率，对积案的侦破及其他遗传标记的检测均有重要意义。

为探索喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质(DOM)光谱特征空间格局,该研究以我国贵州红枫湖、百花湖和老马河为对象,分析了表层水体 DOM 紫外参数(SUVA254、SUVA280、S275-295、S350-400、SR和 E2/E3),利用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)解析DOM主要成分,同时基于荧光参数(HIX、FI、BIX和β∶α)揭示其来源信息.该研究运用Spearman相关性分析及主成分分析(PCA)方法,揭示 DOM 参数的内在联系及重要组分贡献.结果显示,红枫湖、百花湖和老马河 SUVA254 和SUVA280值较低,而E2/E3、S275-295和S350-400值较高,说明芳香类成分占比较少且DOM整体分子量较小.水体DOM主要成分为:红枫湖/百花湖(C1:微生物代谢类腐殖质;C2:可见光范围腐殖质;C3:色氨酸),老马河(C1:色氨酸;C2:富里酸;C3:陆源类腐殖质).水体BIX范围在 0.77-1.12 之间,说明生物源和陆源输入共同贡献DOM.红枫湖与百花湖FI值小于 1.4,而老马河在1.4-1.9 间,说明河流内源DOM贡献率高于湖泊.水体β∶α值范围在0.73-1.10 之间,说明新生DOM具有显著贡献.湖泊与河流HIX值低于4,表明水体腐殖化程度低.老马河HIX与SR和S275-295呈正相关(P＜0.05)且与FI呈负相关(P＜0.05),说明DOM腐殖化程度与分子大小和来源密切联系.芳香类DOM的同质性导致SUVA254和SUVA280相互耦合.研究发现新生DOM多具有生物降解性,表现为BIX和β∶α强相关.相对于激流系统,湖泊具有更多的水力停留时间,这可能进一步促进内源微生物的代谢,导致生物驱动的有机质快速循环,因此不同DOM生物讯号相互耦合.研究阐明了喀斯特湖泊-河流系统DOM成分与来源特征,有望为研究全球碳循环过程提供数据支撑.

溶解性有机质(DOM)的存在会影响纳米氧化锌颗粒(ZnO NPs)在水中的稳定性.本文通过构建垂直潜流人工湿地,以腐殖酸(HA)作为DOM的代表物质,研究了 1 mg·L-1 ZnO NPs和不同浓度HA(1、5、10、20和30 mg·L-1)共存下对人工湿地处理性能、堵塞程度以及微生物群落变化的影响.结果表明:低浓度(≤1 mg·L-1)HA溶液会促进ZnO NPs的团聚,而中高浓度(1～25 mg·L-1)HA溶液则产生相反的作用.ZnO NPs和HA共存会降低人工湿地的净化效果,尤其是1 mg·L-1 HA时,COD、氨氮和总氮的去除率分别下降了 18.07％、19.94％和26.37％.连续投加1 mg·L-1 HA浓度和1 mg·L-1 ZnO NPs 60天后,人工湿地堵塞最严重,渗透系数下降67.5％.HA和ZnO NPs共存会影响微生物分泌胞外聚合物(EPS),当HA浓度为1 mg·L-1时,EPS高达140.30±0.29 mg·g-1,而空白组仅为78.67±0.32 mg.g-1,这也是人工湿地堵塞严重的一个重要原因.此外,ZnO NPs和HA的加入会降低微生物群落的丰富度和多样性,并促进分泌EPS微生物(Thauera)的生长.研究结果可为人工湿地的堵塞机制提供新的解释.

土壤可溶性有机碳(DOC)是森林土壤碳库中最活跃的部分,其对气候变暖的响应将深刻影响森林生态系统碳循环.本研究基于亚热带常绿阔叶林野外增温实验平台,原位收集土壤溶液,结合紫外可见光谱、红外光谱和三维荧光光谱分析,探究土壤剖面DOC通量及组成对增温(+4 ℃,1年)的响应.结果表明:土壤DOC通量在土层之间没有显著差异.土壤DOC主要由2个类腐殖酸组分和1个微生物代谢产物组分组成.与对照相比,增温显著降低了土壤DOC通量,降低了土壤溶液芳香化指数和疏水组分比例,增加了小分子碳水化合物的含量.此外,增温还提高了表层土壤(0～10 cm)类腐殖酸组分的相对贡献,增加了深层土壤(30～40 cm)微生物代谢产物组分的相对贡献,这在一定程度上表明变暖加速了深层土壤微生物周转.总体来说,土壤增温降低了亚热带常绿阔叶林土壤DOC数量,使DOC结构趋于简单.

研究不同施肥处理对晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的影响,可从微生物功能多样性的角度为旱地小麦减肥增产和肥力提升提供理论依据.本研究依托晋南黄土旱塬冬小麦种植区的长期定位试验田,设置秸秆炭(SF)、菌肥(BF)、有机肥(OF)、腐殖酸(HF)、测控施肥(MF)、农户施肥(FF)和不施肥(CK)7种处理,基于Biolog-ECO微平板法,研究了不同施肥处理下晋南旱塬麦田土壤微生物的碳源利用能力和功能多样性的差异.结果表明:不同施肥处理均能提高黄土旱塬麦田土壤微生物代谢活性和功能多样性,但不同处理的增效不同,SF处理下土壤微生物对碳源的利用最强,能够显著提高土壤微生物对31种碳源的总体利用能力和不同类型碳源的利用能力;SF处理下基于碳源利用的微生物功能多样性、物种丰富度、优势度均显著高于其他5个施肥处理,而其均匀度仅高于BF处理.主成分分析和双向聚类热图分析表明,不同施肥处理对土壤微生物群落代谢功能产生显著影响,SF处理对土壤微生物群落功能多样性有显著促进作用,这种促进作用主要体现在微生物对碳水化合物、羧酸类和氨基酸类碳源的利用上.综上,秸秆炭化还田对晋南旱塬麦田土壤微生物活性有较好的促进作用.

[背景]砂姜黑土地区存在秸秆腐解缓慢、秸秆还田后作物幼苗生长不良等问题.[目的]从砂姜黑土区农田筛选一株兼具秸秆腐解能力的玉米促生菌 MC29,以促进秸秆腐解和玉米作物生长.[方法]通过 16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定;采用液态摇瓶及盆栽试验验证菌株实际促腐、促生能力及土壤养分的提升效果,并且探究菌株的最佳生长及产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)条件;采用电击转化法将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因导入菌株细胞,并通过 PCR 琼脂糖凝胶电泳进行验证.[结果]分离筛选的玉米促生菌鉴定为纤维化纤维微细菌(Cellulosimicrobium cellulans).该菌株 MC29 羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)酶活可达 13.32 U/mL,产IAA量为 8.63 mg/L.与对照相比,施用菌株MC29 后秸秆腐解率显著提高 24.8%;玉米soil and plant analyzer development(SPAD)值、植株总重、根表面积和根长分别提高 7.6%、21.3%、30.9%和 18.3%;土壤碱解氮含量显著提高 68.1%,土壤速效磷及土壤速效钾含量分别提高5.8%及6.0%.菌株MC29最佳生长条件为pH 7.0、装液量为25/250 mL、碳源为麦芽糖、氮源为酵母粉;最佳产IAA条件为pH 7.0、装液量为 50/250 mL、碳源为果糖、氮源为硝酸钾;成功构建荧光标记菌株MC29-GFP,并据此追踪到其接入砂姜黑土 15 d后定殖量为 2.8×105-9.5×105 copies/g.[结论]所筛选的纤维化纤维微细菌MC29 对于指导砂姜黑土区多功能秸秆促腐菌剂、微生物菌肥的研制及提升作物产量有一定的积极意义,并为探究其在砂姜黑土中的实际应用奠定基础.

以苹果(Malus domestica Borkh.)品种'玉华早富'('YH')和'秦脆'('QC')为材料,设置每15 d、30 d喷施1次腐殖酸液态膜以及非套袋3个处理,通过测定不同处理下苹果叶片的光合特性、果实色差与质地特性、可溶性固形物、可滴定酸及果实中糖酸含量相关基因的相对表达量,分析比较外源施加腐殖酸液态膜对苹果叶片光合指标和果实品质指标的影响.结果显示,与对照相比,喷施腐殖酸液态膜处理可提高苹果叶片的光合特性,改善苹果果实的着色,使果实中可溶性固形物含量增加、可滴定酸含量降低、提高固酸比,且果实中糖含量相关基因MdTST1、MdTST2、MdERDL6-1相对表达量升高,酸含量相关基因MdMa1、MdMa10、Md-MDH5、MdWRKY126相对表达量降低.其中每15 d喷施1次腐殖酸液态膜处理作用最显著.研究结果表明,喷施腐殖酸液态膜处理能提高苹果的光合特性,促进树体生长发育,改善果实品质,提高果实风味.

目的:探究5种不同土壤改良剂对连作天麻和蜜环菌生长及根际微生物群落结构的影响,筛选缓解天麻连作障碍的土壤改良剂.方法:采用随机抽样调查法,统计各处理天麻和蜜环菌的生长情况,利用Illumina MiSeq测序平台,分析各处理土壤微生物真菌群落结构.结果:5种土壤改良剂(A.石灰;B.腐殖酸肥;C.枯草芽孢杆菌剂;D.哈茨木霉菌剂;E.抗重茬菌剂)均能降低母麻腐烂指数9.07％～63.60％,其中改良剂B、C、D和E能够提高天麻产量59.71％～424.83％,降低天麻感病指数34.29％～82.86％.改良剂B和D能促进蜜环菌的健壮程度和菌索粗度,5种改良剂能增加蜜环菌干重4.49％～83.06％,提升蜜环菌侵染指数4.90％～24.82％.5种改良剂对连作天麻生长的改善效果为D＞E＞C＞B＞A,促进连作天麻窝穴中蜜环菌生长由强到弱的顺序为D＞B＞C＞A＞E.天麻根际微生物研究中,改良剂A和E施用后土壤中真菌多样性增加,改良剂A、B和D可以增加真菌的丰富度,改良剂D和E与天麻正茬的真菌群落结构相似度高,改良剂C和E能降低天麻根际土壤中致病菌的丰富度,5种改良剂对天麻根际土壤真菌群落结构的改善效果为D＞E＞B＞C＞A.结论:5种土壤改良剂中,哈茨木霉菌剂对缓解天麻连作障碍效果最佳,其次是抗重茬菌剂,石灰效果最差.

目的 利用TE-MAGS在TECAN自动化工作站上结合磁珠试剂盒,定量研究微量DNA提取回收效率和纯化能力.方法 0.1~1ng9947A和混有6种常见PCR抑制剂的1ng9947A,经自动化提取后进行荧光定量和STR分型,定量分析回收效率和纯化能力.结果 0.1~1ng9947A提取后实际回收效率在38.92~60.01%之间,0.3ng以上9947A提取扩增后可以得到完整的STR图谱.胆汁酸盐、胶原质、尿素去除效率大于94.5%,血红素、黑色素、腐殖酸去除效率分别为97.5%、97.85%、82.14% .结论 TE-MAGS磁珠法对微量DNA回收效率较高,纯化能力较强,适合微量DNA提取.

消落带土壤由于在水陆交替的特殊生境和复杂的地球化学共同作用下形成,具有独特的理化性质和生态功能.各营养盐含量在时间和空间上具有较高的变异性,土壤中有机质的分布及迁移和转化均受到复杂的影响.针对官厅水库流域上游妫水河段消落带,选择典型消落带落水区,对该区土壤有机质含量的时空分布特征进行研究.结果表明:1)研究区消落带土壤有机质含量较为贫瘠,变化范围在1.64-26g/kg之间,平均值仅为13.16g/kg,变异系数达50.59％.说明消落带由于季节性干湿交替的特殊水文条件的影响,土壤养分的分布具有较高的空间异质性.淹水频繁区有机质含量平均值为15.74g/kg,高于长期出露区的10.12g/kg,且变异系数为41.38％,小于长期出露区的54.98％.说明淹水频繁区对土壤养分的持留能力更强,且周期性的淹水条件使得研究区近岸具有相似的生境类型,不同采样点土壤有机质含量的差异相对较小.2)不同植物群落下,芦苇和香蒲群落土壤有机质含量最高,平均值为17.08g/kg;含量最低的是以小叶杨和白羊草为主的中旱生植物带,平均值为9.12g/kg;其次是酸模叶蓼、大刺儿菜为优势物种的湿生植物带,土壤有机质含量平均值为15.49g/kg.3)不同土壤层次有机质含量差异较大,总体变化趋势均由表层向下逐渐减少,各层之间体现出显著差异性(P＜0.05).研究区土壤C/N变化范围在1.64-18.95,平均值为8.95.说明研究区土壤碳氮比相对较低,有机质的腐殖化程度较高,且长期出露区土壤有机质更容易发生分解,C的累积速度远小于N.土壤C/N垂直分布大致呈先增大后减小趋势,在30cm处达到最大值,而后随着土壤深度的增加逐渐减小.4)消落带土壤有机质分布的影响因素分析中,土壤有机质与全磷呈极显著正相关,相关系数为0.62(P＜0.01);与土壤全氮和C/N呈显著正相关(R=0.57,0.60;P＜0.05).这说明研究区土壤全磷、全氮、C/N和有机质明显具有相同的变化趋势,和有机质存在相互影响.其次,土壤有机质和湿度在呈显著负相关(R=-0.51;P＜0.05),表明研究区土壤湿度对有机质含量具有显著的影响.气候因子中,温度对研究区土壤有机质的分布具有显著的影响,相关系数为-0.51 (P＜0.05).植被因子中,植被覆盖度和土壤有机质含量呈显著正相关,相关系数为0.64,表明植被因子也是影响土壤有机质分布的重要因素之一.