Effects of Irradiance and Temperature on the Photosynthesis and Vegetative Propagation of Caulerpa serrulata

The photosynthetic oxygen evolution of Caulerpa serrulata was determined with oxygen electrodes. The effects of light and temperature on the growth and regeneration of fragmented C. serrulata thalli were analyzed. The regenerating rate and establishment of different sizes and portions of C. serrulata were studied. The results showed that the light saturation point of C. serrulata was 200 mu mol photons/m(2) per s and the optimum growth temperature was 25-30 degrees C. Under these conditions, the maximum photosynthetic oxygen evolution rate was 15.1 +/- 0.29 mg O-2/mg Chl a/h, the growth rate and elongation rate reached the highest values, 4.67 +/- 0.09 mg FW/d and 0.78 +/- 0.01 mm/d, respectively. The fragmented C. serrulata thalli was regenerated at 20-35 degrees C and survived at 15 degrees C and 200 mu mol photons/m(2) per s. A different survival rate was detected according to fragment size. All of these results indicated that C. serrulata was a candidate to become an invasive species if introduced into a new place. Therefore, we should pay more attention to C. serrulata for its potential threat to marine ecosystem when it is sold for aquarium use.

寄生植物在入侵植物防治中的作用——以两种菟丝子为例

生物入侵在全世界广泛发生，目前已经受到全球关注。入侵生物对群落生物多样性和生态系统功能造成严重威胁，导致严重的环境问题和惨重的经济损失。薇甘菊(Mikania micrantha)、五爪金龙(Ipomoea cairica)和南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)是我国华南地区危害最严重的三种外来入侵种，其中以薇甘菊危害最严重，是世界十大有害杂草之一。从20世纪80年代发生以来，薇甘菊已在我国广东农林区域造成严重危害。 机械防治、化学防治和传统的生物防治等治理措施，未能有效治理外来入侵种的危害，直到使用本地种菟丝子(Cuscuta spp)的防治策略。与从原产地引进有害生物天敌的传统生物防治方法不同，本地种由于适应当地气候且与其他物种协同进化，因此，对生态环境潜在的负作用小。从2000年，被发现寄生和抑制薇甘菊之后，菟丝子被认为是防治薇甘菊的有效措施。 为了探讨菟丝子寄生对外来入侵种的治理，及对入侵群落的恢复，本研究在内伶仃岛的林地(入侵种群落被引入菟丝子寄生1-4年)，以及东莞、深圳和海丰的干扰样地(入侵种群落被菟丝子自然寄生5年以上)开展野外调查。在每个样地分别设立外来种入侵亚群和菟丝子治理亚群，通过测定群落结构与组成、土壤性质与养分含量，以及外来种和菟丝子的生长与养分含量等参数之后，本研究得出以下主要结论。 (1) 虽然，被寄生的外来入侵种薇甘菊、五爪金龙和南美蟛蜞菊通过调节资源分配以抵御南方菟丝子(Cuscuta australis)的寄生影响，但是，菟丝子寄生导致外来入侵种生物量降低、繁殖能力下降、养分含量降低。虽然，很多寄生植物都是广谱寄生，能同时寄生多种寄主植物，但是，在本研究的被入侵的群落中，菟丝子主要寄生外来入侵植物。尤其是寄生于南美蟛蜞菊和薇甘菊的菟丝子，生长旺盛、繁殖能力强，表现出高度的适应性。因此，菟丝子对外来入侵种(南美蟛蜞菊和薇甘菊)有寄生偏好性，并对本地种的负面影响小。 (2) 通过吸收寄主的养分，田野菟丝子(Cuscuta campestris)有效地抑制了薇甘菊的危害。由于入侵种的凋落物养分含量高且分解效率高，而且，菟丝子能够促进其它凋落物的分解，并使难以被植物吸收的养分转化成易于被吸收利用的状态。因此，菟丝子与薇甘菊的寄生作用导致土壤养分含量的升高。在薇甘菊被抑制之后，本地种利用丰富的土壤养分资源，提高生长适应性，增强抵抗入侵的能力，甚至抵制薇甘菊的再生。 (3) 菟丝子的寄生作用改变了外来寄主与本地非寄主的竞争平衡，促进本地植物的生长与重建。在外来种被抑制之后，本地种的丰度和群落的物种多样性逐渐增加。本地种如：野葛(Pueraria lobata)和芦苇(Phragmites australis)，取代了入侵群落中的入侵种，成了群落的优势种。而其它原先被薇甘菊抑制的本地草本、藤本和灌木，在引入菟丝子防治之后长势较好。群落稳定性与物种多样性密切相关，被治理群落本地种的增加有利于群落的演替与稳定。 (4) 被干扰的生态系统往往更容易被外来种入侵，而外来入侵种又常导致人工干扰生境的严重退化。在人工干扰样地的菟丝子对薇甘菊的抑制效果与在林地的效果一致，导致被寄生的薇甘菊生长衰退、养分竞争能力下降、入侵危害能力降低。而在薇甘菊被菟丝子治理之后，土壤养分资源增加，入侵群落的物种丰度和生物多样性提高。本 地种的重建与本地群落的恢复密切相关，利于本地被治理群落的稳定，促进被干扰植被的恢复。 菟丝子是一种治理外来入侵种危害的有效措施，适用于破碎的生境和被干扰的生态系统，尤其是在采用目前防治措施难以治理的情况下。本研究为本地种防治外来入侵种提供科学依据，且表明以入侵地的本地种治理外来入侵种有可能成为有效且可持续发展的生物防治策略。

Threat and management strategies of potentially invasive insects in China

The Global Invasive Species Database, GISD, comprises 27 species of the most significant invasive alien insects in the world (through November, 2005), 6 of which are originally native to China, 11 are established in China, and 10 have a potential invasion

A Global Crisis for Seagrass Ecosystems

Seagrasses, marine flowering plants, have a long evolutionary history but are now challenged with rapid environmental changes as a result of coastal human population pressures. Seagrasses provide key ecological services, including organic carbon production and export, nutrient cycling, sediment stabilization, enhanced biodiversity, and trophic transfers to adjacent habitats in tropical and temperate regions. They also serve as “coastal canaries,” global biological sentinels of increasing anthropogenic influences in coastal ecosystems, with large-scale losses reported worldwide. Multiple stressors, including sediment and nutrient runoff, physical disturbance, invasive species, disease, commercial fishing practices, aquaculture, overgrazing, algal blooms, and global warming, cause seagrass declines at scales of square meters to hundreds of square kilometers. Reported seagrass losses have led to increased awareness of the need for seagrass protection, monitoring, management, and restoration. However, seagrass science, which has rapidly grown, is disconnected from public awareness of seagrasses, which has lagged behind awareness of other coastal ecosystems. There is a critical need for a targeted global conservation effort that includes a reduction of watershed nutrient and sediment inputs to seagrass habitats and a targeted educational program informing regulators and the public of the value of seagrass meadows.

LABORATORY HYBRIDIZATION BETWEEN CRASSOSTREA ARIAKENSIS AND C. SIKAMEA

TO understand possible reproductive interaction between Crassostrea ariakensis (Fujita, 1913) and C. sikamea (Amemiya, 1928), which coexist ill estuaries of China and Japan, we conducted 2 X 2 factorial crosses between the two species. Asymmetry in fertilization success was observed where C. sikamea eggs can be fertilized be C. ariakensis the receprocal cross resulted in no fertilization. Fertilization Success ill C.sikamea female X C. ariakemvis male (SA) crosses was lower than that in the two intraspecific crosses and produced larvae that had similar growth the rate as their maternal species during the first nine days because of maternal effects. After that, genome incompatibility casted negative effects on the growth and survival of the hybrid larvae. Most hybrid larvae died during metamorphosis. but a small number of spat survived. Genetic analysis revealed that the survived SA spat contained DNA from both species and were the hybried. This study demonstrates that hybridization between C. ariakensis and C. sikamea is possible in one direction.

外源物质对酵母拮抗菌生活力的影响

　　近年来，酵母拮抗菌在水果采后病害防治中展示了良好的应用前景。然而，在实际应用中,酵母拮抗菌在逆境条件下会因为发生凋亡或细胞损伤而引起生活力的下降，最终导致拮抗菌抑病能力降低。研究酵母拮抗菌生活力下降的规律，提高酵母拮抗菌的生产效率，减少剂型加工过程中的细胞损伤，增强其对逆境条件的耐受力是增加或稳定生防制剂防治效果的有效途径。本文主要研究酵母拮抗菌正常培养过程中生活力下降的规律，筛选剂型加工过程中对酵母拮抗菌具有保护作用的化学物质，并对酵母拮抗菌的培养条件进行了优化。主要研究结果如下： 　　1. 在正常培养过程中，酵母拮抗菌Rhodotorula glutinis和Cryptococcus laurentii中细胞染色质凝集或细胞膜破损的发生一般在6天以后。外源加入的N-乙酰半胱氨酸及硅酸钠等物质在超过一定浓度时会加速酵母菌的死亡。 　　2. 在不同的液体悬浮制剂中，对R. glutinis而言，使用磷酸缓冲液（PBS）悬浮时保护效果最好；而C. laurentii悬浮在NYDB培养基中或海藻糖、乳糖溶液中时的生活力最高。 　　3. 以10 %葡萄糖 + 5 %脱脂牛奶作保护剂，可以有效地保持酵母拮抗菌C. laurentii冻干制剂的生活力，配合使用的保护效果高于它们单独使用时的保护效果。添加1 mM N-乙酰半胱氨酸能更好地保持拮抗菌制剂在常温保存过程中的生活力，这可能与这种还原性物质缓解了细胞内活性氧的积累有关。 　　4. 不同酵母拮抗菌对不同碳、氮源的利用能力有明显差异。在9种不同的碳源和10种不同的氮源中，Pichia membranefaciens能够最有效利用的碳、氮源是葡萄糖、果糖和多价胨，而Candida guilliermondii的最佳碳源和氮源分别是果糖和肉蛋白胨。

苋属入侵种的可能分布区预测及相关环境因子分析

苋属（Amaranthus）约40种，世界均有分布。我国有20种，分布很广，其中外来种为17种(11种为入侵种)，危害旱田作物、果树、茶树和蔬菜。反枝苋（Amaranthus retroflexus L.）是苋属入侵种中发生频率最多、分布最广、危害最严重的杂草。本文首先基于反枝苋在世界范围内4207个实际分布点及其对应的气候、地形和土壤三类要素28个环境因子的定量关系，利用主成分分析确定了影响其分布的主要环境因子，据此估测其中心可能分布区和最大可能分布区，并与实际分布点进行比较;然后利用GARP生态位模型和地理信息系统(GIS)对影响苋属8个入侵种地理分布的环境因子进行分析并对其全球可能分布区进行预测，并根据苋属入侵种与环境因子的关系对8个苋属入侵种进行聚类分析;最后基于Receiver Operating Characteristics(ROC)分析对GARP模型及GIS模型对反枝苋全球可能分布区的预测结果进行精度检验和比较，结果表明： (1) GIS模型预测显示14个环境因子在决定反枝苋全球分布格局中起着重要作用。反枝苋中心可能分布区位于新西兰南部、澳大利亚东南部、南美洲北部少数地区、北美洲西北部及东南部部分地区、欧洲大部分地区和中国东南部。最大可能分布区位于南美洲中南部、北美洲大部分、非洲北部小部分、澳大利亚南部及北部少数区域、欧洲大部分地区和亚洲大部分地区及中国除西藏、青海、新疆、四川西部以外的地区。中心可能分布区的预测结果与实际分布点吻合较好，而最大可能分布区则过于广阔。 (2) GARP模型预测显示14个环境因子中雨日频率，极端低温，海拔这三个环境因子的影响较为重要，是苋属8个入侵种分布的主要限制因子。聚类分析表明8种苋属入侵种按欧式距离的长度可分为三类：第一类：反枝苋、凹头苋;第二类：刺苋、皱果苋、尾穗苋;第三类：绿穗苋、白苋、北美苋。 ROC分析结果显示GARP模型对反枝苋的可能分布区模拟效果（AUCGARP=0.857）好于GIS模型，其中GIS模型对反枝苋中心可能分布区的模拟效果(AUCGIS-CENTER=0.832)好于最大可能分布区(AUCGIS-MAX=0.778)。 苋属8个入侵种均有分布的地区为澳大利亚沿海地区，新西兰，中国东南沿海，欧洲西部，南美洲部分国家，美国，非洲中部。 (3)两种模型所预测的反枝苋的可能分布区有很大程度的重合性，GARP模型预测的可能分布区大于GIS模型预测出的中心可能分布区，但小于GIS模型预测出的最大可能分布区，且和实际分布点拟合程度较好。

外来入侵种紫茎泽兰生理生态学研究

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)种子萌发的温度范围是10-30 ℃，最适宜的萌发温度是25℃，高温显著抑制其萌发，35 ℃恒温即没有种子萌发。紫茎泽兰种子萌发对于光的需求为中等，在黑暗中发芽率为17%。紫茎泽兰种子萌发的pH 范围是5.0-7.0，最高发芽率是以蒸馏水为介质，其pH为5.7。紫茎泽兰种子的萌发率随着水势的加大而逐渐降低，在水势大于-0.7 MPa 条件下，即没有种子萌发。在盐分含量小于100 mM NaCl 条件下，其发芽率均大于65%;在盐分含量小于250 mM条件下，其发芽率仍大于10%，当盐分含量达到300 mM NaCl时，即没有种子萌发。紫茎泽兰种子在土壤表层其发芽率最高，当埋藏深度为1.5 cm时即没有种子萌发。根据我们所得的实验结果，对比其原产地的气候条件并结合我国的气候条件和土壤条件进行分析，我们预测紫茎泽兰未来在中国的分布范围将局限在云贵高原，尽管在某些气候和土壤环境适宜的条件下仍有可能会形成零星分布区。 研究了紫茎泽兰和飞机草(Eupatorium odoratum L.)在三种环境胁迫条件下（高温、低温、干旱）七种抗氧化酶活性的变化。结果表明：这三种环境胁迫都对两种植物的生物膜系统造成了损伤，造成了植物体内丙二醛含量的升高。紫茎泽兰在这三种环境胁迫条件下，DHAR活性都升高;SOD活性也都升高，但是在低温处理时与对照的差别并不明显;POD和GR活性在低温和干旱处理时升高，在高温处理时降低;CAT活性在高温和干旱处理时降低，在低温处理时升高;MDAR活性在在高温和干旱处理时降低，在低温处理时略微上升，但是与对照的差别并不明显;APX活性则在三种环境胁迫下表现各不相同。通过这些结果可以说明：DHAR对紫茎泽兰抵抗不良环境的损伤具有重要作用。 而飞机草的抗氧化酶系统的变化为：SOD、APX和DHAR在三种环境胁迫下酶活性都升高;CAT在高温胁迫下升高，而在低温和干旱胁迫下酶活性降低;POD和MDAR在高温和干旱胁迫下酶活性升高，而在低温胁迫下酶活性降低;GR在高温和干旱胁迫下酶活性升高，而在低温胁迫下保持不变。以上的研究结果说明，SOD、APX和DHAR是飞机草抵御环境胁迫的关键酶。 通过比较两种植物在温度胁迫下抗氧化酶系统的不同响应，我们研究发现：两种植物之所以对温度的忍耐性不同，在一定程度上是由于它们在温度胁迫时抗氧化酶系统所作出的不同响应，抗氧化酶系统很可能在两种植物抵抗温度胁迫过程中扮演重要角色，即通过有效调节抗氧化酶活性来减少植物体内有害物质-活性氧自由基的积累，从而减少对植物细胞膜的损伤。两者的差别主要是：紫茎泽兰在低温胁迫时，清除活性氧的抗氧化酶都增加，这就减轻了活性氧自由基在植物细胞中的积累，从而可以在一定程度上保护植物。但是，在高温胁迫时CAT, POD, APX, GR和MDAR酶活性并没有随着SOD活性的升高而升高，所以很有可能造成对细胞有毒害作用的H2O2累积，其结果就造成了紫茎泽兰在高温胁迫下叶片细胞膜的过氧化程度较强。而飞机草的情况正相反，在低温胁迫下飞机草叶片细胞膜的过氧化程度较强，抗氧化酶的协调上升出现在飞机草遭受高温胁迫时，而当其处于低温胁迫时抗氧化酶间的变化趋势则出现了很大分歧，这说明飞机草在高温胁迫时较低温胁迫时能够较好地保护自身遭受活性氧自由基的伤害。

入侵植物紫茎泽兰遗传变异及克隆多样性研究

现存植被与其花粉分布的关系可作为利用化石花粉图谱重建古植被时的参照，因此，理解现存表土花粉分布格局对解释花粉图谱十分关键。提高花粉鉴定精度是孢粉学和古生态学家一直努力想要解决的关键问题。目前的孢粉学方法将表土花粉鉴定到属的水平都十分困难，因此造成依据花粉图谱进行植被重建的时候出现无法矫正的误差。本研究用分子生物学方法将藜科植物表土花粉鉴定精度从科的水平提高到种的水平。表土花粉样品取自新疆中部样带，利用样带内所有出现的藜科植物共19个种建立藜科植物核基因内转录间隔1区（ITS1）序列库，然后通过巢式聚合酶链式反应（PCR）进行单粒表土花粉的ITS1序列扩增和测序，与序列库中的序列进行比对，从而确定单粒花粉来自哪种藜科植物。这种相对简单的以PCR为基础的方法可以将表土花粉鉴定到种，使在种的水平解释植被与花粉分布的关系成为可能。 紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）是广泛分布在中国西南的入侵植物。以无融合生殖为主，其压条性克隆繁殖方式经常被忽视，本文以紫茎泽兰为例，研究无融合生殖和压条性克隆繁殖为主的入侵种群遗传变异与克隆多样性，分析无融合生殖入侵种群具有高度竞争力和适应能力的分子机制。实验用AFLP分子标记检测了包括缅甸一个种群在内的17个种群的基因组多样性，结果表明，紫茎泽兰是多克隆植物，有丰富的基因型数量，遗传多样性水平低（He＝0.0439），大部分（73.59%）遗传变异存在于种群内，种群间存在显著遗传分化。紫茎泽兰克隆生长策略为游击型，倒伏性克隆繁殖有助于小范围内种群的扩张。各种群基因型组成存在很大差异，但基因型间相似性很高，有相当多的基因型可能来自遗传重组。紫茎泽兰的有性繁殖比例可能比以往所推测的高得多，有助于保持基因型的多样性。

外来种紫茎泽兰对入侵地土壤动物群落及多样性的影响

在云南省澜沧县对草地、以紫茎泽兰群落以及次生林地中的土壤动物一步甲和蚯蚓群落进行动态取样调查，来探讨紫茎泽兰入侵后对群落结构、生物多样性的影响。 在紫茎泽兰和草地群落中共捕获2253头步甲，35个种，其中草地上捕获1574头步甲，28个种，紫茎泽兰样地中有679头步甲，34个种;紫茎泽兰群落中步甲个体数量少，但物种数多，多样性也比较高;草地中步甲优势物种为Harpalus indicus和Tetragonoderus arcuatus占总数的59％;而紫茎泽兰中的优势物种比较分散;紫茎泽兰群落中步甲个体体型较大，而草地中体型小的步甲所占比例较高;步甲分布与落叶层厚度、土壤全磷含量、植被高度、地上生物量及土壤pH和土壤全钾含量有一定的相关性;紫茎泽兰群落与草地中的指示物种也不同，Hyphaereon masumotoi和Cosmodiscus sp．是紫茎泽兰的指示物种，而草地的指示物种有Aephnidius adelioides，Tetragonoderus arcuatus，Harpalus indicus，Harpaliscus birmanicus，Chlaenius cambodiensi。 受紫茎泽兰入侵的林地边缘步甲群落的分布规律表明，步甲个体数量排序：林地内部>紫茎泽兰群落>林地边缘：三者步甲优势种的组成，既有交叉也有区别;三者的步甲物种数及多样性指数差异不显著，步甲群落的时间动态也相似;林地边缘、内部及紫茎泽兰群落在步甲个体体型结构上差异不大，具有指示作用的步甲种少。 在草地、紫茎泽兰及次生林地三种植被类型中，共采集到3546条蚯蚓，8个种。其中，紫茎泽兰群落有1663条蚯蚓，远高于次生林及草地。多裂远盲蚓和娇小远盲蚓是当地蚯蚓群落的优势种;紫茎泽兰入侵地的蚯蚓物种数、Shannon-Wiener多样性指数大于草地及次生林地;蚯蚓数量及生物量的时间动态受月份降雨量的影响很大，体型大小不同的蚯蚓受降雨变化影响的程度不同：蚯蚓的分布与落叶层厚度、土壤全氮含量、土壤pH及有机质含量相关性较强;蚯蚓群落中只有大唇远盲蚓是紫茎泽兰样地中的指示物种。 在紫茎泽兰控制实验样地内，步甲的数量及物种数的排序是原始紫茎泽兰>半密度紫茎泽兰>去除处理。优势物种都为Anisodactylus karennius，所占比例高，其在原始紫茎泽兰群落中的分布数量远高于半密度及去除样地;步甲群落多样性指数(H’)和物种数差异不显著;三种处理的步甲群落时间动态不同，表现出不同的高峰期;Galeritula feoe和Nanodiodes piceus是原始和半密度紫茎泽兰样地中的指示物种。 总之，紫茎泽兰入侵相对单一草地后，会引起步甲个体数量下降，物种数和多样性上升，群落结构发生很大变化;紫茎泽兰入侵的林地边缘及外部草地后，林地边缘的环境变化幅度减小，林地的边际效应趋于不明显;紫茎泽兰单优群落有利于蚯蚓生存于生活，与草地及林地相比，能增加蚯蚓鲜重及多样性水平。