刺参遗传连锁图谱构建及卵母细胞成熟过程研究

第一部分 刺参遗传连锁图谱的构建 利用AFLP和微卫星标记以一个远缘地理杂交家系为作图群体，以拟测交理论为作图策略，构建了刺参Apostichopus japonicus的雌性和雄性遗传连锁图谱。利用62对AFLP引物组合，对亲本和93个个体进行了分离分析，共得到3572个标记，其中具有多态性的标记为点数为1133个，多态性比例为31.5%。平均每个引物对产生18.3个多态片段。1133个多态性位点中，294个标记在父母本中都出现并在后代中分离，839个标记在父本或母本中出现并在子代分离，其中母本443(52.8%)个分离标记，父本396(47.2%)个分离标记。卡方检验显示，556个标记符合孟德尔1:1分离。筛选微卫星标记中30个在家系中具有作图信息，其中19个可用于母本作图，19个可用于父本作图。 利用Mapmaker 3.0/EXP软件对分离标记进行连锁分析。358个分子标记用于雌性遗传连锁分析，其中包括19个微卫星标记，199个AFLP标记和11个微卫星标记定位在雌性框架图谱中。雌性框架图谱共有25个连锁群，总长度为3148.3 cM。标记之间最大间隔为37.5 cM，平均间隔为17.0 cM，连锁群的分子标记数最大为21个最小为4个。用于雄性连锁分析的分子标记共有332个，其中包含19个微卫星标记。207个标记定位于23个连锁群上，其中AFLP标记数为196个，微卫星标记数为11个。23个连锁群总长度为3059.8 cM，标记间最大间隔38.6 cM，平均间隔16.6 cM。每个连锁群的长度范围在40 cM到271.4 cM之间，标记数在18到4个之间，包括二、三连体在内的雄性连锁图谱共覆盖3227 cM。雌雄基因组的预测长度分别为4053.7 cM和3816.3 cM，因此，所构建的雌雄连锁图谱覆盖率分别为84.0%和84.5%。通过共有微卫星标记，有3个连锁群在两个图谱中对应。分子标记在两个图谱中呈均匀分布，没有成簇现象。 分子标记筛选、遗传图谱的构建为刺参分子标记辅助选择育种，经济性状QTL定位和比较基因作图打下基础，并且最终将促进中国刺参遗传改良和新品种的培育工作。 第二部分 卵母细胞成熟过程研究 对刺参卵母细胞的体外诱导成熟方法进行探索，并且通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜结合超薄切片技术及间接免疫荧光染色技术研究卵母细胞成熟的生物学过程。 分别利用在海参中有诱导作用的海星神经提取液和二硫苏糖醇(DTT)对从成熟卵巢解剖出的刺参卵母细胞进行诱导成熟试验，结果显示，刺参的卵母细胞在海水中不会发生自发成熟，海星神经提取液以及神经提取液加滤泡悬浮液对卵母细胞没有诱导成熟的作用，而二硫苏糖醇处理可以诱导卵母细胞生发泡破裂，当DTT溶液的浓度处于10-1 mol/L到10-3 mol/L之间时，对刺参卵母细胞的促熟作用较为明显，在10-2 mol/L左右时，卵母细胞的诱导成熟率可以达到90%以上。未成熟的卵母细胞处于第一次减数分裂前期，不具备受精能力。经DTT诱导后，生发泡发生移动并破裂，染色体排列到赤道板上，然后第一、二极体先后排出，诱导成熟的卵母细胞排出极体的时间与自然受精的卵子一致。在卵母细胞成熟过程中有受精膜举起的现象，说明精子入卵不是受精膜举起的必要条件。卵母细胞只有在生发泡破裂之后才具有受精能力，从生发泡破裂到第二极体排出前的整个减数分裂过程中，卵母细胞都可以受精，但是只有在第一极体排出前受精的卵母细胞才能发生卵裂。人工促熟的卵母细胞受精后，形成的胚胎似乎并不能正常发育，试验过程中最多只得到了8细胞期的胚胎，之后细胞便产生畸形并停止分裂，最终裂解消失。 利用DTT诱导刺参卵母细胞成熟，综合运用光镜、电子显微镜及激光共聚焦技术观察卵母细胞成熟过程，分析了卵母细胞表面动物极突起在卵母细胞脱滤泡中的作用，以及卵母细胞动物极突起和微管组织在生发泡移动过程中所起的作用。卵母细胞通过动物极突起连接到滤泡上，在脱滤泡作用开始时，卵母细胞动物极突起刺入并穿过滤泡膜，使得滤泡膜表面形成一个缺口，然后整个卵母细胞开始从缺口处挤出。脱滤泡的作用力来源有两种：胶膜层的水合作用以及滤泡的收缩。通过激光共聚焦显微镜观察，未成熟的卵母细胞中存在5种类型的微管，并且有两个微管组织中心锚定在卵母细胞突起下方。减数分裂重新启动时，生发泡沿微管向动物极移动，至细胞膜下时破裂。微管解聚对照实验证明驱动生发泡移动的细胞结构为微管束。生发泡破裂后，两个微管组织中心组织形成减数分裂纺锤体，然后第一极体以“收缩-排出”的独特方式排出。 本研究填补了刺参繁殖生物学研究中的缺失环节，为刺参人工繁育技术提供理论基础和指导。

海湾扇贝遗传图谱构建及壳色基因、生长相关QTL的定位研究

本研究利用AFLP和微卫星标记，以海湾扇贝杂交F1为作图群体，构建了海湾扇贝的遗传连锁图谱，并对壳色决定基因和与生长性状相关的QTL进行了定位。 共用55对AFLP引物组合对亲本和88个子代个体进行扩增，共得到了2424个位点，多态性位点为392个，占所有标记的16.17％。其中，母本标记121个，父本标记196个，共有标记75个。经卡方检验，共有331个标记（84.4%）符合孟德尔分离比，61个标记（15.6％）出现偏分离现象。偏分离标记中，36个（59％）为纯合子缺失。从35对微卫星引物中筛选出了10对多态性引物，得到了5个母本标记和6个父本标记。另外，将表现为质量性状的壳色标记作为形态标记一同进行连锁图谱构建。 分别利用母本和父本标记构建了海湾扇贝雌性和雄性连锁图谱。其中，共有包括109个AFLP标记、5个微卫星标记和1个壳色标记组成了雌性图谱的框架图，分布于16个连锁群。图谱总长度为338.8cM，平均间隔为5.29cM，图谱覆盖率为65.82％。雄性连锁图谱框架图共定位了186个标记，包括181个AFLP标记、5个微卫星标记，壳色标记未实现定位。图谱包括17个连锁群，总长度为780.3cM，平均间隔为6.56cM，图谱覆盖率为78.11％。通过SSR12位点的定位结果，可以将雌性图谱第7连锁群与雄性图谱17连锁群对应起来。 壳色标记定位在了雌性图谱第九连锁群上，说明橙色基因位点为杂合。我们将壳色基因命名为Orange1，两个标记——F1f335和D8f420与这一基因之间图距为0。在家系和群体中初步验证，这两个标记与壳色基因紧密或完全连锁。 共定位了16个与生长相关的QTL，它们分布于雌性图谱的2、3、5连锁群和雄性图谱的4、5、6、7、8连锁群上。每个QTL均发现了与其图距非常接近的分子标记（0.01-2.51％）。其中壳长、壳高、壳宽三个长度指标QTL成簇分布或部分重叠，可一同作为选择性指标，壳重和全湿重QTL位点也比较相近。只有软体部重位点单独分布，可能具有相对独立的遗传基础。

小型桡足类种群动力学研究

小型桡足类在生态系统中的重要作用近年来得到了广泛的关注，在近岸生态系统中，小型桡足类起着相当重要的作用。但关于小型桡足类种群动力学的研究在国内还处于起步阶段，因此我们选取了国内沿岸海域常见优势种小拟哲水蚤、双刺纺锤水蚤、太平洋纺锤水蚤及强额拟哲水蚤等四种小型桡足类为研究对象，探讨其种群动力学相关方面的变动机制。本文在2005年10月－2006年9月选取胶州湾为主要的研究海域，进行了一周年的小型桡足类的采样和培养实验研究。在胶州湾，小拟哲水蚤（Paracalanus parvus）全年出现，其种群数量变动呈现双峰型，在夏季（6月和8月）达数量高值，在冬季（1月）有一个小的高峰。种群数量在4月达全年最低值，在7月份数量也有一个明显的数量降低。从空间分布上来讲，该水蚤在冬季主要以CV期桡足幼体存在于湾南和湾外区域，湾北数量很少；从春末开始，各期幼体开始在各海区广泛分布。小拟哲水蚤在胶州湾几乎全年产卵（2月份除外），但较高的产卵率主要集中在春末到秋初，最大产卵率出现在5月，达27.9 eggs female-1d-1。总体来讲，在胶州湾小拟哲水蚤的产卵率与温度、叶绿素及体长均呈显著正相关，但与盐度呈负相关关系。从不同的区域来看，胶州湾湾北区域小拟哲水蚤产卵率较高，最高值出现在湾北6月份，产卵率达到了60.8 eggs female-1d-1。大于10 eggs female-1d-1的产卵率在湾北持续了6个月（4－9月），在湾口持续了5个月（4－8月），而在湾外只持续了3个月（5－7月）。小拟哲水蚤生物量在6月份达到最高值（6.15 mg C m-3），在4月达到全年最低值（0.028 mg C m-3）。次级生产的变动从4月到9月与生物量的变动趋势完全相似，但冬季生物量的高峰并没有伴随次级生产的高峰值，分析其原因是由于冬季低的生长率所致。小拟哲水蚤在整个胶州湾平均的年次级生产为158.41 mg C.m-3yr -1。强额拟哲水蚤（Paracalanus crassirostris）在胶州湾只在夏末到秋季出现，最大数量出现在8月份。从强额拟哲水蚤的分布区域来看，从湾内到湾外有递减趋势。在2006年9月份，只有湾北有部分种群，其他区域几乎没有该种出现。该种最大产卵率出现在8月，达11.2 eggs female-1d-1。强额拟哲水蚤生物量的变动与次级生产的变动趋势相似，最大值也都出现在8月份。该水蚤在胶州湾平均年次级生产仅为2.12 mg C m-3yr-1。双刺纺锤水蚤(Acartia bifilosa)在胶州湾是全年出现，其种群数量在5－6月份突发性增加达全年最高值（>8000 ind. m-3），之后又急剧下降。从该种的区域分布来看，5－6月份数量的高峰主要出现在湾北区域，7月份虽然各区域数量均下降，但大部分种群集中在湾外区域。双刺纺锤水蚤在胶州湾几乎全年产卵（1－2月除外），产卵率的最高值出现在4月，达16.5 eggs female-1d-1。4月份雌体高的产卵率为5月份种群数量的大量增加提供了补充。双刺纺锤水蚤生物量与次级生产的变动趋势一致，在5－6月份达到高值，在秋冬季次级生产较低。双刺纺锤水蚤在整个胶州湾平均的年次级生产为114.61 mg C m-3yr-1。太平洋纺锤水蚤（Acartia pacifica）在胶州湾季节性出现，在冬春季节消失，从夏季开始出现。该种在5月零星出现，种群数量在6月份开始增多，到7月份达到最高值2356 ind. m-3，之后在8月数量锐减至196 ind. m-3。从区域分布来看，该水蚤在胶州湾只出现在湾北和湾南区域，湾外区域几乎没有，而且呈现湾北到湾南递减的趋势。6月份数量大部分出现在湾北区域，到7月份才有一部份在湾南出现。太平洋纺锤水蚤在其出现季节均产卵，最大产卵率出现在6月份，达37.17 eggs female-1 d-1，部分补充了7月份太平洋纺锤水蚤种群数量的大量增加。太平洋纺锤水蚤生物量与次级生产的变动趋势相似，在7月份达到了最高值，在11月达到最低值。太平洋纺锤水蚤在胶州湾平均的年次级生产为45.63 mg C m-3yr-1。胶州湾四种小型桡足类总的年次级生产为~320 mg C m-3 yr-1。

胶州湾骨条藻（Genus Skeletonema）生物学特征的初步探讨

胶州湾骨条藻（Genus Skeletonema）在一年内呈现两个数量高峰期，此两个高峰期的生态环境差异极大，分别出现在一年中水温最高的七月和最低的1－2月，对这两季高峰期的骨条藻的形态观察及生理特征分析发现：1．两季组骨条藻形态相似，皆为中肋骨条藻（Skeletonema costatum (Grev.) cleve）2．两季组中肋骨条藻皆为广泛适应性群体，在4℃－27℃条件下均能生长。3．两季组中肋骨条藻之间存在群体遗传学的差异，对各自的生长环境（取样环境）有较好的适应性。4．胶州湾中肋骨条藻一年内的个体数量最低期的产生并不是由光、温、营养盐等无机环境因子对其生长的抑制造成的。

牙鲆Paralichthys olivaceus（♀）×夏鲆Paralichthys dentaus（♂）分子遗传学及数量遗传学研究

本论文采用扩增片段长度多态性（AFLP）技术对牙鲆Paralichthys olivaceus群体和夏鲆Paralichthys dentaus 群体进行了种群鉴定和遗传结构分析。共用8 对引物对两个群体（每个群体30 个个体）进行了分析。总共产生了379 个条带，条带大小在60－1000bp。牙鲆与夏鲆的遗传多态性分别为53.83%和22.22%。牙鲆群体的多态位点数显著低于夏鲆群体。牙鲆群体和夏鲆群体种的特异条带分别为27.3% 和 29.61%。两群体平均杂和度分别为0.0701 和 0.1556，香农氏多态指数分别为0.1044 和0.2387。群体内平均遗传距离分别为0.0705 （0.0214 到0.1377）和0.1656 （0.0629 到 0.2338），两群体间的平均遗传距离为0.6328。 AFLP 技术是进行种间群体结构分析的一个很好的分子标记方法，对牙鲆和夏鲆亲本群体进行遗传背景析为今后的杂交育种阐明种间杂交的遗传机理奠定基础。 在本论文中我们采用5×8 因子交配设计建立了牙鲆P. olivaceus（♀）× 夏鲆P. dentaus（♂）杂交家系，对生长相关性状的遗传力进行分析。所有家系都混合养殖在同一养殖池中，40 日龄，在养殖池中随机采集600 个个体，测量体长，体宽，体重等数量性状；然后提取杂交子代DNA 进行家系的鉴定。首先从牙鲆的微卫星中筛选了在牙鲆、夏鲆以及杂交子代扩增多态性较好的10 对微卫星引物（Po1, Po13, Po20, Po35, Po42, Po48, Po56, Po58, Po91, Poli 23TUF）。我们采用了三对引物对600 个个体进行了家系鉴定，共有400 多个体鉴定出自己的亲本，成功率达到80％以上。基于以上结果我们认为微卫星标记可以做为一个有效的标记来代替现实的物理标记，并且可以在子代的早期进行亲本的鉴定。 在养殖过程中，我们对自交和杂交家系生长状况进行了跟踪分析，在181刘清华 牙鲆（♀）×夏鲆（♂）分子遗传学及数量遗传学研究 博士学位论文II日龄之前杂交鲆体长和体重均为未表现出杂种优势，杂种优势率值始终为负值，但是绝对值在逐渐减小。从196 日龄之后杂交鲆杂种优势开始表现出来，并且在196 日龄之后杂种优势率显著的增加。256 日龄体长杂种优势率为14.29%，体重杂种优势率为59.78%, 271 日龄体长杂种优势率达到27.36%，体重杂种优势率为 102.32%。 本研究对杂交鲆在40 日龄的体长，体高、尾柄长、尾柄高，以及全长和体重的遗传力进行了估计，5 个性状的体长半同胞遗传力h2 S 为0.00146－0.719，5个性状的全同胞遗传力h2D 为0.00121－0.632，5 个性状的半同胞和全同胞的平均遗传力h2SD 为0.001335－0.6755。其中全长的遗传力最大。实验结果说明对早期幼鱼进行体长、体重等性状实施选育策略可能会显著影响后期杂交鲆的生长。

海洋经济动物精子超低温保存的研究

从1949年以来经过近五十年的发展，超低温保存种质细胞技术已经趋于成熟，特别是在家畜推广良种化的过程中发挥重要作用。对海洋动物种质细胞保存研究的范围主要集中在鲑鳟鱼类和牡蛎等少数几种海洋生物上。本研究结合“国家自然科学基金”研究项目，进行了三种贝类和两种鱼类精子的超低温保存实验，得到了它们在液氮（－196 ℃）条件下的适宜保存条件。栉孔扇贝（Chlamys farreri）冻精解冻后复苏比例、受精率和孵化率最高可达到49.39％、42.06％和12.15睦栉孔扇贝精子超低温保存时发生冷冻伤害的温度范围在－30 ℃～－60 ℃；其低温保存的最适降温速率为20 ℃／min；使用抗冻剂二甲基亚砜（DMSO）的最适浓度为5 ℃，其保存效果优于甘油；样品保存的最佳体积为0.6ml～1ml；解冻精子的最适水温为35 ℃，50 ℃次之，20 ℃最差；用自然海水激活解冻后精子的效果好于低盐度溶液；在0 ℃进行预处理平衡时间不宜太长；在抗冻液中加入蛋黄对保存效果没有改善，并且会对冻精的孵化率有抑制作用；用20 ℃／min和5％DMSO冷冻精子，液氮中保存栉孔扇贝精子55天后其复苏比例达到42.17％。超低温保存紫贻贝（Mytilus galloprovincialis Lamarck）精子，解冻后其复苏比例、受精率和孵化率最高可达到41.63％、69.52％和54.74％。保存紫贻贝精子最适降温速率为5 ℃／min，发生冻伤的温度范围是－20 ℃～－60 ℃；使用抗冻剂DMSO的保存效果好于甘油，且使用抗冻剂DMSO的最适浓度为15％；利用自然海水激活冻精效果好于低盐度或高pH值的溶液；样品体积（在0.2～1ml之间）对保存效果没有影响；采用15％DMSO和5 ℃／min的降温速率处理精子，液氮中保存90天后复苏比例仍达到41.8％。保存菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum （Adams and Reeve））精子的最适降温速率为5 ℃／min，发生冻伤的温度范围是－30 ℃～－60 ℃；抗冻剂DMSO的保存效果好于甘油，也用DMSO与甘油混合使用，使用抗冻剂DMSO的最适浓度为10％；利用自然海水激活冻精效果好于低盐度或高pH的溶液；样品体积（在0.2％～1.6ml之间）对保存效果有显著影响。冷冻保存后精子复苏比例、受精率和孵化率最高达到40.84％、68.87％和47.17％；以最适降温速率和抗冻剂浓度处理精子，并在液氮中保存36天后冻精复苏比例仍可以达到38.54％。黑鲷（Sparus macrocephalus）精子经过超低温保存后复苏率、存活率最高可以达到61.37％和61.4。保存黑鲷精子时发生冷冻伤害的温度范围是－20 ℃～－60 ℃，适宜的降温速率为20 ℃／min；使用抗冻剂DMSO的适宜浓度为20％；样品体积对保存效果有相关性；利用自然海水激活冻精效果好于低盐度或高pH值的溶液；使用20％DMSO和20 ℃／min降温速率处理，在液氮中保存黑鲷精子66天后解冻，其复苏率和存活率分别为59.81％和58.45％。在液氮中保存真鲷（Pagrosomus major）精子时发生冷冻伤害的温域为－30 ℃～－60 ℃，适宜的降温速率为20 ℃／min；使用抗冻剂DMSO的适宜浓度为20％；采用低盐度或高pH值的溶液激活冻精的效果不如自然海水。真鲷冻精的复苏率和存活率最高可达到50.73％和62.5；以20 ℃／min和20％DMSO处理真鲷精子，保存在液氮中46天后冻精复苏率和存活率为50.63％和61.02％。通过对多种贝类和鱼类精子的超低温保存实验，不仅获得超低温保存基本条件，并且通过显微镜观察结合前人的研究，对产生冻伤的原因和保护的机理提出了一个模式。

Seasonal and interannual variability of primary and export production in the South China Sea: a three-dimensional physical-biogeochemical model study

To investigate the seasonal and interannual variations in biological productivity in the South China Sea (SCS), a Pacific basin-wide physical - biogeochemical model has been developed and used to estimate the biological productivity and export flux in the SCS. The Pacific circulation model, based on the Regional Ocean Model Systems (ROMS), is forced with daily air-sea fluxes derived from the NCEP (National Centers for Environmental Prediction) reanalysis between 1990 and 2004. The biogeochemical processes are simulated with a carbon, Si(OH)(4), and nitrogen ecosystem (CoSiNE) model consisting of silicate, nitrate, ammonium, two phytoplankton groups (small phytoplankton and large phytoplankton), two zooplankton grazers (small micrograzers and large mesozooplankton), and two detritus pools. The ROMS-CoSiNE model favourably reproduces many of the observed features, such as ChI a, nutrients, and primary production (PP) in the SCS. The modelled depth-integrated PP over the euphotic zone (0-125 m) varies seasonally, with the highest value of 386 mg C m (-2) d (-1) during winter and the lowest value of 156 mg C m (-2) d (-1) during early summer. The annual mean value is 196 mg C m (-2) d (-1). The model-integrated annual mean new production (uptake of nitrate), in carbon units, is 64.4 mg C m (-2) d (-1) which yields an f-ratio of 0.33 for the entire SCS. The modelled export ratio (e-ratio: the ratio of export to PP) is 0.24 for the basin-wide SCS. The year-to-year variation of biological productivity in the SCS is weaker than the seasonal variation. The large phytoplankton group tends to dominate over the smaller phytoplankton group, and likely plays an important role in determining the interannual variability of primary and new production.

The extraction of pigments from fresh Laminaria japonica

The pigments in Laminaria japonica was extracted with six organic solvents and analyzed in spectroscopy analysis. The extractions conditions were screened by an orthogonal test and the quantity of extracted pigments was determined spectroscopically. The results show that: (1) among the six organic solvents, acetone was the most effective one for the extraction; (2) the optimum extraction conditions were as follows: the ratio of S/M (solvent volume/ material weight) was 30 ml/g; fresh seaweed was extracted 2 times in 2 h; (3) the average total content of pigments was 1.85 mg/g (calculated with dry L. japonica).

PCR-DGGE analysis of intestinal bacteria and effect of Bacillus spp. on intestinal microbial diversity in kuruma shrimp (Marsupenaeus japonicus)

In this study, the intestinal microbiota of kuruma shrimp (Marsupenaeus japonicus) was examined by molecular analysis of the 16S rDNA to identify the dominant intestinal bacteria and to investigate the effects of Bacillus spp. on intestinal microbial diversity. Samples of the intestines of kuruma shrimp fed normal feed and Bacillus spp. amended feed. PCR and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analyses were then performed on DNA extracted directly from the guts. Population fingerprints of the predominant organisms were generated by DGGE analysis of the universal V3 16S rDNA amplicons, and distinct bands in the gels were sequenced. The results suggested that the gut of kuruma shrimp was dominated by Vibrio sp. and uncultured gamma proteobacterium. Overall, the results of this study suggest that PCR-DGGE is a possible method of studying the intestinal microbial diversity of shrimp.

高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性——生产力关系

研究了高寒草甸不同类型草地土壤养分与多样性一生产力之间的关系，即物种多样性对生产力的效应如何受到资源供给率等因素的影响。结果表明：以莎草类为优势种的藏嵩草沼泽化草甸群落其总生物量（包括地上和地下生物量）最高（13，196．96±719．69g m~(-2)）、小嵩草草甸和金露梅灌丛群落为中等水平（2，869．58±147．52g m~(-2)、2，672．94±122．49g m~(-2)）、矮嵩草草甸群落为最低（2，153．08±141．95g m~(-2)）。在藏嵩草沼泽化草甸群落中，总生物量和物种丰富度呈显著负相关（P〈0．05）；地上生物量与土壤有机质、土壤含水量和群落盖度显著正相关（P〈0．05）；地下生物量和土壤含水量显著正相关（P〈0．05）。在矮嵩草草甸、小嵩草草甸、金露梅灌丛群落中，地上生物量与土壤有机质和土壤总氮显著正相关（P〈0．05）。以上结果说明生物量的分布与土壤营养和水分变化相一致。在矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛中，多样性有随土壤养分的增加而增加的趋势；在藏嵩草沼泽化草甸中，则呈现负相关的关系。

青藏高原东部高寒草甸植物δ~(13)C年间变化及其环境分析

植物有机体稳定碳同位素组成受植物生长期间气候环境因子的影响,包含了大量的环境信息。要真正理解植物体同位素组成所包含的环境信息首先要研究植物体同位素组成与环境之间的关系。文章通过分析2002年和2003年青藏高原东部青海省门源县境内隶属于19科41属51种植物叶片的δ~(13)C值,研究高寒草甸植物稳定碳同位素组成的年间变化及其与环境因子的关系,分析影响δ~(13)C值变化的关键因子。结果表明,所测植物的δ~(13)C值分布在一个很小的范围-29.2‰～-24.9‰之间,平均值为-26.9‰,说明所测植物的光合作用均通过C3途径实现,这可能与该研究区较低温度有关。研究发现一年生植物δ~(13)C值明显低于多年生植物,而且一年生和多年生植物δ~(13)C值之间的差异在2002年（t=-3.031,P〈0.01）和2003年（t=-3.567,P〈0.001）均能达到显著性水平,表明多年生植物水分利用效率显著高于一年生植物,能更好的适应该地区寒冷干燥的低温环境。两年间植物δ~(13)C值有明显不同,2003年显著低于2002年（t=6.786,P〈0.001）。通过分析两年间环境因子的变化认为植物叶片δ~(13)C值的年间变化主要是由于降水的变化引起的,随降雨量的增加而降低。不同植物种δ~(13)C值年间变化差别很大,反应了植物对环境变化的不同响应。在植被恢复中应选用植物δ~(13)C值随环境变化存在较大差异的物种,因为此类物种能够采取不同的对策适应该地区环境的变化。

江河源区主要自然生物资源概述

广袤的草地、特有的高寒湿地以及丰富而有又独特的生物多样性是江河源区重要的自然生物资源.草地占江河源区总土地面积的84.53%,是源区畜牧业经济发展的基础,同时也是长江、黄河和澜沧江三大江河的源头区域,为江河中、下游地区生态环境稳定和经济持续发展提供无可替代的服务.江河源区是世界上海拔最高的高寒湿地主要分布区,湿地总面积达8 000 km2.江河源区独特的生态环境孕育了种类繁多的特有动、植物种类,源区约有哺乳动物、鸟类和鱼类133、249和219种,牧草植物、药用植物、食用植物和观赏植物约800、808、80和400种,是世界海拔最高的生物多样性集中分布区.然而,由于超载放牧、盲目采挖、盗猎等不合理的开发和利用以及气候变化等诸多因素的综合影响,江河源区草地生态系统退化、高寒湿地萎缩、生物多样性锐减等生态环境危机不断加剧.正确权衡江河源区自然生物资源的短期经济价值及其所拥有的巨大生态公益和潜在开发价值,科学决策,保护江河源区自然生物资源迫在眉睫.

红直獐牙菜的苷类成分

目的：研究红直獐牙菜的苷类成分。方法：采用硅胶柱层析分离和Sephadex LH20纯化，经理化性质和波谱分析鉴定基化学结构。结果：从红直獐牙菜的水溶性部分得到7个化合物，他们分别为8－O－β－D-吡喃葡萄糖－1，5－二羟基－3－甲氧基Shan酮（I）、8－O－β－D－吡喃葡萄糖－1，3，5－三羟基Shan酮（Ⅱ）、1－O－β－D－吡喃葡萄糖－3，7，8－三羟基Shan酮（Ⅲ）、异荭草苷（Ⅳ）、落干酸（V）、龙胆苦苷（Ⅵ）和β－龙胆二糖（Ⅶ）。结论：化合物Ⅲ、Ⅳ、V和Ⅶ为首次从该植物中分得。

Modeling trophic positions of the alpine meadow ecosystem combining stable carbon and nitrogen isotope ratios

Stable carbon and nitrogen isotope ratios of single tissues or whole bodies were analyzed to establish trophic positions of main consumers living at the alpine meadow ecosystem in the Tibetan Plateau. The results demonstrated that delta C-13 and delta N-15 values of vertebrates showed great variations and ranged from -26.83 to -22.51 parts per thousand and from 2.33 to 8.44 parts per thousand, respectively. Plateau pika, root vole, plateau hare, infants of rodents and hatchlings of passerine bird species had the lowest delta C-13 and delta N-15 values. delta C-13 and delta N-15 values of omnivorous and insectivorous birds and amphibians showed intermediate. Carnivorous species, steppe polecat and Upland buzzard, and omnivorous Robin accentor and White wagtail possessed extremely higher VC and delta N-15 values. Omnivorous birds captured in earlier year had significantly less negative delta C-13 and greater delta N-15 values than those captured later. Based on steady angular enrichment between trophic levels, an "alpha and vector model" combing delta C-13 and delta N-15 values was introduced to reveal trophic positions, the results indicated that Tibetan sheep, Tibetan yak, plateau pika, root vole, plateau hare, infants of small rodents showed the lowest trophic positions (TP 1.81-2.38). While omnivorous and insectivorous birds, their hatchlings and amphibians showed intermediate trophic positions (TP 2.06-2.89), carnivorous species steppe polecat and Upland buzzard, migrant birds possessed extremely higher trophic positions (TP 2.89-3.05). The isotopic investigation of organisms and the introduced "alpha and vector model" successfully demonstrated the same trophic positions and diet prediction of consumers as nitrogen enrichment model at the alpine meadow ecosystem. Besides of this information, the "alpha and vector model" can also be incorporated into multiple isotope signatures to infer trophic relationships. This angular enrichment model has the potential to address basic ecological questions, such as trophic structure, trophic dynamics, and energy flow in other terrestrial ecosystems of properly handled. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

机器人视觉伺服在工业生产线上的研究与应用

工业机器人从上世纪70年代开始已广泛的应用于各种场合，如搬运、焊接和装配等。但这些应用都是基于先精确示教后运行的，目标物体的位姿和尺寸稍有变动，就会导致机器人任务的失败。因此对于工业流水线等工件位置不固定的应用场合，采用视觉来提高机器人的智能水平以实现对目标物体的自动检测和定位抓取，具有重要现实的意义和研究价值。 本论文以机器人视觉伺服为研究对象，完成了整套视觉伺服搬运系统的组建，其中包括摄像机标定、图像的采集、图像处理、机器人手眼标定、机器人控制、机器人定位抓取，接着完成了以下各方面的研究和应用。 针对单目眼固定安装方式，通过最小二乘法求解手眼坐标的变换关系，再根据工作台平面与摄像机成像模型的约束关系，求解出目标物体的三维位姿，最终实现了机械手的精确定位。针对手眼安装方式，采用了眼在手上的单目摄像机，通过机械手末端的一次移动，虚拟实现了双目视觉的功能。同时提出了一种方便有效手眼标定方法，避免了复杂的传统手眼标定过程，无需求解摄像机外参数和手眼变换矩阵。仅获取标定时刻的摄像机综合参数和机器人位姿，就可以在机器人基坐标系中视场范围内的任意两点进行检测，根据立体视觉的约束关系求解出目标物体在机器人基坐标中的位置，进而实现对目标物体的精确定位。 接着研究了基于图像和基于位置的视觉伺服方法，简化了目标模型，通过检测图像平面二维坐标目标物体的特征点以实现对目标物体的逼近定位和旋转匹配。同时进一步研究了基于目标工件建模的方式来实现视觉伺服。即首先根据平面图像法移动机械手获得目标中心点大致基坐标位置，然后根据图像特征点建立目标工件的坐标，最后通过坐标转换获得目标物体的机器人基坐标位姿，从而实现了基于位置的视觉伺服。 而后全面介绍了工业传送线视觉机器人搬运系统的组成和工作流程。该系统演示了整套流水线的生产过程，包括机器人拆垛、传送、在线检测和机器人码垛等四个部分。系统采用高速图像处理系统对目标进行实时检测，在线匹配辨识工业传输线上的目标物体及其旋转角度与位置，并通过现场总线控制机器人完成精确抓取和码垛。最后阐述了物流实训视觉机器人搬运系统的组成，该系统采用了视觉传感器、超声波、光电和碰撞开关等多种检测传感器，大大提升了机器人的智能，使其实现了复杂的多货物码盘拆垛和分拣功能。