为明确豆大蓟马(Megalurothrips usitatus)在海南的时空动态、种群体型差异及筛选高效卵和蛹杀灭剂,笔者系统调查了豆大蓟马在海南豇豆主产区的全年发生动态,测量了不同地理位置种群成虫的体型大小,并采用浸渍法和POTTER喷雾法分别测定了多种杀虫剂对豆大蓟马卵和蛹的室内毒力.结果表明,豆大蓟马在海南可全年发生,种群动态受寄主生育期和温度双重调控;儋州种群的雌雄个体的体长和体宽显著大于三亚种群和澄迈种群;螺虫乙酯对豆大蓟马卵具有较高的毒力(LC50=18.51 mg·L-1),而乙基多杀菌素和溴虫腈则对蛹具有较高的活性,LC50 分别为 26.18和 27.71 mg·L-1,可推荐作为豆大蓟马卵和蛹的田间防治药剂.
为了研究海草床生态系统内中小型草食动物对泰来草地上地下资源分配的影响,以海南优势海草泰来草(Thalassia hemprichii)为研究对象,通过原位搭建隔离笼与放置化学驱逐剂(西维因)模拟排除不同消费者对海草的取食作用.结果表明:泰来草的根冠比随时间表现出升高的趋势,不同处理之间的根冠比差异不显著.消费者的采食会降低泰来草的生物量;排除两类消费者处理(MF)的泰来草地上生物量高于不排除消费者的空白对照处理(CK);草食作用会增加泰来草地上部分的有机碳和全氮含量的分配比以维持其正常生长,但对全磷含量的影响未达到显著水平.总体而言,草食作用增加了泰来草根冠比,调控了地上地下部分的生物量、有机碳、全氮、全磷的分配,用于提高对资源的吸收和同化速率,躲避消费者的采食,维持种群延续.
为了解海南三亚湾近岸海域浮游植物群落结构特征及其环境影响因子,于 2021 年夏冬两季对该海域 6 个站位进行水采取样调查,共鉴定出浮游植物 6 门 64 属 158 种,主要由硅藻和甲藻组成.夏季浮游植物平均丰度达 15.07×105 个·L-1,远高于冬季;全年优势种共 18 种,夏冬季共有优势种为尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、角毛藻(Chaetoceros spp.)和直链藻(Melosira sp.);夏冬季各站位浮游植物群落的多样性指数、均匀度指数、丰富度指数平均值分别为 4.44、0.73、3.33和 3.84、0.67、2.93;Kruskal-Wallis检验结果表明该海域浮游植物季节更替和空间差异较为明显,夏冬两季优势种的演替规律表现为链状曲壳藻(Achnanthes catenate)-翼根管藻(Rhizosolenia alata),处于围填海状态的S1 站位(109.37°E,18.29°N)、S6 站位(109.48°E,18.21°N)都与处于海上浅桥下的 S4 站位(109.48°E,18.27°N)差异性显著,S1、S6 站位的物种丰富度及多样性低于 S4 站位;RDA分析结果表明,影响浮游植物群落分布的环境因子主要是盐度(S)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、硝酸盐氮(NO3-N)和氨氮(NH3-N).总体而言,2021 年三亚湾近岸海域浮游植物群落多样性较高,结构复杂且稳定性较强,水体处于贫营养状态,研究结果可为该海域生态系统的保护和管理提供基础资料.
为了研究海洋中海温梯度与强对流的关系,利用WRF模式模拟了 2010年 8月 14日发生在南海东北部的一次强对流天气过程,通过一组控制试验与敏感性试验,对比分析了强对流天气发生发展过程中水汽输送、风场变化和地表热通量的变化.结果表明,海洋中的高海温梯度区可通过改变局地热力条件而影响中低层风场,引起辐合辐散,并增强该区水汽输送,使得大量潜热释放,为强对流的发展提供能量.降水区域与高海温中心以及强海温梯度区对应,高(低)海温梯度区可引起感热通量和潜热通量发生变化从而加强(抑制)降水.
为了探究嘉宝果(Plinia cauliflora)不同品种间的种质多样性,采用取样调查的方法,对 23份栽培种植的嘉宝果种质的 16个表型性状进行测定.结果表明:表型性状变异系数平均 23.35%,其中,嘉宝果品种'肯布卡黄大果'的平均变异系数最大,为 32.52%;'艾斯卡'的平均变异系数最小,为 17.81%.23份嘉宝果描述性性状多样性指数在0.287～0.855之间.以上结果说明海南嘉宝果表现出丰富的资源与遗传多样性.
为探讨木薯Manihot esculenta渣和甘蔗Saccharum officinarum 渣对砖红壤的改良效果,采用单一因素试验设计,通过土壤模拟培养试验方法,选取海南地区常见的农业废弃物木薯渣和甘蔗渣为前驱物,经650℃热解制备生物炭,研究不同添加量的甘蔗渣基生物炭和木薯渣基生物炭(0、0.1%、0.5%、1%和 5%)对砖红壤的容重、孔隙度、团聚体等物理性状和pH、阳离子交换量(CEC)、有机质、有效N、有效P、有效K等化学性质的影响.结果表明,热解后甘蔗渣炭和木薯渣炭都有较高的C含量,远高于其他元素,代表芳香性和极性的C/H、C/O值也较高;加入砖红壤后与对照CK相比,加入生物炭后砖红壤的物理性质中容重显著降低,孔隙度大于 0.25 mm团聚体的含量显著增加,物理结构有了显著优化;化学性质中砖红壤的pH、有效N、有效P、有效K、有机质和阳离子交换量都有了显著提高.利用主成分分析综合对比评价发现,甘蔗渣基生物炭对砖红壤的改良效果优于木薯渣基生物炭.
为了解东寨港国家级红树林保护区内红海榄(Rhizophora stylosa)种群的动态变化,以保护区内建设的 1 hm2 的固定样地中的红海榄种群作为研究对象,对其种群的结构与数量动态变化特征进行分析.结果表明:(1)此区域的红海榄种群径级结构为不规则的金字塔型,I～III龄级的个体数量之和占种群个体总数的48.84%,Ⅳ龄级后植株个体数量降低趋势明显.(2)数量动态变化指数反映出该区域的红海榄种群为增长型的种群,但种群较为不稳定,外界干扰下种群数量增长趋势不显著.(3)红海榄种群的存活曲线属于Deevey-Ⅲ类型.(4)红海榄种群的静态生命表、死亡率曲线、消失率曲线以及生存分析反映出该区域的红海榄种群的在低龄级的阶段种群的动态变化相对较为剧烈,发展到高龄级阶段种群的动态变化相对平稳.(5)红海榄种群数量的时间序列分析也反映出,红海榄种群当前虽然低龄级的个体数量较多,但未来几个龄级时间后,能发育到较高龄级的个体相对较少,未来的种群将以中高龄级的个体为主体.东寨港国家级红树林保护区的红海榄种群为增长型种群,但其种群对外界干扰较为敏感,低龄级阶段种群动态变化较为激烈,中、高龄级阶相对较为平稳.因此,应加强对其种群的长期监测以及灾害的防治,尤其要加强对低龄级阶段个体的保护和人工辅助修复.
为对木薯细菌性萎蔫病菌 2个候选抗铜基因簇的功能进行验证和对病原菌抗铜机理进行分析,在进一步评价不同来源菌株抗铜性水平的基础上,开展 2个基因簇的克隆工作.结果表明,来自国内及密克罗尼西亚、马来西亚等国家的供试菌株对铜离子同样具有较高水平的抗性,不同国家的代表性菌株均编码有copTAB和XmeRSA两个抗铜基因簇.不同菌株的 2个基因簇具有高度同源性,分析其除参与抗铜代谢外,可能还和致病等其他保守功能相关.
为挖掘南海冷泉区可培养放线菌资源及其潜在的生物活性,采用稀释涂布法分离培养了来源于南海冷泉区深海沉积物中的放线菌,利用 16S rRNA基因测序鉴定菌株,构建系统发育树,并分析了放线菌的多样性;通过K-B法药敏试验对放线菌发酵粗提物进行抑菌活性测试.结果显示:分离获得的 50株放线菌隶属于 5个科,7个属,其中 5株放线菌被初步判定为潜在新种.7株放线菌的发酵粗提物对副溶血性弧菌、甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌和甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌呈现不同程度的抑菌活性,其中活性最好的为小单孢菌属(Micromonospora)的 2株菌,Micromonospora sp.LDBS3988抑菌活性最强,Micromonospora sp.LDBS3949抑菌活性较为广谱.
为开启海南热带地区鸻鹬类涉禽的动作识别以及其他野生鸟类行为学自动识别的研究,建立了基于野外采集影像的勺嘴鹬(Eurynorhynchus pygmeus)动作图像数据集.该数据集由表达勺嘴鹬主要行为模式的 9种动作标签组成;同时利用ResNet50、ResNet101和ResNet152共 3种残差卷积神经网络模型尝试对勺嘴鹬的动作进行自动识别.结果表明,ResNet50、ResNet101、ResNet152测试集准确率分别为 96.90%、96.94%和96.90%,说明3种模型都能对勺嘴鹬图像进行快速准确的动作识别.
葡萄(grape)是葡萄科葡萄属的藤本类植物,主要包括四大种群:欧亚种、美洲种、东亚种以及三大种群杂交选育出来的杂交种.目前国内主要种植的葡萄类型为欧亚种和杂交种.葡萄因其果肉的鲜美受到消费者的喜爱.为研究葡萄中的营养物质的分布与积累,本研究收集了来自葡萄欧亚种群(V.vinifera)和杂交种群的 20份葡萄品种,运用代谢组检测方法进行研究,结合多类物质注释方式,建立了 1个包含 768个已知代谢物的葡萄代谢数据库,涵盖了类黄酮、脂质、氨基酸、维生素、有机酸、萜类、多酚、酚胺以及其他共 9类代谢物大类.通过代谢分析手段,发现葡萄代谢物在欧亚种和杂交种之间的积累差异,葡萄杂交种中总氨基酸、维生素B3、总脂肪酸以及 4种花青素的含量高于葡萄欧亚种,而维生素B6和黄烷醇等代谢物的含量在葡萄欧亚种中相对更高.
为了探究来自橡胶树白粉菌(Erysiphe quercicola)的WY172与WY195启动子在真菌内的功能,以pJNARG载体为骨架,分别构建 WY172与 WY195和绿色荧光蛋白(GFP)基因连接的重组表达载体(WY172-GFP和 WY195-GFP载体).通过原生质体转化法将重组载体导入侵染橡胶树的暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)内.荧光显微检测结果表明WY172与WY195均可驱动GFP基因的表达,具有稳定的启动子活性.在暹罗炭疽菌侵染橡胶叶片不同进程中均可稳定驱动GFP表达;在不同环境条件下测定GFP表达量,发现长光照条件下可提高WY172启动子驱动GFP的活性,并且 23℃低温处理和光处理可提高WY195的活性.本研究表明WY172与WY195在暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)中具有稳定的启动子活性,并且增加光照和低温处理能诱导启动子活性的提升.
为了获得体外表达的高活性抗菌肽,通过分子克隆技术构建了抗菌肽Cathelicidin-1重组载体,在毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115中表达,并鉴定包含该抗菌肽的发酵液的抑菌活性.通过DNA全合成技术合成编码抗菌肽Cathelicidin-1的全长基因,采用PCR技术扩增靶标基因并与真核表达载体pGAPZαA连接,获得重组质粒pGAPZαA-Cathelicidin-1;将重组质粒转化至大肠杆菌DH5α中扩增,提取质粒并经单酶切处理后转化毕赤酵母GS115;使用YPD培养基培养酵母,72 h后收集发酵液,通过Tricine-SDS-PAGE检测抗菌肽表达,并通过抑菌圈与抑菌曲线测定鉴定发酵液的抑菌活性.结果表明,抗菌肽Cathelicidin-1以分泌肽形式表达于发酵液中,并且该发酵液能够显著抑制大肠杆菌(Escherichia coli)的生长,而对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)则无明显抑菌效果.
湖光岩玛珥湖(Huguangyan Maar Lake)地理环境特殊,对于挖掘特殊生境耐热真菌资源具有较大潜力.对 1株来源于湖光岩玛珥湖的耐热真菌HS1-1进行了形态观察,分子鉴定和生理特性、产酶能力、抗菌活性的测定.结果表明,该真菌为烟曲霉(Aspergillus fumigatus),菌株在 15～50℃和pH3～12均能生长,最适生长条件是温度 40℃,盐浓度 1%～2%,pH6～7;经 4种产酶培养基筛选确定菌株对可溶性淀粉、乳糖、羧甲基纤维素有较强的利用能力,对 5种指示菌有一定抑制效果.说明真菌HS1-1具有较强耐热特性、酸碱耐受性和一定的抗菌活性.本研究对深入了解湖光岩玛珥湖耐热真菌并对其进一步开发利用提供理论基础.
为了掌握海南岛水稻需水量和缺水量的时空变化特征,基于海南岛 18个市(县)1971-2020年的逐日气象数据和 6个农业气象试验站早、晚稻生育期数据,采用Penman-Monteith公式和作物系数法及美国农业部土壤保持局推荐的方法计算早、晚稻需水量和缺水量,并分析其时空变化特征.结果表明:近 50年海南岛早、晚稻全生育期需水量分别为 444.9、419.7 mm,全生育期缺水量分别为 337.1、186.9 mm.早、晚稻全生育期需水量和缺水量空间分布各异.所有市(县)早、晚稻全生育期均缺水,缺水量主要分布在拔节孕穗期和分蘖前期.近 50年海南岛早、晚全生育期需水量和缺水量多数市(县)(占比为 55.6%～66.7%)呈减少趋势且以不显著减少为主,对海南岛水稻种植总体有利.但海口市、东方市、临高县、白沙县、琼中县和定安县早稻全生育期缺水量,东方市、昌江县、白沙县、琼中县、定安县、琼海市、文昌市和乐东县晚稻全生育期缺水量在增加,需加强稻田用水管理.
为了评价茚虫威原药及其 2种手性异构体对家蚕的毒性效应,以家蚕(Bombyx mori)为生物模型,使用喷雾法测定茚虫威原药和其异构体诱导家蚕体内抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性的变化.结果表明,茚虫威原药、(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威对家蚕的 96 hLC50 分别为 0.379、0.041和 0.113 mg·kg-1,(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威的毒性等级均为剧毒.(+)-R-茚虫威的LC50 是(-)-S-茚虫威的 2.75倍,茚虫威的 2种手性对映体对家蚕的毒性具有对映选择性.茚虫威的共毒系数为 12.868,(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威之间为拮抗作用.茚虫威诱导家蚕产生氧化应激反应,SOD活性和CAT活性在茚虫威原药处理组中和对照相比均显著上升,其中SOD活性在(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威处理组中的 0.730、1.460和 2.920 mg·kg-1 显著上升,CAT活性在(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威处理组中除 0.183 mg·kg-1 外均显著上升.POD活性在茚虫威原药、(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威 3个处理组中均下降.茚虫威原药对SOD、CAT和POD的作用效果低于(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威的单独作用之和,(+)-S-茚虫威和(-)-R-茚虫威混合使用对家蚕氧化应激的诱导具有拮抗作用.在田间使用茚虫威时,必须远离桑园,以免对家蚕造成危害.
为了筛选适宜珊瑚生长的网格板孔径尺寸,在蜈支洲岛的北部退化珊瑚礁区域使用 4种不同孔径尺寸(分为A、B、C、D 4组,孔径大小分别为 1 cm×2 cm、2.5 cm×2.5 cm、4.5 cm×4.5 cm、6 cm×6 cm)的铝制网格板搭建珊瑚苗圃,探讨人工基底的孔径尺寸大小对移植小叶鹿角珊瑚(Acropora microphthalma)生长、存活和生理状态的影响,结果显示,实验期结束时C组和D组的珊瑚保持 100%存活率,而A组和B组的珊瑚存活率降为 80%和 87%.C组和D组的基底上主要附着藻类为壳状珊瑚藻,附着草皮海藻干质量显著低于A组和B组;且C组和D组基底上附着的草皮海藻平均长度均显著低于A组和B组.小孔径基底上附着的草皮海藻会通过富集水中悬浮物获取营养导致过度生长,从而抑制珊瑚生长甚至死亡.基于珊瑚共生藻密度和光合生理指标,C组和D组的珊瑚拥有更高的光合能力,保证了珊瑚的钙化生长.以上结果表明,大孔径网格板(≥4.5 cm×4.5 cm)对移植珊瑚生长更有利,更适合作为工程化礁体的移植基底.
为了解近几年犬肝簇虫病在海南岛的流行情况,对其防控措施进行评估,便于更好地对海南岛的犬肝簇虫病进行防治.采用PCR方法对 2017年 10月至 2022年 5月海南岛 18个市县的 1 039份犬血样品进行犬肝簇虫(Hepatozoon canis)的检测.共检测出 135份犬血样品呈阳性,感染率为 13.0%,其中,海口(20.7%)、三亚(20.6%)、屯昌(33.3%)等地犬肝簇虫感染率较高;文昌市(8.7%)、定安县(5.6%)、澄迈县(6.3%)、儋州市(5.0%)、琼中县(15.8%)、乐东县(18.8%)、昌江县(6.7%)等地均发现有犬感染犬肝簇虫.以三亚(OP699205)、乐东(OP699206)、定安(OP699207)、琼中(OP699208)的阳性样品基于犬肝簇虫 18S rRNA基因构建支序图,结果发现海南岛的犬肝簇虫与印度的犬肝簇虫(AF176835)同源性(99.85%)最接近,并与猫肝簇虫(Hepatozoon felis),美洲肝簇虫(Hepatozoon americium)的分支分离.说明在海南岛的犬群中犬肝簇虫的感染率较高,需采用定期驱除犬肝簇虫的传播媒介血红扇头蜱(Rhipicephalus sanguineus)方式进行防治.
为了深入了解森林群落物种多度分布格局在纬度梯度上的分布特征,以位于 21°～42° N 纬度范围内的 4个具有代表性的森林群落为研究对象,采用纯统计、中性理论和生态位理论三类物种多度分布模型进行拟合优度检验,结合群落多样性的变化特征进一步分析,结果表明:在此纬度梯度上,各森林群落中 α 多样性均随纬度升高逐渐减小;在种多度模型拟合方面并未显示出纬度梯度上的差异,结果均为中性理论模型中的复合群落零和多项式模型的拟合效果最优;随纬度上升,群落中常见种和稀有种物种数均逐渐减少,稀有种种多度分布拟合结果与整体群落种多度分布最优模型一致,而常见种种多度分布拟合结果则显示出生态位理论模型中的断棍模型效果更优.热带雨林群落中的稀有种比例较高,当受到干扰时更容易造成物种的丧失,从而具有更高的保护价值.
为了解决在海南岛哪儿种红树、如何种红树能增汇的问题,基于生物气候、水文、地质及土地利用等数据,在最大熵(MaxEnt)模型评估所得的海南岛红树林生长适宜区基础上,预测红树林潜在扩种区域范围;结合潜在扩种范围和不同区域红树林生态系统碳密度调查数据,利用InVEST模型对海南岛红树林生态系统碳储量增量进行预估.结果表明:1)MaxEnt模型与InVEST模型结合能够良好地预估红树林碳储量,其中红树林潜在分布区的预测达到高信度(AUC>0.96);2)海南岛红树林生态系统现状碳储量约为 1.24 Tg,其中土壤碳约 0.84 Tg,总碳密度为 217.01 t·hm-2,土壤碳密度为 147.43 t·hm-2.以历史上海南岛最大的红树林分布面积 12506 hm2 作为潜在扩种范围控制线,理论上海南岛红树林生态系统在扩种上限情景下能够为碳中和目标的实现贡献碳储量增量约 1.25 Tg,而在扩种下限情景即仅保证完成《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025)》扩种2000 hm2 红树林的基本任务情景下,可实现约0.38 Tg碳储量增量.
