对于某些性成熟昆虫(包括褐飞虱)而言,腹部振动(abdominal vibration,AV)是交配过程的启动信号,对成功交配至关重要。目前,关于调控AV的遗传和分子机制的研究很少。我们以往与AV相关的转录组学研究表明,肌抑制肽(myoinhibitory peptide,NlMIP)是调控雌性褐飞虱AV的潜在基因,但其对AV的调控机制尚未报道。本文证实了NlMIP参与调控雌性褐飞虱的AV和交配行为。当NlMIP的敲低效率为59.00%时,雌性褐飞虱在1小时内产生AV的频率和交配成功率分别下降了38.89%和61.11%。此外,6条NlMIP成熟肽也能够调控雌性褐飞虱AV的产生及其交配行为,其中NlMIP2的作用最强。基于系统发育树分析和NlMIP成熟肽能有效激活A家族神经肽G蛋白偶联受体10(A-family neuropeptide GPCR 10,NlA10)的结果表明NlA10是NlMIP的潜在受体。NlA10被敲低后,雌性褐飞虱1小时内产生AV的频率和交配成功率分别下降了28.89%和43.33%。当NlA10被NlMIP2激活时,NlA10偶联到Gαi/q信号通路,从而抑制下游AC/cAMP/PKA,并激活PLC/Ca2+/PKC信号通路,进而级联激活MEK1/2介导ERK1/2的磷酸化,最终调控雌性褐飞虱的AV。这些结果为通过干扰雌性褐飞虱的AV进行害虫防治提供了依据。
目前人们对原生动物转移磷酸盐和改善玉米生长的能力还知之甚少。本文旨在探讨Colpoda cucullus能否通过转移磷来提高玉米的磷素水平。在根箱的外室土壤中接种纤毛虫C.cucullus,并添加KH232PO4、磷矿粉(RP)、普钙(SP)或磷酸铵(AP),然后在内室种植玉米。结果表明,接种C.cucullus的玉米植株32P放射性显著高于对照。此外,接种C.cucullus后玉米干物质显著增加了25.07%,氮磷钾含量增加了1~36% (P<0.05)。接种纤毛虫后,根箱内室土壤速效磷也提高了30%以上(P<0.05)。由此推测,磷素可能由接种的C.cucullus从外室运输到内室,然后被玉米植株吸收。
团聚体是诸如铵离子(NH4+)固持等土壤物理化学和生物过程的重要影响因素。秸秆还田可促进有机碳固存和提高作物产量,因而备受关注。然而,在农田土壤中,秸秆还田对团聚体尺度上NH4+的固持行为的影响尚未见报道。本研究以太湖流域的稻麦轮作长期定位试验为研究对象,选取不施肥(CK)、无机氮磷钾肥(NPK)和无机氮磷钾肥配施秸秆还田等三个施肥处理,采用湿筛法筛分微团聚体(<0.25mm),微团聚体有机碳采用H2O2氧化去除,目的在于评估长期秸秆还田对微团聚体吸附和固定NH4+的影响。结果表明长期秸秆还田可显著提高微团聚体有机碳含量和促进微团聚体对NH4+的吸附,但抑制了微团聚体对NH4+的固定。随着有机碳含量的增加,微团聚体对NH4+的吸附潜力和吸附强度增加,但对NH4+的固定降低,表明有机碳影响NH4+吸附固定的重要性。微团聚体经有机碳氧化后,NPKS处理对NH4+的吸附潜力明显下降,但三个施肥处理对NH4+的固定能力明显增强,这进一步证实了有机碳在NH4+吸附固定方面的重要性。因此,长期秸秆还田可通过提高土壤有机碳含量影响NH4+的吸附固定,进而提高稻麦轮作系统土壤氮的生物有效性和减少肥料氮的损失。
以往关于脱硫石膏改良盐碱土壤的效果研究,大多评测其对土壤理化性质的影响。然而,脱硫石膏对土壤微生物指标的影响研究鲜见报道,尤其是在其施用多年之后。为探究脱硫石膏改良盐碱土壤的长期效应,在内蒙古托克托县采集了轻度、中度和重度(碱化度分别为6.1-20%、20-30%和30-78.4%)3种碱化区施用脱硫石膏17年后的剖面(0-40 cm)土样,分析了土壤有机碳、养分、微生物量和酶活性的变化情况。结果表明:与对照(不施用脱硫石膏)处理相比,3种碱化区施用脱硫石膏处理0-20 cm和20-40 cm土壤有机碳含量平均值分别增加了18%和35%,0-20 cm土壤速效钾含量平均值增加了51%,20-40 cm土壤微生物量碳和微生物量氮含量平均值也分别增加了69%和194%。除了重度碱化区外,脱硫石膏处理0-40 cm土壤脲酶活性显著高于对照处理。此外,脱硫石膏处理显著提高了3种碱化区20-40 cm土壤碱性磷酸酶活性,但其对0-20 cm土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性的作用效果参差不齐。皮尔逊相关分析结果显示,土壤肥力和生物活性的提高归功于脱硫石膏施用后降低了土壤电导率、pH和碱化度。由此可见,施用脱硫石膏对土壤肥力和生物活性有积极的影响,有助于土壤生态系统的可持续发展,是一种切实可行的碱土改良方法。