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关键词： 初中生物   教学过程   深度学习   批判能力   思维能力  

摘要： 深度学习旨在提升学生动机与态度、批判与理解、迁移与应用、总结与反思能力，因其能够很好地顺应全球教育改革的发展趋势，且符合我国全面深化课程改革的需求，这些年备受关注。目前初中生物学的学习存在碎片化、机械化的浅层学习状态，深度学习可以有效的改善这种现象，可利用生物学教学提高学生的深度学习水平，从而促进学生学会学习，实现学生的自我发展。基于此，研究尝试在初中生物学教学中，通过单元整体教学设计，开展促进学生深度学习的教学实践研究。　　研究首先通过文献查阅，梳理了不同维度有关深度学习的相关文献，分析了相关研究理论，确定了研究的思路与方法，为本研究奠定了理论基础。随后，研究采取学生问卷调查对初中生生物学深度学习现状进行了调查，发现学生深度学习水平不高，主要表现在学生生物学学习的动机和学习的态度有待增强;学生批判性思维不明显、生物学理解分析能力有待提升;学生迁移知识能力和应用知识能力急需提升;学生总结、构建知识能力较弱，对自身的反思有待加强。基于此，研究参考郭华教授基于深度学习教学的实践模型，进行了人教版七年级第三单元“生物圈中的绿色植物”的教学设计，并在任教班级中开展了教学实践。在实践中及时收集学生反馈，不断反思完善基于深度学习的初中生物学教学设计。　　实践结束后，通过学生访谈、学生问卷、单元测试卷等方式对实践教学的效果进行了评估。结果表明：学习者的动机与态度得到了提升、学习者的批判与思维能力得到了培养、学习者的迁移与应用能力得到了提升、学习者的反思与总结能力得到了发展，初中生进行深度学习需要在教师引导下进行。最后，对研究进行了反思，期待为初中生物学教师通过教学实践促进学生的深度学习提供参考。

关键词： 植被恢复   碳化学稳定性   微生物群落组成   生态互作网络   碳代谢功能多样性  

摘要： 在全球气候变化的大背景下,适宜的植被恢复模式是改善土壤质量、调节微生物群落特征和提高土壤固碳潜力的关键措施,在区域乃至全球尺度上都发挥着重要的生态系统服务功能。在生态脆弱的黄土高原地区,退耕还林还草已被证明可以有效服务于提升土壤碳储量。然而,土壤碳固定不仅取决于碳库大小,更受到碳化学性质影响下的碳稳定性制约,但目前针对这方面的研究仍比较缺乏。同时,微生物生态适应策略强调不同类群对碳源的偏好和代谢强度差异,但现有的研究主要集中于探索微生物与环境理化变量间的关系,忽视了碳底物化学性质对微生物群落构建的影响,这可能会模糊我们对微生物环境适应格局的理解。本文通过结合理化分析、傅里叶红外(Fourier Transform infrared,FTIR)光谱和生物测序技术,测定了不同植物群落土壤和植物叶片基础化学特征及有机碳化学结构、土壤微生物群落组成和代谢特征,旨在揭示养分结构、土壤碳化学稳定性和微生物特征三者之间的深层联系,并为黄土高原地区选择合理的恢复模式提供研究参考。主要结果如下:(1)不同植物群落叶片和土壤化学性质间存在显著差异。相比于撂荒草地(A),刺槐(RF)和柠条(S)造林可以显著提高LTN含量,并保持更低的LTC:LTN比和更高的LTN:LTP比(p<0.05)。同样,刺槐和柠条土壤中有更丰富的有机碳(SOC)和全氮(STN)含量(p<0.05),但全磷(STP)在不同群落间却不存在显著差异,由此造成刺槐和柠条土壤中SOC:STN和STN:STP在不同程度上高于撂荒草地。(2)FTIR光谱分析显示,植物叶片和土壤碳组分中有机化合物含量均表现为脂肪族化合物>亲水化合物>芳香族化合物。相比于撂荒草地,刺槐和柠条植物叶片与土壤碳化学组分具有更高比例的亲水化合物和芳香族化合物,并表现出更高的芳香性。SOC的疏水性在撂荒草地上最高,其次为刺槐和柠条,说明在目前群落恢复阶段,农田撂荒更有助于提高土壤碳稳定性。(3)不同植物群落之间土壤微生物群落特征存在明显差异。Absolute quantification PCR(qPCR)结果显示,撂荒草地上细菌(Bacteria)和真菌(Fungi)丰度比(B:F=19.90)最低,表明微生物群落组成以真菌为主导。刺槐土壤中细菌和真菌群落alpha多样性指数(Shannon和Simpson)和Chao 1、ACE指数均高于柠条和撂荒草地。细菌群落中归属于r-策略者的Proteobacteria和Bacteroidetes门在刺槐和柠条土壤中的相对丰度均高于撂荒草地,而K-策略者的Acidobacteria和Chloroflexi门在撂荒草地上的相对丰度最高。Ascomycota是三种土壤中的优势真菌门,在撂荒草地上占比最高。(4)微生物互作网络分析显示,三种植物群落土壤中细菌和真菌群落强相关性节点的数量分别为204～213和83～99,在强相关关节点数量相似的情况下,刺槐和撂荒草地上细菌和真菌网络边的数量远高于柠条。细菌互作网络在刺槐土壤中结构最复杂,网络连通性最高,而真菌互作网络的属性优势主要存在于撂荒草地上。在柠条土壤中,细菌和真菌网络更趋向于均匀化和同质化,网络结构简单且连通性较弱。(5)第七天的微生物碳代谢功能分析显示,刺槐土壤微生物整体碳代谢能力(AWCD)和代谢均匀性(Mclntosh index)分别为0.123和1.332,均显著高于柠条和撂荒草地。柠条土壤中微生物代谢的丰富度(Shannon index)和优势度(Simpson index)分别为2.062和0.749,均低于刺槐和撂荒草地。综合六大类碳源的绝对和相对利用分析显示,刺槐土壤微生物偏好利用多糖和氨基酸类易利用的亲水化合物,撂荒草地上微生物对聚合物类顽固性碳化合物代谢能力最强。主成分分析显示,刺槐与柠条和撂荒草地微生物碳代谢功能沿着PC 1轴分开,多糖和氨基酸类化合物是起分异作用的主要碳源。综上,选择不同植物恢复模式将显著影响土壤养分和碳化学稳定性特征,这主要与植物叶片化学性质有关,就目前研究结果来看,刺槐和撂荒草地碳稳定性要优于柠条土壤。撂荒草地上微生物群落以K-策略者为主,对顽固性碳化合物代谢能力最强,这预示着将来撂荒草地土壤中可能面临更多的稳定性碳损失,而刺槐土壤中微生物群落多样性最大,以r-策略者为主,对亲水性化合物代谢能力最强,预示着刺槐土壤可能会积累更大比例的稳定性碳。从土壤养分结构、碳化学组成和微生物学特征的整体性角度出发,刺槐可能是本区域未来更适宜的造林树种。

关键词： 初中生物学   核心概念   学习进阶   植物的生活  

摘要： 生物学是以丰富的生物学知识为载体,注重探究和实践,反映自然科学本质的一门课程。在《义务教育生物学课程标准(2022年版)》中明确了生物学课程功能,要求课程设计要能提升学生的科学素养,培养学生科学思维的习惯,以核心素养为宗旨,内容聚焦大概念,切合学生的认知特点,优化内容体系,使学生在理解概念的基础上,应用生物学概念,最终实现小学阶段与初中阶段和高中阶段学习的有效衔接。学习进阶符合学生认知思维的发展路径,能够搭建起从低水平到高水平理解的桥梁。核心素养的培养依赖核心概念,将学习进阶与核心概念相结合,构建基于核心概念的进阶,帮助学生建构良好的知识体系,促进学科知识的迁移。本研究选择初中生物学教材中“植物的生活”这一主题,基于该主题的核心概念构建学习进阶假设,进行学习进阶实证,修正学习进阶假设并进行教学设计以及学习进阶的实践研究,主要研究结果如下:(1)通过分析人教版七年级上册生物学教材和2022年版义务教育生物学课程标准,提炼出“植物的生活”主题下的三个核心概念,分别是:绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死亡等阶段;植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动,获取养分,进行物质运输,参与生物圈中的水循环;植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量,有利于维持生物圈中的碳氧平衡。(2)通过分析《义务教育小学科学课程标准》以及梳理小学科学教科书的相关内容确定学习进阶起点,在此基础上通过对“植物的生活”主题下的三个核心概念进行剖析,构建出该主题下“七维度四水平”的学习进阶假设。(3)以赤峰市某初中学生为测试对象,通过对测试题的正确率和集中度进行定量分析,检验并调整学习进阶假设,最后以全景图的形式呈现出修正后的学习进阶。(4)基于学习进阶的教学设计模型,以《绿色植物与生物圈的水循环》一节课为例设计教学过程,将构建的核心概念2的学习进阶图应用到教学实践中,并通过课后教师访谈获得反馈,开发出教学案例。根据以上研究结果,学习进阶应体现在中学生物学的教学设计与学业评价中,以期提升学生的学科核心素养。

摘要： 【教学内容】“植物的光合作用”是苏科版七年级上册生物教材中的一个重要概念。这一概念涉及植物生长、发育的基础知识和光合作用的基本过程。【教学目标】1.理解光合作用的概念及基本过程，掌握光合作用的场所和所需条件。2.掌握光合作用中的物质变化和能量传递，理解光能转化为化学能的过程。总结光合作用的过程、重要反应物质和能量转换，强调光合作用在生态系统中的重要性和意义。

关键词： 陕西羽叶报春   生殖生物学   传粉生物学   胚胎发育   种子萌发  

摘要： 陕西羽叶报春(Primula filchnerae Knuth)是报春花科(Primulaceae)报春花属(Primula L.)二年生草本植物,具重要的观赏价值和科研价值。该物种种群数量少,分布狭窄,面临灭绝风险,是我国珍稀濒危植物,被列为陕西省地方重点保护植物。因此,揭示其濒危机制并开展物种保护迫在眉睫。本论文对陕西羽叶报春的生殖生物学进行了初步研究,目的在于通过了解和探究其生殖过程中是否存在生殖障碍,揭示其濒危机制,为该物种保护提供科学依据,也可为该种植物的栽培繁育及应用提供科学依据。本研究通过定时定点野外观察来了解陕西羽叶报春的开花过程及物候学特征、传粉者及传粉动态,通过测量花粉胚珠比、杂交指数及人工授粉实验探究其繁育系统。研究结果表明:(1)种群花期为1月底至4月中下旬,单花花期一般为14～17 d,单花开花进程中花部形态有6个明显发育变化:全部被萼片包裹、花苞伸出并为深粉色、花朵打开为淡粉色、花瓣为白色、花朵枯萎、花冠脱落且花萼宿存;(2)其具花柱二型性现象,长柱型花雌蕊高是短柱型花雌蕊的1.76倍;(3)异花授粉,蜜蜂属为其主要传粉者;(4)柱头在花开后第2天可授性最高,花粉在花开后第4天活力最高;(5)长、短柱型花的花粉胚珠比分别为902.26和831.48,杂交指数为4,套袋实验显示异型交配可育,同型交配不可育,综上,陕西羽叶报春的繁育系统为异交型,自交不亲和。采用石蜡切片显微技术,对陕西羽叶报春大小孢子发生、雌雄配子体发育及胚发育进行了研究,以探究其胚胎发育过程及特征。研究结果表明:(1)每花具5枚雄蕊,每一花药具4个花粉囊,发育方式为基本型;花药壁完全分化时由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成,成熟花粉壁由表皮和纤维层组成;(2)小孢子母细胞减数分裂形成的四分体呈四面体型,成熟花粉为二细胞花粉,具三个萌发沟,部分花粉出现败育现象;(3)雌蕊子房一室,胚珠横生,双珠被,胚囊发育类型为蓼型,发现部分胚囊败育现象;(4)合子多次分裂后形成球形胚,在无定型的胶质中不断分裂到贴紧种皮,中间细胞退化消失,最终形成空腔状。胚乳的发育类型为核型胚乳,胚乳消失最终形成无胚乳种子。通过测定陕西羽叶报春种子的千粒重、吸水率、活力,及不同温度、光照强度和不同浓度植物激素、生长调节剂对种子萌发的影响,探究该种子的生物学特性及萌发特性。研究结果表明:(1)种子细小,千粒重为0.9±0.06 g;(2)种子吸水率为52.6%;(3)种子活力随着存储时间的增长呈下降趋势,常温干燥条件下种子的活力都普遍高于4℃低温干燥条件下;(4)种子的最适萌发温度为25℃;(5)为光不敏感型种子;(6)200 mg/L GA、5 mg/L IAA、10 mg/L 6-BA、10 mg/L NAA对其种子萌发有促进作用,促进效果为GA>6-BA>NAA=IAA。通过对陕西羽叶报春的生殖生物学进行研究,发现其生殖过程中存在花粉败育、胚囊败育等生殖障碍。陕西羽叶报春濒危的原因有:(1)自交不亲和,在种群密度很低或缺少传粉者时,自交不能代替异花授粉而确保受精成功,从而导致胚珠败育;(2)早春开花,传粉者种类少,受天气影响大;(3)雌雄配子体发育过程中出现部分花粉败育、胚囊败育现象;(4)生境受人为和自然灾害干扰严重。因此,为了更好地保护这一濒危物种,基于本研究的主要发现,提出了保护策略。

关键词： 薹草   物候期   生长特性   干旱胁迫   盐胁迫   种子萌发特性   分株栽培  

摘要： 以莎草科(Cyperaceae)薹草属(Carex)的低矮薹草(Carex humilis)、亚柄薹草(***)、乌拉草(***)为试材,通过田间试验及温室盆栽试验,研究其物候期、形态特征等生物学特性,探究其生长发育规律,并对其耐旱性及耐盐性进行综合评价,以及研究不同催芽方法对三种薹草种子萌发的影响、分株栽培对三种薹草生长发育的影响。主要结果如下:1.三种薹草均于三月中下旬返青,绿期在233-248d之间,低矮薹草绿期短于亚柄薹草与乌拉草。低矮薹草花期、种子成熟期均比乌拉草早。三种薹草均能正常越冬,夏季无休眠现象。乌拉草株高高于亚柄薹草与低矮薹草。低矮薹草与亚柄薹草叶片较柔软,乌拉草叶片较粗糙,乌拉草叶片比亚柄薹草与低矮薹草宽大。三种薹草先开花后展叶,花穗为雄雌顺序,雄穗黄色顶生,雌穗白色侧生,柱头数均为3。低矮薹草花药与花丝均长于亚柄薹草与乌拉草,而柱头长度低于其他两种薹草。此外低矮薹草与亚柄薹草种子为暗褐色,乌拉草为棕褐色,乌拉草种子千粒重>亚柄薹草千粒重>低矮薹草千粒重。按分蘖类型划分三种薹草均为密丛型,是典型的克隆植物,具有长根状茎,根茎特征趋于游击型。通过五级制评分法得到三种薹草的观赏性状综合评价得分,由高到低是:低矮薹草>亚柄薹草>乌拉草。2.随着干旱胁迫时间的延长,三种薹草株高及地上部干重均呈下降趋势,并且各处理之间均差异显著;叶绿素含量呈先升后降的趋势,亚柄薹草各处理之间与CK均没有显著差异,乌拉草各处理均与CK差异显著;丙二醛(MDA)含量呈升-降-升趋势,在胁迫20d时均与CK差异显著;超氧化物歧化酶(SOD)呈先升后降的趋势,低矮薹草与亚柄薹草在胁迫15d时达到最大值,乌拉草在胁迫10d时达到最大值;亚柄薹草与乌拉草游离脯氨酸(Pro)含量呈先升后降趋势,低矮薹草呈逐渐上升趋势,三种薹草在各处理时期均与CK差异显著。运用模糊数学隶属函数分析法得到三种薹草耐旱性,由大到小排序为亚柄薹草>低矮薹草>乌拉草。3.随着盐浓度的增加,三种薹草株高及地上部干重均呈下降趋势,低矮薹草株高下降幅度较大,各处理均与CK差异显著;当NaCl浓度为50 mmol·L时,亚柄薹草、乌拉草株高与CK没有显著差异,高于此浓度时,均与CK差异显著。三种薹草干重在各胁迫浓度处理下均与CK差异显著。叶绿素含量呈先升后降的趋势,低矮薹草与乌拉草在胁迫浓度为50 mmol·L时达到最大值;丙二醛(MDA)含量均呈逐渐增加趋势,均与CK差异显著;超氧化物歧化酶(SOD)均呈先升后降的趋势,低矮薹草与乌拉草在胁迫浓度为50 mmol·L时达到最大值,亚柄薹草在胁迫浓度为100 mmol·L时达到最大值;三种薹草游离脯氨酸(Pro)含量呈先升后降趋势,亚柄薹草与乌拉草各浓度胁迫处理均与CK形成显著差异,而低矮薹草在胁迫浓度为300 mmol·L时与CK没有显著差异。运用模糊数学隶属函数分析法得到三种薹草耐盐性,由大到小排序为亚柄薹草>乌拉草>低矮薹草。三种薹草的耐盐阈值分别为,低矮薹草108.53 mmol·L、亚柄薹草169 mmol·L、135.74mmol·L,与隶属函数分析法求得数据一致,亚柄薹草耐盐性优于乌拉草优于低矮薹草。4.赤霉素处理与低温层积处理能在不同程度上促进种子萌发,其中低温层积处理最为有效。在赤霉素浓度分别为200mg·L以及400mg·L时,低矮薹草与亚柄薹草的种子发芽率与发芽指数分别提高了35.08%、73.24%和3.17倍、15.51倍,对乌拉草种子萌发的影响不显著。当低温层积处理为60d时,低矮薹草与亚柄薹草的种子发芽率分别提高了35.33%、78.33%,而处理30d时,乌拉草的种子发芽率与发芽指数分别提高了74.33%和23.78倍。5.亚柄薹草分蘖能力以及扩展速度优于低矮薹草与乌拉草,而乌拉草根冠比在各观测时期均大于亚柄薹草与低矮薹草,并形成显著差异。当分株芽数为5或10个,栽植间距为30cm×30cm时株高、扩展速度、分蘖数及根冠比的增长均达到最大。然而当分株芽数增加及栽植间距扩大和缩小时,三种薹草的生长发育都会受限,说明5或10个分株芽数与30cm栽植间距是三种薹草田间种植的最佳处理。当栽植深度为6cm时,根冠比增长较好并与栽植深度为4cm及8cm差异显著。通过对三种薹草属植物生物学特性及栽培技术进行研究,了解了三种薹草植物生长发育特点,对薹草的栽培应用提供了理论依据及数据支持,为今后野生薹草的引种开发工作奠定基础。

摘要： 一、单元整体教学设计思路（一）单元主题名称选择性必修一《稳态与调节》第五章植物生命活动的调节（二）课程标准要求1.内容要求（1）概述科学家经过不断的探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。（2）举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。

关键词： 石碌含笑   繁育系统   开花生物学   无性繁殖   海南  

摘要： 石碌含笑(Michelia shiluensis Chun et ***)属于木兰科(Magnoliaceae)含笑属(Michelia L.),常绿乔木,分布于海南昌江、保亭和东方等地。株形紧凑,叶面光亮,花洁白、芳香,适应性强,既可作为观赏树种用于城市绿化美化、生态环境改善,又可用于精油提炼,发展潜力巨大。无论是野生还是栽培状态,石碌含笑开花个体少,花后罕有结实,林下小苗罕见,野生居群数量日渐稀少,为国家II级重点保护野生植物。本研究以海南大学木兰学院圃地栽培的的石碌含笑为研究对象,明确其开花特性与繁殖特性对有性繁殖成功率的影响,探索无性繁殖技术体系,为其资源保护与开发利用提供科学依据。开展石碌含笑有性繁殖和无性繁殖两方面的研究:对石碌含笑花器官形态特征、开花动态、访花昆虫进行观察和统计,对其繁育系统特性进行检测;研究石碌含笑花粉活性的离体检测方法;种子的储存和播种处理方法。进行组培快繁、扦插、空中压条、嫁接等无性繁殖技术探索。主要研究结果如下:(1)开花时,石碌含笑的雄蕊群和雌蕊群形成空间隔离:花被片横向弯曲形成球形空间,保护雄蕊群;雌蕊群柄持续伸长,将雌蕊群推出雄蕊群和花被片。这种花被片和雌蕊群同步的动态变化,可巧妙规避自交的发生。(2)VI和VII阶段柱头的可授性最强;VI阶段花粉的活性最高,离体萌发率达66.96±11.28%。花粉散粉的VII时期也是雌蕊群柱头的最佳可授期。(3)石碌含笑依赖生理隔离预防自交:异株异花授粉完全亲和,结实率达100%;同株同花或同株异花授粉完全不能结实;不存在无融合生殖现象;与含笑属其他种类有生殖隔离。(4)在海南儋州圃地栽培植株的主要访花昆虫为西方蜜蜂(Apis mellifera)。在吊罗山野外生长的植株,仅观察到在花中停留的鳃金龟,以及被甲虫类昆虫取食过的花被片。(5)石碌含笑花粉离体萌发的最适培养基为蔗糖50 g/L、硼酸100 mg/L、氯化钙400 mg/L;干燥条件下,-80℃环境更有利于其保存;MTT染色法最适合其活力的快速鉴定,醋酸洋红染色法不适于其活力检测。(6)石碌含笑种子宜随采随播,出苗时间为40d,出苗率达88.89%。低浓度的6-BA和高浓度的GA均有助于石碌含笑种子萌发;GA2000 mg/L+6-BA 200 mg/L,浸泡24 h为石碌含笑种子萌发处理的最适宜激素组合。(7)建立石碌含笑无菌体系时,顶芽为最适宜的取材部位。侧芽及顶芽的最佳消毒方式为75%酒精30 s+6.7%Cl O 7 min。最适宜石碌含笑生长的基本培养基为WPM培养基,最适宜诱导侧芽萌动的生长调节剂浓度为6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.3mg/L。(8)ABT 2000 mg/L、NAA 3000 mg/L、IBA 3000 mg/L均对石碌含笑嫩枝扦插都有一定的促进作用,其中IBA 3000 mg/L浸泡20 min最有利于愈伤组织的形成。从插条的取材部位、扦插季节、基质、生长调节剂着手,经过多次尝试,石碌含笑插条均未生根。(9)使用各种激素处理的空中压条愈伤率均为100%,其中IBA 1500 mg/L、NAA 2000 mg/L、NAA 3000 mg/L所处理的石碌含笑空中压条形成的愈伤组织厚度较大;IBA 800 mg/L及清水处理的CK组厚度较小;CK组空中压条形成的愈伤组织宽度最大,IBA 800 mg/L处理的枝条形成的愈伤组织宽度最小。(10)冬季以石碌含笑一年生成熟枝条作接穗,以黄兰1-3年生实生苗作砧木,用切接法进行嫁接,成活率达90%以上;1年后石碌含笑接穗枝长26.49±1.93 cm,地径0.68±0.05 cm。因此,冬季枝接是石碌含笑最快速育苗的方法。

关键词： 膜脂稳态   螺色酮衍生物   脂肪酸合成过程   抗菌活性  

摘要： 螺色酮是一种类黄酮类化合物,含有这类骨架的化合物具有抗结核,抗心律失常,抗HIV,ACC抑制剂,组胺受体拮抗剂等多种生物活性。本论文通过以螺色酮为骨架,引入环氧溴丙烷,并使用不同胺类进行环氧开环,得到一系列含有异丙醇胺结构的螺色酮类衍生物。所合成的化合物均通过核磁共振氢谱（H NMR）、核磁共振碳谱(C NMR)和高分辨质谱（HRMS）进行结构表征。期望得到结构新颖,作用方式明确,高效低毒的抗菌化合物。本论文主要包括含异丙醇胺结构的螺色酮类衍生物的合成及生物活性研究、构效关系分析以及高活性化合物B对水稻白叶枯病菌的初步机制探究三个部分。1.本文合成A,B,C,D四个系列共计58个目标化合物,并利用浊度法测试化合物对革兰氏阴性菌(水稻白叶枯病菌（Xoo,Xanthomonas oryzae ***）,柑橘溃疡病菌（Xac,Xanthomonas axonopodis ***）和猕猴桃溃疡病菌（Psa,Pseudomonas syringae ***）)和革兰氏阳性菌(番茄溃疡病菌（Cmm,Clavibacter michiganense ***）)的离体生物活性。生物活性测定结果表明,大部分化合物均表现出良好的生物活性,其中化合物B抗水稻白叶枯病菌的活性最优,其EC值为1.28μg/m L,优于对照药剂叶枯唑和噻菌铜(EC分别为38.06和81.54μg/m L);化合物C抗柑橘溃疡病菌表现最优,其EC值为0.78μg/m L,优于对照药剂叶枯唑和噻菌铜(EC分别为53.21和98.46μg/m L);化合物B抗猕猴桃溃疡病菌的EC值为1.20μg/m L,优于对照药剂噻菌铜(EC分别为90.58μg/m L);化合物B抗番茄溃疡病菌值为3.48μg/m L,优于对照药剂叶枯唑和噻菌铜(EC分别为73.16和146.15μg/m L)。水稻活体盆栽实验结果表明,化合物B在200μg/m L浓度下,对水稻白叶枯病的治疗活性和保护活性分别为44.64%和43.33%,略优于对照药噻菌酮（39.52%和41.27%）,优于对照药叶枯唑（33.77%和39.20%）。此外化合物B在加入0.1%有机硅（治疗活性49.57%和保护活性47.81%）或0.1%橘皮精油（治疗活性47.64%和保护活性46.71%）后,其治疗活性和保护活性相较于化合物B均有所提高,明显优于对照药噻菌酮和叶枯唑活性。2.化合物B在离体抗水稻白叶枯病菌生物活性测试中表现最为出色,通过相应的结构改造以及构效分析得到如下结论。（1）烷基哌嗪得到的目标化合物在100μg/m L浓度下没有活性,但在哌嗪上引入苄基后,其活性显著提高。（2）在没有哌嗪基的存在下,苄胺类取代活性更高。（3）苄胺的N-H被烷基取代后,活性降低,随着链的增长,活性逐渐降低。（4）异丙醇胺结构的完整性,对活性至关重要。（5）螺色酮的6-位取代的活性优于其他位置。3.初步机制探究:利用透射电子显微镜（TEM）,发现经化合物B处理后的水稻白叶枯病菌表面出现破裂现象;利用N-苯基-1-萘胺和ONPG药物,发现经化合物B处理的细菌外膜和内膜通透性增大。通过使用尼罗红和DAPI染色,发现经化合物B处理后的细菌细胞膜受损并有胞内成份外泄;将细胞膜脂提取出来后,发现脂质成份随药物浓度增大而减少;通过GC-MS技术分析脂肪酸成分的变化;脂肪酸经脂肪酸合成通路进行合成,其基因包含ACC,ACP,以及Fab家族基因参与。通过实时定量聚合酶链反应（RT-q PCR）检测基因的表达量,发现经B处理后的基因表达量出现下调;随后通过DNA结合实验与竞争性实验分析药物与DNA的作用方式,发现化合物B与DNA进行了非共价结合。

关键词： 植物群落   增温   土壤木质素降解   碳矿化   酶活性  

摘要： 工业革命以来,全球变暖日益加剧并深刻改变着全球碳循环过程,增加土壤有机碳固持和稳定是有效缓解气候变暖的重要措施。土壤木质素的降解是生态系统有机碳循环的限速步骤,可进一步反映土壤有机碳稳定性及其周转状态。研究土壤木质素的分布及降解,可深入阐明土壤植物源碳的稳定机制,这对于提升和稳定区域土壤有机碳具有深远意义。本论文以晋西黄土高原砖窑沟小流域刺槐林地、柠条林地和撂荒地3种植物群落为研究对象,研究植被恢复对土壤木质素分布的影响,并分别在15℃、25℃和35℃的温度条件下进行室内模拟试验,探讨增温下土壤木质素的降解过程及微生物学机制。主要结果如下:(1)3种植物群落0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层土壤中的木质素含量分布于56.38-170.65 ug/g、51.86-128.55 ug/g、31.54-98.91 ug/g之间,在垂直梯度上无显著差异(p>0.05)。植被恢复对土壤中木质素S单体与V单体含量比(S/V)、S类单体的酸醛比[(Ac/Al)s]存在显著影响(p<0.05)。3种植物群落土壤C/N均表现为0-10 cm显著高于20-30 cm,刺槐林地和柠条林地的土壤C/P和N/P均表现为0-10 cm显著高于10-20 cm和20-30 cm,撂荒地土壤C/P表现为0-10 cm显著高于10-20 cm和20-30 cm,N/P在三个土层间无显著差异。土壤C/N和C/P在三个土层均表现为在3种植物群落间无显著差异。土壤N/P在0-10 cm土层表现为柠条林地显著高于撂荒地,在10-20 cm土层表现为刺槐林地显著高于撂荒地,在20-30 cm土层表现为3种植物群落间无显著差异。(2)室内模拟土壤木质素降解试验表明,3种植物群落的土壤木质素含量均随培养时间推移而不断减少,刺槐林地的木质素含量降低了96.53%-98.84%,柠条林地的木质素含量降低了97.78%-98.96%,撂荒地的木质素含量降低了96.76%-98.11%。三种温度条件下,3种植物群落土壤有机碳的累积矿化量均呈上升趋势,前15天矿化量明显较大,15天以后矿化量逐渐减小、整体趋向平缓。同一温度条件下,3种植物群落的土壤有机碳矿化速率均随培养时间推移而减小,具体表现为前期下降速率快,后期趋于平稳。各温度条件下土壤有机碳矿化速率基本表现为刺槐林地>柠条林地>撂荒地。同一植物群落不同温度条件的有机碳潜在矿化碳库Cp值差异显著(p<0.05),植物群落类型对土壤Cp值也有显著影响(p<0.05)。(3)在增温模拟土壤木质素降解中,3种植物群落的土壤Li P、Mn P和La C活性基本表现为刺槐林地高于柠条林地和撂荒地。在15～35℃培养条件下,3种植物群落的土壤Li P、Mn P和La C活性均随温度升高而增加。温度对土壤Li P、Mn P和La C活性的影响存在差异性,刺槐林地和撂荒地的3种木质素降解酶对温度的响应程度由大到小依次为La C>Li P>Mn P,柠条林地则表现为Mn P>Li P>La C。(4)在增温模拟土壤木质素降解中,对其土壤微生物多样性研究发现,3种植物群落土壤细菌群落的Chao 1指数和Shannon指数随时间推移表现出先升高后降低的变化特征,Simpson指数随培养时间推移并未呈现出明显的变化规律。土壤真菌群落的Chao 1指数在培养60 d以后均呈下降的变化趋势,而Simpson指数和Shannon指数在培养60 d以后表现出持平或下降趋势。3种植物群落土壤中主要的优势细菌门类包括变形菌(Proteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。不同温度条件下,3种植物群落土壤变形菌门的相对丰度随时间先降低后升高或一直降低,放线菌门和绿弯菌门的相对丰度均表现出随培养时间的推移先上升后下降的变化特征,酸杆菌门的相对丰度随时间推移呈现出先降低后升高的变化趋势。3种植物群落土壤真菌的主要优势菌门均包括子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)。不同温度条件下,3种植物群落土壤担子菌门的相对丰度随培养时间推移一直降低或先降低后升高。子囊菌门的相对丰度随时间表现出不断升高或先升高后降低的变化特征。(5)土壤木质素总量与SOC、TP、NO-N含量、N/P显著正相关(p<0.05),与TN、AK含量极显著正相关(p<0.01)。S/V与TN、AK含量极显著正相关。(Ac/Al)v与TP含量极显著正相关。3种植物群落的土壤有机碳累积矿化量与土壤木质素的降解率存在显著正相关关系。15℃累积碳矿化量与La C呈显著正相关,25℃有机碳矿化速率与Li P和La C均呈显著负相关关系,35℃累积碳矿化量与Li P显著正相关