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江苏宜兴大港河水质变化对苦草遗传多样性和遗传结构影响分析

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江苏宜兴大港河水质变化对苦草遗传多样性和遗传结构影响分析

作者：王丹碧南京大学

学位级别：硕士

太湖是中国五大淡水湖之一,位于长江三角洲南缘。太湖流域人口密度大,工农业迅速发展,生活污水、农业废水等排放量增加,导致流入污染物的总量远远超过太湖整体纳污能力。太湖水质持续为V类甚至劣V类,富营养化程度严重。相关研究表明,入... 详细信息

太湖是中国五大淡水湖之一,位于长江三角洲南缘。太湖流域人口密度大,工农业迅速发展,生活污水、农业废水等排放量增加,导致流入污染物的总量远远超过太湖整体纳污能力。太湖水质持续为V类甚至劣V类,富营养化程度严重。相关研究表明,入湖河道污染物的输入是造成太湖污染的主要来源之一,由入湖河道输入太湖的污染物占总量的80%,其中总氮输入量达90%以上。对入湖河道的生态治理是控制太湖污染和富营养化的重要工程。太湖共连接200多条河流,其中大港河是主要入湖支流之一,位于宜兴市丁蜀镇大港村,全长9.4km。河流两岸由西至东分布有林地、农田、村庄,是一条典型的集生活污水和农业面源污染的河流,水质具有明显的梯度变化特征。通过对大港河水质变化进行研究,可为大港河水生态修复和水资源管理提供参考依据。在富营养化水体中,水生植物生长、繁殖受到抑制,种群数量和种类大量减少,导致水生态系统失衡等严重生态问题。水生植物中沉水植物对于环境变化的反应较为敏感,对水环境质量具有比较强的指示作用。苦草(Vallisneria natans)为水鳖科(Hydrocharitaceae)苦草属多年生无茎沉水植物,是湿地生态修复的重要工具种之一。水体营养盐浓度显著影响苦草生长,当营养盐浓度过高时,将会削弱苦草光合作用,降低苦草根系活力等。为探究大港河水质梯度变化过程中,苦草种群数量减少以及其适应性下降的遗传基础。本实验在大港河从源头汇水区至入湖河口区采集水样、苦草植株以及底泥,对样品的氮、磷营养盐含量变化进行分析。同时,采用nSSR和cpSSR微卫星分子标记研究大港河顺流分布的6个苦草居群遗传多样性和遗传结构。得出以下主要结果:(1)大港河主河道各样点7个指标主要为逐渐增加的变化趋势。根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),大港河TN在第1样点平均值为0.88 mg/L,优于Ⅲ类水质标准,而第10样点已高达4.76mg/L,为劣Ⅴ类水质标准;水体中TP含量第1样点为0.21mg/L,为Ⅲ类水质标准,而第10样点上升至0.6 mg/L,,远高于Ⅴ类水标准,为劣V类;COD、NH3-N、NO3-N、PO43-均值在六个样点间呈明显逐渐上升趋势,而溶解氧变化趋势不明显。在大港河主要7条入河支浜的水质监测结果中,分布于农田、村庄、林地的支浜,其TN为Ⅴ类-劣Ⅴ类水质标准,TP总体为Ⅲ类水质标准。大港河水质由Ⅲ逐渐恶化为Ⅴ类-劣Ⅴ类。(2)6个样点的苦草所含TN、TP含量变化趋势是顺着水流方向逐渐升高。样点Ⅰ苦草TN为19 mg/g,至样点Ⅵ升高为25.7 mg/g;样点Ⅰ苦草所含TP含量为1.57 mg/g,样点Ⅵ升高至2.46 mg/g。(3)底泥营养盐在6个样点间呈依次递增的变化趋势,分别在样点Ⅰ为最低值,而在样点Ⅵ达到最高值。样点Ⅰ底泥所含TN含量为0.8 mg/g,样点Ⅵ升高至2.1 mg/g;样点Ⅰ所含TP含量为0.632 mg/g,样点Ⅵ升高为1.199 mg/g;样点Ⅰ所含有机碳含量为10.3 mg/g,样点Ⅵ升高为20.0 mg/g。(4)大港河六个苦草居群nSSR分析中,共检测出140个等位基因,其中每个微卫星位点有2—7个等位基因数,并且7对有多型的引物共可扩增出49个多态性片段,期望杂合度 He 分别为 0.436、0.375、0.353、0.298、0.294、0.297、0.342。苦草居群cpSSR分析中,共检测出187个等位基因,其中每个位点有2—7个等位基因数,平均为3.12个,且10对有多型的引物共可扩增出48个多态性片段,期望杂合度He结果分别为0.450、0.474、0.431、0.350、0.299、0.276。(5)核基因组遗传分化系数Fst为0.0715,即苦草种群有92.85%的遗传变异存在于种群内,仅有7.15%存在于种群间;叶绿体基因组遗传分化系数Fst为0.0675,显示有93.25%遗传变异主要存在于种群内,6.75%的遗传变异存在于种群间。(6)大港河流域人口密度大以及农业生产活动强度高,导致生活污水和农业面源污染增加,造成河流下游区水体恶化,富营养化程度严重。苦草受高浓度营养盐影响,其生存受到影响,种群遗传多样性水平降低,对环境变化的适应能力和竞争力减弱。

关键词：入湖河道大港河苦草水质微卫星遗传多样性

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运动训练治疗慢性心力衰竭的研究进展

中华物理医学与康复杂志 2019年第11期41卷 877-880页

作者：王丹碧李雪萍南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)康复医学科 210006

心脏康复有助于改善心血管疾病患者的心功能已成为临床共识,运动训练是心脏康复的核心,其中运动训练对慢性心力衰竭(CHF)患者的治疗作用也逐渐被认可。本文对运动训练治疗的研究进行综述,着重阐述运动训练在中的作用机制、具体适合对象... 详细信息

心脏康复有助于改善心血管疾病患者的心功能已成为临床共识,运动训练是心脏康复的核心,其中运动训练对慢性心力衰竭(CHF)患者的治疗作用也逐渐被认可。本文对运动训练治疗的研究进行综述,着重阐述运动训练在中的作用机制、具体适合对象、实施方案,为的治疗提供新的思路。

关键词：心脏康复运动训练慢性心力衰竭

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脂代谢紊乱与骨性关节炎的关系研究进展

中华物理医学与康复杂志 2019年第5期41卷 396-400页

作者：王丹碧李雪萍南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)康复医学科南京210006

骨性关节炎的发病机制与年龄相关的退行性病变、创伤、代谢等因素有关,其中脂代谢紊乱在骨性关节炎的发生发展中扮演关键的角色。本文主要对脂代谢紊乱与骨性关节炎的关系进行综述,着重阐述可能的相关机制。在脂代谢过程中,脂肪因子促... 详细信息

骨性关节炎的发病机制与年龄相关的退行性病变、创伤、代谢等因素有关,其中脂代谢紊乱在骨性关节炎的发生发展中扮演关键的角色。本文主要对脂代谢紊乱与骨性关节炎的关系进行综述,着重阐述可能的相关机制。在脂代谢过程中,脂肪因子促进关节发生炎症反应、激活蛋白水解酶,加速关节软骨的破坏;胆固醇逆转运途径异常导致胆固醇在软骨细胞内超负荷积累,致使软骨细胞肥大、软骨骨化,加重软骨退变的严重程度;低密度脂蛋白氧化能够促进软骨骨赘形成、促进炎症反应及加速软骨细胞凋亡,在骨性关节炎的病理改变中起到关键作用。本文着重介绍脂代谢紊乱与骨性关节炎发生发展的作用机制,为探索骨性关节炎的治疗提供新的思路。

关键词：脂代谢骨性关节炎

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植物种群小尺度空间遗传结构研究进展

江苏农业科学 2017年第10期45卷 4-8页

作者：王丹碧赫佳张云燕施恩耿其芳王中生南京大学生命科学学院江苏南京210000

植物种群小尺度空间遗传结构(SGS)一般是指种群内个体基因型在空间上的非随机分布,基因流受限是空间遗传结构形成的最主要原因。种群小尺度空间遗传结构研究可以直接量化描述种群内个体间的亲缘关系、辨识种群内亲缘个体的聚集分布特征... 详细信息

植物种群小尺度空间遗传结构(SGS)一般是指种群内个体基因型在空间上的非随机分布,基因流受限是空间遗传结构形成的最主要原因。种群小尺度空间遗传结构研究可以直接量化描述种群内个体间的亲缘关系、辨识种群内亲缘个体的聚集分布特征、定位不同的基因型单元(基因斑块),并可进一步揭示种群内已发生的花粉、种子散布特征,以及种群间的基因交流模式,判别花粉流与种子流可能的限制因子,并可及时预警种群生境破碎化的遗传效应,有助于理解种群生存力、适应潜力以及种群未来自然选择的方向,为自然种群管理及其遗传资源保护策略的制定提供直接的数据参考与理论分析依据。本文在总结近年来植物种群小尺度空间遗传结构研究相关文献的基础上,从基因流、人为干扰、历史事件以及微生境选择作用等方面对种群小尺度空间遗传结构的影响因素进行了综述,并对小尺度空间遗传结构的研究意义进行了初步探讨。

关键词：植物种群小尺度空间遗传结构基因流生境破碎化物种保育种群生活史

落羽杉与墨西哥落羽杉3个杂交后代品系的生长和杂种优势分析

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植物资源与环境学报 2017年第1期26卷 55-62页

作者：王丹碧余华凌子然胡李娟殷云龙王中生南京大学生命科学学院江苏南京210023 南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210023 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏南京210014

以落羽杉[Taxodium distichum(Linn.)Rich.]和墨西哥落羽杉(*** Tenore)及其3个杂交后代品系‘中山杉405’(‘Zhongshansha 405’)、‘中山杉406’(‘Zhongshansha 406’)和‘中山杉407’(‘Zhongshansha 407’)2年生盆栽扦插苗为研究对象,对株高和地径的年增长量、总叶面积、株高和地径的增长量动态变化、株高和地径的生长期进行了比较分析,并根据地径增长量分析了3个杂交后代品系的杂种优势。结果表明:3个杂交后代品系的年株高增长量介于父本与母本之间但无显著差异,而三者的年地径增长量和总叶面积则明显高于父本和母本。墨西哥落羽杉与3个杂交后代品系的株高和地径生长期均一致,分别为5月11日至10月5日和6月1日至11月9日;而落羽杉的株高和地径生长期分别为5月11日至8月10日和6月8日至11月16日。5月份至10月份,墨西哥落羽杉的株高持续增长,而3个杂交后代品系的株高不连续增长,落羽杉的株高则在8月10日之后停止生长;生长初期和生长末期,3个杂交后代品系的地径增长量均高于父本和母本;秋季3个杂交后代品系均能快速进行地径生长,而此时父本和母本的地径增长量均下降。除夏季的少数时间段外,‘中山杉405’在整个生长季都表现出明显的杂种优势,而‘中山杉406’和‘中山杉407’在整个生长季总体上表现出杂种优势,且它们的杂种优势最大值均出现在生长后期,说明供试的3个杂交后代品系在秋季也能快速生长。研究结果显示:供试的3个杂交后代品系均遗传了落羽杉地径生长迅速和墨西哥落羽杉株高生长期长的特性,秋季3个杂交后代品系的地径和株高增长量总体上均高于父本和母本,表现出明显的杂种优势。

关键词：落羽杉墨西哥落羽杉 '中山杉’ 株高地径杂种优势

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InDel标记的研究和应用进展

生物多样性 2016年第2期24卷 237-243页

作者：杨洁赫佳王丹碧施恩杨文宇耿其芳王中生南京大学生命科学学院南京210023

InDel是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生不同大小核苷酸片段的插入或缺失(insertion-deletion),是同源序列比对产生空位(gap)的现象。InDel在基因组中分布广泛、密度大、数目众多。InDel多态性分子标记是基... 详细信息

InDel是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生不同大小核苷酸片段的插入或缺失(insertion-deletion),是同源序列比对产生空位(gap)的现象。InDel在基因组中分布广泛、密度大、数目众多。InDel多态性分子标记是基于插入/缺失位点两侧的序列设计特异引物进行PCR扩增的标记,其本质仍属于长度多态性标记,可利用便捷的电泳平台进行分型。InDel标记准确性高、稳定性好,避免了由于特异性和复杂性导致的后续分析模糊。此外,InDel标记能扩增混合DNA样品和高度降解的微量DNA样品,并进行有效分型。InDel标记目前已开始应用于动植物群体遗传分析、分子辅助育种以及人类法医遗传学、医学诊断等领域。随着位于功能基因上InDel标记的开发,结合染色体步移和基因精细定位,可将这些标记应用于相关物种经济性状的功能基因的筛选,有利于优良基因的进一步开发和利用。

关键词：分子标记 In Del SNP SSR

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高山林线树木光合作用适应性研究进展

世界林业研究 2016年第2期29卷 12-17页

作者：凌子然王丹碧张云燕施恩耿其芳王中生南京大学生命科学学院南京210000

高山林线作为一类特殊的生态过渡带,各类环境因子随海拔升高具有明显的梯度变化规律。林线过渡带物种组成与植被格局变化、林线上下界及树线推移等长期受到生态学与植物学研究的关注。不同生活型的林线植物,尤其是木本植物对高海拔林线... 详细信息

高山林线作为一类特殊的生态过渡带,各类环境因子随海拔升高具有明显的梯度变化规律。林线过渡带物种组成与植被格局变化、林线上下界及树线推移等长期受到生态学与植物学研究的关注。不同生活型的林线植物,尤其是木本植物对高海拔林线逆境光合响应方式与策略的差异,直接导致林线植被组成与分布格局的变化,最终影响林线上下界以及树线的形成。并且,作为陆地生态系统对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,林线植物光合作用响应性变化特征已成为预测全球气候变化条件下林线植被未来动态变化的重要参数。文中主要从叶片形态与结构以及叶片光合生理代谢等方面,综述山地木本植物适应林线逆境的相关研究进展,以期有助于理解高寒地带林线生境植被分布格局形成以及物种组成变化的驱动因子,为在全球气候变化条件下开展林线植物光合作用响应性研究提供参考作用。

关键词：林线生态过渡带木本植物光合作用全球气候变化

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警告刺激对驾驶员接管性能的影响机理研究

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 106-114页

作者：王丹林业天津科技大学机械工程学院天津300457

为研究不同模态警告刺激对接管性能的影响机理,本文重点关注在不同非驾驶相关任务和触发场景下,单一模态和双模态警告刺激对驾驶员的预警效果。搭建不同警告刺激下,驾驶员接管车辆控制权的台架试验,采集49名驾驶员的眼动数据与车辆数据... 详细信息

为研究不同模态警告刺激对接管性能的影响机理,本文重点关注在不同非驾驶相关任务和触发场景下,单一模态和双模态警告刺激对驾驶员的预警效果。搭建不同警告刺激下,驾驶员接管车辆控制权的台架试验,采集49名驾驶员的眼动数据与车辆数据,并开展显著性影响分析。研究结果表明,警告类型对接管时间和首次注视时间有显著影响,从事非驾驶相关任务对驾驶员的接管时间产生负面影响,双模态警告刺激的首次注视时间低于单一模态的首次注视时间。在视觉和触觉警告刺激下,非驾驶相关任务下的最大横向加速度为0.36 m·s^(-2),监控任务下为0.34 m·s^(-2),相对其他警告刺激,横向加速度最小,车辆接管更稳定,接管质量最高。双模态警告刺激的横摆角整体小于单一模态警告刺激,车辆更加稳定,而在单一模态警告刺激下,视觉警告刺激的最大横向加速度为0.45 m·s^(-2),相对其他警告刺激,横向加速度最大,接管绩效最差。不同模态警告刺激对接管方式无显著影响。双模态的警告刺激类型相较于单一模态而言,更加依赖于多种感官效果,提供更全面和更准确的警示信息,特别是与驾驶员身体接触的触觉振动警告方式。

关键词：智能交通警告刺激双因素方差分析人机接管眼动数据车辆动力学

黑河中游农作物MODIS叶面积指数产品时间序列精度验证与变化特征分析

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遥感学报 2024年第2期28卷 359-374页

作者：王丹彤屈永华北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心/地理科学学部遥感与工程研究院北京100875

叶面积指数LAI (Leaf Area Index)是表征植被生长状态的一个重要的冠层结构参数。MODIS LAI产品是全球常用的遥感LAI产品之一。然而,由于地表异质性、数据质量、模型精度等多方面的差异,MODIS LAI产品质量各有不同。基于无线传感器网络... 详细信息

叶面积指数LAI (Leaf Area Index)是表征植被生长状态的一个重要的冠层结构参数。MODIS LAI产品是全球常用的遥感LAI产品之一。然而,由于地表异质性、数据质量、模型精度等多方面的差异,MODIS LAI产品质量各有不同。基于无线传感器网络的LAINet仪器可以自动获取时间频率更密集的LAI实测数据,为验证卫星遥感LAI产品质量提供了有力支持。本文基于2018年和2019年黑河中游时间序列地面实测LAI数据与高空间分辨率卫星遥感植被指数数据,建立经验回归模型。将该模型反演高空间分辨率卫星遥感LAI作为参考LAI真值,对MODIS LAI产品进行了精度验证与稳定性评价,分析了MODIS LAI与LAINet地面测量的差异原因。结果表明:与Landsat 8参考真值相比,MODIS LAI生长季的质量(RMSE_(2018)=1.17,RMSE_(2019)=1.14)优于衰落季(RMSE_(2018)=1.39,RMSE_(2019)=1.84),MODIS LAI总体低估,尤其是生长季后期。时间序列上,MODIS LAI产品能够刻画植被生长和凋落的季节特征,但生长前期波动性要强于后期。与LAINet观测方式的差异是MODIS LAI低估的主要原因,即遥感传感器从太空平台向下观测,LAI值在生长季后期受到叶绿素降低的影响,而LAINet仪器从冠层下向上观测,主要受到冠层间隙率的影响,因此对叶片内色素变化不敏感。对MODIS LAI产品的精度验证与稳定性评价结果表明,可以利用地面实测数据和卫星遥感数据反演时间序列LAI,但是,在使用类似玉米作物的生长季后期数据的时候,需要考虑到MODIS LAI与LAINet LAI观测对象与算法原理的差异。本研究可为MODIS LAI产品的使用者和算法研究者提供参考。

关键词： MODIS 叶面积指数 LAINet 精度验证稳定性评价