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    活性氧介导非热大气压等离子体杀伤肺癌细胞的机制
    周袁媛, 刘 芳, 陈金武, 刘 磊, 宋文成, 储焰南
    生物学杂志    2023, 40 (5): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.05.001
    摘要296)      PDF   
    使用非热大气压等离子体(nonthermal atmospheric plasma, NAP)处理肺癌H460细胞,随着NAP作用时间的延长,MTT实验结果显示:NAP可以导致H460活力显著下降,表明NAP能够有效抑制肺癌细胞的生长;JC-1检测实验表明NAP导致H460线粒体膜电位下降,代表着细胞凋亡的发生。进行Western Blot实验,发现NAP可以抑制细胞内蛋白PI3K、AKT、JNK、STAT3的表达,提示NAP对H460的杀伤作用与PI3K/AKT和JNK/STAT3/AKT的表达有关。另外,在培养基中加入活性氧(ROS)清除剂NAC,可以有效消除NAP对H460的影响,表明NAP对肺癌细胞H460的杀伤由ROS介导,研究为NAP应用于肺癌治疗的可行性提供理论依据。
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    黄粉虫蛋白替代豆粕影响尼罗罗非鱼肝肠健康的机制探究
    张 乐, 孙 其, 李玮洁, 吴红霞, 乔 芳, 杜震宇, 陈立侨, 张美玲
    生物学杂志    2023, 40 (4): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.001
    摘要282)      PDF   
    为探究黄粉虫蛋白替代豆粕对鱼类肝肠健康的影响及其机制,以尼罗罗非鱼为试验鱼,使用黄粉虫蛋白粉分别替代饲料中0、15%、30%和45%的豆粕,制成4组等氮(320 g/kg粗蛋白)等能(16.8 MJ/kg)的饲料,开展为期10周养殖试验,并对鱼体肝肠健康相关指标进行检测分析。结果显示:黄粉虫蛋白能够替代尼罗罗非鱼饲料中15%的豆粕而不显著影响其肝肠健康;当替代比例达到30%,尼罗罗非鱼肠道肌层厚度变薄,肠道绒毛变短,肠道跨上皮电阻下降,肠道屏障相关基因表达上调;当替代比例增加至45%,肠道损伤进一步加剧,肝脏发生损伤,表现为血清谷丙转氨酶活力显著升高,肝细胞边界模糊、脂滴蓄积,肝脏总脂、甘油三酯、游离脂肪酸和糖原含量显著升高。转录组测序分析结果显示:45%替代组的尼罗罗非鱼肝脏中糖原合成和凋亡相关通路显著上调;肝脏和肠道组织中的氧化应激相关基因klf9均显著上调,说明在黄粉虫蛋白高比例替代组存在氧化应激。
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    常压室温等离子体技术在微生物诱变育种中的研究进展
    陆 欢, 沈 玲, 尚晓冬, 刘建雨, 王瑞娟, 杨 慧
    生物学杂志    2023, 40 (4): 92-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.092
    摘要234)      PDF   
    主要阐述常压室温等离子体诱变(ARTP)技术的概念、诱变机理和影响诱变效果的因素,以微生物和食用菌诱变育种为主要内容,重点介绍ARTP诱变技术在细菌、放线菌和酵母等微生物菌种改良和提升生物合成能力方面的应用,以及在食用菌新品种选育等研究中的应用,分析ARTP诱变技术在微生物和食用菌育种研究中具有的优势以及面临的挑战,并说明今后研究重点是通过提高快速筛选目标菌株的技术水平,结合高通量测序、转录组和蛋白质组等多组学技术,深入探究经ARTP诱变后微生物和食用菌的遗传规律和调控生物活性物质合成的机制,以期通过新技术的建立和应用,为食用菌和微生物育种研究提供新思路,进而推动微生物和食用菌的种质创新及产业可持续发展。
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    “双碳”背景下我国农业碳减排潜力研究进展
    周昕彦, 郑华宝
    生物学杂志    2024, 41 (2): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2024.02.001
    摘要212)      PDF   
    综述回顾我国农业碳排放的主要特征及类型,并指出农田利用、畜禽养殖、农业废弃物处置和土地利用管理等4方面的农业碳减排潜力。合理的农艺管理和经济政策措施可以减少农田利用碳排放;源头农业碳减排、过程控制和末端处理等措施可以降低畜禽养殖碳排放;优化粪便管理模式和农业秸秆利用可以减少农业废弃物处置碳排放;优化土地资源利用结构、实现土地集约利用和建设高标准农田是土地利用管理碳减排的重要举措。综述可为提升我国农业碳减排潜力提供参考。
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    探索OBE教学理念的生物医学传感器通识课教学
    郭 晋
    生物学杂志    2023, 40 (4): 119-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.119
    摘要174)      PDF   
    针对选课学生专业各异且均无生物医学背景知识,结合生物医学传感器通识课程教学工作实际情况,以成果导向教育理念(Outcome-based education,OBE)为核心思想,从教学目标、教学内容、教学模式、评价体系等4个方面对该通识课程的教学改革方法进行探索,明确该通识课程在知识与能力方面的预期学习成果,以日常生活中常用的、常见的医用设备为应用案例设计教学内容,采用多媒体辅助、课堂讨论、实物展示、实地参观、线上线下相结合等多元化教学模式,构建多层次考核方式,突破学科壁垒,充分提高学生学习该课程的兴趣,激发学生探索知识的主观能动性,拓展学生的眼界和知识面,从而达到提高教学质量的目的。
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    虫媒病毒与生物安全
    李雨晗, 张櫶文, 程 功
    生物学杂志    2023, 40 (6): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.06.001
    摘要171)      PDF   
    介绍虫媒病毒的主要传播媒介以及它们在人类社会引发的重大传染病,描述几种重要虫媒病毒的流行情况,分析与虫媒病毒有关的新型生物技术和新发突发传染病造成的相关风险,同时探讨人类为预防和控制虫媒传染病所采取的策略以及当前技术发展的难点。综述旨在加强公众对虫媒病毒及其引发的生物安全问题的认识,展望传染病防控领域未来的研究方向,并呼吁有关部门加快推动相关政策法规的出台,以应对今后出现的虫媒病毒传染病流行。
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    高内涵模型检测细胞焦亡用于抗炎药物筛选的实验教学设计
    阮班锋, 陈刘赠, 吴 克, 张 敏
    生物学杂志    2023, 40 (4): 127-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.127
    摘要161)      PDF   
    介绍为国家级大学生创新创业训练项目设计的采用高内涵模型检测细胞焦亡用于筛选抗炎药物实验教学实施结果。该实验利用NLRP3炎症小体活化导致细胞焦亡的理论,使用高内涵对焦亡细胞进行计数,以确定化合物对NLRP3炎症小体活化抑制情况,进而评价化合物抗炎活性强弱。实验结果表明:NLRP3炎症小体活化时细胞会发生焦亡,PI能够对焦亡的细胞染红色荧光,Hoechst 33342能够对所有细胞染蓝色荧光。加入待筛选的化合物后,利用高内涵对不同荧光下的细胞进行计数,通过二者比值确定化合物的NLRP3炎性小体活化抑制活性,从而用于抗炎药物筛选。实验将PI/Hoechst 33342染色与高内涵结合使用,有效解决了经费不足和大型仪器设备缺乏等问题,实验成本较低,结果直观便捷,能够让学生深入、系统地了解细胞焦亡的实验原理和检测方法,让参加大学生创新创业项目的学生在掌握细胞生物学基本实验技能的同时进一步了解新药研发的基本流程,有效培养学生创新创业意识与科学素养。
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    GS抑制剂调节自噬影响肝癌细胞放疗敏感性
    何 媛, 钱俊超
    生物学杂志    2023, 40 (5): 6-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.05.006
    摘要161)      PDF   
    为探究人类肝细胞癌细胞的放疗敏感性与谷氨酰胺合成酶(GS)和自噬之间的关系。HepG2细胞经X射线照射后,采用CCK-8、克隆集落形成实验来测量细胞经GS抑制剂(L-蛋氨酸亚磺酰亚胺,MSO)作用后的增殖能力。实时荧光定量PCR以及蛋白免疫印迹实验(Western Blot,WB)用于检测MSO对GS表达的影响,GS活力检测试剂盒用于检测MSO对GS的活力抑制效率。单丹磺酰尸胺(MDC)染色以及WB实验技术用于检测细胞内的自噬情况,以确定IR及MSO对自噬的影响。结果表明,MSO引起细胞内GS表达增加,但是GS的活力被其显著抑制。此外,MSO可以降低放疗后细胞的增殖能力,并且抑制放疗诱导的自噬。结果表明MSO可通过抑制GS活力提高HepG2细胞的放疗敏感性,这与其对自噬流的调节密切相关。
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    rAAV5阴离子交换层析工艺的开发
    许 琳, 梁欢欢, 李红英, 韩 旭, 戴柳冰, 马 超, 朱 涛
    生物学杂志    2023, 40 (4): 107-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.107
    摘要159)      PDF   
    建立一种有效提高重组5型腺相关病毒(rAAV5)实心载体比率的阴离子交换层析的纯化方法。对亲和层析捕获的rAAV5样品,使用多种阴离子交换层析柱进行离子强度线性梯度洗脱,CIMmultus QA(CIMQ)层析柱能够有效分离不含目的基因组的病毒(病毒空颗粒)和含目的基因组的病毒(实心载体)。基于CIMQ层析柱,进行纯化缓冲液体系、紫外目标峰收集范围的优化。通过qPCR检测病毒基因组(Vg)含量计算回收率,高效液相色谱法(HPLC)或体积排阻色谱-多角度静态光散射技术(SEC-MALS)测定实心载体比率。使用Tris, Na2HPO4, pH 8.0缓冲体系,洗脱时收集紫外吸收值UV260/UV280比值大于1的部分,收集的样品实心载体比率达到80.3%。成功建立一种简单方便的阴离子交换层析方法,能去除rAAV5样品中的病毒空颗粒,使实心载体比率达到基因治疗临床产品要求。
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    巩固递进式动物细胞原代培养实验教学的构建与实践
    潘 倩, 李浩琪, 刘津邑, 胡伯琦, 杨慧坤, 陈 汪
    生物学杂志    2023, 40 (4): 123-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.123
    摘要148)      PDF   
    为解决传统实验教学中学生实验成功率低、能力素质锻炼不足的问题,对面向本科生的动物细胞原代培养实验教学进行改革,构建一种巩固递进式实验教学模式并付诸实践。该实验教学模式对重要且应用广泛的无菌技术、酶消法细胞原代培养技术进行多次巩固练习,并随实验项目的依次开展,逐步引入植块法细胞原代培养、免疫细胞化学鉴定对细胞原代培养实验进行递进深化,还适时安排学生进行先易后难的自主实验方案设计,实验的扩展性、深入性、综合性和设计性等均相应递增。学生的实验结果和教学效果问卷调查结果显示,该巩固递进式实验教学模式提高了学生的实验成功率,强化了学生实践、合作、分析和解决问题的能力,提高了实验教学质量。
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    服务于“蓝色种业”的海洋生物技术
    秦 松, 孙 林, 王亚军, 刘正一, 王寅初, 张 健
    生物学杂志    2024, 41 (1): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2024.01.001
    摘要147)      PDF   
    从我国海洋生物技术三十年来理论实践创新的角度出发,以我国“蓝色种业”的跨越式发展为主题,综述1989年以来中国特色的宏微观结合的海洋生物技术育种创新成果,以及理论联系实际的应用成就。分析有关国际前沿趋势以及中国海水养殖产业持续健康发展的迫切需求,总结面向全球变化的区域响应的精准育种是未来十年国际海水养殖生物技术的发展方向,我国应积极应对、调整部署,为世界规模第一的“蓝色农业”提供精准高效的科技创新供给。
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    Dof转录因子在作物逆境胁迫响应及农艺性状改良中的作用
    王泽民, 晋 昕, 张飞燕, 司怀军
    生物学杂志    2023, 40 (4): 98-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.098
    摘要134)      PDF   
    阐述DNA-binding with one finger(Dof )转录因子在作物中应答极端温度、干旱和盐胁迫等逆境的分子机制及其改良农艺性状的作用;介绍Dof转录因子在作物中响应逆境的信号感知方式和信号转导途径,分析其基因表达调控过程的调控机理以及对胁迫耐受力与重要次生代谢产物(RFOs等)等积累的影响。同时从多信号网络调控机制以及全球气候变化对作物可持续和高质量生产的需求角度,对进一步研究和利用Dof转录因子进行作物生物育种的前景和方向作展望。
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    荧光光谱法分析天然虾青素对H2 O2 的抗氧化能力
    郑鑫鑫, 黄 青
    生物学杂志    2023, 40 (4): 42-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.042
    摘要131)      PDF   
    为探究虾青素对H2O2的抗氧化能力,利用高香草酸(Homovanillic acid,HVA)在辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase,HRP)催化条件下被H2O2氧化产生强荧光信号的联苯二聚体的化学反应,探测和分析抗氧化剂对联苯二聚体荧光光谱的改变和影响,由此建立虾青素清除H2O2抗氧化能力测定的新方法,并将虾青素对H2O2的抗氧化作用与3种典型的抗氧化剂β-胡萝卜素、维生素C和α-生育酚对H2O2的抗氧化作用进行比较。结果表明,虾青素的H2O2清除能力明显高于β-胡萝卜素、维生素C和α-生育酚,约是β-胡萝卜素的1.4倍,是维生素C的8倍,是α-生育酚的732倍。基于荧光光谱法分析天然虾青素对H2O2的抗氧化能力,为虾青素抗氧化功能提供新的实验依据,也有利于人们对虾青素抗氧化功能的理解和应用发掘。
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    亮氨酸94在光驱质子泵古紫质-4中的功能
    刘冬雪, 赵 欣
    生物学杂志    2023, 40 (4): 11-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.011
    摘要128)      PDF   
    利用基因定点突变技术分别将bR/aR4(细菌视紫红质/古紫质-4)中L93/L94(亮氨酸93/亮氨酸94)突变为侧链不同的丙氨酸、苯丙氨酸和极性不同的苏氨酸,得到bR、含菌红素BI-aR4和缺失菌红素BE-aR4体系突变蛋白,采用紫外-可见光吸收光谱、闪光光解光谱技术和pH滴定等方法,对比研究L94在aR4中对视黄醛构象、光循环及质子传输的影响及其同菌红素的关系。结果表明,aR4中L94同样会通过空间位阻效应调控视黄醛键合区构象和质子通道的螺旋分布,以维持视黄醛顺-反异构平衡和再异构化过程,并且促进质子的释放,保证蛋白高效的质子泵活性。此外,L94对aR4结构和功能的影响会受到菌红素的调制,在缺失菌红素的情况下L94突变对aR4螺旋的扰动更加剧烈,导致质子供体和质子释放簇周围的氢键网络发生变化。
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    海州湾海洋牧场区两种石首鱼科鱼类耳石形态特征与生长特性
    张 硕, 张 潇, 高世科, 孙 文
    生物学杂志    2023, 40 (4): 62-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.062
    摘要127)      PDF   
    研究棘头梅童鱼(Collichthy lucidus)和小黄鱼(Larimichthys polyactis)耳石的形态特征及主要参数,选用左矢耳石为研究对象,分别采用直线、对数、幂函数和指数函数拟合矢耳石各参数与鱼体生长关系式。结果表明,两种鱼类矢耳石的长、短直径均随体长、体重的增大而增大,而长直径与短直径的比值变化不大。棘头梅童鱼矢耳石的长、短直径与体长之间,以及长、短直径与体重之间均呈显著的幂函数相关关系(P<0.05);小黄鱼矢耳石的长、短直径与体长、体重之间均呈显著的线性函数相关关系(P<0.05)。两种鱼类的矢耳石的生长特性区别明显。棘头梅童鱼矢耳石短直径与长直径比值稳定于0.75,而小黄鱼则稳定于0.6。棘头梅童鱼矢耳石的长短直径与耳石重之间呈显著的幂函数相关关系(P<0.05),而小黄鱼的则呈线性函数相关。随机森林结果显示,两种鱼类的耳石形态参数对体长、体重的贡献率差异不大(P>0.05)。
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    线粒体蛋白HIGD1A调控细胞自噬增强HeLa细胞辐射抗性
    赵喜朋, 赵国平
    生物学杂志    2023, 40 (5): 11-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.05.011
    摘要127)      PDF   
    为探究线粒体蛋白HIGD1A通过调控自噬增强宫颈癌细胞(HeLa)辐射敏感性的机制,以对照细胞和HIGD1A敲低的HeLa细胞为研究对象,利用自噬诱导剂Earle’s 平衡盐溶液(EBSS)和电离辐射处理细胞,Western Blot检测细胞自噬标志蛋白LC3、P62的表达水平,并检测Ad-mCherry-GFP-LC3B重组腺病毒感染细胞的荧光表达水平;CCK-8检测氯喹/雷帕霉素预处理2 h,并在辐照处理之后48 h的细胞活力;Western Blot检测雷帕霉素处理之后的caspase-7和cleaved caspase-3蛋白表达水平。结果显示:与对照细胞相比,敲低HIGD1A抑制EBSS和电离辐射处理之后LC3的生成、P62的降解和mCherry-GFP-LC3黄色斑点、红色斑点的生成;CCK-8检测结果发现,敲低HIGD1A并结合氯喹处理降低了细胞在电离辐射处理之后的细胞活力;此外,敲低HIGD1A显著增加了肿瘤细胞中caspase-7和cleaved caspase-3蛋白表达水平,在雷帕霉素处理后HIGD1A敲低细胞中仍存在较高的凋亡水平。结果表明,HIGD1A通过自噬途径参与调节肿瘤细胞的辐射敏感性。
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    发酵优化绿针假单胞菌GP72-ND3ΔphzO高产吩嗪-1-羧酸
    刘桢桢, 王 威, 黄显清, 张雪洪
    生物学杂志    2023, 40 (4): 20-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.020
    摘要126)      PDF   
    对绿针假单胞菌GP72-ND3ΔphzO的发酵条件进行优化并在5 L反应器中进行放大培养。在摇瓶水平通过单因素实验、正交实验、最陡爬坡实验和中心组合设计实验,优化得到最佳培养基组成为甘油49.55 g/L、大豆蛋白胨37.34 g/L、KCl 1.5 g/L、MgSO40.75 g/L、K2HPO40.225 g/L,发酵60 h后吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid,PCA)的最大产量为(6.01±0.17) g/L,是优化前的2.6倍。在1 L反应器中优化发酵pH,当培养过程pH值维持在6.8时,PCA的产量最高,为(7.16±0.04) g/L,是优化前的1.2倍。在最优培养基和pH条件下,对菌株在5 L反应器中进行放大培养,发酵60 h后PCA的最大产量为(6.84±0.53) g/L。研究为提高PCA的生物合成速率和工业化应用提供支持。
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    TRPM2基因敲除小鼠的建立与鉴定
    王存连, 李龙飞, 张瑞华, 徐明举, 徐 彤
    生物学杂志    2023, 40 (4): 114-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.114
    摘要122)      PDF   
    利用CRISPR/Cas9技术构建瞬时受体电位M2(TRPM2)基因敲除的杂合子小鼠模型。参考Ensembl数据库中Trpm2-203的内含子2和内含子24序列选择sgRNA靶点并进行体外合成。通过体外转录方式获得Cas9 mRNA,将其与sgRNA显微注射至C57BL/6J小鼠的受精卵后,移植到假孕母鼠的输卵管内,获得F0代小鼠。阳性F0代小鼠分别与野生型C57BL/6J小鼠交配获得F1代。结果显示,经PCR产物测序共获得3只阳性F0代小鼠;阳性F0代小鼠分别与野生型C57BL/6J小鼠交配获得4个品系,共获得27只阳性F1代小鼠。通过实时荧光定量PCR和Western Blot方法验证,表明研究成功构建TRPM2基因敲除杂合子小鼠(TRPM2+/-),为下一步开展TRPM2基因及其表达产物的生物功能研究提供良好的动物模型。
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    TAP酞菁锌光敏剂对大肠杆菌的抗菌活性
    鄢树枫, 廖晓云, 师 琪, 吴汉钦, 黄晓晨
    生物学杂志    2023, 40 (4): 27-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.027
    摘要121)      PDF   
    为探究TAP\[2,4,6-三(二甲氨甲基)苯酚)\]酞菁锌光敏剂对大肠杆菌的抗菌活性,通过紫外OD检测法测定大肠杆菌的生长曲线图,确定大肠杆菌的最适生长期;利用紫外光谱法测定获得TAP酞菁光敏剂的紫外-浓度标准曲线;采用稀释涂板法、试剂盒检测法(CCK8)和探针法(DCFH-DA)等研究TAP酞菁锌光敏剂对大肠杆菌的抗菌作用。试验数据表明:大肠杆菌的对数生长期约在接种后4~10 h;TAP酞菁锌光敏剂对大肠杆菌具有显著的光动力抗菌活性,其抗菌作用与光敏剂浓度呈正比;TAP酞菁锌光敏剂可能是通过产生氢氧自由基型单线态氧发挥抗菌作用。研究证明TAP酞菁锌光敏剂对大肠杆菌有强光动力抗菌作用,为TAP酞菁锌光敏剂及其系列抗菌产品开发和利用提供参考。
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    鹞落坪保护区典型农林交错带传粉昆虫多样性及其与环境因子间的关系
    姚晨晨, 侯银续, 郭东旭, 万 霞
    生物学杂志    2023, 40 (4): 70-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.070
    摘要121)      PDF   
    2019年10月至2021年10月,在鹞落坪保护区典型农林交错带采集传粉昆虫2551只,通过形态学及DNA Barcoding互证,鉴定出传粉昆虫92种,隶属于4目34科73属。其中,中华蜜蜂(Apis cerana)、三条熊蜂(Bombus trifasciatus)、灰带管食蚜蝇(Eristalis cerealis)和东方菜粉蝶(Pieris canidia)是优势种。物种多样性分析结果表明,以农田为主的样线Ⅰ比以森林为主的样线Ⅱ和Ⅲ的多样性更高,多样化的农作物能为传粉昆虫提供更好的栖息地和食物来源;样线Ⅲ则因临近旅游区域而受到较多人为干扰,多样性显著较低。此外,从WorldClim数据库中下载19个环境因子(Bio1~Bio19),分析物种及系统发育多样性与研究区域内的环境因子间的相关性关系:其中,有14个环境因子(Bio1, Bio4~13, Bio16, Bio18~19)与系统发育多样性指数以及物种丰富度指数之间存在线性相关关系,冗余分析结果则支持温度因子对系统发育多样性及丰富度影响更显著,温度可能是影响鹞落坪保护区传粉昆虫多样性的重要生态因子。
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