天山北坡不同海拔梯度山地草原生态系统地上净初级生产力对气候变化及放牧的响应

以天山北坡三工河流域为例,利用改进后的Biome-BGC模型分别模拟了仅气候变化（Clm）、气候变化与放牧联合作用（ClmGra）下研究区不同海拔梯度3种山地草原生态系统（低山干旱草原,LAG;森林草甸草原,FMG;高寒草甸草原,AMG）1959—2009年地上净初级生产力（Aboveground Net Primary Production,ANPP）的动态,并通过假设27种放牧强度情景（0—8 羊/ha）模拟了其ANPP随放牧强度增加的变化趋势。近50年气候变化致使研究区各海拔梯度草原生态系统ANPP整体均呈上升趋势,但在放牧联合作用下,不同草原类型ANPP变化趋势差异显著;放牧导致FMG和AMG的ANPP呈下降态势,分别减少30.0%和33.2%,对比之下,由于1980前较低放牧强度促进了LAG的ANPP,放牧导致其ANPP整体增加1.3%。随着放牧强度增加,LAG的ANPP呈先增后减趋势,且在干旱年份最为显著;而FMG和AMG的ANPP呈显著非线性递减趋势。这些结果表明,近50年气候波动可能有利于中亚干旱区山地草原生态系统生产力的提高,但日益增强的放牧活动导致其净初级生产力显著降低;放牧对FMG与AMG生产力的负面效应随放牧强度增加而增强,但适度放牧可能促进LAG净初级生产力,尤其在干旱年份。     

对于军团菌的免疫遏制:宿主能否另辟蹊径?

嗜肺军团菌可引起严重的非典型肺炎,其特殊的Dot/Icm IVB型分泌系统转运近330种效应蛋白(大多数作为蛋白酶发挥功能)至宿主细胞,通过修饰细胞调节因子、抑制细胞凋亡等一系列措施调控宿主免疫应答以逃逸宿主免疫系统的监测,完成自身的增殖与侵染。嗜肺军团菌诱发的病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)和效应器触发反应(effector-triggered response,ETR)为探究军团菌与宿主互作提供新思路。该文就军团菌的致病机制、对宿主免疫的应对策略以及宿主的免疫应答等方面进行讨论,旨在探索由军团菌引起的肺部感染的相关免疫机制,利于开发出最优的细菌性肺炎治疗方案。     

混合式教学在面向非生物类学生“生命科学导论”课程中的探索与实践

在“互联网+”时代下,本科教学模式正因信息技术的快速发展发生着变革,线上教学和线下教学相结合的混合式教学模式正在各高校推行和发展。为促进教学模式改革和提升教学效果,本课程组针对面向非生物学专业学生开设的“生命科学导论”通识课程开展了混合式教学改革探索。通过线上线下混合式教学探索和实践,课程集合了高水平大型开放式网络课程(Massive Open Online Course,MOOC)、小班化教学、多元化平台、多维度教学模式等特点,建设了多学科背景的协作式教学团队,形成了重过程重能力的多元评价体系,践行了知识传授与价值引领相结合的育人理念,获得了宝贵的实践经验和良好的教学成效,可为国内高校同类课程的改革建设提供借鉴和参考。混合式教学的开展,拓展了教学的广度和深度,激发了学生的学习兴趣和潜能,开拓了学生的思维和视角,培养了学生的科学素养和综合能力,为创新型复合型人才的培养发挥了积极作用。     

中央戈壁石下生物土壤结皮固氮细菌群落结构和多样性

【背景】戈壁荒漠石下生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)由石下生物定殖繁衍而成,广泛存在于石英石下方,在相关生态系统的物质循环中起重要作用;其细菌群落结构受空间和土壤环境因子影响而变化较大。固氮细菌是石下BSCs的形成和发育主要驱动力;中央戈壁面积较大,为温带的代表戈壁之一,但目前其石下BSCs中固氮细菌群落结构和多样性尚未有研究报道。【目的】阐释中央戈壁石下BSCs中固氮细菌的群落结构、多样性及其影响因素。【方法】应用Mi Seq对nif H基因进行高通量测序,并使用生物信息学方法基于nif H序列分析固氮细菌的群落结构和多样性及其影响因素。使用CoNet软件绘制物种共现性图,以期揭示石下固氮细菌群落结构的关键物种。【结果】石下固氮细菌的优势菌门有Cyanobacteria (47.20%-69.90%)和Proteobacteria (27.47%-48.91%);优势菌属为Scytonema (45.05%-69.09%)、Skermanella (10.26%-20.48%)和未知属(13.72%-22.00%);9月份物种丰富度较5月份高,但这2个月份的多样性无明显差异;在土壤理化因子中,速效氮对石下固氮细菌群落组成的影响最大;其中各微生物之间均存在较强的互作关系,以共存关系为主(约占66.98%),点度中心性、接近中心性和中介中心性均较高的节点属于Alphaproteobacteria。【结论】中央戈壁石下BSCs中固氮细菌以Cyanobacteria和Proteobacteria为最优势菌群;Alphaproteobacteria为稳定石下BSCs固氮细菌群落的关键类群,可能是主要固氮者,这为认识和利用石下生物土壤结皮固氮细菌提供了基础依据。     

噬菌体群体感应系统及其分子机理研究进展

群体感应（Quorum Sensing,QS）是微生物群体在生长过程中,随着群体密度的增加,其分泌的“信号分子”的浓度达到一定阈值后与微生物体内特定受体结合,从而影响微生物特定基因表达,导致其生理和生化特性的变化,表现出少量菌体或单个菌体所不具备的特征。1994年Fuqua提出群体感应概念后就成为微生物领域的研究热点。然而,群体感应的研究主要集中在细菌中,但近年来群体感应在噬菌体、真菌中也不断被发现,尤其自2017年Erez在多种枯草芽孢杆菌噬菌体中发现群体感应现象,并且揭示噬菌体群体感应主要调控其溶原-裂解途径的转换。近年来的研究又陆续在其他噬菌体中发现了群体感应。本文综述了噬菌体群体感应系统最新研究进展及其相关的基因功能和分子机理。     

蛋白酶体调节颗粒的结构生物学特征及其功能

蛋白酶体调节颗粒（regulatory particle,RP）参与调控许多重要信号通路的蛋白质降解,在维持细胞稳态中发挥重要作用。近年来,真核细胞蛋白酶体在癌症治疗中的作用机制及药物研发已引起了广泛关注,并有3种蛋白酶体抑制剂已用于临床治疗。随着蛋白酶体功能研究的不断深入,以及晶体学和冷冻电镜技术在其结构生物学研究中的广泛应用,目前已解析了3类蛋白酶体调节颗粒的原子结构。类型1是保守的调节颗粒19S（PA700）;类型2是11S蛋白酶体调节颗粒PA28（PA28α,PA28β,PA28γ）和PA26等;类型3是保守的Blm10/PA200蛋白酶体调节颗粒。其中,类型1以ATP依赖的方式发挥蛋白质降解活性,类型2和类型3以非ATP依赖的方式发挥功能。通过研究3种不同类型蛋白酶体调节颗粒的结构和功能,阐明了蛋白酶体活性调节机制并促进了基于蛋白酶体结构的抑制剂开发。本文以蛋白酶体调节颗粒的结构生物学研究为基础,系统地总结了3类家族蛋白质的结构生物学特征和其调节蛋白酶体活性机制的研究进展,这些将为深入了解蛋白酶体的作用机制及其在癌症治疗领域的药物设计提供重要的参考信息。     

金结合多肽及其在生物传感领域的应用

金结合多肽是近年来通过生物展示技术或人工设计所获得的一类可以特异性与金结合的多肽,因其良好的生物相容性及易修饰性,针对此类生物大分子的研究和应用成为包括生物传感在内的众多领域的研究热点。金结合多肽多用于生物传感器的敏感膜制备,具有识别分子有序定位、反应步骤少、条件温和、高灵敏度的优点。我们在简要总结金结合多肽的代表性序列及其与金的结合机理的前提下,评述了金结合多肽在生物传感领域的应用,着重论述了利用基因工程技术表达含有金结合多肽的融合蛋白这一敏感膜关键器件的方法途径。     

白蚁诱杀剂及其野外施药技术

2003~2004年在华中农业大学狮子山进行了白蚁诱杀剂野外施药技术研究。结果表明,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的诱杀剂被食总量均较高,分别为26.78 g和22.84 g;而诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法对应小区的诱杀剂被食总量均较低,分别为3.62,1.47,4.58 g。施药结束后1个月,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的树木蚁害率分别比药前的减少了53.57%和43.24%,且地面无新鲜白蚁泥被;而诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法对应小区的树木蚁害率分别比药前的增加了16.66%、17.65%和2.5%,且地面均布满了新鲜的白蚁泥被。施药结束后7个月,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的2个黑翅土白蚁Odontotermes formosanus(Shiraki)巢体均死亡;而诱杀坑法、地表暴露法和树干粘贴法对应小区的3个黑翅土白蚁巢体均正常。     

杭州西湖风景区野生观赏蕨类植物资源调查及其开发利用

通过资料查阅与实地调查相结合,对杭州西湖风景区野生观赏蕨类植物资源进行调查研究.发现具有较高观赏价值的野生观赏蕨类植物资源18科38属67种;同时按照观赏用途将这些植物应用到园林绿化、盆栽观赏、盆景配置、切花配叶等;最后讨论了这些野生观赏蕨类的保护和开发利用.     

一种高效感染血液细胞的新型靶向性腺病毒载体的构建

人C组5型腺病毒(Ad5)载体能够有效感染上皮来源的细胞,但对造血细胞的感染效率很低,限制了其在造血调控基础研究以及血液病基因治疗中的应用。为了建立高效感染血液细胞的新型靶向性腺病毒载体系统,对5型腺病毒载体的纤维顶球进行了改造,以AdEasy系统为基础,应用递归PCR的方法人工合成人B组11p型腺病毒的部分纤维(fiber)基因,采用一系列分子生物学方法将其替换AdEasy骨架质粒中的人5型腺病毒的fiber基因,得到新的腺病毒骨架质粒命名为pAdEasy-1/F11p,应用带有GFP报告基因的穿梭质粒pShuttle-GFP与AdEasy-1/F11p腺病毒DNA在BJ5183细菌内重组得到重组腺病毒质粒,将其转染293细胞获得重组腺病毒,命名为Ad5F11p-GFP。以Ad5-GFP作对照,同时感染K562、U937等白血病细胞系,流式细胞仪检测GFP的表达。初步检测结果显示:在10MOI时,Ad5F11p-GFP能够有效感染K562、U937等白血病细胞系,感染细胞效率>90%,对照Ad5-GFP感染细胞效率<30%,这表明改建后的腺病毒AdEasy-1/F11p可以高效介导基因转移到血液细胞,是一种很好的血液细胞靶向性腺病毒载体。