基于稳定同位素的SPAC水碳拆分及耦合研究进展

土壤-植被-大气连续体(SPAC)是陆地水文学、生态学和全球变化领域的重要研究对象,其水碳循环过程及耦合机制是前沿性问题.稳定同位素技术示踪、整合和指示的特征有助于评估分析生态系统固碳和耗水情况.本文在简述稳定同位素应用原理和技术的基础上,重点阐释了基于稳定同位素光学技术的SPAC系统水碳交换研究进展,包括:在净碳通量中拆分光合与呼吸量,在蒸散通量中拆分蒸腾与蒸发量,以及在系统尺度上的水碳耦合研究.新兴的技术和方法实现了生态系统尺度上长期高频的同位素观测,但在测量精准度、生态系统呼吸拆分、非稳态模型适应性、尺度转换和水碳耦合机制等方面存在挑战.本文探讨了现有主要研究成果、局限性以及未来研究展望,以期对稳定同位素生态学领域的新研究和技术发展有所帮助.     

帕金森病小鼠模型行为学检测方法的比较研究

目的比较目前常用的5种帕金森病(PD)小鼠模型行为学检测方法在PD研究中的作用。方法用MPTP建立C57BL小鼠PD模型,通过行为学检测(自主活动计数、滚轴实验、游泳实验、爬杆实验、悬挂实验)、免疫组织化学和荧光分光光度法,对比5种行为学检测方法的平均数与变异系数,观察MPTP对PD小鼠模型的行为学、黑质多巴胺(DA)神经元和纹状体酪氨酸羟化酶免疫反应阳性(TH-ir)神经纤维以及纹状体DA水平的影响。结果给与MPTP后,小鼠行为学计数降低,爬杆实验未能得到检测结果,悬挂实验变异系数很高,结果有明显的偶然性,滚轴实验结果变异系数中等,平均数呈现一定的上升趋势,自主活动计数中移动与站立和游泳实验的平均数则呈现明显的下降趋势,变异系数很低,而黑质DA神经元数目减少约58%,纹状体TH-ir神经纤维密度减低,纹状体DA水平明显降低约88%,两组相比差异有显著性(P<0.01)。结论MPTP所致的C57BL小鼠的神经病理、生化改变与PD患者近似,自主活动计数和游泳实验优于其他行为学检测方法。     

赤霞珠葡萄果实苹果酸生物合成关键转录因子的筛选与鉴定

该研究以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄种植区栽培面积最大的‘赤霞珠’为材料,在前期完成从果实形成至成熟不同发育时期的转录组测序以及关键有机酸含量测定基础上,进一步通过转录因子结合位点预测、差异表达基因分析、加权基因共表达网络关联分析(WGCNA),逐步筛选出与‘赤霞珠’果实苹果酸生物合成相关功能基因特异结合的、影响苹果酸生物合成的相应转录因子,并对其进行qRT PCR验证,以揭示这些关键功能基因及其关键转录因子在葡萄不同种植区、果实不同发育时期存在的相互调控作用机制,为以后培育优质酿酒葡萄提供新的理论依据与思路。结果表明：(1)GC/MS分析发现, ‘赤霞珠’果实在4个发育时期的延胡索酸和苹果酸含量变化趋势基本一致,两种酸含量均从果实硬果期到绿果期逐步升至最高(3.63和626.53 μg/g),之后缓慢下降,经转色期到成熟期后逐渐降至最低(2.14和244.26 μg/g),而草酰乙酸的变化趋势却相反,在硬果期含量最高(315.54 μg/g),经绿果期、转色期到成熟期逐渐降至最低值(126.11 μg/g)。(2)‘赤霞珠’果实发育时期样本转录组测序共获得可能与苹果酸生物合成途径12种功能基因结合的转录因子6 411个,其中延胡索酸水化酶(FH)的3个功能基因有86个转录因子,苹果酸脱氢酶(MDH)的10个功能基因有717个转录因子。(3)转录组测序数据及其与有机酸含量WGCNA关联结果的Veen分析确定了‘赤霞珠’果实成熟过程中与苹果酸生物合成相关度最高的3个FH基因(VIT_14s0060g01700、VIT_13s0019g03330、VIT_07s0005g00880)、2个MDH基因(VIT_10s0003g01000、VIT_13s0019g05250)及相应的18个关键转录因子。(4)qRT PCR验证及相关性分析表明, FH基因VIT_13s0019g03330与其转录因子VIT_01s0011g06200、VIT_08s0056g01230以及MDH基因VIT_13s0019g05250与其转录因子VIT_06s0004g04960、VIT_10s0003g02070的表达水平与苹果酸的积累存在显著正相关关系,推测这4个关键转录因子可能通过调控功能基因的转录,综合影响‘赤霞珠’果实苹果酸的生物合成。     

神经肽与学习记忆

学习和记忆是大脑高级功能之一,主要阐述了各种神经活性对学习和记忆的作用。     

中华秋沙鸭越冬行为时间分配及日活动节律

2007年12月-2008年1月和2008年11-12月,在江西省境内4条主要河流及其支流对中华秋沙鸭(Mergus squamatus)越冬期的各种行为活动节律及时间分配进行了实地调查研究。结果表明:中华秋沙鸭越冬期的主要行为有取食、游泳、理羽、静息、睡眠、游戏、飞行和观察。其中取食、游泳、理羽、静息呈明显的节律性变化,且取食与静息呈相反的节律变化;睡眠、飞行、游戏和观察没有明显的节律性变化。取食在7:00-8:00、10:00-11:00、12:00-13:00有明显的峰值,峰值平均间隔2.3h,其它时段具相近取食频次,且上午高于下午。睡眠和静息下午发生频次明显高于上午,并呈现节律性变化,对应3个取食高峰表现为低频次。行为时间分配如下:取食(46%),游泳(23%),理羽(9%)、静息和睡眠(各占8%)、飞行(4%)、游戏(2%)和观察(0.5%)。越冬期中华秋沙鸭大量时间用于取食,意图是为了积累能量。相关分析表明:取食与睡眠的发生呈显著负相关(R=-0.73,df=8,P0.05);取食与飞行的发生呈显著正相关(R=0.70,df=8,P0.05);理羽与静息的发生呈极显著正相关(R=0.88,df=8,P0.01);其他各种行为之间无显著相关性。     

论自然景观的季节节奏

植物物候现象是景观季节节奏宏观,综合的表现,因此,研究物候季节的划分及其波动特点,并进行季节到来早晚的判断和预报,在实践上助于从整体上把握景观的动态,在理论上则有助于丰富和深化对于景观生态环境的认识。     

基于CRISPR/Cas9系统构建精准调控Wnt信号通路的表达载体及其效果的验证

目的:构建基于CRISPR/cas9系统调控Wnt信号通路的载体,并在细胞水平验证其调控基因表达的效率。方法:选取Wnt信号中负性调控分子,设计并合成能够表达靶向上述分子gRNA的互补DNA克隆序列,BsmBI限制性内切酶酶切载体后,采用分子克隆的方法将上述序列克隆至目的载体lenti-sgRNA-Ms2-zeo,测序正确的克隆通过Lipofectamine2000与lenti-Ms2-P65-HSF1-Hygro和lenti-dcas9-VP64-blastine共同转染入293细胞;转染24h后收集细胞,qRt-PCR检测目的基因的表达。结果:筛选了Wnt信号通路中已知的19个负性调控基因;针对每个基因设计了两对gRNA序列,并构建了能够表达gRNA和MS2融合序列的载体,测序结果显示重组质粒的DNA序列与预期完全相符。随机挑选了4个表达载体与lenti-Ms2-P65-HSF1-Hygro和lenti-dcas9-VP64-blastine共转进入细胞,qPCR结果显示构建的目的载体联合lenti-Ms2-P65-HSF1-Hygro和lenti-dcas9-VP64-blastine载体可以协同促进靶分子表达。结论:本研究成功构建了基于CRISPR/cas9基因编辑系统调控Wnt信号的载体。     

土壤微生物膜生理生态功能研究进展

土壤微生物膜是由土壤细菌及其分泌物积聚形成的生物群落,是生物土壤结皮的初始形态和重要组成部分。作为土壤细菌生命过程中最典型的生存形式,土壤微生物膜不仅能保护基质内细胞生存,还可黏附于土壤颗粒和植物根系表面,发挥重要的生态功能。本文在解析土壤微生物膜结构与组成的基础上,从土壤质量与植物健康两个方面总结分析了土壤微生物膜生理生态功能:土壤微生物膜代谢活性高于游离细胞,可高效分泌胞外聚合物并且具有更强的有机物质转化速率,在提升土壤肥力,吸附、固持和降解土壤污染物和促进土壤团聚体形成方面具有重要意义;土壤微生物膜可通过多种微生物间协同作用、促进分泌多种促生物质与胞外聚合物以发挥固持作用等改善植物养分利用状况,增强植物抗逆性。揭示土壤微生物膜生态功能的微观机制、筛选和应用功能性土壤微生物膜是未来重要的发展方向。