Genome-inferred spatio-temporal resolution of an uncultivated Roizmanbacterium reveals its ecological preferences in groundwater

Subsurface ecosystems like groundwater harbour diverse microbial communities, including small-sized, putatively symbiotic organisms of the Candidate Phyla Radiation, yet little is known about their ecological preferences and potential microbial partners. Here, we investigated a member of the superphylum Microgenomates (Cand. Roizmanbacterium ADI133) from oligotrophic groundwater using mini-metagenomics and monitored its spatio-temporal distribution using 16S rRNA gene analyses. A Roizmanbacteria-specific quantitative PCR assay allowed us to track its abundance over the course of 1 year within eight groundwater wells along a 5.4 km hillslope transect, where Roizmanbacteria reached maximum relative abundances of 2.3%. In-depth genomic analyses suggested that Cand. Roizmanbacterium ADI133 is a lactic acid fermenter, potentially able to utilize a range of complex carbon substrates, including cellulose. We hypothesize that it attaches to host cells using a trimeric autotransporter adhesin and inhibits their cell wall biosynthesis using a toxin–antitoxin system. Network analyses based on correlating Cand. Roizmanbacterium ADI133 abundances with amplicon sequencing-derived microbial community profiles suggested one potential host organism, classified as a member of the class Thermodesulfovibrionia (Nitrospirae). By providing lactate as an electron donor Cand. Roizmanbacterium ADI133 potentially mediates the transfer of carbon to other microorganisms and thereby is an important connector in the microbial community.     

Heparan sulfate maintains adult midgut homeostasis in Drosophila

Tissue homeostasis is controlled by the differentiated progeny of residential progenitors (stem cells). Adult stem cells constantly adjust their proliferation/differentiation rates to respond to tissue damage and stresses. However, how differentiated cells maintain tissue homeostasis remains unclear. Here, we find that heparan sulfate (HS), a class of glycosaminoglycan (GAG) chains, protects differentiated cells from loss to maintain intestinal homeostasis. HS depletion in enterocytes (ECs) leads to intestinal homeostasis disruption, with accumulation of intestinal stem cell (ISC)‐like cells and mis‐differentiated progeny. HS‐deficient ECs are prone to cell death/stress and induced cytokine and epidermal growth factor (EGF) expression, which, in turn, promote ISC proliferation and differentiation. Interestingly, HS depletion in ECs results in the inactivation of decapentaplegic (Dpp) signaling. Moreover, ectopic Dpp signaling completely rescued the defects caused by HS depletion. Together, our data demonstrate that HS is required for Dpp signal activation in ECs, thereby protecting ECs from ablation to maintain midgut homeostasis. Our data shed light into the regulatory mechanisms of how differentiated cells contribute to tissue homeostasis maintenance.     

超连续谱激光可见谱段致人眼眩目效应研究

本文采用超连续谱激光光源滤除其红外部分仅输出可见谱段部分,在不超过国家安全标准允许的最大辐照量条件下,以正入射方式照射人眼后,记录并分析在明、暗适应条件下中心极限视力恢复时间、中心近极限视力恢复时间和视觉后像持续时间,明确超连续谱激光可见谱段对人眼的眩目效果。明适应下激光照射0.1 s导致人眼中心极限视力恢复时间为31~119 s,中心近极限视力恢复时间为19~76 s;暗适应下激光照射0.1 s导致人眼中心极限视力恢复时间为26~223 s,中心近极限视力恢复时间为13~123 s;明、暗适应下导致人眼眩目效应的最小功率密度值分别为0.055 mW/cm^2和0.005 mW/cm^2。结果表明,超连续谱激光可见谱段对人眼有良好的眩目效果,可导致数十秒至数百秒的中心视力下降,随着照射功率密度增高,眩目效应增强,显示出较好的量效关系,且相同功率密度时暗适应下人眼的眩目效果优于明适应。该研究探究了明、暗适应条件下超连续谱激光对人眼眩目效应,明确了超连续谱激光与人眼眩目的量效关系。     

炼锌废渣-修复植物-凋落物体系的生态化学计量学研究

为揭示金属冶炼废渣堆场生态修复多年后,废渣-植物-凋落物系统中养分循环和系统维持机制。该研究以实现生态修复6 a的黔西北铅锌冶炼废渣堆场上土荆芥(Dysphania ambrosioides)、芦竹(Arundo donax)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、构树(Broussonetia papyrifera)和柳杉(Cryptomeria fortunei)五种优势修复植物为对象,分析它们的主要营养器官(细根、粗根、茎/干、枝、叶片)、地表凋落物、植被下方表层废渣(0～10 cm)中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征,探讨它们之间的相互关系。结果表明:不同植物、不同营养器官间C、N、P的含量具有显著差异(P<0.05),C平均含量在两种草本植物中为茎>叶片>根>凋落物,在三种乔木中为干>枝>细根>粗根>叶片>凋落物; N和P的分布在草本植物中分别为叶片>凋落物>根>茎和叶片>根>凋落物>茎,在三种乔木中均为叶片>细根>凋落物>粗根>枝>干。五种植物中,柳杉各营养器官及凋落物中C含量均高于其他植物,N、P含量呈相反的规律; 刺槐中N含量最高。C:N和C:P在五种植物营养器官与凋落物中的变化规律跟N、P的分布相反,说明C:N和C:P分别主要受N和P含量影响。相关性分析指出,草本植物的N:P受N和P共同影响,三种乔木的N:P主要由N的分布决定,同时受到枝和叶片中P含量影响。五种植物中,仅豆科类刺槐的叶片N:P大于16,在系统中生长受P限制,其他植物生长均受N限制,说明刺槐更能适应贫瘠的废渣环境,建议在修复贫瘠的废渣堆场时优先选择豆科类植物作为先锋植物,改善基质养分条件。植被下方表层废渣中C、N、P含量基本都低于植物各营养器官及凋落物,不同修复植物下方对应的表层废渣中C、N、P含量间具有显著差异(P<0.05),草本植物修复下的废渣中C、N、P含量低于乔木修复下的含量。废渣-植物-凋落物体系中N、P、N:P之间的相关性分析显示,植物细根和凋落物中N、P含量与废渣中N、P含量及化学计量比关系更密切。     

中国缺齿藓科新记录种——冻原丝瓜藓(新拟,Pohlia tundrae A. J. Shaw)

冻原丝瓜藓(Pohlia tundrae)在北美被首次描述,随后在欧洲中部、俄罗斯远东地区和西伯利亚西北部也相继报道。最近,作者在西藏林芝也发现了冻原丝瓜藓的分布。该文详细描述了冻原丝瓜藓的形态结构特征,提供了显微形态学照片,并对其生境、地理分布以及与相似种的形态学进行了比较讨论。凭证标本存放于中国农业大学标本馆(BAU)。     

甲状腺素对动脉瘤性蛛网膜下腔出血大鼠脑缺氧诱导因子-1α表达的影响及其机制*

目的:探讨甲状腺素(T4)对动脉瘤性蛛网膜下腔出血后大鼠脑缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达的调节及其机制。方法:72只雄性成年SD大鼠随机分为以下4组:蛛网膜下腔出血模型组(SAH)(n=18)、蛛网膜下腔出血+甲状腺素组(SAH+T4)(n=18)、蛛网膜下腔出血+溶剂组(SAH+溶剂组)(n=18)、假手术组(n=18)。颈内动脉穿刺法建立蛛网膜下腔出血的模型,术后行颅脑CT平扫,建模后立即开始给药,按3 μg/100 g腹腔注射,每隔24 h一次,连续3 d,SAH+T4组予甲状腺素干预,SAH+溶剂组予等体积溶剂干预,均在建模后72 h处死;各组6只大鼠经多聚甲醛灌注处死后石蜡包埋切片行免疫组化染色检测HIF-1α及p-Akt蛋白、6只用TUNEL法检测凋亡,6只用干湿重法做脑水肿含量检测。结果:建模成功后SAH组及SAH+T4组、SAH+溶剂组大鼠的脑组织肿胀明显,蛛网膜下腔可见暗红色血凝块。SAH组神经行为学评分、脑含水量、凋亡率、HIF-1α蛋白、p-Akt蛋白均较假手术组明显增高(P＜0.05);SAH+T4组神经行为学评分、HIF-1α蛋白、p-Akt蛋白均较SAH组明显增高,其脑含水量、凋亡均较SAH组明显减少(P＜0.05)。结论:使用T4替代治疗可以上调动脉瘤性蛛网膜下腔出血后大鼠脑HIF-1α蛋白表达水平,可能是通过激活三磷酸肌醇激酶／蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路,使凋亡率减小,最终大鼠行为学得以改善,对大鼠脑产生保护作用。     

硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)在胃癌中的表达及对胃癌细胞生长的影响*

目的: 探讨胃癌组织硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)表达与生存时间的关系及其对胃癌细胞生长的影响。方法: 用Real-time PCR法检测76例胃癌组织及癌旁TrxR1 mRNA表达,并分析其与胃癌患者临床病理特征及预后的关系;随机选取3例胃癌组织及癌旁组织,采用免疫组化法、Western blot法检测TrxR1蛋白表达。采用Western blot法和Real-time PCR法检测胃癌细胞系及人胃粘膜上皮细胞中TrxR1的表达。采用小RNA干扰序列(siRNA)处理AGS细胞,根据处理方法不同将AGS细胞分为3组:阴性对照组:转染NC-siRNA、TRXR1 siRNA干扰1组:转染TRXR1-siRNA1、TRXR1 siRNA干扰2组:转染TRXR1-siRNA2。使用Real-time PCR法检测各组AGS细胞中TrxR1 mRNA的表达,克隆形成试验和MTT法检测AGS细胞生长情况。结果: 胃癌组织中TrxR1 mRNA和蛋白表达量均显著性上调,TrxR1主要定位于细胞质中。TrxR1高表达与患者TNM分期及淋巴结转移有关,且TrxR1高表达组患者的中位生存时间短于低表达组(P＜0.05)。胃癌细胞中TrxR1表达量高于人胃粘膜上皮细胞系中的表达。TRXR1-siRNA1组AGS细胞和TRXR1-siRNA2组AGS细胞中TrxR1 mRNA和蛋白与NC-siRNA组相比均显著性降低(P＜0.05),且AGS细胞克隆形成与增殖能力均降低(P＜0.05)。结论: 胃癌组织中TrxR1高表达提示患者预后不良,沉默TrxR1能抑制胃癌细胞的增殖。     

县域生态效率驱动机制对比——以宁南山区3县为例

以宁南山区3县(同心县、西吉县和隆德县)为研究区,运用扩展火用分析方法对比研究2008—2017年3县的生态效率驱动机制,探讨造成生态退化差异性的成因。结果表明: 研究期间,宁南山区3县整体生态效率差异显著,同心县生态效率偏低,年际变化幅度较大;西吉县生态效率较稳定;隆德县整体生态效率较高,位居三县首位。3县扩展火用规模整体差异较小,经济部门之间的火用比例不协调,均以农业部门、居民部门为主导,呈现显著的资本拉动型与劳动密集型特征,显现出欠发达地区生态退化的驱动力主要来源于农业生产与居民生活。3县系统内部的火用转化率与外界的能量交换率极低,形成了高输入、低储存、低开放和低转化的简单网络流通路径,削弱了社会经济子系统的内生发展能力,由此造成对本身就脆弱的生态系统的胁迫。     

优良单株家系辣木叶的表型性状分析

为挖掘辣木(Moranga oleifera)优良种质资源,对30个优良单株家系的叶片表型性状进行研究。结果表明,除叶形外,辣木不同家系间的叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽均存在不同程度的差异。复叶数与复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽呈极显著正相关;主成分分析表明,叶长、叶宽、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶柄和叶片颜色是区分辣木不同家系最主要的叶片性状指标。聚类分析结果表明,30个辣木家系可分为3大类,叶片表型性状存在显著差异的家系的遗传距离较远。因此,叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽将为直观区分辣木家系提供参考。