基于野外调查和同质种植园实验的芦苇植物功能性状变异研究

研究表型可塑性和遗传变异在植物表型分化中的相对作用,有助于预测全球环境变化下的植物群落组成和生态系统功能的变化。芦苇（Phragmites australis）是全球性广布的草本植物,种内变异丰富,在我国西北和东部均存在多个分化稳定的生态型,但中国芦苇在更大尺度上的表型研究还非常匮乏。将位于黄河上游的宁夏平原和黄河下游的黄河三角洲作为研究区域,通过野外调查和同质种植园实验对芦苇自然种群的植物功能性状变异进行观测。结果表明,无论在野外还是同质种植园,黄河三角洲芦苇的基径、叶长和叶宽均显著大于宁夏平原芦苇,说明两个地区的芦苇种群之间存在着受遗传决定的表型分化,这可能与两个地区间的降水等气候差异有关。在野外,宁夏芦苇的株高和叶厚显著大于黄河三角洲芦苇,但在同质园中差异消失或相反,说明株高、叶厚受环境影响较大,表型可塑性也是芦苇适应环境变化的重要机制。在同质种植园中,宁夏平原芦苇的叶片氮磷含量较低,但株数却显著多于黄河三角洲芦苇,反映了不同地区芦苇之间存在不同的适应策略,宁夏平原芦苇更偏向于高扩散率的杂草策略,而黄河三角洲芦苇更偏向于竞争策略。此外,宁夏平原芦苇的株高、叶长两个性状以及基径-比叶面积相关性在野外和同质园两个环境中存在一致性,表明了性状变异和权衡策略的遗传稳定性。综上,位于黄河上下游的芦苇种群间存在着适应性分化,这是表型可塑性和遗传变异共同作用的结果,不同来源芦苇对全球变化下的多重环境因子的响应还需要进一步研究。     

中国陆地生态系统碳源/汇整合分析

国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为（0.213±0.030）Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为（0.101±0.023）Pg C/a、（0.032±0.007）Pg C/a、（0.043±0.010）Pg C/a和（0.028±0.010）Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据（地面观测、激光雷达、卫星遥感等）、多尺度数据（样地尺度、站点尺度、区域尺度）以及多手段数据（联网观测、森林清查、模型模拟）,有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。     

耐高盐枯草芽孢杆菌XP合成球形纳米硒及其抑制草莓病原真菌生物活性

生物方法合成纳米材料具有低能耗、高安全性以及环境友好等优良特点,因而备受人们关注。利用细菌将硒酸盐或亚硒酸盐还原为单质硒,不仅可以降低硒毒性,而且还能获得价值更高的生物纳米材料。文中选用可耐受高盐环境胁迫的枯草芽孢杆菌亚种Bacillus subtilis subspecies stercoris strain XP构建生物模型,分别以LB液体培养基和亚硒酸钠为介质和底物 (电子受体),解析菌株XP合成纳米硒的基本规律。通过扫描电镜 (Scanning electron microscope,SEM) 观察、X射线能谱分析 (X-ray energy dispersive spectral analysis,EDAX)、X射线衍射 (X-ray diffraction,XRD) 分析、傅里叶红外变换光谱 (Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR) 技术对合成的纳米硒进行物理化学表征分析,同时选用草莓枯萎、红叶、紫斑病病原真菌对其抗菌活性进行分析。结果表明,菌株XP介导合成的单质硒为球形纳米颗粒 (Selenium nanoparticles,SeNPs),其生成量与反应时间呈正相关 (0–48 h),且细胞形态未发生褶皱或破损等变化 (耐受力强);SeNPs为非晶态,粒径范围在135–165 nm,表面元素组成以Se为主,同时存在C、O、N、S等有机元素;颗粒表面包裹生物大分子物质,-OH、C=O、N-H、C-H等官能团与SeNPs稳定性和生物活性密切相关;高浓度纳米硒对枯萎、红叶、紫斑病病原真菌均有显著抑制活性 (P<0.05),其中对草莓红叶病与枯萎病病原真菌的抑制活性明显优于对紫斑病病原真菌的抑制活性。总而言之,菌株XP不仅耐受高盐胁迫能力强,同时还可介导合成生物SeNPs,其合成的纳米硒颗粒具有良好的稳定性和生物活性,在草莓病害防治以及绿色富硒草莓种植等领域具有潜在的应用价值。     

Comprehensive Analysis of Synonymous Codon Usage Bias for Complete Genomes and E2 Gene of Atypical Porcine Pestivirus

Atypical porcine pestivirus (APPV) is an emerging novel pestivirus causing the congenital tremor (CT) in piglets. The worldwide distribution characteristic of APPV make it a threat to global swine health. E2 is the major envelope glycoprotein of APPV and the crucial target for vaccine development. Considering the genetic variability of APPV complete genomes and its E2 gene as well as gaps for codon analysis, a comprehensive analysis of codon usage patterns was performed. Relative synonymous codon usage (RSCU) and effective number of codon (ENC) analyses showed that a relatively instable change existed and a slight low codon usage bias (CUB) were displayed in APPV genomes. ENC-plot analysis and correlation analyses of nucleotide compositions and ENC showed that mutation pressure and natural selection both affected the codon usage bias of the APPV and natural selection had a more obvious influence for E2 gene compared with complete genomes. Principal component analysis (PCA) and correlation analyses confirmed the above results. Correlation analyses between Gravy and Aromaticity values and the codon bias showed that natural selection played an important role in shaping the synonymous codon bias. Furthermore, neutrality plot analysis showed that natural selection was the main force while mutation pressure was a minor force influencing the codon usage pattern of the APPV E2 gene and complete genomes. The results could illustrate the codon usage patterns of APPV genomes and provided valuable basic data for further fundamental research of evolution of APPV.

     

辽西义县下白垩统沙海组木化石新材料*

辽西地区下白垩统沙海组是我国北方地区重要的白垩纪木化石产出层位,其产出的木化石数量丰富、类型多样.尽管前人开展了部分研究,但目前对沙海组木化石植物群组成特征的认识仍相对薄弱.本文报道了辽西义县上石洞沟地区沙海组产出的木化石新材料,共鉴定出2属3种,分别为:Phyllocladoxylon cf.eboracense(Holden)Kr?usel、Xenoxylon conchylianum Fliche 及 X.watarianum Nishida and Nishida.此发现丰富了对沙海组木化石多样性特征的认识,为揭示辽西地区早白垩世晚期的森林组成特征提供了新的化石证据.本文总结了辽西地区早白垩世木化石的多样性特征,从木化石的角度推断辽西地区在早白垩世中晚期森林植被面貌可能发生了一定程度的更替.此外,本文对比了辽西地区侏罗纪及白垩纪异木属木化石种级多样性,认为该属在辽西地区晚中生代一直是优势类群,但种级组成上差异明显.     

Differences in relative air humidity affect responses to soil salinity in freshwater and salt marsh populations of the dominant grass species Phragmites australis

Hydrobiologia - Soil salinity diminishes the dominance of species and affects their distribution. Phragmites australis is a dominant ecosystem engineer with broad distribution, high intraspecific...     

靶向肿瘤血管生成的天然产物研究进展

血管生成在肿瘤的发生发展过程中起着非常重要的作用。促血管生成因子及其受体可以通过调节血管生成促进肿瘤发生发展。因此,发现和开发靶向血管生成因子药物已经成为治疗肿瘤的重要策略。近年来,天然产物因其结构多样、毒副作用低及作用机制独特等优势已然成为开发抗肿瘤药物的主要来源。本文归纳阐述了近年来靶向血管生成因子具有抗肿瘤活性的天然产物研究进展,为进一步发现和开发靶向肿瘤血管生成的天然药物提供重要的理论依据。     

非结构蛋白在非洲猪瘟病毒感染中作用

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引起的一种急性、出血性猪传染病,给疫情发生国家(地区)的养猪业造成重大经济损失.ASFV为双股DNA病毒,基因组含有150～167个开放阅读框(ORFs),可编码150～200种蛋白质,其中非结构蛋白有100余种.ASFV编码的酶、转录因子、调节宿主细胞功能蛋白和病毒免疫逃逸相关蛋白等作为重要的非结构蛋白,在病毒核苷酸代谢、DNA复制、修复、转录、蛋白修饰以及病毒与宿主细胞相互作用等过程中发挥重要作用,但仍有许多非结构蛋白的功能尚不明晰.因此,本文综述了 ASFV非结构蛋白在病毒感染中的作用,以期为ASFV非结构蛋白的进一步研究提供参考.     

基于AFM的活体状态外泌体纳米结构及机械特性研究

外泌体在细胞生理病理活动过程中起着重要的调控作用,研究外泌体的行为特性对于揭示生命活动及疾病发生发展的内在机理具有重要的基础意义.然而由于缺乏合适的观测手段及方法,目前对于活体状态下外泌体结构及特性的认知仍然很不足.原子力显微镜(AFM)的发明为研究溶液环境下天然状态生物样本提供了强大的技术工具,已成为生物学重要研究手段.本文利用AFM对单个活体状态外泌体的纳米结构及机械特性进行了研究.通过多聚赖氨酸静电吸附作用将从淋巴瘤患者骨髓中分离的外泌体吸附至基底,在溶液环境下实现了对单个活体状态外泌体的高质量AFM形貌成像并通过与空气中成像结果进行对比揭示了空气干燥处理对外泌体形貌的影响.在此基础上,分别利用AFM压痕试验和多参数成像技术实现了对单个活体状态外泌体机械特性的定量测量和可视化表征.最后基于所建立的方法技术揭示了化学处理后外泌体结构和机械特性的动态变化.研究结果为研究纳米尺度下活体状态外泌体的结构及特性,以更好理解天然状态外泌体的生理行为提供了新的方法和思路,对于外泌体研究具有潜在积极的意义.