高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

中国城市低碳发展水平评估方法研究

城市低碳发展水平评估对推动城市可持续发展,提高城市应对气候变化能力具有重要意义。基于低碳城市理念和内涵,构建了由6类(碳排放、经济发展、社会进步、交通、人居环境和自然环境)、13个具体指标组成的城市低碳发展评价指标体系及综合评价指数,并结合中国35个城市2010—2015年社会经济发展数据,对参评城市的低碳发展水平及趋势进行评价与分析。结果表明:多数参评城市的低碳发展水平呈现上升的趋势,其中,城市低碳发展水平最高和最低城市名单无明显变化,且深圳市在2010年和2015年均为低碳发展水平最高的城市。与2010年相比,杭州市、银川市、郑州市、石家庄市和昆明市的城市低碳发展指数相对持平,而成都市、长沙市、合肥市和大连市有所下降。城市低碳发展水平较低可能是由于城市碳排放、经济、社会、交通、人居环境和自然环境等方面之间协调发展程度不够造成的。最后,对如何提高我国城市低碳发展水平给出了对策和建议。     

西南地区生态重要性格局研究

生态保护重要性是表征区域生态系统结构和功能重要性程度的综合指标。在明确西南地区自然环境特征和关键生态问题的基础上,综合分析生态敏感性和生态服务功能重要性,构建西南生态重要性评估指标体系,并运用GIS技术识别具有重要保护意义的地区,为优化生态保护策略、划定生态红线和主体功能区划提供技术支持。研究表明:西南地区生态保护极重要区为75.7万km2,主要分布于雅鲁藏布江流域、横断山区、川西高原等地区。该区占西南地区总面积的32.5%,提供了59.4%的土壤保持总量和54.5%的水源涵养总量,保护了69.7%的重要物种。研究建议,划定极重要区为生态红线进行强制性严格保护,以保障和维护生态安全,促进西南地区可持续发展。     

温度和高脂食物对黑线仓鼠代谢产热和体脂累积的影响

能量代谢的适应性调节是小型哺乳动物应对环境季节性变化的主要策略之一。为探讨不同温度下动物在代谢产热能量支出与脂肪累积之间的权衡策略,以成年雄性黑线仓鼠为研究对象开展了3 个实验:实验1 将动物驯化于高脂和低脂食物;实验2 将动物暴露于低温(5℃)和暖温(30℃);实验3 将饲喂高脂食物的动物暴露于低温。以食物平衡法测定摄食量、摄入能和消化率,以开放式氧气分析仪测定代谢产热,以索氏抽提法测定脂肪含量。结果发现,取食高脂食物的黑线仓鼠摄食量显著减少,但脂肪累积显著增加;暖温下摄食量显著减少,但体脂含量显著增加,低温下摄食量显著升高,但体脂含量显著减少;饲喂高脂食物的黑线仓鼠在低温下摄入能显著增加,非颤抖性产热增强,但体脂含量显著降低。结果表明高脂食物对黑线仓鼠体脂累积的影响与环境温度有关,低温诱导脂肪动员,暖温促进脂肪贮存;低温下黑线仓鼠增加能量摄入不能完全补偿用于产热的能量支出,导致脂肪动员增加;暖温下代谢产热降低是脂肪累积的主要因素;与能量摄入相比代谢产热的能量支出在体脂累积的适应性变化中发挥更重要的作用。     

异裂菊属根际微生物群落结构及功能多样性

异裂菊属是广西喀斯特石山区典型的特有属,根际微生物是其能否有效吸收、有效利用土壤养分和适应石山恶劣土壤环境的最直接表征之一。该研究采用DGGE和Biolog两种方法对异裂菊属植物根际和非根际微生物多样性进行了研究。结果表明:(1)异裂菊属5个种根际pH、碱解氮等9个养分含量都高于非根际。(2)5个种的根际、非根际存在2个共有细菌类群,但在数量上存在差异,3个种的根际条带小于非根际;5个种的根际、非根际微生物群落较为相似,较易聚在一起。(3)绢叶异裂菊根际微生物对碳源利用能力最强,凹脉异裂菊非根际最弱,其他对碳源的利用能力较接近;异裂菊属种根际微生物利用碳源的能力都高于非根际,根际微生物多样性指数均高于非根际,优势度指数与非根际基本相同或略高于非根际,丰富度和均匀度指数与优势度指数规律相似;异裂菊属根际、非根际微生物利用的碳源主要是糖类、羧酸类和氨基酸类化合物,4个种根际微生物利用碳源的能力高于非根际。(4)阳离子交换量、黏粒含量百分率和碱解氮是影响异裂菊属根际微生物碳源利用模式的最重要因子。总体来说,土壤理化性质对异裂菊属植物根际微生物群落多样性具有重要影响,异裂菊属通过分泌羧酸、糖等多类化合物提高了根际微生物的活性,进而有效地提高了根际肥力水平。     

原花青素对小鼠后肢缺血肌肉的作用及miR-133b的表达变化

肢体缺血后的氧化应激反应将导致肌肉损伤,刺激肌卫星细胞（satellite cells,SCs）的成肌分化,从而完成损伤修复,而肌源性miRNAs参与其中。原花青素（proanthocyanidins,PC）来源于植物多酚提取物,具有抗氧化应激的作用。但原花青素对缺血肌肉的作用和机制尚不明确。本文研究原花青素对小鼠后肢缺血肌肉的作用,探讨miR 133b在其中的表达及作用。雄性C57/BL6小鼠经左后肢缺血后随机分为：对照组（H₂O）、低浓度PC（low dose PC,LDPC）组（1 mg/kg）和高浓度PC（high dose PC,HDPC）组（20 mg/kg）。对缺血肢体运动功能评分：7 d时,对照组为1.33±0.14,LDPC组为1.50±0.15,HDPC组为2.08±0.23;14 d时,对照组为2.17±0.31,LDPC组为2.00±0.37,HDPC组为3.83±0.17。说明高浓度PC可促进缺血肢体运动功能恢复（P<0.05）。测定各组的氧化应激产物丙二醛含量,在7 d时：血浆中,对照组为32.85±7.61 nmol/μL,LDPC组为35.90±7.45 nmol/μL,HDPC组为10.46±2.49 nmol/μL;缺血肌肉中,对照组为39.75±7.61 nmol/μg,LDPC组为28.75±7.05 nmol/μg,HDPC组为15.80±3.63 nmol/μg。表明高浓度PC可有效降低后肢缺血小鼠体内氧化应激水平（P<0.05）。HE染色结果显示,高浓度组再生肌纤维比例（7 d,53.88%±8.13%;21 d,39.30%±0.37%）均明显高于（P<0.05）对照组（7 d,10.61%±3.00%;21 d,22.61%±3.16%）和低浓度组（7 d,14.57%±2.94%;21 d,18.74%±4.73%）。RT-qPCR检测缺血肌肉中miR-133b-3p含量,与对照组相比,高浓度组的miR-133b-3p表达上调（3.26倍,P<0.05）。生物信息学分析发现,PPP2CA、PPP2CB和MKP-1可能是miR-133b-3p的靶基因。Western印迹检测发现,与对照组相比,高浓度组PCNA、MyoD和ERK2表达升高,而p-ERK2表达下降（P<0.05）。以上结果说明,高浓度原花青素可降低缺血后的氧化应激反应,促进缺血肌肉再生,而miR-133b-3p和ERK信号通路可能参与其中。     

重组谷糠源过氧化物酶的克隆、表达及逆转结肠癌化疗耐药活性

本课题组前期首次从谷糠中获得具抗肿瘤活性的过氧化物酶FMBP。为了该蛋白质后期在体外的规模化生产,本研究以谷子cDNA为模板,利用基因工程手段构建了pMal-s-FMBP融合质粒,并优化诱导条件进行原核表达与纯化,最终获得纯度大于90 %的具抗肿瘤活性的重组FMBP（Re-FMBP）。研究发现,Re-FMBP可以逆转HCT-8/5-Fu耐药细胞对5-Fu的耐药性,耐药逆转倍数达到9.6倍。通过Annexin V/碘化丙啶双染色流式细胞仪检测显示：Re-FMBP能够诱导HCT-8/5-Fu耐药细胞发生凋亡;通过罗丹明123染色,流式细胞仪检测结果显示,Re-FMBP处理后,HCT-8/5-Fu耐药细胞内的荧光强度增强。说明Re-FMBP能够增加5-Fu药物在HCT-8/5-Fu耐药细胞内的蓄积。结果揭示,Re-FMBP蛋白可通过抑制耐药细胞增殖,诱导耐药细胞凋亡,抑制耐药细胞对5-Fu药物外排功能来增加HCT-8/5-Fu耐药细胞对5-Fu药物的敏感性。因此,谷糠来源的Re-FMBP蛋白可以作为肿瘤化疗辅助药物来开发。     

雄性不育无籽刺梨花药发育过程中生理特性的初步研究

为探究无籽刺梨(Rosasterilis)雄性不育原因,采用1%I2-KI染色法观察花粉活性,并对无籽刺梨和正常可育刺梨(R.roburghii)花药不同发育时期的生理生化指标进行了研究。结果表明,无籽刺梨的败育花粉占95.5%,刺梨的正常花粉占99%。刺梨花药的可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量在各时期的总体变化趋势相似,可溶性淀粉含量呈上升趋势,而无籽刺梨花药的可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉和脯氨酸含量在各时期的变化无规律可循,且花粉成熟期这4种物质的含量均明显低于刺梨,即花粉成熟期缺少各营养物质的积累。在花药发育过程中,无籽刺梨的SOD活性均低于刺梨;MDA含量呈上升趋势,且上升幅度比刺梨大;MDA含量和POD活性均高于刺梨。因此,营养物质的匮乏和酶系统的紊乱可能是导致无籽刺梨雄性不育的原因。     

DNA条形码技术及其在微生物资源鉴别保护中的应用研究

DNA条形码作为一种新型的物种鉴定、分类、鉴别和溯源方法,通过生物信息学分析将标准DNA片段进行分析比对实现。经过多年的发展,该技术现已成为物种鉴定和分类的研究热点。回顾十余年来DNA条形码技术的发展历程,介绍了这一技术的进展与成果,分析了该技术的优势及局限,并展望了DNA条形码的应用前景,为后续研究提供参考。     

新疆棉田土壤质量综合评价方法

以新疆主要棉区为研究对象,测定了哈密、博乐、昌吉、奎屯、石河子、阿克苏及喀什棉田土壤耕层的pH、盐分、有机质、全氮、速效磷、速效钾及Cr、Cu、Zn、As、Pb 共计11个指标,综合分析土壤理化性质和重金属含量,采用土壤质量综合指数(SQI)对新疆主要棉区棉田土壤质量进行综合评价.结果表明: 新疆棉区棉田土壤呈碱性,pH均值为7.87,盐分含量均值为3.44 g·kg^-1,为轻度盐化土壤,有机质和全氮含量均偏低,速效磷、速效钾含量较为丰富,与第二次全国土壤普查数据相比,土壤pH、盐分含量、有机质和全氮均呈下降趋势,土壤速效磷明显增长,部分地区土壤速效钾呈现出不同程度的升高趋势;Cr、Cu、Zn、As、Pb 5种重金属含量分别为45.88、40.66、68.30、12.88、16.68 mg·kg^-1,均未超过国家二级标准,但与新疆土壤元素背景值相比,Cu、Zn、As均有累积现象.当重金属内梅罗综合污染指数(PN)小于0.5时,土壤理化性质越好,土壤综合质量越好.土壤有机质、全氮、Cu、Zn和As是影响新疆棉区棉田土壤质量的重要因素.新疆棉区棉田土壤质量总体属于中等水平,昌吉、奎屯质量最高,SQI为0.52,阿克苏质量最低,SQI为0.31,不同棉区土壤质量呈现为:北疆>东疆>南疆.