植物乳杆菌培养上清对不同血清型沙门氏菌的抑制效果及作用机理

【目的】探究植物乳杆菌培养上清(Lactobacillus plantarum culture supernatant,LPC)对3种血清型沙门氏菌猪霍乱(Salmonella cholerae,SC)、肠炎(Salmonella enteritidis,SE)和鸡白痢(Salmonella pullorum, SP)的生长和致病性的抑制作用效果及机理。【方法】将2%LPC与3种沙门氏菌分别共培养后,采用比浊法及牛津杯抑菌圈试验检测沙门氏菌生长情况及LPC中的主要抑菌物质,使用实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)探究沙门氏菌致病性相关基因表达水平,最后通过结晶紫染色法检测沙门氏菌的生物被膜。【结果】2%LPC能够显著抑制3种沙门氏菌的生长,其作用效果与庆大霉素(gentamicin, GM)相近且对SE的生长抑制效果优于GM,其主要抑菌物质为有机酸;2%LPC对3株沙门氏菌SPI-1编码的主要毒力基因(InvA、InvF、SopE、SopB、SipB、HilA和SipA)、SPI-2毒...     

Phytopathogenic bacteria utilize host glucose as a signal to stimulate virulence through LuxR homologues

Chemical signal-mediated biological communication is common within bacteria and between bacteria and their hosts. Many plant-associated bacteria respond to unknown plant compounds to regulate bacterial gene expression. However, the nature of the plant compounds that mediate such interkingdom communication and the underlying mechanisms remain poorly characterized. Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) causes black rot disease on brassica vegetables. Xcc contains an orphan LuxR regulator (XccR) which senses a plant signal that was validated to be glucose by HPLC-MS. The glucose concentration increases in apoplast fluid after Xcc infection, which is caused by the enhanced activity of plant sugar transporters translocating sugar and cell-wall invertases releasing glucose from sucrose. XccR recruits glucose, but not fructose, sucrose, glucose 6-phosphate, and UDP-glucose, to activate pip expression. Deletion of the bacterial glucose transporter gene sglT impaired pathogen virulence and pip expression. Structural prediction showed that the N-terminal domain of XccR forms an alternative pocket neighbouring the AHL-binding pocket for glucose docking. Substitution of three residues affecting structural stability abolished the ability of XccR to bind to the luxXc box in the pip promoter. Several other XccR homologues from plant-associated bacteria can also form stable complexes with glucose, indicating that glucose may function as a common signal molecule for pathogen–plant interactions. The conservation of a glucose/XccR/pip-like system in plant-associated bacteria suggests that some phytopathogens have evolved the ability to utilize host compounds as virulence signals, indicating that LuxRs mediate an interkingdom signalling circuit.     

Eu3+-activated red phosphor Ca3YAl3B4O15 with low thermal quenching behaviour

This paper reports a sequence of a Ca₃YAl₃B₄O₁₅:xEu³⁺ red phosphor prepared using a high-temperature solid-state reaction. At the excitation of 396 nm, the samples emitted intense red emission centred at ~623 nm, which could be attributed to the ⁵D₀→⁷F₂ transition of the Eu³⁺ ion. The results showed that the optimum Eu³⁺ doping concentration of Ca₃YAl₃B₄O₁₅:Eu³⁺ phosphor was x = 80 mol%, and the concentration quenching mechanism of Ca₃YAl₃B₄O₁₅:Eu³⁺ red phosphor belonged to the exchange coupling between Eu³⁺ ions. The Commission Internationale de l'éclairage (CIE) coordinates and colour purity of Ca₃Y_0.2Al₃B₄O₁₅:0.8Eu³⁺ were calculated as (0.6375, 0.3476) and 95.5%, respectively. Moreover, the red emission of the obtained phosphor Ca₃YAl₃B₄O₁₅:0.8Eu³⁺ exhibited a low thermal quenching behaviour with an intensity retention rate of 92.85% at 150°C. The above results manifest that the Eu³⁺-activated Ca₃YAl₃B₄O₁₅ phosphor is predicted to be a promising red luminescent component for white light-emitting diodes.     

植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

毛乌素沙地油蒿叶性状对光能利用效率动态的影响

目前对于荒漠灌木光能利用效率（LUE）的季节变异及其调控因素,尤其是其生物调控因素的认识非常有限,导致了荒漠生态系统生产力模型的不确定性。拟验证假设：长期干旱环境下,典型荒漠灌木油蒿光能利用效率日均值（LUE_day）的动态变化与叶片性状的季节性调整有关。试验采用Li-6400便携式光合仪定期测量了油蒿生长季叶片LUE_day的季节动态及相关叶性状指标,探究叶性状对LUE_day的影响。结果表明：LUE_day的季节波动范围为0.003-0.017 mol/mol,整体变异系数（CV）为38.75%。完全展叶期LUE_day均值相比生长季平均值降低17.37%,相比展叶期和落叶期时降低30%;8个叶性状的季节变异幅度差异较大,其中总叶绿素含量（Chl）、类胡萝卜素含量（Car）和叶氮含量（LNC）均表现出较大的季节变异性（CV ≥ 20%）,叶碳含量（LCC）和叶片相对含水量（LRWC）的变异程度最低（CV<7%）。LRWC与所有叶片化学性状（Chl、Chl a/b、Car、LNC和LCC）均存在显著相关,表明其变化与叶片的养分吸收、光合色素合成以及碳同化的运输过程密切相关;油蒿LUE_day的相对变化与LRWC、Chl a/b和LNC显著正相关,而LRWC和LNC的季节动态受空气温度（T_a）和土壤含水量（VWC）的共同调节,Chl a/b的季节波动主要由浅层土壤含水量（10 cm VWC）控制。以上研究结果强调,在未来预计极端的气候事件（如极端干旱和持续热浪事件）发生更频繁的旱地场景中,时间尺度植物叶性状对于土壤干旱和高温的适应性调整应当被充分考虑到旱地生态系统的通量建模方案中。该结果将为构建叶片尺度的光合生理模型与厘清LUE的生物调控机制提供理论依据。     

家燕营巢特征及其对城市环境的适应性

城市面积在全球范围内迅速扩张,一些鸟类种群通过改变营巢特征,在与自然生境截然不同的城市中筑巢繁殖。但目前城市环境对于鸟类营巢影响的研究较缺乏。为了解鸟类营巢对城市环境的适应,于2016、2019年在黑龙江哈尔滨的城市与乡村环境,分别测量家燕（Hirundo rustica）巢（如,大小及形状）及巢址特征等（如,距地面和屋顶距离）参数,以探究：（1）家燕巢特征在乡村及城市生境是否存在差异？（2）家燕巢特征在年际间是否存在变化？并为城市家燕种群的保护提供理论依据及合理建议。研究采用Kruskal-Wallis秩和检验以及Wilcoxon秩和检验比较分析所测量的巢特征参数在城乡之间、年际间的差异,并对组间参数进行线性判别分析（LDA,Linear Discriminant Analysis）。结果发现,城乡间具有显著差异：（1）与乡村相比,城市巢距离屋顶更远,距地相对更近（P<0.05）;（2）城市巢更浅（P<0.05）;（3）从2016到2019年,城市和乡村巢都变得更深,半径更大（P<0.05）。根据这些发现,推测城市楼房建筑的楼道为家燕繁殖提供了相对更为封闭、安全的环境,旧巢及较为丰富的支撑物为家燕提供了适宜的巢址,有可能节省亲鸟在营巢上的繁殖投入;但同时应当警惕门窗关闭、资源受限、人为干扰等不利因素可能造成的生态陷阱。     

中国遥感干旱指数时空特征及其对气候和地表覆盖变化的响应

干旱严重影响植被生长,威胁粮食安全,基于遥感计算的植被状态指数（Vegetation Condition Index,VCI）、温度状态指数（Temperature Condition Index,TCI）和植被健康指数（Vegetation Health Index,VHI）是常用的干旱指数,被广泛应用于干旱监测。为了探究近年来我国干旱特征及其对气候和地表覆盖变化的响应,分析了2003-2016年期间VCI、TCI和VHI的时空变化特征;采用最小二乘（OLS）和偏相关分析方法分析了这些指数对气候和地表覆盖变化的响应。基于上述干旱指数计算的干旱频率表明,中温带中部和南温带等地区干旱发生频率高,干旱指数变化趋势表明在2003-2016年期间中国大部分地区干旱缓解,但在中温带、南温带和高原气候区等局部地区干旱加剧;总体而言,干旱指数随着年平均温度的上升和年降水量的降低而减小,VHI与温度和降水量的相关性在不同气候区的一致性优于VCI和TCI;裸土的减少和植被的增加导致干旱指数增大,树木转变为低矮植被干旱指数降低。     

一种基于流式细胞术的牛多细胞因子检测方法

本研究旨在建立一种基于流式细胞术的牛多细胞因子检测方法。对前期制备并筛选出的针对牛细胞因子IFN-γ、IL-2、TNF-α、IP-10和MCP-1的单克隆抗体进行荧光标记,与细胞表面分子抗体组合搭配,进行牛多细胞因子流式检测方法的建立和优化。随后利用建立的方法进行BCG体外感染牛外周血单个核细胞的细胞因子表达规律测定,并结合CFP10-ESAT6蛋白刺激剂评价上述细胞因子作为牛结核诊断标识的潜力。建立的牛多细胞因子流式检测方法可以有效测定BCG感染牛外周血T淋巴细胞的细胞因子表达,其中IFN-γ、IL-2、TNF-α在感染40h后持续上升,而IP-10和MCP-1表达水平呈现下降趋势;对于牛外周血CD4⁺T淋巴细胞IFN-γ、IL-2、TNF-α的联合检测能有效区分牛结核阳性和阴性样品。这一方法为牛病原菌感染、疫苗注射后细胞免疫应答水平评价以及疫病诊断提供了重要技术手段。     

法尼醇X受体激动剂细胞筛选体系的建立与优化

本研究旨在建立一种基于双荧光素酶报告基因检测体系的法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR)激动剂细胞筛选体系,以满足对FXR激动剂先导化合物的高通量筛选。通过在报告基因质粒pGL4-luc2P-Hygro中的萤火虫荧光素酶(firefly luciferase,Luc)基因上游克隆并插入来自FXR靶基因的FXR反应元件(FXR response element,FXRE)片段,构建用于筛选FXR激动剂的报告基因质粒,并结合海肾荧光素酶内参质粒,建立能够有效反映药物对FXR激动效应的双荧光素酶报告基因细胞检测体系。通过一系列优化实验,比较了过表达RXR、鼠源和人源FXR、不同的FXRE片段、FXR过表达质粒与报告基因质粒的混合比对筛选体系诱导效率和灵敏度的影响。根据上述结果,最终确定了优化条件,优化后体系Z因子达到0.83。本研究建立了一种用于FXR激动剂筛选的改良的基于双荧光素酶报告基因检测体系的细胞筛选体系,其主要特征在于,使用多段FXR靶基因上的FXRE片段叠加组成一种新型的增强型FXRE元件,而非传统的反向重复序列-1 (inverted repeats...     

开垦对阿拉善荒漠啮齿动物群落功能多样性的影响

开垦会导致荒漠化的加剧,并对动物群落产生严重的影响。而功能多样性恰恰能体现环境或干扰胁迫导致的群落结构差异。但有关啮齿动物群落功能多样性的研究并不多见,为此,我们在2018至2020年的4月、7月和10月利用铗日法对开垦区和未开垦区的啮齿动物群落进行调查,选择并量化了与其营养、生活史、生理、形态及活动节律等相关的5个功能性状,以探讨开垦对啮齿动物群落组成的影响,以及性状组成和功能多样性变化。研究结果表明：(1)开垦区群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均低于未开垦区,开垦改变了啮齿动物群落性状组成;(2)阿拉善荒漠啮齿动物群落组成与蛰眠、繁殖周期和食性等功能性状显著相关;(3)开垦区春、秋季群落功能丰富度和功能均匀度高于未开垦区,各季节群落功能离散度显著高于未开垦区;而未开垦区夏季群落功能丰富度高于开垦区,秋季群落功能均匀度高于开垦区;(4)开垦区和未开垦区群落功能丰富度最高值均出现在夏季,二者在不同季节间差异较大;开垦区群落功能均匀度最高值出现在春季、功能离散度最高值出现在秋季,二者在季节间差异均较小;未开垦群落功能均匀度最高值出现在秋季、功能离散度最高值出现在夏季,二者在季节间差异均较大。上述结果说明,阿拉善荒漠区啮齿动物群落功能多样性变化与土地开垦和季节相关联,开垦会从啮齿动物群落的生态空间利用程度、资源利用、种间竞争及生态位等方面影响群落功能多样性。