内蒙古高寒露天煤矿排土场植被恢复研究

探究不同恢复年限对于露天煤矿植被群落变化和植物个体生长的影响,进一步加强生态环境保护与生态修复治理措施。以内蒙古高寒露天煤矿排土场恢复4年(2018-2021年)的植物群落为研究对象,采用样方调查方法,对样地内植物群落进行调查,设置草本样方(1 m×1 m)和灌木样方(5 m×5 m),记录植物物种组成、高度及盖度等指标,计算Shannon-Wiener多样性指数、Simpon指数、Pielou均匀度指数和物种重要值。探讨不同的恢复年限植物群落变化特征和优势植物的养分吸收,为矿区人工植被恢复提供科学依据。结果表明:(1)矿区排土场植物群落物种数、生物量和群落多样性均随着恢复年限的增加而显著增加。总物种数从恢复第1年的16种增加到恢复第4年的31种,主要是由于非人工种植植物从6种增加到19种导致,特别是在恢复第2年增加显著,然后趋于平稳,这说明恢复第2年是物种增加关键的时期;(2)随着恢复年限的增加,生物量和多样性指数显著增加;矿区植被优势物种多以禾本科披碱草(Elymus dahuricus)、无芒雀麦(Bromus inermis);豆科植物苜蓿(Medicago sativa)、草木樨(Melilotus officinalis)、沙打旺(Astragalus adsurgens)、锦鸡儿(Caragana sinica);菊科植物大籽蒿(Artemisia sieversiana);十字花科油菜(Brassica napus)和胡颓子科沙棘(Hippophae rhamnoides)为主。(3)比较不同优势植物叶片、茎和根的氮(N)、磷(P)和钾(K)含量发现,草本优势种中菊科和豆科植物显著高于禾本科植物。灌木优势种中沙棘茎的N含量和P含量显著高于锦鸡儿。研究认为,在排土场植被恢复初期(4年)的物种选择上,豆科植物和菊科植物是草本植物首选的先锋物种,另外,沙棘是灌木首选的物种。     

中国转基因大豆的产业化策略

大豆是事关人民生活和经济社会发展的重要农产品之一,提高大豆生产水平和增加自给能力,是中国农业生产必须解决的重大问题。由于中国耕地资源不足的限制,科技创新是提升大豆生产能力的唯一出路。转基因育种是推动大豆生产发展的颠覆性技术,对美国、巴西和阿根廷等世界主产国大豆产业的发展发挥了重要作用。经过20多年的科技创新,中国转基因耐除草剂和抗虫育种技术已经成熟,这些产品的产业化种植可显著降低大豆生产成本和提升单产水平。基于中国转基因大豆技术发展进度和大豆生产的国情特点,我们提出了采用如下策略科学有序推进产业化工作。一是,在产品应用时间上,按照单一耐草甘膦除草剂、多个基因耐草甘膦和草铵膦等多种除草剂,以及耐除草剂与抗虫等复合性状等产品,依次推进相关种子的产业化;二是,在产品区域布局上,按照靶标杂草和害虫的地理分布特点顶层设计各种耐除草剂和抗虫大豆产品的种植区域;三是,在生物安全管理上,研发应用抗性杂草和害虫种群监测与治理技术,延长转基因产品的使用寿命。同时,还要加强野生大豆资源的保护工作,降低转基因大豆基因漂移对野生大豆生物多样性的影响。     

植物水分来源稳定氢氧同位素偏移研究进展

稳定氢氧同位素技术能有效计算植物根系水分吸收量,确定植物水分来源贡献,评估植物水分利用策略,是生态水文学探究大气-植被-土壤系统水分传输过程机制的有效工具。然而土壤与木质部水稳定氢氧同位素比值(δ²H和δ¹⁸O)偏移造成植物水分来源贡献率计算偏差,引起氢氧同位素结果差异的原因尚不明晰。该文首先简要介绍氢氧稳定同位素比值偏移现象,其次沿水分在土壤-植物-大气连续体中的传输路径构建梳理框架,系统阐述了3个界面(植物-大气界面、土壤-大气界面和根系-土壤界面)与2个空间(植物体和土壤层)中引起δ²H与δ¹⁸O偏移的自然效应,同时概述了土壤与木质部样品提取与测定技术中引起δ²H与δ¹⁸O偏差的人为效应。最后,根据现有研究进展提出主要问题,从获取同位素时空数据,微尺度同位素偏移原因,提取与测定技术的优化三方面指出未来的发展方向。     

广西北部湾海岸带、海岛的外来入侵植物

为保护广西北部湾海岸带、海岛的植物多样性和生态系统多样性,通过样方、样带法野外实地调查并结合文献资料,对其外来入侵植物的物种组成、原产地、生活型、入侵途径和危害状况等进行了分析。结果表明,广西北部湾海岸带、海岛共有入侵植物64种,隶属28科55属,其中菊科(Asteraceae)最多(15种)。草本植物最多,有48种(75.00%)。原产地来自美洲的植物最多,有49种。入侵风险等级可划分为5个等级,其中Ⅰ级严重危害的有8种(12.50%)。与广西、广东、海南及华南地区的外来入侵植物在物种组成、生活型和原产地等方面呈现出较强的相似性;北部湾与广西中越边境内陆地区来自美洲的入侵植物都超过60%。因此推测广西外来入侵植物有两条可能的入侵线路：一是从海南登录,二是从中越边境跨入。广西北部湾海岸带、海岛的外来入侵植物总数(相对整个广西)虽较少,但其8种Ⅰ级严重危害植物的防治,仍需引起重视。     

Novel (E)-3-(3-Oxo-4-substituted-3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]oxazin-6-yl)-N-hydroxypropenamides as Histone Deacetylase Inhibitors: Design,Synthesis and Bioevaluation

Herein, we report the design, synthesis and evaluation of novel (E)-3-(3-oxo-4-substituted-3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]oxazin-6-yl)-N-hydroxypropenamides ( 4 a – i , 7 a – g ) targeting histone deacetylases. Three human cancer cell lines were used to test the cytotoxicity of the synthesized compounds (SW620, colon; PC-3, prostate; NCI−H23, lung cancer); inhibitory activity towards HDAC; anticancer activity; as well as their impact on the cell cycle and apoptosis. As a result, compounds 4 a – i bearing the alkyl substituents seemed to be less potent than the benzyl-containing compounds 7 a – g in all biological assays. Compounds 7 e – f were found to be the most active HDAC inhibitors with IC₅₀ of 1.498±0.020 μM and 1.794±0.159 μM, respectively. In terms of cytotoxicity and anticancer assay, 7 e and 7 f also showed good activity with IC₅₀ values in the micromolar range. In addition, the cell cycle and apoptosis of SW620 were affected by compound 7 f in almost a similar manner to that of reference compound SAHA. Docking assays were carried out for analysis the binding mode and selectivity of this compound toward 8 HDAC isoforms. Overall, our data confirmed that the inhibition of HDAC plays a pivotal role in their anticancer activity.     

外生菌根真菌的共生互作和宿主选择机制研究进展

外生菌根真菌作为树木的共生伙伴,是森林生态系统重要组成部分,在森林天然更新、植物抗逆性形成、协助植物吸收限制性营养等方面扮演重要角色。真菌和植物跨界共生具有复杂的分子互作过程,在共生的不同阶段有不同的分子互作机制,其调控反馈网络还有许多未知。基因组与转录组研究技术和方法的进步,为一些新的信号分子、效应蛋白以及相关通路的发现提供了可能。真菌与宿主植物之间营养转移调控对共生的影响也逐渐受到关注,营养相关的转运蛋白对共生的建立和维持提供了物质基础。真菌的宿主选择机制是值得重点关注的领域,由于外生菌根真菌的多谱系起源和演化史中存在多次宿主转换事件,真菌演化出多样的应对机制用来区分相容性宿主、不相容性宿主和非宿主。通过对不同真菌与宿主植物的组学研究,宿主选择机制研究取得了一定进展。本文对近十年来国内外的研究报道进行梳理与总结,并对未来在该领域的探索方向做出展望。     

N添加对西南亚高山红桦林根系分泌物及其介导的养分转化过程的影响

目前缺乏对根系分泌物通量以及相关生态后果对不同氮（N）沉降水平响应方向和幅度的深入理解,该研究以西南亚高山典型的红桦（Betula albosinensis）林为研究对象,通过野外原位N添加试验模拟不同氮沉降水平（对照组,0 kg?hm^-2?a^-1;低氮处理,25 kg?hm^-2?a^-1;高氮处理,50 kg?hm^-2?a^-1）,分析了红桦林根系分泌物C输入通量及其介导的根际土壤养分循环过程对不同N添加水平的差异化响应,试图揭示不同N添加处理对红桦根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程的影响。结果表明：（1）N添加显著抑制了红桦林根系分泌物C输入速率（其中低氮（N25）条件下单位根生物量根系分泌速率均值降低约14.87%）和年C输入通量（低氮条件下降低了约45.01%）（P<0.05）,其高氮处理的抑制效应更强。（2）N添加显著抑制了红桦林N矿化速率及其相关的微生物胞外酶活性（P<0.05）,并显著降低了其根际效应;N沉降显著抑制了根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程,并且这种抑制效应随N沉降水平的升高而增强。该研究结果可丰富全球气候变化下森林地下碳养分循环过程的认识和理解。