宏观生态系统科学整合研究的多学科知识融合及其技术途径

综合认识大尺度的宏观生态系统结构功能、空间变异和动态演变的过程机理和模式机制,实现对生态系统变化及其对人类福祉影响的定量模拟、科学评估和预测预警,服务生态系统的利用保护及调控管理,是当代宏观生态系统科学的重要发展方向,正在孕育并形成大尺度的宏观生态系统科学整合生态学(IEMES)研究新领域。本研究通过对宏观生态系统科学整合生态学研究的基础理论、多学科知识融合途径及其关键技术问题的系统分析,形成以下几个基本认识: 1)宏观生态系统科学整合生态学研究是以区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统为研究对象,采用多学科知识融合方法和技术,致力于解决人类社会发展的食物安全、资源安全、生态安全、环境安全等重大资源环境问题。2)宏观生态系统科学整合生态学研究的基本科技任务是: 理解宏观生态系统的结构功能基本属性,监测生态系统状态变化,解释生态系统时空演变规律,认知生态系统运维过程机理,定量评估生态系统功能状态及服务能力,预测生态系统动态演变及地理格局,预警生态系统变化及生态环境灾害。3)宏观生态系统科学整合生态学研究需要重新构造“多源数据分析-多模型模拟-多学科知识融合”的理论和方法学体系,发展“多尺度观测、多方法印证、多过程融合、跨尺度模拟”的多学科知识融合关键技术。4)大陆尺度的地基-空基-天基多时空尺度生态系统观测试验网络是承载多学科知识深度融合研究的基础科技设施,需要围绕区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统科学问题,发展多要素-多过程-多界面-多介质-多尺度-多方法的多学科维度生态学知识融合关键技术。     

大尺度区域生态环境治理及国家生态安全格局构建的技术途径和战略布局

陆地生态系统是地球生物圈系统的核心组分,是人类生活、生产及社会经济活动的场所。然而,人类文明发展和科学技术进步在不断地扩大对资源的利用规模和强度,也导致了严重威胁社会可持续发展的全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染、资源枯竭、生态系统退化等环境问题。社会公众期望生态学研究能够为区域、大陆及全球尺度的生态系统的利用和保护、维持人类社会可持续发展提供科学理论及系统性的解决方案。本研究以服务中国生态文明建设、生态安全格局构建、区域生态环境治理,以及宏观生态系统科学发展为目标,回顾了中国的区域生态环境治理成效及经验;分析了我国生态文明建设对大尺度生态系统科学研究的科技需求与时代特征,提出了利用基于自然的宏生态系统途径的新思路提升区域生态环境治理及安全格局构建的设想。在此基础上,讨论了中国的大尺度区域安全格局构建及生态环境治理的新思路、战略布局、技术途径与科技支撑体系,为中国安全、健康和美丽的国土空间利用及生态文明建设进步提供理论参考。     

杨树受机械损伤与光肩星天牛危害的防御性反应

杨树是我国“三北”地区防护林建设的主栽树种,自20世纪70年代以来长期受到光肩星天牛的严重危害。北抗杨对光肩星天牛有一定的抗性,但产生抗性的生化机制尚不清楚。本研究采用试剂盒法与高效液相色谱法以未受害、机械损伤、虫害北抗杨为研究材料,对其树皮和木质部中的次生代谢产物和防御酶含量进行检测,以探索其抗性机制。结果表明,北抗杨受到机械损伤和光肩星天牛危害后其反应不同:1)次生代谢产物,北抗杨受到机械损伤后,树皮中的水杨苷和白杨甙含量显著上升,槲皮苷含量降低;而受光肩星天牛危害后,树皮中的水杨苷和槲皮苷含量显著上升,白杨甙含量无显著变化。机械损伤的北抗杨木质部总酚含量高于虫害与未受害木质部,后两者间无显著差异;光肩星天牛危害的北抗杨木质部白杨甙和亚麻木酚素含量高于机械损伤木质部与未受害木质部。遭受机械损伤与虫害后北抗杨木质部的总酚苷含量显著高于未受害木质部。2)防御酶活性分析表明,与未受害北抗杨树皮相比,受到机械损伤与虫害后的树皮苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著升高,但两者间无差异;受到机械损伤与虫害后的树皮超氧化物歧化酶(SOD)活性高于未受害树皮,且机械损伤树皮高于虫害树皮;北抗杨受机械损伤与虫害后木质部中的过氧化物酶(POD)活性高于未受害木质部,但两者间无差异。3)与未受害北抗杨相比,北抗杨受机械损伤、虫害后部分次生代谢物和防御酶都有不同程度的增加,推测这些物质可能与北抗杨抗逆性反应有关。     

免疫球蛋白联合B族维生素对癫痫症状及生活质量的影响

目的:探讨免疫球蛋白联合B族维生素对癫痫症状及生活质量的影响。方法:2017年2月至2020年1月选择在本院诊治的癫痫患者78例,根据随机数字表法把患者分为观察组与对照组各39例。两组都给予常规治疗,对照组给予维生素B12治疗,观察组给予免疫球蛋白联合维生素B12治疗,记录两组治疗后症状与生活质量情况。结果:治疗后观察组的总有效率为97.4%,显著高于对照组的84.6%(P<0.05)。两组治疗期间的腹胀、嗜睡、胃痛、发热等不良反应情况对比差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后两组的血清同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)含量低于治疗前,观察组也低于对照组,对比差异都有统计学意义(P<0.05)。观察组治疗后的精神健康、情感职能、社会功能、活力、总体健康、躯体疼痛、生理职能、生理功能等生活质量评分都显著高于对照组(P<0.05)。结论:免疫球蛋白联合B族维生素在癫痫患者的应用能促进改善临床症状,提高治疗效果,抑制Hcy的释放,且不增加患者不良反应的发生,从而提高生活质量。     

The effect of temperature changes and K supply on the reproduction and growth of Bolboschoenus planiculmis

温度变化和钾添加对扁秆藨草生长及繁殖的影响 人类活动导致的气候变暖和农业面源污染已被认为是影响湿地植物生长和繁殖的重要因素。为了预 测和缓解这些人类活动的影响,研究沼泽植物如何响应这些环境变化具有重要意义。本研究选取在欧亚 大陆广泛分布的莎草科球茎植物扁秆藨草(Bolboschoenus planiculmis)为研究对象,考察气温变化(恒温： 15、20、25 °C及交替温度：20/10和30/15 °C)和钾添加(0、1、3、9 和18 mmol/L)对其生长和繁殖性状 的影响。研究结果表明,高的恒温(20、25 °C)比高的交替温度(30/15 °C)更有利于扁秆藨草球茎的形成, 而地上生物量和株高一般在较高温度下(30/15、25 °C)达到最大值。扁秆藨草的繁殖和生长性状均与施钾量 呈驼峰型关系,最适施钾量在1–3 mmol/L K。高恒温效应和最适钾浓度的交互作用对繁殖性状的促进作 用最大,但是,较高的温度(30/15和25 °C)和0–9 mmol/L的钾浓度只促进了生长性状的生长。综上所述, 扁秆藨草的种群优势度可能受益于全球变暖和额外的钾添加。     

l-Carnosine and Taurine Supplementation Attenuates the Intensity of Diabetes in Alloxan-Induced Diabetic Male Albino Rats

International Journal of Peptide Research and Therapeutics - Diabetes is a metabolic disorder caused by defects in insulin production and insulin activity. l-Carnosine is a dipeptide containing...     

内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的研究

目的探讨内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵宿主植物盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的能力。方法接种内生B.svelezensis HBB5及B.subtilis ATCC 6633菌株(0.35×10~8 CFU/mL)至含盾叶薯蓣地下茎组织的液体培养基,32℃、165~185 r/min连续发酵108 h,检测发酵液细菌、pH、淀粉、麦芽糖、葡萄糖、淀粉酶(α-amylase)及薯蓣皂苷元溶出率等指标。结果内生B.svelezensis HBB5菌株有较强的酸、碱耐受力[pH(4.8±0.2)~(8.4±0.2)],相比B.subtilis ATCC 6633[pH(5.2±0.2)~(8.7±0.2)]差异不明显;前者达峰值生长量(60×10~(8±2) CFU/mL)明显高于后者(32×10~(8±2) CFU/mL)。发酵36~60 h时,B.svelezensis HBB5、B.subtilis ATCC 6633菌株发酵液的淀粉、麦芽糖、葡萄糖浓度达峰值,分别为(37.41±3.12)、(27.83±2.14)ng/mL,(21.06±1.25)、(16.54±1.08)ng/mL,(54.33±3.12)、(36.65±2.10)ng/mL,前者均高于后者。同时,B.svelezensis HBB5菌株维持高的α-amylase酶活性及薯蓣皂苷元溶出率。结论内生B.svelezensis HBB5菌株拥有较强的耐酸碱、降解淀粉、提高薯蓣皂苷元溶出的能力,为工业生产薯蓣皂苷元提供了一个新的方法。     

Airborne and indigenous microbiomes co-drive the rebound of antibiotic resistome during compost storage

Composting is widely used to reduce the abundance of antibiotic resistance genes (ARGs) in solid waste. While ARG dynamics have been extensively investigated during composting, the fate and abundance of residual ARGs during the storage remain unexplored. Here, we tested experimentally how ARG and mobile genetic element (MGE) abundances change during compost storage using metagenomics, quantitative PCR and direct culturing. We found that 43.8% of ARGs and 39.9% of MGEs quickly recovered already during the first week of storage. This rebound effect was mainly driven by the regrowth of indigenous, antibiotic-resistant bacteria that survived the composting. Bacterial transmission from the surrounding air had a much smaller effect, being most evident as MGE rebound during the later stages of storage. While hyperthermophilic composting was more efficient at reducing the relative abundance of ARGs and MGEs, relatively greater ARG rebound was observed during the storage of hyperthermophilic compost, exceeding the initial levels of untreated sewage sludge. Our study reveals that residual ARGs and MGEs left in the treated compost can quickly rebound during the storage via airborne introduction and regrowth of surviving bacteria, highlighting the need to develop better storage strategies to prevent the rebound of ARGs and MGEs after composting.