广西北部湾沿岸地区生态系统服务价值变化及其驱动力

掌握生态系统结构及其功能的时空变化规律是开展科学生态系统管理的重要前提,如何衡量人类在满足自我需求的同时对自然资源和生态系统的改变程度是当前研究值得关注的一个问题。伴随北部湾经济区的崛起,区域经济发展与生态保护的矛盾日益凸显,海水倒灌、植被退化和土地沙化等现象加剧,生态系统服务可持续供给受到严重威胁。以时序遥感数据为基础,分析北部湾沿岸地区生态系统时空演变,评估生态系统服务价值时空变化规律及其驱动因素,为区域生态系统管理提供科学基础。研究显示:1999—2014年,城市点状、离散扩张使城市生态系统面积显著增加,破碎化程度加剧;环境恶化给湿地生态系统带来毁灭性的破坏,红树林不断消失,破碎度增加;林地和果园构成的森林生态系统面积有所增加,而耕地面积急剧缩减。生态系统构成中,森林生态系统服务价值最高,约占研究区总价值的50%,且呈增长趋势;生态系统服务构成中,除食物生产、气体调节和维持养分循环价值有所减少外,其他类型生态系统服务价值均呈增长趋势。驱动力分析表明,综合城镇化率是影响北部湾沿岸地区生态系统服务价值变化的重要驱动因素,说明区域生态系统服务与社会经济发展极为相关,合理调控经济结构可有效提升区域生态系统服务价值。     

森林害虫发生的空间模式研究进展

森林昆虫种群表现出多样的时空模式,空间同步性是其中最常见的。回顾了森林昆虫空间同步性的特点、形成机制及研究方法方面的进展。森林害虫发生的同步性是广泛存在的,但不同昆虫种类的同步性大小不同。空间同步性常随距离的增大而下降,还与时间尺度有关。Moran效应和扩散是解释空间同步性的两种主要机制,通常Moran效应的影响要比扩散大。从虫害发生数据的获取、同步性的度量及成因3个方面介绍了空间同步性的研究方法方面的进展。利用树轮生态学原理重建森林虫害发生历史的方法可在事后获取可靠的数据,很值得国内研究者借鉴和应用。在空间自相关度量上,空间统计学方法和地统计学方法都是非常有力的手段,但由于不能处理多时间点数据而限制了其在同步性研究中的应用。在同步性成因研究中,利用变异分解将基于距离的Moran特征向量图(dbMEM)作为空间变量研究害虫发生的驱动力是比较新颖的研究方法。     

丛枝菌根真菌生物地理学研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)普遍存在于陆地生态系统中,能与绝大多数高等植物形成菌根共生体系。AMF能够促进植物对矿质养分的吸收,增强植物的抗逆能力,在维持生态系统稳定性和生产力中发挥着重要作用。AMF生物地理学主要研究AMF的生物地理分布格局和群落构建机制,对于理解AMF在不同生态系统中的重要性至关重要。总结了AMF生物地理学最新研究进展及研究方法,提出了AMF生物地理学研究理论框架。认为AMF在自然界中并非简单随机分布,宿主植物、地理因子、气候因子和土壤因子共同决定AMF的群落结构,不同尺度下的AMF群落构建符合生态位-中性连续统假说,但在不同尺度下这些驱动因子的相对重要性不同。在全球尺度和区域尺度下,AMF的地理分布格局主要受地理距离和气候因子的影响,中性理论的作用大于生态位理论。随着空间尺度的缩减,宿主植物和环境因子对AMF群落的影响胜过地理距离和扩散限制的作用,生态位理论取代中性理论在AMF群落构建中的主导地位。此外,很多研究发现,同一生境中AMF的群落构建机制并非一成不变,会随环境的变化而发生改变。在未来的研究中,应在野外调查和公共数据库的基础上加强整合分析和数据挖掘工作,从而进一步丰富和完善AMF生物地理学理论。     

济南市森林生态系统服务功能的维持机制

森林作为陆地生态系统的重要组成部分,在维持生物多样性、固碳、水源涵养和木材供应等方面起着不可替代的作用。依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008),以济南市12个林分类型为研究对象,对济南市森林生态系统服务功能维持机制进行研究,得出济南市年森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护的价值为251.80亿元。其中,涵养水源、固碳释氧、生物多样性保护排在前3位;不同林分类型生态系统服务功能价值量中黑杨类和柏类占绝对优势,而泡桐、落叶松和竹林生态系统服务功能较弱;不同林龄生态系统服务功能价值量以中幼龄林为主;济南市森林生态系统服务功能的维持机制,受到森林资源面积、林龄结构、森林起源以及自然保护区建设等诸多因素的影响。     

消化道微生态标准化样本库共识

正生物样本库主要是指标准化收集、处理、储存和应用健康和疾病生物体的器官、组织、细胞、血液、体液、分泌物、排泄物及生物大分子衍生物等各种生物样本,以及与这些样本相关的临床、检验、病理、影像、治疗、随访、患者知情同意等信息,包括质量控制、信息管理与应用系统。人类消化道生存着众多微生物,包括细菌、古生菌、真菌、病毒和原虫等[1]。肠道微生物与宿主     

解淀粉芽孢杆菌抗菌机制研究进展

自然界中,细菌与细菌之间、细菌与其他生物之间存在广泛的相互作用。细菌产生的代谢物质可以提高自身在自然界中的竞争/生存能力。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)能够产生种类繁多的抑菌物质,有效地抑制真菌和其他细菌的活性,是一类应用较广的生防菌。到目前为止,解淀粉芽孢杆菌的抑菌作用研究已经广泛开展,但是生物体是复杂多变的,仍然有很多东西是未知的,并且利用解淀粉芽孢杆菌进行生物防治的前景十分广阔,所以加强对抑菌物质的机制研究、提取相关抗菌物质尤为关键。本文综述了国内外有关解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制研究,为进一步探究解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制、抑菌基因和基因工程菌做好铺垫。     

4-甲酰苯基硼酸对蛋白酶MP的抑制作用及其抑制机制的分子动力学模拟

蛋白酶MP (marine protease)是海洋细菌来源的新型碱性金属蛋白酶,在工业中具有良好的应用前景。本文采用酶动力学方法研究4-甲酰苯基硼酸（4-FPBA）对MP的抑制作用,并结合分子模拟的方法,通过水溶液环境下分子力学 玻尔兹曼泊松表面积（MM-PBSA）和量子力学/分子力学混合方法(QM/MM)对其抑制机制进行了研究。结果表明,4-FPBA对蛋白酶MP的抑制过程属可逆的竞争型抑制,抑制常数Ki为0.57 mmol/L。在4-FPBA与蛋白酶MP的结合过程中,范德瓦尔斯相互作用对于其结合发挥了重要作用。明确了Arg59、Leu151、His190和His196的4个残基为蛋白酶MP中与4-FPBA结合的关键残基。该研究结果将为今后进行蛋白酶MP可逆抑制剂的筛选与设计提供理论基础,以提高其液态稳定性,从而拓宽蛋白酶MP在液体洗涤剂中的高效应用。     

基于作用机制的氨基恶唑啉呫吨类BACE1抑制剂的分子设计

天冬氨酰蛋白酶(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1, BACE1)作为治疗阿尔兹海默症的潜在靶点,其抑制剂的开发已成为医学领域的重要研究方向。本文以59个氨基恶唑啉呫吨类BACE1抑制剂为研究对象,运用比较分子相似性指数(comparative molecular similarity index, CoMSIA)和分子对接方法,深入挖掘影响抑制剂活性的特征结构,以及抑制剂与BACE1间的结合模式和作用力类型,并以此为基础设计新型抑制剂并预测其活性。CoMSIA模拟结果表明,由立体场、静电场、疏水场和氢键供体场4个场组合建立的构效关系模型具有较强的预测能力,交叉验证相关系数Q2=0.48, 非交叉验证相关系数Rncv2=0.94, 外部预测相关系数Rpre2=0.85;通过分子对接,发现抑制剂占据了靶标的S3、S1和S2'位点,与BACE1之间的结合主要是通过氢键作用力和π-π堆积作用实现的;占据S2'位点的R取代基是立体场、静电场和疏水场影响的敏感区域,氨基恶唑啉核心官能团是氢键供体场的敏感区域。基于以上分析获得的抑制剂特征结构信息及其与蛋白质受体的作用机制,成功设计出了新的分子并预测了抑制活性。实验所得模型和信息,为后续新型BACE1抑制剂的结构优化和改造提供了重要理论依据     

miRNAs对动物肠道健康的调控作用

miRNAs(micro RNAs)是一类长约22 nt,参与mRNA转录后调控的非编码小分子RNA。作为基因表达的关键调控因子,其参与了各类细胞的增殖、分化、凋亡以及机体的生长发育等多种生命活动。肠道不仅是机体营养物质消化吸收的主要部位,也是重要的免疫器官。研究表明,miRNAs在肠道中的表达丰富,对肠道正常的发育及功能起重要的调控作用。文章结合本研究组的研究成果,对miRNAs的生物合成以及其对动物肠道功能的影响、肠道稳态的维持等方面的研究进展做简要综述,以期在分子营养学方面,为深入了解miRNAs对动物肠道健康的调控作用提供理论指导依据。     

遗传变异产生的分子机制

遗传变异产生的分子机制孙毅查理士·达尔文（Ｃ．ＲＤａｒｗｉｎ）在接受前人进化思想和科学成就的基础上,运用自己环球旅行中获得的丰富进化证据,进行了科学总结。他在物种形成问题上提出了三个因素：即变异、遗传和自然选择。现代达尔文主义学派基本上同意经典达尔文...