新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

肽聚糖的生理功能及其在疾病诊断中的作用进展

肽聚糖(peptidoglycan, PGN)是细菌细胞壁的主要结构,与体内多种受体信号分子如核苷酸结合寡聚化结构域蛋白1/2(nucleotide-binding oligomerization domain protein 1/2, NOD1/2)、Toll样受体2(toll like receptor 2, TLR2)和PGN识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRP)等结合后,参与人体如发烧、睡眠和骨生成等生理功能。研究发现,PGN作为病原微生物细菌的结构成分,在临床血流感染和自身免疫疾病诊断中也发挥着重要作用。现就PGN在人体内的代谢、功能及疾病诊断应用价值作一概述。     

轻度支气管哮喘儿童的诱导痰菌群特征

目的探讨轻度支气管哮喘儿童的诱导痰菌群特征及临床意义。方法纳入年龄为6~12周岁于2018年11月至2019年1月在深圳市儿童医院呼吸科门诊定期复诊的轻度支气管哮喘患儿51例(哮喘组),留取诱导痰,匹配同年龄段97例健康无过敏儿童的口咽拭子作为对照。诱导痰及口咽拭子提取总DNA并扩增,对16S rRNA基因进行高通量测序并对测序结果进行生物信息学分析。结果NMDS分析结果显示哮喘组与健康对照组研究对象菌群结构存在差异;哮喘组的诱导痰菌群多样性指数(Shannon index)高于健康对照组(2.34±0.53 vs 1.87±0.50,P<0.05)。门水平分析显示,哮喘组与健康对照组的菌群均主要为厚壁菌门(38.34%vs 44.74%,P<0.05)、变形杆菌门(31.14%vs 19.78%,P<0.05)、拟杆菌门(14.59%vs 20.52%,P<0.05)、放线菌门(10.41%vs 7.85%,P<0.05)和梭杆菌门(2.82%vs 6.67%,P<0.05),但两组之间的构成比有明显差异。与健康对照组相比,在属水平上哮喘组韦荣球菌属(5.27%vs 8.96%)、普雷沃菌属(8.38%vs 17.35%)、罗斯菌属(1.50%vs 5.46%)、纤毛菌属(1.37%vs 4.39%)等非条件致病菌属比例明显下降(均P<0.05),而嗜血杆菌属(9.83%vs 6.17%)、卟啉单胞菌属(2.48%vs 1.41%)、莫拉菌属(5.66%vs 0.42%)、诺卡菌属(3.40%vs 0.00%)等条件致病菌属比例明显上升(均P<0.05)。结论尽管轻度支气管哮喘患儿已临床控制,但诱导痰内菌群仍存在结构紊乱。气道菌群紊乱可能是儿童支气管哮喘的发病机制之一。除了致病菌属外,非致病菌菌属的构成变化可能也是儿童哮喘的一个发生机制。     

解纤维梭菌脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统构建

【背景】解纤维梭菌是发酵木质纤维素生产乙醇的中温模式菌株,构建可控诱导的基因打靶技术是研究解纤维梭菌遗传调控的重要手段。【目的】在解纤维梭菌中构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统。【方法】首先,分析解纤维梭菌对脱水四环素的敏感性,筛选合适的诱导剂浓度,并以β-葡萄糖苷酶为报告基因,检测其在解纤维梭菌中的诱导效果。然后,将脱水四环素诱导型操纵子与II型内含子元件组合,构建脱水四环素诱导的ClosTron质粒。最后,以解纤维梭菌mspI、ldh和ack为例,检测其在解纤维梭菌中的打靶效率。【结果】脱水四环素诱导系统在解纤维梭菌中能够诱导ClosTron元件表达,在mspI、ldh和ack这3个基因位点的打靶效率分别为29.48%±15.51%、23.61%±7.08%和28.09%±6.97%。【结论】在解纤维梭菌中成功构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统,为梭菌基因工程改造奠定了基础。     

子宫内膜异位细胞改良体外培养技术的研究进展

体外细胞培养是子宫内膜异位性疾病研究的重要工具。本文回顾了细胞体外培养技术在分离、纯化环节的改良以及子宫内膜异位性疾病永生化细胞系改造中的研究进展,并总结了近几年来激素及细胞因子诱导培养、细胞共培养及三维培养技术在该疾病体外机制研究中的应用,并对其发展前景进行了展望。     

24-表油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以辣椒品种“超辣九号”为试材,采用15%的PEG6000模拟干旱,研究了0.1μmol·L^-1外源24-表油菜素内酯(EBR)处理对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)的影响。结果表明:干旱胁迫降低了辣椒叶片的光化学效率和光合性能,导致干旱光抑制的发生。干旱胁迫既损伤了辣椒叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC),同时也对PSⅡ反应中心和受体侧造成伤害,阻碍了光合电子传递;干旱胁迫还导致单位叶面积有活性反应中心数目(RC/CS)的下降,并降低了单位叶面积吸收的光能(ABS/CS)、捕获的光能(TRo/CS)和进行电子传递的能量(ETo/CS),同时诱导了单位叶面积热耗散(DIo/CS)的增加。这说明辣椒遭受干旱胁迫后启动了相应的防御机制,一方面通过PSⅡ的可逆失活减少光能吸收与传递,另一方面通过促进热耗散减少过剩激发能的积累。EBR处理改善了干旱胁迫下辣椒叶片PSⅡ受体侧的电子传递,缓解了单位叶面积有活性反应中心数目的减少,优化了光合电子传递的进行,并维持相对较高的热耗散能力,从而减轻了干旱光抑制程度,对干旱胁迫下辣椒叶片光合机构和光合性能起到保护作用。     

肿瘤坏死因子α刺激基因/诱导蛋白-6的抗炎作用研究进展

炎症损伤是众多临床疾病的病理学基础,常可引起严重并发症甚至导致死亡。然而传统临床治疗不仅方法有限,且效果不佳。近年研究报道,肿瘤坏死因子α刺激基因/诱导蛋白-6(tumor necrosis factor alpha stimulated gene/inducible protein 6, TSG-6)可通过与体内相应的配体结合参与炎症反应的多个过程,并发挥抗炎和促进细胞外基质重塑等重要作用。本文就TSG-6的生物学特性、作用机制及其在病理性瘢痕、神经炎症、动脉粥样硬化和关节炎等多种疾病中发挥的抗炎作用作一综述。     

基于日光诱导叶绿素荧光的北半球森林物候研究

植被物候是反映植被生长规律的重要指标, 对气候的反馈具有重要意义。日光诱导叶绿素荧光(SIF)通过复杂的能量耗散机制与光合作用相关联, 提供了从空间直接探测大范围植被物候的可能性。为了探究气候变化背景下SIF反演不同森林类型物候的适用性, 该文以北半球35个全球通量网(FLUXNET)森林站点为研究对象, 利用2007-2014年SIF值和总初级生产力(GPP)通过双逻辑生长模型和动态阈值法来估算3种典型森林类型的物候, 并采用相关性分析等方法评价SIF在估算不同森林类型物候时的差异性。主要结果为: 1) SIF对生长季开始时间(SOS)的估算精度高于生长季结束时间(EOS); 2) SIF能够更准确地估算混交林(MF)的SOS, 但是不能精确追踪落叶阔叶林(DBF)和常绿针叶林(ENF)的SOS; 3)春季季前短波辐射是驱动SOS的主要气候因素。综上, 建议在将来的研究中将SIF数据与其他遥感指数整合, 应用于不同植物类型的物候监测。     

人成体心源间充质样细胞表型分析及向心脏谱系诱导分化潜能的研究

目的探讨成人心源性间充质样细胞 (CDMCs)的分子表型及向心脏谱系的分化潜能。方法实验分为:不同培养时间CDMCs (第3、5、7代),并以脐带间充质干细胞 (UCMSCs)为对照。分析各细胞分子表型并向心脏谱系诱导分化。显微镜观察细胞形态;计算生长倍增时间并绘制细胞生长曲线;流式细胞术分析表面标志抗原表达;实时定量PCR和Western blot分别测干细胞多能分子及组织特异性分子mRNA和蛋白表达。结果采用重复测量资料方差分析、单因素方差分析和配对t检验。结果 CDMCs具有UCMSCs形态特征与增殖能力,体外培养1 ~ 7 d,与UCMSCs比较,P3、5、7代CDMCs增殖能力差异无统计学意义 (P> 0.05)。与UCMSCs相比,不同培养时间CDMCs表面标志抗原 (CD90)表达 (冻存前:97.13%±2.00%比59.87%±34.14%、38.83%±11.04%、34.77±14.78%;冻存后:99.83%±0.17%比56.00%±19.47%、47.48±11.88%、41.15±8.68%)降低(P< 0.05)。与UCMSCs相比,不同培养时间CDMCs中Rex1 (0.00±0.00比0.68±0.50、0.29±0.17、0.38±0.50)、Oct3/4 (1.00±0.02比5.28±0.78、3.88±0.95、3.63±0.34)、Nanog(1.00±0.16比7.57±4.69、5.40±3.58、5.34±0.76)以及心脏特异转录因子Nkx2.5 (1.00±0.12比30.60±22.43、19.69±9.65、8.82±4.94)、Gata4 (1.00±0.85比60467±25266、44350±25800、35067±23113)表达均增高,差异有统计学意义 (P均< 0.05)。与诱导前比较,向心肌诱导分化15 d后,不同培养时间CDMCs中cTnT蛋白表达水平 (0.40±0.13比0.98±0.16、0.38±0.18 比0.69±0.15、0.17±0.11比0.70±0.17)增高 (P< 0.05)。结论 CDMCs不仅具备部分干细胞和间充质细胞表型,还具有心脏组织特异性。其具备心脏谱系分化潜能,心肌细胞分化能力可能优于UCMSCs。     

蛋白芯片法在抗核抗体检测中的临床应用

目的：应用蛋白芯片法与欧蒙斑点法检测血清抗核抗体,并对其结果进行比较分析。方法：收集95例血清样本,其中45例确诊为自身免疫性疾病,阴性50例,同时采用蛋白芯片法和欧盟斑点法检测其抗核抗体（SSA、SSB、Sm、RNP、Scl—70、Jo-1、CENPB）,并对结果进行对比分析。结果：45例确诊病例中,蛋白芯片法阳性44份,欧蒙斑点法阳性41份,敏感度分别为97．78％和91．11％,特异度分别为98．95％和95．79％;按卡方检验进行结果统计,x^2=1．75,P〉0．05,差异无统计学意义。结论：蛋白芯片可用于临床检测自身免疫性疾病、治疗监测、疗效评估和预后判断。