长江中游地区农业生态效率空间关联网络演化及驱动因素

厘清农业生态效率空间关联的网络特征及驱动因素对践行绿色发展理念、实现区域协同治理具有重要意义。基于2001-2019年长江中游地区38个地级市的面板数据,采用超效率至强有效前沿最近距离(MINDS)模型测度各地级市的农业生态效率,运用引力模型对长江中游地区农业生态效率的空间关联关系进行识别,进而利用社会网络分析方法和二次指派程序(QAP)方法揭示其网络结构演化特征和驱动因素。研究表明:(1)长江中游地区农业生态效率的空间关联关系表现出复杂的网络结构形态,空间关联网络具有高通达性且等级结构趋于松散,但网络稳定性却趋于下降;(2)武汉市和长沙市在空间关联网络中居核心地位,既扮演中心行动者角色又兼具"中介"和"桥梁"功能;岳阳市、黄石市等省际边界地级市在网络中则扮演边缘行动者角色;(3)空间关联网络核心-边缘结构由"十五"时期的"大聚集、小分散"演变为"十三五"时期的"大分散、小聚集",核心区由中部聚集转变为向四周发散;(4)地理空间的邻接、地区农业产业地位、财政支出、经济发展水平的相近以及交通运输水平的差异均有助于空间关联网络的形成。     

3年高氮添加对黄山松土壤真菌网络稳定性的影响

土壤真菌群落对维持生态系统功能至关重要,然而氮沉降等环境变化如何影响其稳定性尚不清楚。利用高通量测序和网络分析,探究了连续三年不同氮添加水平对土壤真菌群落特征的影响,并通过计算"内聚力"量化连通性以预测真菌网络的稳定性。结果表明,真菌多样性及其群落稳定性对氮添加的响应存在明显的时间效应。相比于前2年,第3年氮添加改变了真菌β多样性,且低氮添加显著提高了0-10 cm土层真菌Chao1和Shannon指数。网络分析发现,随着氮添加量的增加真菌网络正连接比例增加,平均聚类系数和模块性降低。内聚力分析表明,第3年高氮添加显著降低了两个土层的真菌负:正内聚力的绝对值,而低氮添加提高或不改变两者的比值。这说明高剂量氮添加将通过破坏真菌群落的稳定性影响其生态系统服务功能。研究为评价不同水平氮添加下森林土壤真菌群落稳定性提供了新的见解,对评价氮沉降的生态效应具有科学意义。     

不同身体质量指数人群肠道菌群结构及共存网络解析

[背景] 人体能量稳态失衡表现为体重过轻、超重和肥胖,肠道菌群与人体能量稳态的维持有关,但不同身体质量指数（Body Mass Index,BMI）人群的肠道菌群特征仍需进一步探究。[目的] 基于美国肠道计划公开数据库,解析4类BMI人群肠道菌群的特征,并探究4类BMI人群肠道菌群共存网络特征及差异,为基于肠道菌群来干预肥胖及体重过轻等不健康状态提供新的理论依据。[方法] 从美国肠道计划数据集中筛选具有BMI信息的肠道菌群样本,并根据世界卫生组织规定的BMI划分标准将筛选后的样本分为4类：体重过轻（BMI<18.5 kg/m²）,正常体重（18.5 kg/m²2）,超重（25 kg/m²2）,肥胖（BMI>30 kg/m²）;通过计算和比较肠道菌群的α多样性和β多样性探究4类BMI人群肠道菌群的整体结构特征及差异;通过多元线性回归模型对不同BMI分类与肠道菌群进行相关性分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正;采用SparCC分别计算4类BMI人群肠道菌群中菌属相关性,并分别构建肠道菌群共存网络。[结果] 经过Wilcoxon秩和检验,发现体重过轻、超重、肥胖人群的肠道菌群α多样性都显著低于正常体重人群;β多样性分析结果表明4类BMI人群肠道菌群的整体结构存在显著差异;4类BMI人群肠道中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对含量无显著差异;通过MaAsLin分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正,共得到49个与BMI类型显著相关的物种;4类BMI人群肠道菌群共存网络的拓扑结构具有一定差异,体重过轻和正常体重人群肠道菌群共存网络的复杂度较高,超重和肥胖人群肠道菌群共存网络的复杂度较低。[结论] 4类BMI人群肠道菌群的多样性、整体结构和共存网络间均存在差异。     

中国主要农产品虚拟要素贸易网络结构特征分析

据虚拟水概念定义虚拟要素,并将其划分为虚拟资源要素和虚拟生态要素两类,选取虚拟资源要素中的耕地要素和虚拟生态要素中的化肥/农药要素为研究对象,定量分析2002—2016年以粮食贸易为载体的虚拟耕地、虚拟化肥/农药要素的贸易量,构建虚拟要素贸易网络,通过复杂网络的研究方法,结果表明:2002—2016年我国主要农产品虚拟耕地、化肥/农药要素的贸易总量呈下降趋势,降幅分别约25.51%、8.01%;虚拟耕地要素网络节点入度较大的为长江中下游、华南、西南地区,出度较大的为黄淮海和东北地区,虚拟化肥/农药要素网络与之相反;地区间节点强度的差异性大,虚拟耕地要素差值最大可达1459.56万hm²,虚拟化肥/农药要素达61.38万t;二者网络节点度和强度的累积分布均符合幂律分布规律,其尾部的"重尾"现象揭示了节点度和强度的高可变性以及网络结构的脆弱性;虚拟耕地要素的输入区网络同配,输出区网络异配,揭示了地区间耕地要素的流动既呈集聚又有分散的态势,虚拟化肥/农药要素网络节点相关性皆为减函数,网络异配,揭示了虚拟化肥/农药要素在八大区域间联通的状况。网络结构特征分析为研究网络抗毁...     

乳酸乳球菌NZ9000基因组规模代谢网络模型的构建与验证

随着后基因组时代的到来,工业微生物的代谢工程改造在工业生产上发挥着越来越重要的作用。而基因组规模代谢网络模型(Genome-scalemetabolicmodel,GSMM)将生物体体内所有已知代谢信息进行整合,为全局理解生物体的代谢状态、理性指导代谢工程改造提供了最佳的平台。乳酸乳球菌NZ9000(Lactococcuslactis NZ9000)作为工业发酵领域的重要菌株之一,由于其遗传背景清晰且几乎不分泌蛋白,是基因工程改造和外源蛋白表达的理想模式菌株。文中基于基因组功能注释和比较基因组学构建了L.lactisNZ9000的首个基因组规模代谢网络模型iWK557,包含557个基因、668个代谢物、840个反应,并进一步在定性和定量两个层次验证了iWK557的准确性,以期为理性指导L. lactis NZ9000代谢工程改造提供良好工具。     

基于网络药理学和分子对接技术的生姜挥发油治疗头风病作用机制研究

通过网络药理学和分子对接的方法探讨生姜挥发油治疗头风病的作用机制.采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术测定生姜挥发油的化学成分,通过TCMSP和Swiss Target Prediction在线分析工具对生姜挥发油的靶点进行预测,通过Drugbank、OMIM和DisGeNET数据库对头风病疾病的靶点进行预测,绘制...     

基于数据挖掘和网络药理学分析《中国药典》治疗心悸药物配伍规律及其作用机制

通过挖掘《中国药典》中用于治疗心悸中成药的组方规律,并通过网络药理学分析,探究中成药中心悸的应用规律及其可能存在的关键作用机制,为临床选方用药科研试验提供参照.在2015版《中国药典》(一部)收集用于治疗心悸的中成药的方剂名称、中药成分、中药用量、功能与主治,并录入中医传承辅助平台V2.5中,进行药频统计、关联分析、因...     

拟南芥花模式建成多阶段遗传机制

花是被子植物的繁殖器官,探究花模式建成对植物进化、形态发育和作物育种等领域的研究均具有十分重要的科学意义。本文所用数据来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana)信息资源数据库,包括79个样本的261个基因芯片数据;采用支持向量机算法构建了拟南芥花发育三阶段的蛋白质相互作用网络;利用功能富集分析、网络拓扑结构分析和聚类分析,挖掘出一批与拟南芥花形态发育和花器官形成相关的潜在重要功能基因;基于完善花发育经典的ABCD理论模式,初步阐释了拟南芥花发育的多阶段网络遗传机制。     

Polycomblike家族蛋白参与表观遗传调控的分子机制及其生物学意义

PRC2复合物是Polycomb家族蛋白的重要复合物之一,在细胞的增殖、分化和谱系特征的维持等生理过程中发挥着至关重要的作用. PRC2主要通过修饰染色质和调控染色质结构的方式对基因表达起抑制作用,其中PRC2的核心组分EZH2在组蛋白H3第27位赖氨酸上留下的三甲基化修饰(H3K27me3)是与基因抑制相关的重要标记之一. PRC2的核心组分需要与其他结合蛋白结合形成全酶才能发挥出最大催化活性. PRC2的结合蛋白,例如Polycomblike(PCL)蛋白,对PRC2的功能起着重要的调控作用.近些年的研究表明, PCL蛋白对PRC2的活性和其在染色质上的招募起着重要的调控作用.此外, PCL蛋白的表达异常与多种人类癌症相关.因此PCL蛋白结构与功能的研究对深入了解其调控PRC2的机制以及靶向PCL相关的药物研发均具重要意义.本文就近年来关于PCL蛋白的结构和功能研究进展进行总结,着重阐述人源PCL蛋白的分子机制和生物学功能.     

生态工业园共生网络的脆弱性

工业生态系统的稳定可持续运行是生态工业园区实现环境效益、经济效益和社会效益的重要保障,对生态工业共生网络脆弱性分析是工业生态学领域值得探讨的重要问题。运用复杂网络理论,从网络拓扑结构出发,论证该工业园具有小世界性和无标度性,为网络脆弱性分析奠定基础;通过攻击负载最大节点,利用网络效率和最大连通子图对网络的脆弱性进行分析,从而衡量节点失效对整个网络造成的破坏性。指出复杂网络在生态工业园共生网络中进一步研究的方向。