生态系统基于性状调节的物种间接作用:特征、成因及后果

物种之间的间接作用关系是维持生物群落结构以及生态系统功能的关键因素。目前的理论模型和实验性研究均认为,物种间接作用的传递主要是由物种的密度变化所引起。但大量的实验证据表明,生物个体在形态、生理、行为和生活史性状的适应性变化,是物种间形成间接互作关系的另一个重要机制。生态学家把这种基于物种性状调控的种间关系称为性状调节的间接作用。深入了解性状调节的间接作用类型,发生机制和作用途径,有助于阐释自然界中多物种种间关系的复杂性和多样性形成机制。对性状调节的概念和性状的分类进行系统的总结,指出性状可塑性和物种特异性是物种间性状调节关系形成的两个重要机制。与其他类型的种间互作一样,性状调节的种间作用是驱动物种进化的重要力量。此外,分析了性状调节在自然群落中传递的几个重要途径,并强调这些间接作用在影响和调节生态系统功能和过程中的重要作用。最后,就性状调节种间关系的研究对象、研究尺度、以及研究方法等问题提出若干建议,为今后对这一问题的研究提供相关参考。     

东北温带森林常见树种粗根分解过程及调控因子

粗根是森林生态系统中重要的碳库和养分库，对生态系统的碳和养分循环起着重要的作用。但目前人们对于影响粗根分解的主要因素以及粗根分解模式的研究较少。采用埋袋法对东北温带森林常见的10个树种（黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎）的粗根（5-10 mm）进行了为期1年的分解实验研究，来探索粗根分解和养分释放的动态变化规律。研究结果表明：黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎粗根年分解系数分别为0.826、0.897、0.477、0.341、0.358、0.264、0.244、0.593、0.458、0.227。由此可见，胡桃楸分解速率最快，蒙古栎分解速率最慢。在粗根分解过程中，不同调控因子对根系分解的影响不同。研究结果表明，粗根的分解速率与根系的初始C/N比例呈显著负相关（P<0.0001），与初始木质素含量呈负相关（P<0.0001），与初始非结构性碳水化合物（NSC）含量呈正相关（P<0.0001）。初始C/N、木质素含量与非结构性碳水化合物含量分别可以解释所研究的10个树种粗根分解速率的68%、20%与65%。研究结论对于预测粗根参与的碳循环与养分释放具有重要意义。     

“面口合谷收”的脑机制

"面口合谷收"是上千年来祖国医学在医疗实践中的经验总结,指位于手阳明大肠经的"合谷穴"能有效治疗大肠经远端循行所过部位"面口部"的疾患(如牙痛、面神经麻痹等).本研究采用单电极和阵列电极电生理技术探讨来自口面部和手部的传入在恒河猴感觉皮层神经元的位域关系,探讨"面口合谷收"的脑机制.在3b区可以记录到外周感受野分布在合谷穴区和口面部相互毗邻的神经元,也记录到合谷-下唇双感受野的会聚神经元.电生理学绘制3b皮层位域图的结果表明,这些神经元确实是在3b皮层并不重合但相互接壤.结扎正中神经和桡神经3个月后3b皮层拇指-口面交接部神经元能够发生可塑性变化.口面部刺激引起反应皮层位域明显扩大深入到拇指的皮层1~2 mm处,表明拇指皮层位域发生了明显的功能重组.本研究表明,"面口合谷收"的脑机制是相互间的接壤关系,并在神经损伤情况下会发生相互"入侵"的脑功能重组的可塑性变化.     

标记-重捕技术研究果园异色瓢虫种群动态

利用标记-重捕技术,对果园异色瓢虫的种群动态进行了估测,结果表明,6月14日至6月28日生防美国杂交杏李园异色瓢虫的种群数量为1058．97头,存活率为0．5534,新增数量为525．48头,将理论标记异色瓢虫在种群中的总数和实际标记释放总数进行配对样本t检验,95％置信区间上下限相差不超过59．43头,试验结果和理论值精度较高。     

葡萄糖6-磷酸脱氢酶调控细胞周期蛋白E1和细胞周期蛋白依赖性激酶2促进细胞增殖及其在肾透明细胞癌中的预后价值

肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)是一种转移率高、预后差的细胞代谢性疾病,对其有效诊疗及预后分子标志物的研究十分重要。葡萄糖6-磷酸脱氢酶(glucose 6-phosphatedehydrogenase, G6PD)在ccRCC中高表达,并提示患者不良预后,其促进ccRCC细胞增殖的分子机制有待进一步揭示。本研究发现,降低G6PD可抑制细胞周期G₁/S期转化并显著抑制ccRCC细胞增殖。G6PD可在细胞水平调控G₁/S期转化及增殖相关因子Cyclin D1,CDK4,CDK6,Cyclin E1和CDK2基因表达。TCGA数据库分析结果表明,ccRCC 中Cyclin D1,Cyclin E1 和 CDK2的mRNA 水平显著升高,而CDK4表达无明显差异,CDK6表达却显著降低。相关性分析结果显示,G6PD与Cyclin D1呈显著负相关(P<0.0001),G6PD与CDK4,CDK6之间无显著相关性(P>0.05),G6PD与Cyclin E1(P<0.0001)以及CDK2(P<0.05)显著正相关。进一步免疫组化检测结果表明,Cyclin E1和 CDK2在ccRCC肿瘤组织中表达显著升高。生存预后分析结果显示,Cyclin D1高表达提示ccRCC患者整体预后更为良好,CDK4和CDK6表达水平在ccRCC患者总生存率预测中无意义;而Cyclin E1和CDK2高表达均可提示ccRCC患者预后不良。进一步细胞水平检测发现,Cyclin E1、CDK2表达降低可显著逆转G6PD促进ccRCC细胞增殖的能力。综上,与增殖相关因子Cyclin D1,CDK4和CDK6相比,G6PD有可能通过促进Cyclin E1和CDK2表达升高而发挥促进 ccRCC肿瘤细胞增殖的作用,并且这3者的异常高表达有望成为ccRCC患者不良预后的独立生存预测因素。     

高温对北高丛蓝莓叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响

以2年生北高丛蓝莓(Vaccinium corymbosum L.)3个优良品种"蓝丰"、"公爵"和"布里吉塔"的苗木为实验材料,利用人工气候箱控制生长温度,探讨不同温度处理对北高丛蓝莓叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着温度升高,3个品种叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)均先升高后降低,最大值随品种的不同而发生变化;3个品种的细胞间CO_2浓度(C_i)均一致性地呈现相反的变化趋势,30和35℃高温使Ci降低,而40℃高温又导致了Ci升高;相对电导率和叶绿素荧光参数F_v/F_m的测定结果表明,30和35℃高温对北高丛蓝莓叶片结构和功能的影响非常有限,40℃高温却导致其细胞膜结构的破坏;40℃高温对光系统Ⅱ反应中心及其电子传递链的结构造成了不可逆的严重损伤;不同北高丛蓝莓品种的抗高温能力存在很大差异,"布里吉塔"最强,"蓝丰"次之,"公爵"最弱。研究结果有助于深入理解温度对北高丛蓝莓产生影响的潜在机理,为蓝莓耐高温品种选育和引种工作提供理论依据。     

大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因的分离及其在抗虫植物基因工程中的应用

大豆Ｋｕｎｉｔｚ型胰蛋白酶抑制剂属于丝氨酸蛋白酶抑制剂,具有抗虫特性。从未成熟的大豆（ＧｌｙｃｉｎｅｍａｘＬ．）子叶中提取总ＲＮＡ,然后反转录成单链ｃＤＮＡ,以此为模板,用ＰＣＲ方法扩增出大豆Ｋｕｎｉｔｚ型胰蛋白酶抑制剂基因,并克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＫＳ（＋）的ＳｍａⅠ位点上。序列分析表明：克隆片段大小为６６３ｂｐ,包含了基因完整的编码序列。编码多肽由２１７个氨基酸组成,其中包括Ｎ端２５个氨基酸组成的信号肽序列,１８１个氨基酸组成的成熟蛋白序列和Ｃ端１１个氨基酸组成的液泡定位信号序列。构建了此基因的一系列植物表达载体,用于烟草（ＮｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍＬ．）、水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）、棉花（ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）等作物的转化。利用棉铃虫（ＨｅｌｉｏｔｈｉｓａｒｍｉｇｅｒａＨｕｂｎｅｒ）对经ＰＣＲＳｏｕｔｈｅｒｎ杂交验证获得的转基因烟草进行了抗虫测试,结果表明,转基因烟草和对照烟草相比,具有明显的抗虫能力。     

小叶女贞果实挥发油的GC-MS分析及其抗氧化活性

首次采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析小叶女贞果实挥发油化学成分,并以ABTS自由基和亚硝酸钠清除作用评价25%挥发油抗氧化活性。从小叶女贞果实挥发油中共鉴定出67种化合物,占挥发油总量的76.50%,主要成分有大根香叶烯D(8.57%)、顺式-2-反式-6-金合欢醇(6.38%)、α-荜澄茄烯(5.24%)、2-己烯醛(3.80%)、芳樟醇(3.78%)、α-衣兰油烯(3.70%)等。挥发油对ABTS自由基和亚硝酸钠具有明显地清除作用,样品量与清除率间呈量效关系。     

紫孢侧耳Ps-mnp1基因克隆与蛋白结构预测

克隆紫孢侧耳PS1菌株锰过氧化物酶基因Ps-mnp1,具有生物降解木质素的活性,可用于分析锰过氧化物酶的蛋白功能与结构,并对深入了解紫孢侧耳Ps-mnp1基因功能和转录调控具有重要意义。基于ITS序列分析,明确了该菌株的分类地位。根据Gen Bank中白腐菌Mn Ps保守序列设计引物,采用染色体步移法和逆转录PCR法获得Ps-mnp1基因,Gen Bank登录号为(KP189358.1)。在克隆Ps-mnp1基因并分析蛋白结构时,采用多种现代生物信息学技术,经染色体步移法克隆的DNA全长序列后,利用contigexpress拼接软件预测Psmnp1基因的c DNA全长序列;使用Bio Edit分析软件对DNA和c DNA核苷酸序列比对;通过Augustus网站预测RNA的剪接位点并在NCBI上进行同源序列比对校正;采用基因结构软件对比了解白腐菌Mn Ps基因的内含子/外显子的组成。序列分析表明Ps-mnp1的DNA全长序列1 854 bp,具有外显子14条和内含子13条。从Ps-mnp1与其它白腐菌Mn Ps基因的内含子/外显子组成分析来看,紫孢侧耳和糙皮侧耳同属于侧耳属,但它们之间的Mn Ps基因结构完全不同。Ps-mnp1开放阅读框为1 095 bp,起始密码子ATG,终止密码子TAA,编码364 aa,含有20 aa残基构成的信号肽序列。采用MEGA 5.1软件构建的蛋白系统进化树表明Ps-mnp1与6株白腐菌蛋白聚类在短枝Mn Ps,区分了含有5个二硫键组成的长枝Mn Ps组群;此外,构建的蛋白同源模型表明,与刺芹侧耳多功能过氧化物酶相似度为72.51%,蛋白配体中结合位点有1个含铁血红素、2个钙离子、1个锰离子等,这些结合位点为不守恒。该研究为紫孢侧耳锰过氧化物酶的结构,蛋白功能Ps-mnp1奠定了基础,并进一步为Ps-mnp1的蛋白质工程改造提供借鉴作用。