基于多源数据的黄土高原陆地水循环结构变化分析

近几十年间,黄土高原的水循环进程在人类活动与气候变化的影响下已产生了剧烈的变化。为加深对水循环结构变化的了解与认识,利用1982-2010年的降水、蒸散发、径流、土壤储水量和社会经济用水等数据,运用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析方法,对黄土高原的水量平衡进行评估,且细化了组成水循环的12种水文变量,并分析了水循环各分量的变化趋势及其结构的演化规律。由于网格化的社会经济用水数据（1982-2010年）对本研究产生了较大的时间限制,因此本文注重于探究这29年间黄土高原各水文变量的变化趋势及水循环结构的演化规律。结果表明：在自然系统中,蒸散发以1.97 mm/a的速率上升（P<0.01）,径流、降水和土壤储水量分别以1.01 mm/a（P<0.01）、0.77 mm/a和0.46 mm/a的速率下降。在社会系统中,社会经济用水以0.50 mm/a的速率上升,其中主要由于生活、制造业、发电和采矿用水分别以0.22、0.23、0.30 mm/a和0.01 mm/a的速率增加所导致。此外,灌溉和牲畜用水分别以0.25 mm/a（P<0.05）、0.01 mm/a（P<0.01）的速率减少。就水循环结构而言,多年平均蒸散发和社会经济用水占水循环的平均比例分别为80.95%、15.27%,并以每年0.16%、0.06%的速率逐渐升高。径流、土壤储水量的变化占水循环的平均比例分别为4.00%、-0.24%,并以每年0.24%（P<0.01）、0.02%的速率逐渐下降。随着社会经济的发展和人口的增加,区域水资源供需矛盾将进一步加剧,本研究对黄土高原水资源的科学调控与可持续利用有重要参考意义。     

面向低碳城市建设的建筑运行能耗驱动机理研究进展

城市快速扩张的同时,不断增大的建筑存量、建筑运行能耗及相应的碳排放成为制约城市可持续发展的重要因素。为实现节能降耗,有必要对建筑能耗碳排放的驱动机理进行深入探究。已有研究从不同角度对建筑运行能耗碳排放的影响要素和驱动机理进行了分析论证,但仍缺乏系统综述从而难以为建筑节能降耗提供全面指导。本文基于“社会-经济-自然”复合生态系统理论,对驱动建筑能耗碳排放的复合机理进行综合论述;在此基础上,从社会经济、建筑体特征、区域气候/微气候等视角,整合并剖析了不同单源要素的建筑能耗碳排放驱动机理;最后,总结了当前城市建筑能耗驱动机理研究领域存在的不足,并对未来发展进行了展望。本文对建筑能耗碳排放驱动机理的系统梳理和总结,对相关研究具有重要的参考价值,对低碳城市建设亦具有重要的科技支撑作用。     

功能核酸概念的内涵与外延

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。     

全球气候变化对陆地植物碳氮磷生态化学计量学特征的影响

全球气候变化背景下生物地球化学循环的响应规律和陆地植物适应对策已受到广泛关注.本文在分析气候变暖和降水变化对不同生态系统植物C∶N∶P的影响、CO₂浓度升高对不同光合途径物种元素的影响,以及氮沉降对土壤 植物元素影响的短期和长期效应等基础上,从植物生理特性和土壤有效营养元素变化等方面揭示了其可能存在的内在机理,以期为研究C、N、P化学元素在土壤 植物之间传递与调节机制、陆地生态系统结构和功能,以及生物地球化学元素循环对气候变化的响应提供理论依据.最后提出了该领域研究中存在的问题及对今后研究的展望.     

S1核酸酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

S1核酸酶是一种高度单链特异的核酸内切酶,在最适的酶催化反应条件下,降解单链DNA或RNA,产生带5'-磷酸的单核苷酸或寡核苷酸。对双链DNA、双链RNA和DNA-RNA杂交体相对不敏感。目前,基于S1核酸酶内切酶的活性,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经构建了一系列的生物传感器,实现了对金属离子、单链核苷酸、氨基酸等物质的检测,还能应用于核酸反应体系的纯化,多元化基因文库的构建等方面。首先从结构、性质方面介绍了S1核酸酶,并对近年来基于S1核酸酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述;然后主要根据所检测的靶物质不同,对S1核酸酶介导的各种传感器进行了分类介绍;最后分析了目前S1核酸酶的研究现状,并且对未来S1核酸酶介导的生物传感器的发展方向进行了展望。     

MSTN基因编辑牛的鉴定及基因分型新方法

基因编辑是目前进行遗传修饰的重要手段,但因编辑时缺失的片段小而给基因编辑的鉴定和分型带来困难。该研究以肌肉生成抑制素基因(Myostation,MSTN)编辑牛为材料,建立功能核酸PCR(Functional nucleic acid PCR,FNA-PCR)方法对其进行鉴定及基因分型。针对编辑位点的两种等位基因设计两条不同的正向引物和一条共用的反向引物,其中一条正向引物是用于检测野生型等位基因,3'端终止于编辑位点,同时对它的5'端进行功能核酸接头设计;另一条正向引物用于检测编辑型等位基因,3'端跨越编辑位点向后延伸几个碱基。这种设计可使野生型和编辑型等位基因扩增产物大小不同。通过对PCR反应体系和条件的优化,建立了一种通过一次PCR反应准确对三种不同基因型进行分型的FNA-PCR新方法。检测方法灵敏度高,检测限为0.1ng。该研究中所建立的FNA-PCR方法可用于基因编辑检测及其它小片段缺失的基因分型,具有简便、准确、灵敏、成本低等优点。     

油脂酵母发酵木糖生产微生物油脂

目的用斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi)作为发酵菌株,以纯木糖溶液为油脂发酵原料,对L.starkeyi利用木糖积累油脂进行系统研究。方法 L.starkeyi于斜面培养基中活化后,接种于YPD液体培养基,于30℃、200 r/min摇床培养。在摇瓶中培养一段时间后,测定发酵液细胞浓度,离心发酵液收集细胞。将离心后得到的菌体加入木糖溶液重悬,并转接于含50 mL木糖溶液的250 mL摇瓶中进行发酵生产。结果相比一阶段法,两阶段发酵方法可以在更短的时间内达到较高的油脂含量,油脂含量能够达到细胞自身干重的60%以上。实验发现高菌龄酵母产油速度更快;并且初始木糖浓度高达120 g/L时,酵母细胞仍然能够高效合成油脂。结论 L.starkeyi能够有效利用木糖进行发酵产生油脂,是以木质纤维素为原料生产微生物油脂的优良菌种。     

长江和畅洲江段大型船舶的噪声特征及其对长江江豚的潜在影响

长江航运业的快速发展导致长江中船舶数量激增,相应的水体噪声污染可能对同水域的长江江豚（Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis）产生一定的负面影响,本研究采用宽频录音设备对长江和畅洲北汊非正式通航江段的各类常见大型船舶（长gt;15m且宽gt;5m）的航行噪声进行了记录,并分析其峰值-峰值声压级强度（SPLp-p）和功率谱密度（PSD）等。结果表明,大型船舶的航行噪声能量分布频率范围较广（gt;100kHz）,但主要集中于中低频（lt;10kHz）部分,各频率（20Hz-144kHz）处的均方根声压级（SPLrms）对环境背景噪声在该频率处的噪声增量范围为3.7 - 66.5dB。接收到的1/3倍频程声压级（TOL）在各频率处都gt;70 dB,在8-140kHz频段内都高于长江江豚的听觉阈值。说明大型船舶的航行噪声可能会对长江江豚个体间的声通讯及听觉带来不利影响,如听觉掩盖。     

锌胁迫对彩色豆马勃体内锌的分布和活性形态及其抗氧化系统的影响

彩色豆马勃Pisolithus tinctorius可广泛与林木建立外生菌根,其共生可促进植物生长,提高植物对重金属的耐受性。然而,关于彩色豆马勃对重金属锌(Zn)胁迫的生理响应还不完全清楚。本研究在纯培养条件下,测定了Zn胁迫对彩色豆马勃生物量、Zn的活性形态和亚细胞分布,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)和黑色素含量的影响。结果表明,Zn胁迫抑制了彩色豆马勃的生长,在浓度为563 μmol/L时,达到半数最大抑制浓度(IC₅₀),在浓度为600 μmol/L时,生物量降低42.6%。Zn在彩色豆马勃中以活性较低的草酸盐、难溶于水的磷酸盐、果胶酸盐以及与蛋白质呈结合态或吸着态的形式为主。Zn胁迫显著提高了彩色豆马勃菌丝中CAT、POD和SOD活性,增加了GSH和黑色素含量,但对AsA的含量没有显著影响。本研究表明,彩色豆马勃主要通过调节Zn的分布及抗氧化系统,增加黑色素含量,增强对Zn的耐受性,为外生菌根真菌修复重金属污染土壤提供了理论支持。     

汉阳陵文物表面硫酸盐形成原因微生物学证据

用仅含硫源的无机盐培养基对采自汉阳陵13号和15号遗址坑文物表面的土样进行细菌富集筛选实验,并对分离的菌株进行生理生化特性研究、16SrDNA序列分析及硫代谢能力测试。分离得到5株细菌:TD1、TD2、TD3、TD15及PL13。其中TD1属于Alcaligenes,TD3属于Bacillus;硫代谢能力测试结果显示TD2、TD15和PL13代谢产生硫酸盐的速率远远小于TD3和TD1,TD3氧化硫源生成硫酸盐的速率是TD1的1.4倍。实验证实这些菌株均能氧化S、S2O32-和S2-生成硫酸盐从而获得能量,这表明微生物氧化土壤中硫化物是汉阳陵文物表面硫酸盐增加的原因,从而为汉阳陵文物表面硫酸盐的形成原因提供了微生物学依据。