耻垢分枝杆菌宿主整合因子(IHF)对DNA拓扑结构的影响

结核分枝杆菌(Mycobaterium tuberculosis)是结核病的病原菌,每年导致数百万人死亡.对于分枝杆菌基本生物学特性的研究有助于新的药物及治疗手段的研发.耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)是分枝杆菌属中的一种非致病菌,与结核分枝杆菌亲缘关系较近,是实验室常用的研究分枝杆菌的模式菌种.分枝杆菌主要编码三种染色质蛋白,类组蛋白HU、Lsr2和宿主整合因子IHF.为研究IHF在染色体包装中的作用,我们在大肠杆菌中表达、纯化了耻垢分枝杆菌IHF蛋白(MsIHF),并对其影响DNA拓扑结构的性质进行了系统分析.体外研究的结果表明,MsIHF以同二聚体的形式存在,其对负超螺旋DNA具有一定的结合偏好性,同时,该蛋白可以有效地固定DNA负超螺旋.进一步的研究表明,MsIHF可以调控拓扑异构酶的活性.MsIHF的结合明显地抑制拓扑异构酶Ⅰ的松弛活性,而与此相反,该蛋白可以轻微地促进旋转酶引入DNA负超螺旋的能力.以上结果提示,MsIHF可能通过调控拓扑异构酶的活性影响染色体DNA的结构,进而调控其包装.     

人工覆盖地表对北京典型绿化树光合特性的影响

地表硬化影响城市绿化树生长及生态服务功能的发挥,研究人工覆盖地表下城市绿化树关键生理过程具有重要意义.采用田间模拟试验方法,布设对照(自然地表)、透水硬化和不透水硬化3种覆盖地表,栽植北京2种典型绿化树白蜡和元宝枫,栽植后第4年野外测定其叶片光合及相关生理生态参数,分析人工覆盖地表对北京典型绿化树光合特性的影响.结果表明:白蜡和元宝枫光合作用对不同人工覆盖地表的响应存在差异,对于白蜡而言,透水硬化和不透水硬化地表均使其净光合速率显著降低,对于元宝枫而言,仅不透水硬化地表导致其净光合速率显著降低,透水硬化地表并未对其造成显著影响.透水硬化和不透水硬化地表的空气相对湿度和土壤体积含水率低于对照,植物可利用水分减少,叶片气孔导度下降是白蜡和元宝枫净光合速率降低的主要原因.透水硬化和不透水硬化地表使白蜡PSⅡ有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)下降,不透水硬化地表使元宝枫PSⅡ实际光化学量子效率(Φ_PSⅡ)和表观电子传递速率(ETR)升高.     

SSB蛋白的高效表达及其与ssDNA的相互作用

大肠杆菌单链结合蛋白SSB在DNA复制、重组和修复中起着重要作用。为研究单链结合蛋白SSB的体外生物功能构建了融合蛋白SSB的表达载体并使其高效表达及易于纯化。ssb基因片段是以E.coli K-12基因组为模板经PCR扩增获得,并通过基因的体外拼接成功构建了表达载体pQE30-ssb。重组菌株M15/ pQE30-ssb经过IPTG的诱导表达了蛋白SSB。收集菌体细胞、超声波破碎后离心取上清进行SDS-PAGE分析,结果表明有一与预期分子量（20.6 kD）相应的诱导表达条带出现,其表达量约占全细胞蛋白的30％且以可溶形式存在。利用固定化金属离子（Ni2+）配体亲和层析柱纯化融合蛋白SSB,其纯度达到90％。通过凝胶层析和等离子共振技术对SSB的生物功能进行了系统研究分析。结果表明,SSB蛋白以四聚体形式与单链DNA分子结合,其亲和力常数（KD）为4.79×10-7 M。     

竹叶眼子菜居群遗传多样性和克隆结构

采用ISSR技术对长江中游南岸豹澥湖和大冶湖不同生境中的竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)居群的遗传多样性及克隆结构进行了研究.结果表明,在两居群的106株个体中,利用6条ISSR引物共得到40条符合3/N标准并无连锁不平衡的清晰位点,竹叶眼子菜具有较高的遗传多样性,其多态位点百分率为75.0％,Shannon多样性指数为0.3736, 两居群的遗传分化很小.竹叶眼子菜的克隆多样性很高(D=0.9917),两居群间的克隆分化很大,不具有共有的基因型.竹叶眼子菜的基株分布为游击型构型,位于湖心的大冶居群克隆距离(3.0～31.5 m)明显地大于湖岸豹澥居群(2.4～6.7 m).     

中国克木人的体质特征

本文调查了我国克木人285例(男为141例,女为144例)的体质特征,计算出9项观察项目的出现率,58项测量项目的均数和标准差、31项指数值和分型情况,并与我国31个群体的体质特征进行了比较,得出我国克木人的体质特征为:蒙古褶出现率低,男为31.21%,女为32.64%;上眼睑皱褶出现率高,男为90.33%,女为93.75%;鼻根高度中等型出现率最高,男为65.96%,女为47.22%;鼻翼高度多为中等;耳垂多为三角型;上唇皮肤部高度多为中等型;发色多为黑色;眼色多为褐色;肤色多为黄色;圆头型、高头型、阔头型、狭鼻型、中躯干型、中胸型出现率最高;男性狭面型、亚长腿型、宽肩型、中骨盆型出现率最高;女性的阔面型、中腿型、中肩型、宽骨盆型出现率最高;男性身高均数为160.2cm,女身高均数为151.5cm,属亚中等身材;克木人男性与女性均具有生活在我国南方的人群的体质特征。     

不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤N2O排放的影响

农田土壤已成为大气氧化亚氮(N2O)最大的人为释放源,为了解长期有机肥与无机肥配施对后茬作物土壤N2O排放的影响,本研究基于宁夏河套地区典型冬小麦-油葵复种农田生态系统,利用静态箱-气相色谱法对后茬作物(油葵)种植期内土壤N2O通量特征进行了测定.结果表明:前茬施肥对后茬油葵土壤N2O排放具有显著的刺激效应,N300-OM(210kg N·hm-2无机肥、90 kg N·hm-2有机肥)、N240-OM1/2(195 kg N·hm-2无机肥、45 kg N·hm-2有机肥)、N300(300 kg N·hm-2无机肥)和N240(240 kg N·hm-2无机肥)处理下土壤N2O生长季平均通量为(34.16!9.72)、(39.69!10.70)、(27.75!9.57)和(26.31!8.52)μg·m-2·h-1,分别是对照样地的4.09、4.75、3.32、3.15倍.施肥处理下油葵生长季内N2O总累积排放量高达1242.5~796.7 g·hm-2,是对照组的4.67~2.99倍;在整个生长季,有机肥与无机肥配施处理N2O排放速率都维持在较高水平,各月累积排放量间无显著差异;而单施化肥处理N2O排放速率逐渐下降,生长季初期为主要排放阶段,7月累积排放量占总排放量的41.3%~41.8%;不同施肥方式下,有机肥与无机肥配施处理N2O总累积排放量显著高于单施化肥,但相同施肥方式下高氮量处理与减氮优化处理(N300-OM与N240-OM1/2,N300与N240)间差异不显著.受干旱影响,土壤水分是控制油葵田土壤N2O排放的主要环境因素.有机肥与无机肥配施处理下N2O排放速率与NH4+-N含量呈显著正相关,而所有处理下N2O排放速率与土壤NO3--N含量均不相关,表明添加有机肥会持续改善土壤NH4+-N供给进而增加N2O排放.     

产电微生物的筛选方法研究进展

产电微生物是一类具有胞外电子转移能力的微生物,能够将有机物中储存的化学能转化为电能,其作为微生物电催化系统的催化剂,已经成为环境和能源领域的研究热点。但目前所发现的产电菌,产电机制有所差异,产电能力参差不齐,菌株的性能从根本上影响了其产电能力,其产电能力不足成为限制微生物燃料电池在工业上广泛应用的主要瓶颈。目前,通过理性设计或定向进化等改造方法,难以实现产电微生物在复杂多样环境中的广泛应用。通过定向筛选策略,建立一套快速、高效的筛选鉴定技术,挖掘环境中性能优异的产电微生物,是促进其广泛应用的有效途径。文中基于产电微生物的种类,总结回顾了现有的产电微生物的筛选鉴定方法,并对其研究前景进行了展望。     

城市林木生物量对硬化地表和种植密度的响应

以北京市典型绿化树种油松、白蜡和元宝枫为实验对象,设置不透水地表、透水地表和对照(自然地表)3种地表类型和低(株行距为2.0 m×2.0 m)、中(1.0 m×1.0 m)、高(0.5 m×0.5 m)3个种植密度,经过6年的生长,对树木的生长和生物量进行了测定。结果表明：相比于对照,不透水地表下油松、白蜡和元宝枫的树高生长受到抑制,白蜡和元宝枫的单株生物量分别降低2.1%—27.1%和33.6%—52.3%,根冠比分别增加3.4%—25.8%和15.7%—23.4%。相比于不透水地表,透水地表下白蜡和元宝枫的树高显著增加,白蜡的单株生物量增加5.3%—45.5%,根冠比下降11.4%—18.7%。随着密度的增加,3种树木的基径和单株生物量显著降低,但中低密度下的单位面积生物量无显著性差异。此外,硬化地表与种植密度对树木的基径、树高、单株生物量和根冠比均无显著的交互作用。因此,在城市绿化中,采用透水地表来替代不透水地表,有利于改善树木生境进而促进树木生长。白蜡相比元宝枫更能适应硬化地表的不利影响,是更好的城市绿化树种的选择。同时,合理的种植密度是保证城市树木生长的重要因素。     

白洋淀湿地生态系统最终服务价值评估

白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地,为不同尺度的受益者提供了多项生态系统服务。开展白洋淀湿地生态系统最终服务(final ecosystem services)价值评估能用直观的经济数据揭示白洋淀湿地生态系统对不同尺度受益者的直接贡献,为白洋淀湿地生态保护创建生态补偿等经济驱动机制。基于白洋淀湿地生态特征和受益者分析,确定了白洋淀湿地生态系统最终服务价值评估指标体系,并以2011年可利用数据为基础,综合运用市场价值法、替代成本法、个体旅行费用模型法和支付卡式条件价值法评估了白洋淀湿地提供给人类的经济价值。评估结果表明:2011年白洋淀湿地生态系统服务总价值为35.55×10~8元,其中调蓄洪水和休闲娱乐是白洋淀提供的主导服务。对所评估的8项生态系统最终服务按价值量排序,依次为调蓄洪水休闲娱乐淡水产品原材料生产非使用价值水资源供给释氧固碳。评估结果比较全面地反映了白洋淀湿地对受益者的直接贡献,不仅能提高管理部门和受益者的湿地保护认知,也为管理部门确定白洋淀湿地生态补偿标准提供了重要数据基础。同时,评估指标的确定为区分白洋淀湿地生态系统中间服务和最终服务,构建白洋淀湿地生态系统服务监测指标体系,开展白洋淀湿地生态系统最终服务动态评价、权衡分析及驱动因子研究提供了重要方向,有助于湿地生态系统服务研究由静态评估向湿地生态系统服务的优化管理方向发展。     

硬化地表对不同树种土壤微生物群落结构和功能的影响

城市硬化地表可减少土壤有机物输入,并改变土壤理化性质,由此可能影响土壤微生物群落结构和功能,但目前国内外相关研究较少。为研究不同树种下土壤微生物群落对硬化地表的响应,设置透水硬化地表(Pervious pavement, P)、不透水硬化地表(Impervious pavement, IP)和自然地表(Control, C)3个处理水平的地表类型,并栽种北方常见的常绿针叶树油松(pine,Pinus tabulaeformis)和落叶阔叶树白蜡(ash,Fraxinus chinensis)。采用氯仿熏蒸浸提法、磷脂脂肪酸法(PLFA)及BIOLOG培养法分别测定了土壤微生物量、群落结构和功能多样性。结果表明:(1)与自然地表(C)相比,硬化地表下土壤微生物生物量碳、氮含量显著降低(P0.05),土壤微生物群落组成和群落功能多样性发生了改变。透水和不透水硬化地表下土壤微生物细菌、真菌数量降低,真菌/细菌(fungi/bacteria, F/B)、cy/pre(环丙基脂肪酸/前体结构cyclopropyl fatty acid/monoenoic precursors)和sat/mono(一般饱和脂肪酸/单不饱和脂肪酸normal saturated fatty acid/monounsaturated fatty acid)等环境压力指标均显著升高(P0.05),且土壤微生物cy/pre值在不透水硬化地表下显著高于透水硬化地表下,表明不透水硬化地表下土壤环境压力更大;不透水硬化地表下土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、胺类和聚合物的利用显著降低(P0.05),微生物群落功能丰富度及多样性指数显著降低(P0.05)。(2)土壤微生物群落结构和功能多样性在不同树种间存在一定差异。油松树下土壤微生物真菌、丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)和F/B值在透水和不透水硬化地表下均显著降低(P0.05),而白蜡树下只在透水硬化地表下显著降低(P0.05);硬化地表使土壤微生物对糖类、氨基酸类和聚合物的利用强度在油松和白蜡树下表现出显著差异。硬化地表对土壤微生物的影响将进一步影响城市绿地的养分循环、树木生境和生态系统服务功能。