宏基因组学在纤维素酶研究中的应用进展

纤维素酶能降解纤维素,被广泛应用于生物修复、食品加工、化工合成等领域,开发高活力、广底物、耐高温高碱等极端条件的新型纤维素酶具有重要意义。宏基因组学以特定环境样品中微生物的基因组总和为研究对象,避开传统的微生物分离培养过程,为基因资源的开发、利用提供了新技术。文中结合本课题组的研究工作,综述了利用宏基因组学获取纤维素酶的策略,同时着重介绍利用宏基因组学从动物胃肠道、土壤等环境中获取纤维素酶的研究。     

不同温度对烟草生长发育及光合作用的影响

该试验通过人工气候室模拟相对低温(日均温16.5℃)、常温(日均温23.5℃)和相对高温(日均温30.5℃)3种日动态温度,研究了不同温度对烟草生长发育及光合作用的影响。结果表明:(1)与常温下生长的烟草相比,相对低温和高温处理均降低了烟株的株高、叶长和叶宽,在一定程度上抑制了烟草的生长。(2)相对低温和高温处理比常温处理下有较低的烟叶净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qp)、Rubisco羧化酶活性和相对较高的初始荧光强度(F0)。长期较高或较低的温度均会对烟草的生长发育产生抑制,这可能因其在一定程度上抑制了烟叶的光合机构活性并对反应中心造成了损伤,从而降低了烟草的光合作用,抑制了烟株的生长,长期日均温23.5℃有利于烟草的生长和光合作用。     

哈尼梯田区优势景观类型对泉水氢氧同位素效应的影响

氢氧稳定同位素是示踪流域水循环过程的有效手段,流域景观类型及其格局对泉水同位素效应的影响是景观生态学与同位素水文学的全新交叉领域.本文以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为研究对象,在2015年3月—2016年3月间,逐月在海拔1500 m的梯田、1700 m的梯田和1900 m的森林景观类型下分别采集78个泉水样和39个大气降水样进行氢氧稳定同位素分析.结果表明:小流域的优势景观类型是森林和梯田,两者面积分别占总面积的66.6％和22.1％,并具有森林在上、梯田在下的垂直格局.相关分析表明,泉水除受降水补给外,还受到景观内其他同位素值偏正的水源补给,景观位置较高的森林区泉水主要由降水补给,位于森林之下的梯田泉水受大气降水、河水、梯田水、地下水等多种水源补给,其同位素混合作用强烈;泉水δ¹⁸O和δD值整体海拔效应明显,其海拔梯度分别为-0.125‰·(100 m)^-1和-0.688‰·(100 m)^-1;研究区氘盈余值随海拔升高而增大与景观格局和同位素循环过程有关.总之,优势景观类型对泉水氢氧同位素效应具有显著影响,泉水氢氧同位素可作为景观水文过程对景观格局的响应指标.     

莫莫格湿地芦苇生理生态特征对水深梯度的响应

通过在莫莫格湿地测量芦苇的生态特征、叶绿素含量和光化学效率,对水深梯度影响芦苇生理生态的规律进行了分析.芦苇株高、生物量、叶绿素含量以及最大光化学效率与湿地水深呈显著正相关关系,这些指标随水深的增加而提高;芦苇盖度与水深呈负相关关系,随着水深增加,芦苇盖度逐渐降低;芦苇最大光化学效率在6～7月份达到最大,进入8月后下降,同时芦苇生长减慢.结果表明,6～7月份是芦苇生长的关键时期,应尽量满足芦苇需水要求.15 cm水深是芦苇最小生态水位,而35～45 cm的水深能确保芦苇最佳生长状态,是芦苇生长的最适宜生态水位.     

云南大理苍山西坡红瘰疣螈身体状况与繁殖时间研究

2019年6—7月,采用样线法对云南省大理白族自治州苍山西坡红瘰疣螈Tylototriton shanjing的种群数量、繁殖时间和个体身体状况进行调查,并对红瘰疣螈两性个体的繁殖时间,不同繁殖时段个体体质量、头体长、肥满度、重长比进行了分析。共观察到红瘰疣螈个体664只,其中雄性410只,雌性254只,整体性比偏雄,雄性个体的比例由繁殖前期的69%逐渐降至后期的49%。雌性个体体质量、头体长和肥满度在不同繁殖时段的差异有统计学意义,繁殖前期雌性个体大于繁殖后期的个体;除头体长和体质量外,雄性个体肥满度和重长比在不同繁殖时段的差异均无统计学意义。繁殖后期,雌雄两性红瘰疣螈小个体的比例均增加,体质量小于5 g,头体长小于50 mm的雄性个体比例由0逐渐增加到13.16%和10.53%;体质量小于10 g,头体长小于60 mm的雌性个体比例由0逐渐增加到10.26%和7.69%,显示两性个体中的较小个体参与繁殖时间均较晚。较小个体身体状况相对较差,运动能力、繁殖潜力和配偶竞争等都不具优势,可能采用了较晚繁殖的繁殖策略。     

冷驯化及复温对中缅树鼩白色脂肪组织中Ucp1和Cd137表达的影响

为探讨中缅树鼩(Tupaia belangeri) 白色脂肪组织（white adipose tissue, WAT）应对环境温度变化的适应机制,以荧光标记的Ucp1和Cd137抗体分别对中缅树鼩WAT进行标记,利用流式细胞术分选分析出对照组、冷驯化28d组、复温28d组阳性的白色脂肪细胞。结果发现：WAT中表达Ucp1、Cd137阳性的白色脂肪细胞百分数,在冷驯化组均显著高于对照组,而复温组均显著低于冷驯化组,恢复至对照组水平。表明：冷驯化诱导中缅树鼩WAT中表达Ucp1、Cd137的阳性细胞群增加,显示冷驯化能诱导中缅树鼩的WAT发生褐变;复温后表达Ucp1、Cd137阳性的白色脂肪细胞百分数恢复到对照水平,反映出WAT的可塑性。因此,WAT的可塑性调节也是中缅树鼩适应环境温度变化的重要产热机制。     

肠道微生物对肥胖影响

肠道微生物是哺乳动物最密集的微生物群落,也是最多样化的微生物群落之一。随着宏基因组学的不断发展,肠道微生物成为热门的研究领域。肠道微生物具有保护和代谢等功能,在胰岛素抵抗和肥胖等疾病中发挥重要作用。本文介绍了肠道微生物及其代谢物通过调节食欲、神经递质合成分泌、炎性反应进而调节肥胖,探讨了肠道微生物的影响因素,展望了肠道微生物对治疗人类肥胖的应用前景。     

哈尼梯田区不同旅游模式村寨土地利用变化对生态系统服务与人类福利的影响

区域旅游开发是驱动土地利用变化(LUCC)并影响生态系统服务及人类福利的重要因素。以红河哈尼梯田世界遗产区不同旅游发展模式的黄草岭村(观光和接待)和胜村(接待)为研究对象,解译获得两村2009年和2017年LUCC图并进行变化分析,再运用替代成本、市场价值和影子工程等定量方法评估两村生态系统服务价值及其变化。结果表明:(1)黄草岭村和胜村LUCC动态度分别为14.83%和5.64%,其中变化最大的建设用地在两村分别增加39.18%和23.68%。(2)黄草岭村因发展梯田观光旅游和林地面积的增加使其生态系统服务价值增长1520.77万元,而胜村则因耕地和林地面积的增加而增长374.93万元,其中林地价值最高。(3)单项生态系统服务价值中,黄草岭村因发展旅游其休闲娱乐价值增幅最大,为1249%,而胜村却没有增加,说明旅游发展模式对两村生态系统服务价值的增加影响较大。(4)黄草岭村和胜村的生态系统服务价值增加速率分别为1.5倍和1倍,旅游服务收入增加速率分别为18.7倍和4.1倍,单位土地面积的村民福利分别增加23.79万元hm~(-2) a~(-1)和4.90万元hm~(-2) a~(-1),说明多样的旅游服务能更好地提高人类福利,为政府发展遗产旅游与制定生态系统补偿标准提供科学支撑。     

青藏高原5种石竹科垫状植物的核型研究

垫状植物是高山冰缘带植物区系的重要组成成分,是植物适应高寒环境趋同进化的特殊生活型。该研究以采自西藏和云南高山冰缘带的5种石竹科垫状植物种子为材料,采用滤纸萌发法、常规压片法镜检观察分析其核型,为青藏高原垫状植物积累核型资料,并为探讨极端环境下特殊生活型植物的核型进化机制提供依据。结果表明:5种植物均为二倍体,染色体核型分别为:密生福禄草(Arenaria densissima),2n=2x=20m+2sm,2A;山生福禄草(A.oreophila),2n=2x=22m,1A;团状福禄草(A.polytrichoides),2n=2x=20m+2sm,2A;大花福禄草(A.smithiana),2n=2x=20m+2sm,1A;囊种草(Thylacospermum caespitosum),2n=2x=18m+4sm,2A。囊种草与福禄草亚属植物的染色体数目一致,为二者在分子系统发育框架下形成的独立分支提供核型证据。并讨论了5种垫状植物古多倍体物种形成的核型进化与中新世青藏高原及周边地区地质抬升的关联。