热纤梭菌高效降解木质纤维素过程的组学研究进展

摘要:热纤梭菌(Clostridium thermocellum)是高效降解木质纤维素的重要微生物,因其能分泌纤维小体这一超分子酶系复合物而备受关注。它分泌的酶系组分多样,胞外酶组分的表达、分泌及其在纤维小体支架蛋白上的组装是一受到胞外碳源等因素显著影响的动态过程。热纤梭菌究竟如何感知纤维素等不溶性底物的存在并动态调控相应酶组分的分泌,完成具有高效降解能力的超分子酶系复合物的组装成为近几年来相关研究的热点。本文主要从基因组学、转录组学、蛋白质组学及菌体对胞外碳源的感应机制等方面来综述相关研究进展,并对热纤梭菌降解天然复杂生物质的动态过程及其相应机制进行了剖析,并展望其应用前景。     

农牧交错带农牧复合系统的可持续机制

农牧复合系统具有综合资源、兼顾生态与生计、环境与经济发展的作用,是农牧交错带脱贫富民的必由之路。目前,农牧复合实践迫切需要建立可持续的运行机制。针对于此,运用农户调查、土地养分测定和农牧测产、分室模型等方法,对宁夏盐池县皖记沟村农牧复合系统的资源支持、农户农牧复合生产方式、农牧复合系统的物质流开展研究。结果表明,促进农牧复合系统发展的主要原因是资源基础和耕地、灌木林地、草地系统耦合的生产方式。目前主要生产饲草料的水浇地和柠条林地的水资源可持续性是农牧复合系统能否长期持续的关键。加强水土资源、饲草料生产和滩羊养殖之间的系统调控和整体协同,是农牧交错带农牧复合系统可持续发展的必然选择。     

成纤维细胞生长因子信号在骨损伤修复中的作用

骨损伤是常见的骨外科疾病。许多复杂的骨缺损,如创伤性大块骨缺损等常导致骨折延迟愈合及骨不连,是临床治疗中的难题。组织工程方法的运用为骨不连等的治疗提供了新的契机。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)信号在骨骼发育过程中发挥重要作用。基于其家族成员在骨折愈合过程中的时空表达及相关基因工程小鼠的表型,FGF信号相关分子被认为是骨再生修复的重要调节分子。该文将对FGF信号在骨损伤修复中的作用及应用方面的研究进展做综述,以期为其临床应用提供借鉴与参考。     

贺兰山不同海拔土壤团聚体碳氮磷含量及其化学计量特征变化

探究干旱半干旱区山地森林生态系统不同海拔土壤养分在团聚体中的分布规律,可为理解脆弱山地生态系统养分循环提供理论依据。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析0～20 cm土层团聚体分布及其稳定性、不同粒级团聚体有机碳、全氮、全磷储量及其化学计量特征。结果表明: 随海拔升高贺兰山主要土壤团聚体由微团聚体(0.25～0.053 mm)转变为大团聚体(>0.25 mm),平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在高海拔样地(2139～2248 m)显著高于低海拔样地(1380～1650 m)。各粒级团聚体有机碳、全氮含量和储量随海拔升高呈增大趋势;全磷含量随海拔升高呈波动趋势,且在各粒级团聚体分布均匀。大团聚体和微团聚体对土壤养分具有更高的贡献率,各粒级团聚体比例是影响土壤养分的关键因素,大团聚体和微团聚体是土壤养分的主要载体。各粒级团聚体C∶N在不同海拔变化不显著,C∶P和N∶P在中高海拔显著高于低海拔。贺兰山中高海拔的表层土壤具有更高的养分储量,较高含量的大团聚体和微团聚体有助于有机碳和养分的固持,低海拔土壤氮素限制高,在森林培育过程中可通过适当添加氮肥以改善低海拔土壤全氮状况。     

炭团木霉Trichoderma hypoxylon中一个新倍半萜

木霉属Trichoderma真菌能够产生大量的活性次级代谢产物,是农业和工业应用的重要资源库。通过对1株炭团木霉Trichoderma hypoxylon的化学研究,从其大米发酵物中分离到6个化合物,通过核磁共振、质谱、紫外和红外等光谱手段鉴定其结构分别为：tichodermacid（1）、3-吲哚乙酸甲酯（2）、3-吲哚乙酸（3）、1-乙酰基-β-咔啉（4）、monaspilosin（5）和hydroheptelidic acid（6）。其中化合物1为新倍半萜。     

漂白粉对家蚕中肠产消化酶细菌的影响

【目的】本研究以漂白粉液浸渍消毒(以下简称浸消)桑叶饲喂家蚕为处理组,分析了不同组之间家蚕中肠细菌数量的差异;探讨了各组家蚕中肠产消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶)细菌的菌株数量、产酶种类及相对产酶能力的差异。【方法】用16S rDNA测序技术对产酶菌株进行了鉴定,比较各组产酶菌种类的不同。【结果】饲喂不同有效氯浓度漂白粉液浸消叶对家蚕中肠细菌的数量、产酶菌数量均有抑制作用,且随有效氯浓度升高抑制作用增强;各处理组产蛋白酶菌株平均相对产酶能力均低于清水组,且清水组肠液中产淀粉酶菌株数明显多于各处理组;取食漂白粉液浸消桑叶后,家蚕中肠产消化酶细菌类群构成有一定变化,清水组和全程0.3%组产酶菌属相对较丰富,有Staphylococcus sp.、Lelliottiasp.和Buttiauxella sp.,其他处理组的产酶菌属相对单一,只有Staphylococcus sp.。【结论】以上结果说明漂白粉对家蚕中肠内细菌及产酶菌的增殖有抑制作用,中肠内产蛋白酶菌的产酶能力和产淀粉酶菌株的数量也受到抑制,对产酶菌类群构成有一定影响。     

不同平茬年限人工柠条林光合特性及土壤水分的响应变化

平茬是荒漠草原老化人工柠条林营林抚育的重要措施,为系统认识柠条平茬后连续的生理与生态响应过程及其变化规律,该研究设置对比观测样地,以未平茬柠条(WPC)为对照,以平茬后连续生长1～5年(PC1～PC5)的柠条为处理,对各样地柠条净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率等光合生理特征及其土壤含水量分布的影响进行测定分析。结果表明:(1)平茬处理对柠条生理特性的影响因平茬年限的增加而异,其中PC1和PC2柠条的净光合速率和蒸腾速率较WPC略有提高,PC1柠条处于补偿生长的活跃期,水分利用效率明显高于其他平茬处理,PC2柠条的水分利用效率开始下降;PC3和PC4的柠条蒸腾速率、净光合速率和气孔导度显著上升,且PC4处理下达到最大值,相应水分利用效率也逐步回升;PC5的柠条几乎不存在补偿性生长,净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率开始回落,逐渐接近WPC;平茬措施对PC1与PC5柠条胞间CO2浓度大小的影响较大。(2)PC1的土壤水分含量在0～100cm土层因受冠层截留大幅减小的影响而低于其他年限平茬处理;PC2的土壤水分略有改善,PC3、PC4的土壤含水量显著提高,PC5的土壤水分状况则逐渐接近于WPC。(3)随平茬年限的增加,柠条光合特性与土壤含水量间存在一定的动态互馈关系,其中PC1的土壤水分略有下降,柠条生长减缓;PC2土壤含水量逐步恢复;PC3土壤含水量增长幅度开始下降,柠条的各项生理指标上升;PC4柠条的光合生理指标、土壤含水量都达到了最高值;PC5柠条的各项指标开始下降。研究发现,PC4处理是柠条光合生理和土壤水分响应变化的拐点,可参考作为平茬柠条优化管理的一个时间节点。     

荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部中部下部,且植株下部显著大于上部生物量(P0.05)。土壤相对湿度40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度30%和30%—40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P0.001),繁殖阈值介于1.868—2.006 g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。     

洛伐他汀联用格列本脲可改善高糖诱导损伤的HUVEC 功能

目的:探讨洛伐他汀与格列本脲联合用药对高糖诱导损伤的人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的功能的影响及其机制。方法:以体外培养至第三代的HUVEC为研究对象,分四为:1空白对照组;2高糖组(33 mmol/L);3高糖组(33 mmol/L)+洛伐他汀(2μmol/L)组;4高糖组(33 mmol/L)+洛伐他汀(2μmol/L)+格列本脲(0.2μmol/L)组。用transwell小室法检测HUVEC的迁移功能,用细胞流式仪检测HUVEC内氧自由基(O~(2-))以及一氧化氮(NO)的表达水平。结果:与对照组相比,高糖组HUVEC迁移功能明显受损(P0.01);洛伐他汀单独用药组及其与格列本脲的联合用药组均能改善高糖损伤的HUVEC的迁移功能(均为P0.01)。流式结果显示,与对照组相比,高糖组HUVEC内O~(2-)水平明显增加而NO表达水平明显降低(均为P0.01);两组给药组HUVEC内O~(2-)水平及NO表达水平相对于高糖组均有明显改善(均为P0.01)。结论:洛伐他汀单独用药及其与格列本脲的联合用药均能改善高糖损伤的HUVEC的迁移功能,可能与改善细胞内氧化应激水平有关。     

广东南岭国家级自然保护区兰科植物物种多样性及其保护

所有野生兰科植物均在《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)的保护之列,但是对于广东南岭国家级自然保护区内兰科植物的资源状况仍不清楚.为此,作者于2004-2009年对保护区内兰科植物进行了详细调查,同时查阅了国内主要标本馆馆藏的保护区标本并参考文献记录,发现保护区有兰科植物49属121种,其中地生兰75种,附生兰40种,腐生兰6种,主要集中在石豆兰属(Bulbophyllum)(10种)、虾脊兰属(Calanthe)(10种)、斑叶兰属(Goodyera)(10种)、羊耳蒜属(Liparis)(8种)、玉凤花属(Habenaria)(7种)、兰属(Cymbidium)(6种)等.其中只有少数种类在保护区内广泛分布,大多数种类均零星分布,数量稀少.区系分析显示,属的区系以热带性质为主,而种的区系则以温带成分更为明显,说明保护区的区系成分比较复杂,热带亚洲成分和东亚特别是中国-日本分布类型在保护区发生了强烈的融合,具有明显的亚热带特征,并与中国台湾植物区系有密切关系.此外,针对保护区内兰科植物的保护现状,作者呼吁有关部门对电站工程进行合理规划,并建立相关的法规政策,加强对保护区内兰科植物非法采集买卖的管制.