再论可持续性科学: 新形势与新机遇

近10年来,可持续性科学蓬勃发展,已成为21世纪全球普遍关注的一个重要的新科学领域.然而,在大力提倡可持续发展和生态文明建设的中国,可持续性科学尚未引起科学家和实践者的足够重视.为促进可持续性科学在中国的发展,2014年邬建国等曾撰文介绍什么是可持续性科学.本文进一步探讨了这一问题,并补充阐述了可持续性科学与可持续发展研究的关系、可持续性科学的科学范式及其8个基本论题.基于对可持续性科学发展动态的分析,作者认为,一方面,可持续性科学已进入系统推进的成熟发展期;另一方面,虽然我国可持续发展研究、实践与教育的热情高涨,但在可持续性科学领域起步较晚,落后于主要发达国家和南非.为此,本文在文献综述的基础上,提出促进中国发展可持续性科学的“三位一体”策略:一是“请进来”以服务中国实践;二是“走出去”以贡献中国智慧;三是“中西医结合”以引领学科发展.     

中国东部森林最大总初级生产力的时空分布特征及其影响因子

生态系统碳循环对温度的响应是全球变化生态学的重要研究内容之一。总初级生产力(GPP)随着温度的升高而升高,在最适温下达到最大值(GPP_(max)),之后随温度的升高而保持不变甚至下降,因此GPP_(max)代表着最适温度下的植被光合潜力。然而,关于森林生态系统GPP_(max)的时空分布和影响因子仍不清楚。本文以中国东部南北森林样带(NSTEC)上的长白山温带针阔混交林、会同亚热带杉木人工林、千烟洲亚热带常绿针叶人工林、鼎湖山亚热带常绿针阔混交林和西双版纳热带季雨林等5种典型生态系统为对象,利用涡度相关技术分析森林GPP_(max)的时空规律及其主要影响因素。结果表明:在所有森林生态系统中,GPP对温度的响应模式均为单峰曲线,最适温下的GPP_(max)表现为长白山温带针阔混交林千烟洲亚热带常绿针叶人工林西双版纳热带季雨林会同亚热带杉木人工林鼎湖山亚热带常绿针阔混交林。在所有的站点中,温度是引起GPP_(max)空间变异的最主要因素,GPP_(max)随温度的增加而减少。此外,太阳辐射、降水和饱和蒸汽压差也显著影响GPP_(max)。在时间尺度上,对每个森林生态系统GPP_(max)年际变异的对比分析发现,温度是长白山温带针阔混交林GPP_(max)年际变化的主要控制因子,5 cm土壤含水量是影响会同、千烟洲和鼎湖山通量观测系统GPP_(max)年际变异的主要因子,未发现影响西双版纳热季雨林年际变异的主要因子。本研究有助于理解未来气候变暖背景下GPP的变化趋势,并为中国碳循环的准确模拟提供实验证据和参数依据。     

石质文物的生物风化及其防治研究进展

石质文物的生物风化问题普遍存在,随着全球气候与环境变化加剧,其面临的生物风化挑战日趋严峻,防风化任务愈趋紧迫.本文综述了地衣类微生物介导的石材风化机理及其与气候环境因子间的关系,讨论了地衣的生物保护作用和地衣防治中生物杀灭剂的效力评价,并展望了该领域未来的研究方向.对地衣-岩石界面的大量研究表明,生物风化可主要归因于以菌丝穿透和草酸钙形成为代表的生物物理风化和生物化学风化;露天石质文物的生物风化与包括石材基质、周边环境及气候因素等在内的整个生态系统多种非生物条件息息相关;地衣对石材兼具生物风化作用和生物保护效应.在石质文物风化修复方面,应逐步改善文物赋存的环境条件,建立用于生物风化和杀灭效率评估的行业规范和国家标准等“通用语言”,推进石质文物的科学保护.     

苦荞R2R3-MYB转录因子调控原花青素生物合成的研究

基于苦荞花期转录组数据,该研究筛选并克隆获得一个黄酮代谢相关的MYB类转录因子,并命名为FtMYB23。该基因ORF框长879bp,编码292个氨基酸;系统进化树分析显示,FtMYB23与SG5-MYB亚家族成员聚为一簇,属于典型的R2R3-MYB型转录因子。β-半乳糖苷酶滤纸分析表明,其具有转录激活活性。FtMYB23过表达转基因拟南芥株系的表型分析表明,3个阳性株系的种皮颜色均呈现出比野生型更深的褐色,其叶中原花青素含量均极显著增加(P 0.01),分别为野生型的4.68、3.5和2.8倍。qRT-PCR分析表明,转基因拟南芥中黄酮合成相关的AtCHS、AtCHI、AtF3H、AtF3′H、AtFLS、AtDFR和AtBAN等基因的表达量显著升高(P 0.05),而AtTT12的表达量极显著降低(P 0.01)。研究认为,FtMYB23作为典型的Subgroup5-MYB(SG5-MYB)激活型转录因子,通过促进黄酮合成途径早期关键酶基因的表达,从而提高原花青素的合成与积累。     

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。     

发酵茯苓菌丝体和天然茯苓多糖的研究

本文对发酵茯苓菌丝体和天然茯苓中多糖的提取分离进行了研究,并分别测定了二者总多糖的提取率及总糖的平均含量。发酵茯苓菌丝体和天然茯苓中总多糖的提取率分别为24.47%和82.93%;发酵茯苓菌丝体和天然茯苓总糖的平均含量分别为45.17%和87.24%。     

松针的化学成分研究

从采自四川夹江的马尾松叶(Pinus massonianaLams.)中分离得到二个化合物,经IR1、H NMR1、3C NMR、2D-NMR、MS等现代波谱技术鉴定为ent-8,13-epoxylabd-14-en-19-oic acid(1)和槲皮素(2)。均为首次从马尾松叶中分离得到。     

威灵仙药材中三萜苷元齐墩果酸含量的HPLC测定

为探索可用于威灵仙药材质量控制的三萜苷元齐墩果酸HPLC含量测定方法,用HPLC法测定了威灵仙药材中齐墩果酸含量。色谱柱:Kromasil C18(4.6×150 mm,5μm),检测波长:220 nm,流动相:甲醇-水(95:5),流速:0.5 mL/min。齐墩果酸在0.004~0.015 mg范围内线性关系良好,回归方程为:Y=437954101.73X 144588.26(R=0.9991),平均回收率为:98.33%,RSD=1.76%。样品中齐墩果酸含量分别为:东北铁线莲0.2281%;威灵仙0.1260%、棉团铁线莲0.1851%。本方法快速、准确、灵敏度高、重现性好,适用于对威灵仙中齐墩果酸的含量进行测定。     

RNAi及其抑制口蹄疫病毒复制的研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指由双链RNA(double strand RNA,dsRNA)介导的序列特异的RNA降解过程。已经证明,在植物和昆虫细胞中RNAi是其主要的抗病毒免疫机制,至今为止几乎没有发现在病毒感染哺乳动物细胞过程中诱发有效的抗病毒RNAi反应。因此,人们希望能够利用人工方法在哺乳动物细胞中建立有效的抗病毒RNAi防御策略。迄今为止,对多种哺乳动物病毒的研究结果令人振奋。主要围绕RNAi的分子基础、基本策略及其在抑制口蹄疫病毒复制中的研究现状作了综述。     

没有念过大学的昆虫学教授杨集昆

在我们策划这一期昆虫专题的时候,我国著名的昆虫学家,农业教育家杨集昆教授因病医治无效,于2月8日下午在北京逝世,享年81岁。杨先生的离去,是中国昆虫界乃至世界昆虫界的巨大损失,喜爱、研究昆虫的人们又少了一位良师。杨先生本已应允亲自审阅本文,如今,稿未成而人已去,谨以此文纪念先生。