利用转录组测序筛选低切应力作用下人脐静脉内皮细胞的差异表达基因

目的:通过转录组测序分析获得不同切应力作用下人脐静脉内皮细胞的基因的表达谱,为进一步探索切应力影响内皮细胞形态和功能的机制提供依据。方法:以人脐静脉内皮细胞为材料,通过Streamer系统建立6通道可调控切应力的流体动力学细胞模型,以层流切应力(15 dynes/cm~2)为对照,以低切应力(0.1 dynes/cm~2)为实验组,分别加载细胞18 h。提取总RNA逆转录合成cDNA,建立文库,以二代测序平台Illumina HiSeq中进行扩增和测序。结果:序列比对结果显示,有19986个基因比对上,新转录本分析显示各组新转录本数约占总转录本数的50%。基因表达差异分析显示,较对照组,低切应力组表达上调基因983个,表达下调基因701个。GO分析显示,有18499个基因得到了归类注释,绝大多数基因富集到生物学过程。KEGG分析显示,富集Top20的信号通路与细胞周期、DNA复制和细胞分裂、细胞应激和凋亡等生物学过程相关。结论:低切应力作用不仅仅激活内皮细胞中细胞的增殖相关基因,同时也涉及到DNA损伤修复和凋亡相关基因。     

优雅蝈螽转录组和基因组浅层测序结果中 SSR位点鉴定、特征及分布规律

优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa是一种在我国具有悠久人工饲养历史的鸣虫。简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR)非常适用于种群遗传研究。本文运用MISA软件分别在优雅蝈螽转录组和基因组浅层测序结果中发现15 042和40 611个SSR位点。转录组中,双碱基型最为丰富5 444个(36.19%),其次为单碱基型4 785个(31.81%)和三碱基型4 273个(28.41%),而四碱基型514(5.83%)和五碱基型26(0.33%)极少,没有发现六碱基型。基因组浅层测序结果中,以三碱基型(38.89%)和四碱基型(38.43%)最为丰富,单碱基型(10.34%)和双碱基型(11.72%)次之,五碱基型(0.54%)和六碱基型(0.08%)最少。基因组浅层测序结果中SSR位点的密度为876.20个/Mb,约为转录组143.06个/Mb的6倍。利用primer 3_2.2.3搜索发现优雅蝈螽转录组和基因组浅层测序结果中侧翼序列满足设计引物条件的完整型SSR位点数分别为9 969个(70.18%)和21 437个(67.75%)。本研究加深了对优雅蝈螽基因组的认识和了解,并为下一步大量开发和筛选高质量微卫星标记提供数据支持。     

城市扩张与耕地保护耦合对陆地生态系统碳储量的影响——以湖北省为例

城市扩张对生态系统的影响可以分为城市扩张对生态用地的直接挤占以及为补充城市扩张占用的耕地对生态用地二次挤占两个连锁的过程。以往的研究大多只关注城市扩张对生态系统的直接影响,忽略了城市扩张与耕地保护耦合的间接影响。针对这一问题,采用GIS空间分析方法和InVEST模型定量评估了2000年至2015年湖北省城市扩张与耕地保护耦合对陆地生态系统碳储量的影响。结果显示:(1)城市扩张与耕地保护耦合导致湖北省陆地生态系统碳储量减少40.90 Tg;(2)由城市扩张与耕地保护耦合导致的陆地生态系统碳储量的减少量中,耕地保护传导作用间接导致的占比31%。结果表明,城市扩张与耕地保护的耦合是导致生态系统碳储量减少的主要原因之一。忽视城市扩张通过耕地保护的传导作用对生态系统碳储量的间接影响,会导致城市扩张对陆地生态系统碳储量的影响被严重低估。     

北京市平原区土壤有机碳垂直分布特征

研究土壤有机碳垂直分布特征规律对精确测算土壤有机碳储量具有重要意义。通过野外调查实地挖取北京市平原区40个典型土壤剖面共169个样品数据,研究土壤有机碳垂直分布特征。结果表明:1)北京市平原区0—150 cm土壤平均有机碳含量为(5.98±2.62) g/kg,垂直分布上,随剖面深度增加土壤有机碳含量逐渐降低,且在浅层(≤60 cm)下降速度显著快于深层(60 cm); 2)各发生层次不同土壤质地的有机碳含量差异整体上均表现为粉粒及黏粒含量比例越高,即质地越黏重,土壤有机碳含量越高; 3)不同土体构型的平均土壤有机碳含量大小关系为通体砂通体壤上壤下黏夹黏,通体砂型土壤有机碳含量垂直变化相对平缓,上壤下黏型土壤有机碳含量在垂直方向呈"降-升-降"趋势,通体壤及夹黏型则均呈先快速下降后缓慢下降趋势; 4)耕地和园地土壤平均有机碳含量高于荒草地,耕地在整个剖面中土壤有机碳含量均居于三种土地利用类型之首,耕地和园地的土壤有机碳含量在0—20 cm和40—60 cm之间下降速度高达40.10%和55.92%,剖面深度超过60 cm后下降速度显著放缓,受人类活动直接影响相对较少的荒草地在垂直方向上变化相对平缓。     

林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

植被恢复模式对石漠化生态系统碳储量的影响

为揭示石漠化生态系统碳储量对植被恢复模式的响应,在广西天等县中度石漠化山地,研究了吊丝竹纯林(Dendrocalamus minorD)、任豆纯林(Zenia insignis Z)、任豆、蚬木(Buerretiodendron hsienmu)和顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)混交林(mixed plantation M),以及相应同龄封育林(D_(CK)、Z_(CK)、M_(CK))的碳储量。结果表明:人工林碳储量显著高于相应同龄封育林的碳储量,D、Z、M人工林碳储量分别为67.75、66.56、121.20 t/hm~2,而D_(CK)、Z_(CK)、M_(CK)封育林仅为49.75、52.89、60.86 t/hm~2。碳储量在乔木层、地被物层、土壤层分配排序因生态系统类型而异,如M:乔木层土壤层地被物层;D和Z:土壤层乔木层地被物层;D_(CK)、Z_(CK)和M_(CK):土壤层地被物层乔木层。此外,M、D、Z乔木层年平均碳储量差异显著,而封育林尚未形成乔木层,其植被碳储量则随封育时间的增加而提高,即M_(CK)Z_(CK)D_(CK)。可见,在中度石漠化山地,植被恢复模式显著影响生态系统碳储量及其分配。人工造林相对于封山育林更能快速促进植被恢复、形成乔木林,从而提高生态系统碳储量。     

库布齐东段不同植被恢复阶段荒漠生态系统碳氮储量及分配格局

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对碳氮储量的影响,以流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地、柠条固定沙地、沙柳固定沙地5个阶段荒漠生态系统为研究对象,采用时空替代法分析植被恢复过程中荒漠生态系统碳氮储量及分配格局。结果表明:不同恢复阶段碳氮储量均表现为:流动沙地(3320.97 kg C/hm~2、346.69 kg N/hm~2)半固定沙地(4371.46 kg C/hm~2、435.95 kg N/hm~2)油蒿固定沙地(6096.50 kg C/hm~2、513.76 kg N/hm~2)柠条固定沙地(9556.80 kg C/hm~2、926.31 kg N/hm~2)沙柳固定沙地(19488.54 kg C/hm~2、982.11 kg N/hm~2)。植被层碳氮储量均呈现随植被恢复逐渐增加的趋势,除流动沙地外,其他阶段碳氮储量均以灌木层为主,占比分别为66.65%—91.41%和52.94%—93.39%,草本和凋落物占比较小。灌木各器官生物量及碳储量分配均为:茎根叶,氮储量分配无明显规律,草本各器官生物量及碳氮储量分配均为地上部分高于地下部分。土壤层是荒漠生态系统碳氮储量的主体,碳储量占比为68.64%—99.62%,氮储量占比为89.26%—99.89%,同样呈现随植被恢复逐渐增加的趋势。碳氮储量随土层加深逐渐降低,具有明显的表层富集特征,且随植被恢复过程富集性显著加强。这说明人工建植促进植被演替实现沙漠化逆转可以显著增强荒漠生态系统的碳氮固存能力。     

四川省森林植被固碳经济价值动态

<正>确估算森林植被固碳经济价值可为森林生态系统的生态效益评价提供基础数据。利用1997年和2014年两期四川省森林资源清查数据,依据不同森林类型的生物量与蓄积量回归方程和支付意愿法,估算了四川省两个时期森林植被的固碳经济价值。结果表明,从1997年到2014年,四川省森林植被固碳经济价值由703.17亿元增长到865.75亿元,净增长162.58亿元,年均增长9.56亿元,年均增长率为1.36%;在两个时期,云冷杉林的固碳经济价值比重最大,分别占总固碳经济价值的54.82%和46.62%,表明云冷杉森林植被类型在全省森林植被固碳经济价值中占有重要的地位;四川省天然林和人工林植被的固碳经济价值均呈增加趋势,并且人工林植被固碳经济价值年均增长速率(7.42%)明显高于天然林(1.03%);四川省森林植被固碳经济价值总体上随林龄的增加而增加。研究结果说明,实施包括天然林保护工程在内的森林保护和经营管理措施对提高森林植被的固碳经济价值具有重要的作用。     

新疆东部托克逊马鞍桥剖面桑树园组刺毛-珊瑚礁的时代

新疆东部托克逊马鞍桥剖面桑树园组下部灰岩段的顶部发育了刺毛-珊瑚礁,通过对礁体及其上下地层的■类和牙形刺研究,可识别出■类3属14种,以属Eostaffella-Eostaffellina-Pseudostaffella组合为特征;牙形刺2属2种:Idiognathoides corrugatus和Idiognathodus sp.。■类Pseudostaffella antiqua,P.conspecta和P.paracompressa extensa的出现指示桑树园组灰岩段顶部相当于上石炭统滑石板阶上部,属于■类Pseudostaffella composite-P.paracompressa带。牙形刺Idiognathoides corrugatus和Idiognathodus sp.是晚石炭世巴什基尔期常见分子,对应上石炭统罗苏阶上部至滑石板阶上部。综合上述■类和牙形刺生物地层,可以确定桑树园组刺毛-珊瑚礁的时代为巴什基尔期中期(滑石板阶上部)。本文刺毛-珊瑚礁时代的确定可以为石炭纪中期生物灭绝/更替事件之后后生动物礁的复苏演化提供新认识。     

华北板块西缘甘肃平凉上奥陶统平凉组灰岩微相和沉积环境

甘肃平凉官庄剖面为上奥陶统平凉组的建组剖面,出露其完整的地层序列,主要由细砂、粉砂级颗粒的碎屑岩和灰岩构成。该地区在平凉组沉积时期的构造背景属华北板块西部,位于鄂尔多斯古陆西缘。对官庄剖面平凉组灰岩夹层开展的微相分析显示其中含有丰富的泥状灰岩砂屑,生屑种类含量偏低且破碎程度高,无浅海区特有的沉积构造,海水深度不利于底栖生态群落栖居。灰岩的沉积学机制指示鄂尔多斯古陆西南海区存在较陡的海底地貌,这些内碎屑不是原地或近原地沉积的,它们最初产生于浅海碳酸盐岩台地,经重力流、等深流长距离搬运后到达接近秦岭-祁连海槽的深水区沉积。