微生物硫代谢及其驱动下建立的生物生态关系

硫在环境中广泛存在,是生物细胞的主要构成元素,微生物、动物和植物的硫基础代谢途径之间存在着广泛联系。本文以微生物硫代谢为主线,全面总结了硫在3类生物中的4条主要代谢途径,并重点阐明了其共性、区别及联系。微生物参与了所有硫的主要代谢,是驱动硫生物循环的主要动力。微生物异化硫还原降低了环境中甲烷的挥发,微生物、植物实施的同化性硫还原为动物提供了大量有机硫源,而植物、动物则选择性地缺少了异化或同化硫还原;硫氧化在3种生物中普遍存在且路线相似,其中,硫转移酶对氧化产物的多样化起到了重要的调节功能;发生在植物中的硫矿化尚不太清楚,而微生物、动物的硫矿化为植物硫同化提供了新的无机硫底物。自然界中,肠道微生物和宿主动物、根际微生物与植物根、动植物腐败后微生物的矿化、环境中微生物的氧化和还原等依托硫的代谢建立的生态关系,极大程度促进了硫元素的生物地球化学循环。     

薇甘菊根际可培养固氮菌和氨化细菌的分离鉴定与促生作用

【目的】固氮菌和氨化细菌是氮循环产生生物有效氮的关键起始环节,直接影响了外来入侵植物的生长速度和扩散进程。然而,关于典型入侵植物薇甘菊根际可培养固氮菌和氨化细菌的研究尚未见报道,这在很大程度上制约了我们对薇甘菊根际高效的氮素转化机制的深刻理解。【方法】采用传统平板涂布培养法对野外采集的薇甘菊根际土壤中的可培养固氮菌和氨化细菌进行了分离鉴定,并进行了接种验证实验。【结果】结果表明,入侵植物薇甘菊根际土壤中的固氮菌和氨化细菌的菌群密度显著高于两个本地伴生植物(火炭母和鸡屎藤),其固氮效率及有机氮矿化效率也优于2个本地种;系统发育分析表明：薇甘菊根际的固氮菌菌株归类于5个属,分别为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、肠杆菌属(Enterobacter)、植物杆菌属(Phytobacter)、新肠杆菌属(Kosakonia)和根瘤菌属(Rhizobium);氨化细菌归类于7个属,分别为沙雷氏菌属(Serratia)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、博德特氏菌属(Bordetella)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、苍...     

2型糖尿病内脏脂肪含量与胰岛β细胞功能及胰岛素抵抗的关系研究

目的:研究2型糖尿病患者内脏脂肪含量与胰岛β细胞功能及胰岛素抵抗的关系。方法:对65例初诊2型糖尿病患者采用256 CT平脐经L4、5水平进行扫描并测量皮下及内脏脂肪含量,并以BMI不同进行分组,即体重正常组、超重组、肥胖组。采用稳态模式评估法(HOMA)计算胰岛素抵抗指数、胰岛B细胞分泌功能,测量入组患者的相关人体指标、空腹血生化检查指标。结果:超体重组、肥胖组患者腰围、体重指数(body mass index, BMI)、甘油三酯(triglyceride, TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、空腹血糖,(fasting blood-glucose, FBG)、空腹胰岛素(fasting insulin, FINS)INS、稳态模型胰岛素抵抗指数(Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance, HOMA-IR)、胰岛β细胞功能指数(Homeostasis model assessment-β,HOMA-β)指标肥胖组、超重组均明显高于正常体重组(P0.05),超体重组、肥胖组内脏脂肪含量、内脏脂肪面积、皮下脂肪含量、脂肪总含量、脂肪百分比,超重组、肥胖组均明显高于正常体重组(P0.05),且肥胖组各项指标明显高于超重组(P0.05)。多元回归分析显示腹部脂肪总含量、内脏脂肪含量、皮下脂肪含量、内脏脂肪面积、BMI与胰岛素抵抗呈正相关,而其中内脏脂肪含量及面积关系最密切。结论:内脏脂肪含量是2型糖尿病胰岛素抵抗及B细胞功能变化的独立影响因素。     

基于16S基因序列海南产白唇竹叶青蛇的分类地位

为研究海南产白唇竹叶青蛇分类地位,捕捉来自海南岛各地的12个白唇竹叶青蛇样本,并从GenBank下载65个竹叶青蛇的样本序列,以瘤鼻蝮蛇为外群,建立16S系统发育树。系统发育树显示,竹叶青蛇分为多个属的观点具有很大的合理性,白唇竹叶青蛇隶属于帝汶(岛屿)竹叶青蛇属。进一步验证了经典形态学和生物地理学的观点,海南岛产白唇竹叶青与其它地方产白唇竹叶青蛇不存在生殖隔离。     

莲虾共作池塘夏季浮游植物群落及其与环境因子关系

为研究莲虾共作生态系统夏季浮游植物的群落结构特征,于2018年6月至8月对洪湖莲虾共作池塘的浮游植物和水质进行了定量调查监测,并探讨了浮游植物群落结构变化与环境因子之间的关系。结果显示,共鉴定有浮游植物7门71种属,其中绿藻门种类最多,蓝藻门和硅藻门种类次之,三者共占浮游植物总种类数的83.1%。浮游植物优势种有8种,以蓝藻门和绿藻门为主。莲虾共作池塘夏季浮游植物密度和生物量分别变化在2.50×10⁶~6.20×10⁷ cells/L和0.93~24.36 mg/L之间,浮游植物密度总体表现为逐渐升高的趋势,而浮游植物生物量为先升高后降低的趋势,且浮游植物各门的密度、生物量月份间差异不显著(P>0.05)。浮游植物Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均以7月最高出现峰值,不具有明显的月份差异(P>0.05);夏季各月的浮游植物多样性指数均较好,表明莲虾共作池塘浮游植物群落结构处于较稳定的状态。冗余分析（RDA）显示养殖期间的浮游植物物种密度受水温（WT）、总氮（TN）、氨氮（NH₄ ⁺—N）、高锰酸钾指数（COD_Mn）等多种环境因子的影响,而影响莲虾共作池塘各月浮游植物分布的关键环境因子是WT、NH₄ ⁺—N、TN。     

皮肤类器官的构建、功能及其应用研究进展

皮肤类器官作为一种新型的类器官模型,不仅能高度模拟皮肤组织的生理结构和功能,更好地在不同体外环境下还原较真实的皮肤生态,还可以应用于皮肤发育研究、皮肤疾病病理研究及药物筛选等领域。在干细胞研究中,皮肤类器官模型可以在特殊的生境下对具有特定功能的皮肤细胞及其附属物进行重建和改造,以弥补现有体外皮肤模型在结构、功能等方面的不足。基于此,皮肤类器官将会在皮肤再生、组织修复、药物筛选及医学美容等方面扮演越来越重要的角色。本文详述了皮肤类器官构建中所参与的细胞来源及近年来的应用,并对未来皮肤类器官的发展与优化做出了展望。     

格氏栲天然林林窗植物群落功能性状的变异

林窗是森林更新演替的重要环节, 揭示林窗环境下功能性状变异来源及其相对贡献, 有助于阐明植物对林窗环境的响应。该研究以中亚热带格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为对象, 设置9个不同大小的林窗样地, 运用方差分解探讨林窗、物种和个体对叶性状变异的相对贡献, 采用线性回归分析不同大小林窗下群落性状变化及种间和种内性状变异的重要性。研究发现: (1)格氏栲天然林林窗植物比叶面积、叶干物质含量、叶厚和叶绿素含量由种间性状变异主导, 叶氮含量由种内性状变异主导, 叶磷含量受林窗大小影响最大。(2)群落叶磷含量与林窗大小具有显著正相关关系, 土壤温度和水解氮含量对群落叶磷含量具有显著正效应, 土壤有效磷含量具有显著负效应。(3)沿林冠开放度的群落叶磷含量变化主要由种内性状变异引起, 优势种扮演着重要角色。结果表明, 格氏栲天然林林窗环境下植物功能性状仍以种间性状变异为主(平均41%), 但沿林窗环境梯度的群落性状变化主要源自种内性状变异, 通过植物表型可塑性响应环境改变, 优势种作用明显。     

嗜麦芽寡养单胞菌PX1的降解芘特性及定殖效能

为丰富多环芳烃降解菌菌种库、降低农作物的污染风险,本研究对一株可高效降解多环芳烃(PAHs)的植物内生菌进行筛选鉴定,并初步探究其降解途径以及定殖效能。结果表明: 菌株PX1为嗜麦芽寡养单胞菌。该菌株对多环芳烃的降解具有广谱性,7 d几乎可彻底降解PAH无机盐培养基中的萘,在分别含有50.0 mg·L^-1菲、20.0 mg·L^-1芘、20.0 mg·L^-1荧蒽和10.0 mg·L^-1苯并[a]芘的培养体系中,对菲、芘、荧蒽、苯并[a]芘的降解率分别为72.6%、50.7%、31.9%和12.9%。选取芘作为PAHs模型研究菌株PX1的降解特性。酶活性试验表明,芘可诱导菌株PX1体内邻苯二甲酸双加氧酶、邻苯二酚-1,2-双加氧酶和邻苯二酚-2,3-双加氧酶的活性。在芘降解过程中检测到4,5-环氧化芘、4,5-二羟基芘、龙胆酸/原茶儿酸、水杨酸、顺-己二烯二酸/2-羟粘糠酸半醛、顺-2′-羧基苯丙酮酸、1-羟基-2-萘甲酸、水杨醛等中间产物。浸种定殖试验表明,菌株PX1可高效定殖到空心菜和小麦体内,显著促进空心菜和小麦生长,并能够将空心菜、小麦体内及其生长基质中的芘浓度分别降低29.8%～50.7%、52.4%～67.1%和8.0%～15.3%。表明菌株PX1主要通过“水杨酸途径”和“邻苯二甲酸途径”降解芘,且可以定殖到植物体内,促进植物生长。     

寄主植物物理性状及营养物质对地红蝽寄主选择性的影响

【目的】地红蝽Pyrrhocoris tibialis是一种重要的农业植食性害虫,寄主范围广泛。本研究测定地红蝽对不同植物的取食偏好及分析寄主植物物理性状和营养物质在地红蝽成虫寄主选择行为中的作用,以期从寄主理化性状的角度来探讨地红蝽寄主选择行为机制,为指导作物抗虫育种提供依据。【方法】通过自由选择方法研究地红蝽成虫对5种寄主植物(谷子Setaria italica、高粱Sorghum bicolor、绿豆Vigna radiata、大豆Glycine max和玉米Zea mays)叶片的取食选择性;使用Y型嗅觉仪进一步检测地红蝽对5种植物叶片气味的趋性反应;测定分析5种植物叶片物理性状及主要营养物质含量与地红蝽取食选择性的相关性。【结果】地红蝽成虫对5种寄主植物叶片的取食选择率存在显著性差异,依次为谷子＞高粱＞绿豆＝大豆＞玉米,与对这5种寄主植物叶片气味的趋性反应百分率结果一致。相关性分析表明,地红蝽成虫的取食选择性与叶片长宽比、含水量和背面茸毛密度呈显著正相关,相关系数分别为0.881, 0.884和0.906,而与地红蝽成虫取食前后寄主植物叶片可溶性糖含量变化和总蛋白质含量变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.915和-0.951。通径分析表明,寄主植物叶片背面茸毛密度和总蛋白质含量变化是地红蝽寄主选择性的重要决定因素。【结论】地红蝽成虫对不同寄主植物存在取食选择和趋向性差异,地红蝽成虫取食选择与寄主植物叶片长宽比、背面茸毛密度、含水量以及可溶性糖和总蛋白质含量变化有关。     

基于遥感与地理信息数据的科尔沁沙地生态环境状况动态评价

科尔沁沙地处于蒙古、华北与兴安植物区系交汇处,是蒙古高原向东北平原的过渡区,具有丰富的生物多样性,属于典型农牧交错区,亦是东北平原的重要生态屏障。建国以来,受全球气候变化以及城镇化扩张、草原开垦及过度放牧等多重因素影响导致该区生态退化,生态系统服务功能下降。为此,利用遥感和地理信息数据,采用综合评估的方法,对近30年该区重大生态修复工程的实施过程及修复效果进行科学评估,具有重要的理论与实践意义。研究结果表明：1990、2000、2010、2015、2020年该区生态环境指数分别为75.19、70.20、73.51、74.27和74.7,其生态环境的变化可大致分为3个阶段,即退化期(1990—2000年)、恢复期(2000—2010年)和稳定期(2010—2020年)。2000年后,多项国家重点生态工程的实施对生态环境的改善具有明显推动作用,即科尔沁沙地生态环保工程的保护成效显著。城市化进程加快和水资源短缺是该区生态环境改善的主要制约因素,生态保护和地下水资源利用工程的实施仍需加强。研究可为科尔沁沙地生态保护和修复提供科学依据和实践参考。