重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展

综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。     

生态补偿权衡关系研究进展

生态补偿是以市场机制解决环境外部性问题的方法,其典型特征是通过经济激励而实现生态系统保护和减贫的双赢,因此在世界范围内得到了广泛实施。权衡关系是生态补偿理论和实践中面临的问题和困境之一。生态补偿存在4种权衡关系:生态系统服务之间的权衡、监测成本与交易成本之间的权衡、公平与效率之间的权衡以及生态系统服务供应与减贫之间的权衡。分析了权衡关系的产生源于生态系统服务产生过程的不确定性、自然和社会经济系统的耦合性以及生态补偿实施背景的异质性,并提出应该在理论基础、实践模式和评估系统3个方面加强权衡关系的研究。     

地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用

为了查清地表蚂蚁在萨王纳地区人工植被恢复过程中的指示作用,采用陷阱法调查了云南省萨王纳地区人工林和自然植被地表蚂蚁多样性。(1)群落物种组成:采集蚂蚁40467头,隶属于5亚科19属47种。扁平虹臭蚁Iridomyrmes anceps是保护较好自然植被的常见种;而迈氏小家蚁Monomorium mayri是干扰较大的自然植被及多数人工林的常见种。(2)多度和α多样性:在人工林中,印楝林地表蚂蚁群落多度和α多样性最高,桉树林次之,新银合欢林最低。(3)群落相似性及β多样性:印楝林地表蚂蚁群落与自然植被灌草丛较接近,而其它人工林蚂蚁物种组成不相似;新银合欢林β多样性最高,βCs值在0.481—0.935;印楝林较低,βCs值在0.200—0.478。(4)相关性分析:地表蚂蚁群落物种丰富度S值及ACE值和草本植物群落S值及ACE值均正相关。印楝林和桉树林具有较高的α多样性,在当地生物多样性保护中具有积极意义;而新银合欢林是生境极度退化区域的重要植被恢复模式之一,这3种人工林对于萨王纳地区植被恢复具有重要作用。蚂蚁群落α多样性能够作为生物多样性的指示物,指示云南萨王纳地区植被恢复中生物多样性的状况。     

内皮-间质转化与心血管疾病的研究进展

内皮-间质转化(endothelial-to-mesenchymal transition,End MT)属于上皮-间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)的特殊类型,是内皮细胞在多种刺激因素作用下向间充质细胞转化的过程,在此过程中内皮细胞逐渐失去其形态和功能,获得增殖、迁移和合成胶原等间充质细胞表型特点.近来研究发现,内皮-间质转化在内皮功能调节,心肌、血管及瓣膜的发育和结构重塑等方面发挥着关键的作用,提示其在心血管疾病领域具有重要的研究意义.本文对内皮-间质转化的特点、功能、调节机制以及在心血管系统发育、心肌纤维化、肺动脉高压和动脉粥样硬化性血管重构等心血管疾病中的作用做一综述,以期为心血管疾病的防治提供新靶点.     

中国西北地区降水量及极端干旱气候变化特征

采用1960—2011年西北地区111个观测站逐日气象资料,利用FAO Penman-Monteith模型,计算出各气象站的潜在蒸散量,由此计算出各站的湿润指数,并对其进行标准化,统计极端干旱发生频率。对西北全区和不同自然区的降水量及极端干旱发生频率的时空变化特征进行了探讨分析。结果表明:近52年来西北全区年降水量变化倾向率表现出微弱的上升趋势,平均每年上升0.17 mm。由该区年降水量变化的空间差异,可将研究区划分为3个部分:明显增加区、轻度增加区、减少区。西北全区极端干旱发生频率的平均值为3.8月/a,气候变化倾向率总体上表现出明显的下降趋势,平均每年下降0.011月。根据西北地区极端干旱发生频率变化的空间差异,也可将研究区划分为3个部分:明显减少区、轻度减少区、增加区。极端干旱发生频率与降水量和平均气温表现为显著的负相关性,与无雨总日数呈现出显著的正相关性。     

不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响

华南地区高温季节从6月持续到10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不足。因此在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。结果表明,试验田休耕50 d后,田间杂草群落中禾草类杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗和幼苗生长(尤其是40℃/35℃)而15℃恒温培养14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。不同控草措施处理的田间试验结果表明,百草枯处理(900 g a.i./hm~2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理30 d后杂草盖度即恢复至60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 ga.i./hm~2)、乙草胺(750 ga.i./hm~2)、精异丙甲草胺(750 ga.i./hm~2)或二甲戊灵(600 ga.i./hm~2)进行土壤处理30 d后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降72.9%、84.6%、83.9%和77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理70d后,百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P0.01),田间各主要杂草在CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。     

石墨烯健康风险研究现状及展望

石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料,由于具有优异的电子、光学、机械等特性,已经被广泛应用于电子器件、复合材料、能源储存等领域.近年来,石墨烯在生物医药领域崭露头角,其在诸如生物传感器、细胞成像、药物输运、抗菌材料等方面的广泛应用,为生物医药技术带来了突破,也为人体健康带来了福音.然而,随着石墨烯以不同途径进入人们的生活,其对人体及其他生物体的安全构成潜在威胁,引发的健康风险正受到广泛关注.本文从石墨烯对生物体的影响及其同生物体的相互作用方面入手,综述了近年来石墨烯健康风险的研究进展,并且总结归纳了人体抵御石墨烯健康风险的途径及机制,最后指出了未来石墨烯健康风险方面的研究方向.     

罗汉果花芽分化过程中形态及其激素水平变化特征

采用石蜡切片和酶联免疫法(ELISA)对罗汉果雄性、雌性、两性花芽分化过程的形态和激素水平变化进行观测,为罗汉果开花调控和品种选育提供科学依据。结果表明:(1)罗汉果雄性、雌性、两性花的花芽分化过程均可分为花芽未分化期、花芽分化初期、花序分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期7个阶段。雄蕊原基分化期前,3种花芽分化过程无明显差异,各时期形态特征均依次为:茎端呈圆锥状(花芽未分化期)→茎端经半球形变成扁平状(花芽分化初期)→距茎端5~7节位处分化出穗状花序(花序分化期)→小花原基周围形成5个萼片原基(萼片原基分化期)→萼片原基内侧形成5个花瓣原基(花瓣原基分化期)。雄蕊和雌蕊原基分化期,3种花芽分化过程存在明显差异,雄蕊原基内侧出现雌蕊原基后,雄花芽雄蕊原基继续发育成雄蕊,雌蕊原基停滞生长,退为一个小突起;雌花芽雌蕊原基继续发育成雌蕊,雄蕊原基生长缓慢,退化为小花丝;两性花芽雌蕊和雄蕊原基均继续发育,形成外观正常的雌蕊和雄蕊。(2)内源激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GAs)和玉米素核苷(ZR)含量在3种花芽分化过程中变化规律相似,即ABA含量在花芽生理分化期降低,花芽形态分化期升高,而GAs和ZR含量则基本保持不变;吲哚乙酸(IAA)含量在3种花芽分化过程中变化存在明显差异,雌花芽IAA含量在花芽生理分化期升高,花芽形态分化期逐渐降低,而雄性和两性花芽的IAA含量则基本保持不变。ABA/GAs、ABA/IAA、ZR/IAA和ZR/GAs激素含量比值在3种花芽分化过程中变化规律相似,ABA/GAs在花芽生理分化期降低,花芽形态分化期升高,而BA/IAA、ZR/IAA和ZR/GAs则基本保持不变。研究认为,罗汉果花芽分化过程经历一个"两性期",高ABA含量和ABA/GAs比值有利于罗汉果花芽分化,IAA可能对罗汉果花性分化具有重要作用。     

茉莉酸类物质在草莓果实发育中的作用及其分子机理分析

该研究以草莓‘红颜’(Fragaria ananassa Duch.‘Benihoppe’)为试材,于草莓花后15d采用注射法开始注射茉莉酸甲酯(MeJA,浓度为400μmol/L),分析MeJA对草莓果实发育进程的影响及其相关基因的表达,以揭示MeJA在草莓果实发育和成熟调控中的作用及其分子机理。结果表明:(1)MeJA处理草莓果实后,果实变红成熟期比对照显著提前,平均提前4d;(2)随着草莓果实发育成熟,MeJA处理的茉莉酸(JA)合成基因FaOPDA1的表达量迅速升高;(3)FaOPDA1基因在草莓果实中的超表达能够促进草莓果实提前成熟3~5d,且FaOPDA1基因的超表达能够诱导与草莓果实成熟相关的一系列基因的表达量升高,从而促进草莓果实提前成熟。     

盐胁迫对低温预处理石榴种子萌发及幼苗生理生化的影响

以催芽‘峄城大青皮甜’石榴种子为材料,经2~4℃低温预处理5、10和15d,置于不同盐分梯度下进行种子萌发试验,并测定分析幼苗生长、细胞保护酶活性、可溶性糖和脯氨酸含量及电导率变化,以阐明盐胁迫下低温预处理对石榴种子萌发和幼苗生长及生理生化的影响。结果显示:(1)适当的低温预处理和低盐胁迫能提高石榴种子的发芽率和发芽势,低温处理5d和0.1%低盐环境下有利于壮苗生长。(2)适当时间的低温预处理(5d)可显著提高石榴幼苗的保护酶(SOD、POD、CAT)活性,长时间的低温预处理(15d)却降低了幼苗的保护酶活性;随着盐浓度的升高石榴幼苗的保护酶活性也逐渐升高,并在盐浓度为0.3%时均达到最大值,说明当盐浓度高于0.3%时超出了石榴幼苗保护酶系统的调节范围,从而发生盐害。(3)低温预处理5d和10d降低了幼苗可溶性蛋白和脯氨酸的含量;随着盐浓度的升高幼苗可溶性蛋白和脯氨酸的含量也逐渐升高。(4)5d和10d的低温预处理可以提高石榴幼苗细胞膜透性,随着盐浓度的升高相对电导率也显著升高。研究表明,在低盐环境下,适当时间的低温预处理能显著促进石榴种子萌发生长,其幼苗能通过调整自身渗透调节物质可溶性蛋白和脯氨酸含量以及体内保护酶活性,降低细胞膜脂过氧化程度,保证细胞膜的完整性,维持正常的细胞代谢活性,从而有效减轻盐胁迫对植株的伤害,表现出较强的抗盐性。