好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池产电性能及微生物群落动态特征

【目的】为探讨好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 m V。当MFC外电阻为1656Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria)24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes)21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。     

水分和种植密度对干热河谷车桑子生长性状及种内相互关系的影响

水分是干热河谷植物生长过程中最主要的限制因子,种植密度增加也会引起植物生长的资源限制,两者交互作用下植物生长性状及种内关系的变化特征还不清楚。以干热河谷优势植物——车桑子为研究对象,根据元谋干热河谷年均生长季降雨量设置3种水分梯度：高水分、中水分和低水分,同时在各水分梯度下设置4个种植密度：1、2、4、9株/盆,探究水分、种植密度及其交互作用对车桑子生长性状、生物量分配及种内相互作用的影响。结果表明：（1）低水分条件下,车桑子生长和水分生理受到抑制,但车桑子在较低的叶水势下依然能够保持较高的相对含水量;（2）干旱胁迫显著降低了车桑子总生物量和单株生物量,显著增加了枯叶生物量比例,低水分和中水分条件下,增加种植密度对总生物无显著影响;而高水分条件下,增加种植密度显著提高了车桑子总生物量;（3）低水分显著增加了茎、叶生物量的异速生长指数,将更多生物量分配到叶,而种植密度增加显著降低了茎、叶生物量的异速生长指数,增加了茎的生物量分配;（4）通过相对邻体效应的计算,各处理条件下,车桑子种内关系均表现为竞争作用,并且,这种竞争作用的强度随水分的减少和密度的增加而增加。在高密度条件下（9棵/盆）,增加水分不会减轻种内竞争作用。综上,水分和种植密度均会对车桑子个体的生理生长产生影响,在植被恢复过程中,应考虑水分和种植密度对车桑子个体产生的资源限制作用。     

不同地下水位灰化薹草分解过程中木质素降解与碳、氮、磷释放的关系

为研究湿地植物分解过程中木质素分解与碳、氮、磷元素释放之间的关系及其对不同地下水位环境梯度的响应,在鄱阳湖典型碟形湖泊-白沙湖设置了200 m×300 m分解试验样地,沿地下水位梯度划分4个试验样带(从湖岸到湖心依次为GT-A, GT-B, GT-C, GT-D),采用分解袋法模拟了典型湿地植物灰化薹草在不同地下水位环境的分解过程。结果表明,分解15 d后,地下水位的升高促进了木质素的分解和碳、氮、磷元素的释放;在分解第60—90天,碳、氮、磷元素的相对归还指数随着木质素分解速率的升高而显著增大,并且相关性程度随着分解时间先增强,后减弱;分解过程中土壤pH、含水量和微生物量碳、氮对木质素的分解和碳、氮、磷元素的归还具有显著的促进作用。研究结果将有助于深化对湿地植物分解和生物地球化学循环过程的认识,为湿地自然保护区的科学有效管理提供理论依据。     

中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的“次生林生态系统塔群激光雷达监测平台”(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有“塔-站”数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H₂O/CO₂/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。     

多种营养素强化饮料、膳食纤维饮料对健康影响的定性循证研究

目的：检索国内外相关文献,综合分析多种营养素强化饮料、膳食纤维饮料与健康的关系。方法：在PubMed、Embase、Medline、Cochrane、中国生物医学文献服务系统、万方数据知识服务平台和中国知网等7个数据库检索自1998年1月—2019年6月国内外公开发表的相关研究文献,纳入以人为研究对象的研究,排除重复、不完整、无法获得全文的文献等,语种限定为中文和英文。结果：本次检索到文献3 913篇,共纳入9篇作为本次研究的主要证据。多种营养素（维生素、矿物质）强化的饮料对儿童和孕妇进行干预后,血红蛋白水平升高了（2.76~8.6g/L）,血清铁蛋白水平升高了（15.42pmol/L~0.25μmol/L）,贫血率下降了（42%~51%）。膳食纤维饮料与肠道健康之间的关系尚不明确,一项研究结果显示,饮用膳食纤维饮料能显著增加双歧杆菌群和乳酸菌群,但显著降低梭菌数量;另一项研究却发现,饮用膳食纤维饮料后各种菌群均无显著性差异。食用膳食纤维的食品或饮料可以使BMI降低0.84kg/m2,体重降低2.52kg,体脂降低0.41%,还可以降低食欲。膳食纤维食品/饮料的干预,可以使空腹血糖降低0.17mmol/L,空腹胰岛素降低15.88pmol/L;在早餐后、午餐后和整个测试期间,葡萄糖反应分别降低了53%、17%和34%;胰岛素应答分别降低了78%、11%和22%。结论：饮用多种营养素强化饮料可以减少儿童、孕妇的贫血率,饮用含膳食纤维的饮料可以帮助控制体重和血糖水平,但是含膳食纤维的饮料与肠道健康之间的关系尚需进一步研究。     

益生菌与宿主疾病关系的研究进展

人类肠道中含有的多种微生物,称为肠道菌群,它们对宿主的健康起着至关重要的作用。肠道菌群的组成包括细菌、病毒和真核生物,已经被证明与宿主健康有密切的联系,尤其是其中的益生菌。益生菌通过多种途径发挥作用,包括与宿主微生物的相互作用、抵御病原菌的定殖、改善肠道屏障功能、调节免疫功能、产生相关代谢产物,在宿主的代谢、免疫和神经系统中发挥有益作用。综述益生菌的作用机制,讨论了近年来益生菌应用临床研究实例以更好地理解其对疾病风险和健康可持续性的贡献,将为新的治疗干预和疾病预防策略提供参考。     

地特胰岛素联合二甲双胍治疗妊娠糖尿病的疗效及对患者血清内脂素、抵抗素、血脂水平的影响

目的:研究地特胰岛素联合二甲双胍治疗妊娠糖尿病的临床疗效及对患者血清内脂素、抵抗素、血脂水平的影响。方法:选择2016年10月至2017年10月在我院进行治疗的妊娠糖尿病患者120例,按照随机数表法分为观察组和对照组。对照组给予二甲双胍治疗,观察组以对照组为基础联合地特胰岛素治疗。治疗后,观察和两组的临床疗效及不良反应的发生情况,治疗前后血清内脂素、抵抗素水平以及血脂血糖水平的变化。结果:治疗后,观察组总有效率(96.67%)明显高于对照组(85.00%)(P0.05);观察组血清内脂素、抵抗素、总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、空腹血糖及餐后2h血糖水平均显著低于对照组(P0.05),HDL-C水平明显高于对照组(P0.05);两组不良反应发生率比较差异无统计学意义(P0.05)。结论:与单用二甲双胍相比,地特胰岛素联合二甲双胍治疗妊娠糖尿病可有效调节患者血脂血糖水平,降低血清内脂素与抵抗素水平,从而显著提高临床疗效,且安全性较好。     

Kras突变与肿瘤发生及治疗

RAS蛋白是一类与GTP/GDP结合并具有GTP水解酶活性的小G蛋白。作为分子开关,RAS通过结合GTP而激活下游MAPK及PI3K-AKT等信号通路,从而调控细胞生长、增殖、分化和凋亡等生命过程,其突变与癌症发生发展密切相关。KRAS是RAS家族中最常见的突变类型。Kras突变将导致其丧失GTP水解酶活性,从而持续激活下游信号通路,促使细胞增殖失控而癌变;同时,Kras突变是肿瘤细胞的维持生长增殖所必需条件,也是肿瘤获得性耐药的关键原因之一。然而迄今为止,临床上尚无有效治疗Kras突变肿瘤的药物,探索针对Kras突变肿瘤的有效治疗策略与方法也成为近年来的研究热点。该文从KRAS的功能、信号通路、突变与肿瘤的关系及目前Kras突变肿瘤的不同治疗策略和研究现状进行简要综述。     

盐度和淹水对长江口潮滩盐沼植物碳储量的影响

盐生植物是盐沼有机碳储存的"临时库",也是土壤有机碳累积的主要来源,其碳储量大小对盐沼生态系统"碳汇"功能的发挥十分重要。以长江口潮滩本地种芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter),及入侵种互花米草(Spartina alterniflora)为研究对象,采用单因素盆栽实验,模拟分析淹水盐度(0、5、10、15、25和35)、淹水深度(0、10、20、40、60cm和80cm)和淹水频率(每天、每3天、每7天、每10天和每15天)变化对各盐生植物地上、地下和总体碳储量大小的影响。研究结果表明,随着淹水盐度增加,芦苇、互花米草和海三棱藨草地上部分与总体碳储量均显著降低。土壤盐度可分别解释其地上部分碳储量变异的47.2%、66.5%和72.7%,与总体碳储量变异的34.7%、45.0%和62.0%。随着淹水深度增加,芦苇地上部分、总体碳储量和海三棱藨草地上部分碳储量均显著降低,其变异的68.6%、28.5%和71.1%可由淹水深度变化(10—80cm)解释。互花米草在80cm淹水深度下仍有较高的地上部分碳储量和总体碳储量。3种盐生植物碳储量对淹水频率变化的响应差异均不显著,所有处理地下部分碳储量差异也未达到显著水平。总体而言,互花米草对水盐胁迫的耐受性要强于本地种芦苇和海三棱藨草。尽管互花米草和芦苇具有相对较高的碳储量,但水盐胁迫对其碳储量的显著抑制作用不容忽视。海三棱藨草碳储量本就不高,输入土壤的有机碳量较为有限,海平面上升及盐水入侵等逆境胁迫会使其对盐沼"碳汇"贡献更加微弱。