洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

土壤灭菌-生物有机肥联用对连作马铃薯及土壤真菌群落结构的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地,然而因集约化生产带来的连作障碍问题已经严重影响到当地马铃薯种植业的健康发展。结合田间试验和相关的室内分析,从马铃薯块茎产量和品质、植株生理特征和土壤真菌群落结构等角度,初步评估土壤灭菌和生物有机肥联用(Ammonia Disinfection plus Bio-organic Fertilizer Regulation,ABR)对马铃薯连作障碍的防控效果。同对照相比,ABR处理的块茎产量和商品薯率分别显著增加约71.1%—152.1%和39.2%—53.3%,但块茎化学品质变化不大。ABR处理叶绿素含量和根系活力较CK均显著增加,而叶片和根系丙二醛含量显著下降。PCR-DGGE分析发现,ABR处理显著影响了马铃薯连作土壤的真菌群落结构,表现为真菌群落的多样性指数较CK相比显著下降。ABR处理还有效抑制了土传病害的滋生,植株发病率和收获后的病薯率较CK分别显著下降约67.2%—82.2%和69.1%—70.5%。采用Real-time PCR评估连作土壤中3种优势致病真菌的数量变化,显示ABR处理下立枯丝核菌、茄病镰刀菌和接骨木镰刀菌的数量在生育期内较CK均有不同程度的下降。综合来看,土壤灭菌和生物有机肥联用技术在防控甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力,而对土传病害的抑制和微生物群落结构的改善是其主要的作用机理。     

西南高山地区水分利用效率时空动态及其对气候变化的响应

水分利用效率是深入理解生态系统水碳循环耦合关系的重要指标。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及对全球气候变化的响应具有重要意义。应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地区水分利用效率(Water use efficiency,WUE)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954—2010年水分利用效率均值为1.13 g C mm-1m-2。3种主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林的WUE分别为1.35、1.14、0.99 g C mm-1m-2。在空间分布上,WUE与海拔显著正相关(r=0.156,P0.05),而与温度则显著负相关(r=-0.386,P0.01)。(2)在时间尺度上,1954—2010年西南高山地区整体WUE降低趋势显著(P0.01),变动区间为0.83-1.46g C mm-1m-2,平均每年下降0.006g C mm-1m-2。整体WUE年际变化与温度呈显著负相关(r=-0.727,P0.01),与降水量相关性不显著;整体WUE下降主要原因是温度上升引起的ET增加速率大于NPP增加速率。(3)1954—2010年西南高山地区3种主要植被类型草地、常绿针叶林及常绿阔叶林WUE均显著下降(P0.01),下降速度分别为-1.03×10-2、-6.17×10-3、-1.37×10-3g C mm-1m-2a-1。西南高山地区76.3%格点WUE年际变化与温度显著负相关(P0.05),34.1%格点WUE年际变化与降水量显著正相关(P0.05)。草地和常绿针叶林WUE年际变化与温度显著负相关(r=-0.889,P0.01;r=-0.863,P0.01),与降水量相关性不显著。由于西南高山地区降水较为丰富,且过去57年降水变化不显著,因此该地区WUE的时空格局主要受温度变化的影响。1954—2010年期间温度升高造成的ET增加显著高于NPP的增加是该地区WUE下降的主要原因。未来需要获取更高空间分辨率的气候、土壤、植被数据,从而更加准确和精确地模拟西南高山地区水碳循环及其耦合关系对气候变化的响应。     

高山森林土壤微生物群落结构和功能对模拟增温的响应

将高山森林土壤装入PVC管中(土壤有机层在上、矿质土壤层在下)培养10周,以高山森林土壤年均温为对照,采用室内人工气候箱分别模拟增温2和4 ℃,研究土壤微生物群落和土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明: 温度升高显著降低了土壤有机层中细菌、矿质土壤层中革兰氏阴性菌(G^-)PLFAs含量,但对土壤真菌无显著影响.温度升高引起革兰氏阳性菌和阴性菌比值(G⁺/G^-)升高,改变了微生物群落结构.增温对漆酶、β-葡萄糖酶、酸性磷酸酶和N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性没有显著影响.土壤微生物群落之间呈现出协同增长的趋势,真菌、细菌、G⁺、G^-等微生物群落之间均呈显著正相关.土壤有机层中β-葡萄糖苷酶与土壤微生物群落对碳源利用的竞争,导致β-葡萄糖苷酶活性与土壤有机层细菌、真菌、G⁺呈显著负相关.高山森林不同土壤微生物类群对增温的响应不同,细菌比真菌对温度的响应更敏感,真菌对增温有一定的耐受能力.     

嫁接对辣椒根际土壤环境的影响及其与抗病性和产量的关系

以‘卫士’(WS)和‘部野丁’(BYD)辣椒为砧木,‘新丰2号’(XF)辣椒为接穗嫁接,以‘新丰2号’自根嫁接辣椒(XF/XF)为对照(CK),研究嫁接对辣椒根际土壤微生物量、物理性质、养分含量及土传病害和产量的影响.结果表明: 嫁接辣椒新丰/卫士(XF/WS)与新丰/部野丁(XF/BYD)根际土壤的真菌和放线菌数量较多,放线菌比例较大;定植60 d时,嫁接辣椒根际土壤过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于CK;定植90 d时,XF/WS根际土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶(NR)活性显著高于CK;此外,嫁接辣椒根际土壤浸提液中的烃类化合物增多,XF/WS和XF/BYD根际土壤N、P、K含量显著低于CK,根际土壤电导率(EC)略高,XF/WS的pH显著高于CK,而XF/BYD与CK差异不显著.说明嫁接可优化辣椒根际土壤环境,增强其对土传病害的抗性,XF/WS和XF/BYD的产量分别比CK增加40.8%和28.7%.     

高山姬鼠下丘脑神经肽表达量的季节性变化

为阐明高山姬鼠(Apodemus chevrieri)下丘脑神经肽表达量在季节性变化条件下对其体重调节的作用,测定了不同季节高山姬鼠的体重、体脂含量、食物摄入量以及血清瘦素浓度和神经肽Y(NPY)、刺鼠相关蛋白(Ag RP)、阿片促黑色素原(POMC)和可卡因-安他非明转录调节肽(CART)表达量。采用食物平衡法测定高山姬鼠的食物摄入量,体脂含量用索氏抽提法进行测定,采用实时荧光PCR仪测定下丘脑神经肽表达量。采用单因素方差分析或协方差分析进行检验,相关性采用Pearson相关分析。高山姬鼠的体重和体脂均出现了季节性变化,冬季较低,夏季较高。食物摄入量季节性差异显著,冬季较高,夏季最低。血清瘦素含量也出现了季节性变化,与体脂变化趋势类似,瘦素含量与脂肪含量呈正相关关系。下丘脑神经肽NPY、Ag RP、POMC和CART表达量季节性差异显著。食物摄入量与NPY和Ag RP负相关,与POMC和CART正相关。以上结果表明,高山姬鼠在季节性变化过程中冬季降低体重、体脂,增加摄入量来维持生存。瘦素通过作用于下丘脑神经肽基因来调节高山姬鼠的体重平衡。     

高山兀鹫繁殖期交配及筑巢行为初步观察

高山兀鹫(Gyps himalayensis)在海拔2 400~4 800 m的悬崖峭壁之上营巢,行为观测难度较大,资料匮缺。2013年至2015年,在天山采用样线调查法、问卷调查法,寻找到上百个巢穴。通过布设红外自动相机的方法,对高山兀鹫繁殖期巢内行为进行拍摄,同时结合焦点动物取样法和瞬时扫描法,对其交配及巢内行为进行观察和研究。共拍摄11万张照片,选出有效照片2 150张。对繁殖期行为进行了描述和定义,共7大类16种行为。根据照片逐一对比每种行为,统计各种行为拍摄张数及所占比例,其中,交配135张(6.3%),筑巢403张(18.7%),休息420张(19.5%),警戒375张(17.4%),保养335张(15.6%),运动200张(9.3%),其他282张(13.1%)。照片记录显示,交配行为从1月16日持续到3月2日,在一天的8:00~16:00时间段内,除9:00~10:00时没有记录到交配行为外,其余时间段内都有发生。交配行为次数(张数)在13:00~14:00时达到高峰,与气温同期达到高峰。交配过程持续8~15 s。筑巢期间,巢材由雌雄兀鹫运输,雌性负责将巢材放入巢中,整理、铺垫和修缮。筑巢行为在白天有三个高峰期,分别为11:00~12:00时、13:00~14:00时和15:00~16:00时。在每个高峰期后,往往出现一个短暂的低谷期。冬季食物短缺,照片显示雕鸮(Bubo bubo)、雪豹(Uncia uncia)等食肉动物进入巢内,对兀鹫繁殖造成干扰,甚至中断繁殖。作为高原健康指示物种,高山兀鹫生存状况不容乐观,急需加强保护。     

Leaf decomposition and nutrient release of dominant species in the forest and lake in the Jiuzhaigou National Nature Reserve,China

AimsLitter decomposition is an important ecological process in nutrient cycling and productivity of ecosystems. Our objective is to quantify the differences of litter decomposition and nutrient release (N and P) under the forest and in an alpine lake among the dominant tree species in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.
Methods Fresh leaf litters of Abies ernestii, Pinus tabulaeformis, Betula albo-sinensis, and Salix cupularis were collected and placed in bags under the forest and in an alpine lake for a year.
Important findings The mass remaining ratio (MR) of the leaf litters was well predicted with Olson’s decay model (r > 0.93, p < 0.01). The time for 99% decomposition was the shortest for S. cupularis (6.80 a), followed by B. albo-sinensis (10.34 a), A. ernestii (18.88 a), and P. tabulaeformis (27.21 a). These values were 1.48-, 1.55-, 1.80-, and 1.65-folds of the corresponding values in the lake, respectively. Both MR and nitrogen remaining ratio (NR) had significantly negative correlations with the leaf initial N concentration, but significantly positive correlations with the initial C:N. The nutrient release was significantly different among the four species and between the two sites (i.e., forest and alpine lake). The N release of S. cupularis was consistent between forest and the lake (i.e. directly released in the beginning of decomposition), while other species had an obvious N enrichment process before it released. The release of P among was similar among the four species and between the two sites, with a release—enrichment—release pattern. Overall, the leaf litter decomposition appeared as an intricate process that was affected by the litter chemistry and and the environment. The fast litter decomposition in the lake may have a profound influence on the water quanlity in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.     

土曲霉致双外耳道曲霉病

目的报道1例发生在双外耳道的曲霉病。方法取双耳耵聍行真菌直接镜检,将耵聍接种到沙堡培养基培养,并对培养出的病原菌进行形态学鉴定和rDNA序列分析。结果耵聍真菌直接镜检阳性,耵聍在沙堡培养基25℃培养长出沙褐色菌落,28℃小培养后光镜及扫描电镜下见分生孢子头呈柱状,顶囊半球形,直径约10μm,小梗双层,两层小梗的长度无明显差别,平行紧密生长在顶囊的上2/3处。分生孢子呈球形,小而光滑。分生孢子梗壁光滑、透明。提取真菌总DNA用PCR方法扩增rDNA序列,测序后登录Gene Bank进行比对,该菌与土曲霉菌株ATCC1012 rDNA序列一致性达100%,鉴定为土曲霉。患者外用4%氟康唑注射液直接滴耳,2次/d,治疗1个月后痊愈。结论确诊1例双外耳道土曲霉病,局部应用氟康唑注射液治疗外耳道曲霉病有效。