西南地区壳斗科物种丰富度和特有性分布格局模拟及其环境解释

如何准确地模拟物种宏观丰富度格局和特有性中心是生物多样性保护工作的重点,也是生物地理学的热点话题。西南地区是我国壳斗科植物最丰富的地区之一,但物种多样性格局及环境驱动机制尚不清楚。本研究基于西南地区161种壳斗科植物7258个分布点位数据,利用点格局法和物种分布模型两种方式构建了物种丰富度、加权特有性指数和校正加权特有性指数的分布格局,并采用空间自回归模型(SAR)分析上述3个多样性指数与环境因子间的关系。总体上看,物种分布模型模拟的3个指数在空间上比点格局法更为连续,但数值高低分布情况具有相似性: 两种方式模拟的物种丰富度高值区主要分布在滇南边缘、桂北部和桂西南部地区(62～89种);加权特有性指数最大值集中在滇南和桂西地区(1.77～5.02);藏东南、秦岭-大巴山、桂西南部和滇东南地区具有最高的校正加权特有性指数(0.07～0.17)。SAR模型结果显示:最干月降雨量、温度季节性变化标准差、海拔变幅和土壤有机碳含量对物种丰富度的影响均显著,最干月降雨量、温度季节性变化标准差、潜在蒸散量和海拔变幅对加权特有性有着显著影响,温度季节性变化标准差、最干月降雨量、历史温度变化、增强型植被指数变异系数和海拔变幅对校正加权特有性的影响显著;SAR模型对物种丰富度、特有性指数和加权特有性指数的拟合效果(R²=0.857、0.733、0.593)分别优于普通线性模型(R²=0.689、0.425、0.422)。综上,水分可获得性、气候季节性、生境异质性、历史气候变化和土壤状况是制约西南地区壳斗科丰富度和特有性分布的最重要因素。滇南、滇东南、桂西南、桂西、秦岭-大巴山以及藏东南地区是壳斗科物种丰富度中心或特有性中心,应受到重点关注和保护。     

薏苡叶和淫羊藿配伍对小鼠抗疲劳及耐缺氧的作用*

目的: 探讨薏苡叶和淫羊藿及其配伍的耐缺氧抗疲劳作用。方法: 按体重随机将小鼠平均分为6组:空白对照组、薏苡叶组、淫羊藿组、薏苡叶淫羊藿1∶1配比低中高3个剂量实验组。3个剂量实验组分别给予1.5,4.5,7.5 g·kg^-1·d^-1的对应浓度提液,空白对照组灌以生理盐水,薏苡叶组和淫羊藿组分别给予1.5 g·kg^-1·d^-1浓度的对应提取液,连续灌胃21 d后,观察不同剂量的实验组对小鼠游泳时间,常压耐缺氧时间、爬杆时间、断头后呼吸维持时间及肝重系数的影响。结果: 与对照组比较,实验组抗缺氧耐疲劳作用较好(P＜0.05),其中中剂量组差异均极显著(P＜0.01)。在抗疲劳实验、肝重系数及断头后呼吸方面体现出两味药配伍具有复合作用(P＜0.05),而在常压耐缺氧方面并未表现出复合作用。结论: 薏苡叶和淫羊藿及其配伍对抗疲劳有显著的复合作用,中剂量组耐缺氧抗疲劳效果最好。在耐缺氧方面仅对肝重系数与断头呼吸时间上体现出复合作用。     

触觉受体NOMPC及听觉受体TMC的发现

人类感觉包括：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,还有温觉、痛觉等. 生物体是如何感知物理世界的问题一直吸引着人类,虽然在不同感知觉受体的发现及研究过程中不断取得新的突破性进展,但是对这些感知觉基础生物学层面的理解仍然有限. 2021年度诺贝尔生理学或医学奖授予感知觉研究领域,以表彰David Julius和Ardem Patapoutian 在感知温度与触觉受体的发现上做出的深远而广泛的贡献. 对于听觉研究而言,虽然早在1961年就获得诺贝尔奖,但是听觉受体的研究仍然不足. 本文着重对无脊椎动物触觉及听觉受体NOMPC、哺乳动物听觉受体TMC的发现及研究进程进行详细介绍,并对未来感知觉领域的发展提供建议.     

气候变化背景下基于MaxEnt模型的刺梨潜在适生区分布预测

为阐明气候变化背景下刺梨(Rosa roxburghii)在中国的潜在适生区分布,该研究基于刺梨的自然分布数据及当代(1960~1990)、未来(21世纪50年代及70年代)气候因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型模拟了当前和未来气候情景下刺梨在中国的潜在适生区,并确定影响其地理分布的主要气候因子。结果表明:(1)温度因子是影响刺梨分布的关键气候因子,尤其是最冷月份最低温度(BIO06)对模型的百分比贡献率和排列重要性分别为66.7%和53.4%。(2)在当代气候条件下,刺梨的总适生区面积为3.50×10⁶km²,占中国陆地面积的36.44%。其中,高度适生区面积为2.05×10⁵km²,占总适生区面积的5.87%,主要分布在贵州西部、四川中部及川渝陕边境。(3)未来气候变化情景下,刺梨的总适生区和低度适生区面积将增加,而中、高度适生区面积将减小。在21世纪70年代RCP4.5气体条件下,中、高度适生区面积均出现最小值,分别为7.07×10⁵km²和2.80×10⁴km²,仅占当代中、高度适生区面积的53.30%和13.65%。研究发现,刺梨的适生区随着气候变化略增加并有向高纬度地区迁移的趋势,但在四川中部及川渝陕边境的高度适生区显著减少,将来主要分布于贵州省。     

钙稳态调节蛋白2 Q87A突变增加抑郁易感性

钙稳态调节蛋白2（calcium homeostasis modulator 2,Calhm2）参与钙离子活动和ATP释放的调控. 本实验室的前期工作已经证实,Calhm2可以介导星形胶质细胞ATP的释放,在抑郁症的发生发展中起到重要作用. 为了进一步探究Calhm2在抑郁症发生发展中的分子机制,本文首先预测了Calhm2的ATP结合位点,即位于第87位点的谷氨酰胺（Q87）,并将其突变为丙氨酸（A）,建立了一个携带calhm2突变（Q87A）的小鼠品系. 随后,通过对原代星形胶质细胞的胞内和胞外ATP检测,发现Calhm2 Q87A突变导致星形胶质细胞ATP的释放下降;此外,通过对小鼠大脑海马切片的ATP检测,发现Calhm2 Q87A突变小鼠海马组织的ATP释放较正常小鼠下降;最后,通过给予慢性温和不可预知应激（chronic unpredictable mild stress,CUMS）来诱发小鼠抑郁样行为,发现Calhm2 Q87A突变小鼠抑郁样行为相对野生型小鼠表现得更为严重. 综上所述,本文发现Q87位点对Calhm2介导的星形胶质细胞ATP释放发挥重要作用,该位点的突变增加了外界压力刺激诱导抑郁样行为的易感性,进一步明确了Calhm2蛋白在抑郁症发生发展中的分子机制,为抑郁症相关疾病的诊断和治疗提供了新的理论基础.     

海南省2016-2018年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒基因特性分析

2009年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒在墨西哥暴发,之后在全世界流行。为了解海南省2016-2018年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒流行态势,分析血凝素(HA)与神经氨酸酶(NA)基因遗传进化特征与变异情况,本研究从中国流感监测信息系统获取海南省2016-2018年流感病毒病原学监测数据,选取5家流感监测网络实验室分离鉴定的37株A(H1N1)pdm09亚型流感毒株进行HA与NA基因测序,利用MEGA 10.1.8构建HA与NA基因种系进化树,并分析其氨基酸变异情况。结果显示,2016-2018年共出现3次A(H1N1)pdm09亚型流感病毒活动高峰。2017年10月份以后的分离株(4/8)与2018年大部分分离株(21/22)独立于疫苗株A/Michigan/45/2015聚为一个小支,发生20余处HA与NA氨基酸位点变异。与疫苗株A/California/7/2009(2010-2016)相比,2016-2018年流感病毒分离株在HA基因抗原决定簇上发生7处氨基酸变异并有一个潜在糖基化位点,未发现HA基因受体结合位点变异与NA基因耐药性变异。本研究提示,2016-2018年,A(H1N1)pdm09亚型流感病毒逐步发生规律性进化,氨基酸变异频率有增加趋势,今后应持续加强流感病毒病原学监测,密切追踪A(H1N1)pdm09亚型流感病毒基因变异情况,为科学防控提供理论依据。     

新型冠状病毒实验室检测方法研究进展

世界范围内流行的SARS-CoV-2已造成大批新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者,严重威胁着全人类生命健康.新型冠状病毒肺炎尚没有特效药,也没有疫苗,实验室确诊新型冠状病毒肺炎,隔离传染源,尽早治愈患者对整个疫情防控起着非常重要的作用.目前实验室检测方法有病毒分离培养、实时荧光定量PCR、环介导等温扩增技术、CRISPR/Cas技术、测序技术、基因芯片和抗原抗体检测.本文就上述几种方法做一综述,为确诊COVID-19提供参考.     

不同磷水平下玉米-大豆间作系统根系形态变化

本研究通过盆栽试验,探讨不同磷水平(0、50、100 mg P₂O₅·kg^-1,分别用P₀、P₅₀、P₁₀₀表示)下玉米与大豆间作系统根系形态的变化及其与磷吸收的关系,以明确玉米-大豆间作系统促进磷吸收的作用机制。结果表明: 不同磷水平下,间作显著改变了玉米和大豆的根系形态参数,提高了大豆根冠比。与单作模式相比,间作使玉米和大豆的根长、根表面积、根体积、根系干重分别显著增加25.6%、22.0%、39.2%、34.3%和28.1%、29.7%、37.3%、62.3%,而平均根直径分别显著降低15.2%和11.7%。不同磷水平下,磷素吸收当量比(LER_P)>1,玉米-大豆间作具有明显的磷吸收优势,且LER_P不受磷水平调控。间作诱导根系形态改变与磷吸收增加密切相关,其中玉米根系表面积增大、大豆根系长度增加是驱动玉米-大豆间作系统磷高效吸收的主要机制。根据回归方程,玉米根表面积和大豆根系长度增大10%,磷吸收量提高5%～10%。因此,与中等施磷水平(P₁₀₀)下的单作相比,玉米-大豆间作条件下磷肥减施1/2(P₅₀)并未降低玉米的磷吸收量。综上,玉米-大豆间作体系在减施磷肥条件下具有维持作物磷吸收的潜力。     

硅素对水稻幼苗镉积累及抗胁迫应答的调节效应

施硅(Si)可以显著缓解镉(Cd)胁迫对水稻生长发育的毒害效应。本研究通过水培分根试验,研究了Si对水稻幼苗Cd积累及胁迫应答的调节效应。结果表明: Cd胁迫下水稻幼苗的生物量显著降低,加Si可以显著缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制效应。水稻幼苗对Cd的吸收、转运和积累明显受到Si的影响,单侧根系Cd胁迫下加Si(Si-Cd+Si,Si-Cd)使根系对Cd的滞留系数达83.3%～83.6%,限制了Cd从根向地上部转移。单侧根系Cd胁迫下非胁迫侧加Si(Si-Cd)处理的植株对Cd的吸收和累积明显增加,尤其是根中Cd的积累量较单侧根系Cd胁迫下无Si(CK-Cd)处理增加了48.2%;而单侧根系Cd胁迫下双侧加Si(Si-Cd+Si)处理则显著降低了根和地上部对Cd的吸收,较CK-Cd处理分别降低了36.7%和54.9%。双侧Cd胁迫下单侧加Si(Cd-Cd+Si)则使根和地上部对Cd的吸收量显著减少,较双侧根Cd胁迫(Cd-Cd)处理分别降低了57.8%和46.5%。Cd胁迫下水稻幼苗根中含较高浓度的Si,加Si则使Cd胁迫下根和地上部积累更多的Si。加Si也影响了水稻幼苗对其他金属元素如钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)的吸收,Cd-Cd+Si处理显著增加了根系和地上部的Ca、Mg浓度,但Mn浓度的变化则因Cd胁迫程度而表现不同。加Si对Cd胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有一定的影响,尤其是Si-Cd处理的胁迫侧POD和非胁迫侧SOD活性显著上升,有利于清除Cd胁迫产生的氧自由基。总之,Si对Cd胁迫下水稻幼苗生长、Cd和Si等的吸收及根系的抗氧化反应有一定的调节效应,植株体内较高的Si浓度有利于增强植株对Cd的耐受性。     

尕海湿地退化演替过程中土壤有机氮组分的变化特征

为探究尕海湿地退化演替过程中土壤有机氮各组分变化规律,采用野外采样与室内分析相结合的方法,研究尕海湿地未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)4个退化演替阶段的土壤总氮(TN)和有机氮组分[未知态氮(HUN)、酸解氨态氮(AMN)、酸解氨基酸态氮(AAN)以及氨基糖态氮(ASN)]含量及其分布特征。结果表明: 当尕海湿地退化演替到LD时,0～10 cm层土壤TN、HUN、AMN和AAN含量分别降低17.3%、19.4%、8.6%和-5.6%,MD时分别降低28.0%、19.4%和17.1%和0,HD时分别降低35.8%、28.8%、28.6%和55.6%;10～20 cm层,LD时上述氮素含量分别降低4.0%、10.3%、2.9%和9.1%;MD时分别降低21.0%、18.3%、-2.9%和-9.1%;HD时分别降低9.9%、38.9%、21.2%和51.4%;而20～40 cm无显著变化;4个退化阶段各酸解氮组分占TN比例大小顺序为HUN(25.9%～32.5%)> AMN(6.7%～11.1%)> AAN(4.8%～11.1%)> ASN(1.2%～4.4%)。冗余分析显示,土壤含水量是土壤有机氮组分变化的主要驱动因子。尕海湿地退化显著降低了0～10 cm层土壤TN及酸解氮各组分含量,减弱了土壤氮“汇”功能,AAN和ASN对湿地退化最为敏感。