Insulin-like growth factor 2 regulates the proliferation and differentiation of rat adipose-derived stromal cells via IGF-1R and IR

BackgroundInsulin-like growth factor 2 (IGF2), an essential component of the stem cell niche, has been reported to modulate the proliferation and differentiation of stem cells. Previously, a continuous expression of IGF2 in tissues was reported to maintain the self-renewal ability of several types of stem cells. Therefore, in this study, we investigated the expression of IGF2 in adipose tissues and explored the effects of IGF2 on adipose-derived stromal cells (ADSCs) in vitro.MethodsThe expression pattern of IGF2 in rat adipose tissues was determined by gene expression and protein analyses. The effect of IGF2 on proliferation, stemness-related marker expression and adipogenic and osteogenic differentiation was systematically investigated. Furthermore, antagonists of IGF2-specific receptors—namely, BMS-754807 and picropodophyllin—were added to explore the underlying signal transduction mechanisms.ResultsIGF2 levels displayed a tendency to decrease with age in rat adipose tissues. After the addition of IGF2, isolated ADSCs displayed higher proliferation and expression of the stemness-related markers NANOG, OCT4 and SOX2 and greater differentiation potential to adipocytes and osteoblasts. Additionally, both type 1 insulin-like growth factor receptor (IGF-1R) and insulin receptor (IR) participated in the IGF2-mediated promotion of stemness in ADSCs.ConclusionsOur findings indicate that IGF2 could enhance the stemness of rat ADSCs via IGF-1R and IR and may highlight an effective method for the expansion of ADSCs for clinical application.     

不同施肥处理对柑橘粉虱和柑橘潜叶蛾发生的影响

柑橘粉虱Dialeurodes citri Ashmead和柑橘潜叶蛾Phyllocnistis citrella Stainton是柑橘的主要害虫,为了评估施肥对其发生的影响,本研究调查了施用有机肥、化肥、复混肥(有机肥与化肥混合)的砂糖橘苗木上这两种害虫的发生危害情况。结果表明,施用有机肥的苗木上柑橘粉虱的卵和若虫数量显著低于化肥,由柑橘粉虱诱发的煤污病发病程度也显著低于化肥处理。有机肥处理柑橘粉虱成虫数量也最少,但与化肥、复混肥差异未达显著水平。另外,柑橘潜叶蛾为害情况在3种肥料处理之间则没有显著差异。说明施有机肥的砂糖橘对柑桔粉虱的吸引作用最弱,其次为复混肥,化肥最吸引柑橘粉虱。3种施肥处理对柑橘潜叶蛾的吸引作用差异不明显。     

滇东南地区的蚂蚁物种多样性

为了全面揭示云南蚂蚁多样性规律,采用样地调查法研究了滇东南地区的蚂蚁物种多样性。结果表明:在滇东南地区5个垂直带共采获蚂蚁7亚科57属202种;各样地蚂蚁群落主要指标为:物种数目6～49种(平均24种),个体密度0.7～5 943.6头/m~2(平均560.5头/m~2),多样性指数0.1693～2.6382(平均1.6574),均匀度指数0.0771～0.8022(平均0.5468),优势度指数0.0012～0.9031(平均0.2733);蚂蚁群落间相似性系数0.0333～0.3810,处于极不相似至中等不相似水平。结论认为,滇东南地区栖息着丰富的蚂蚁种类,在生态系统功能和生物多样性保护中具有重要价值。垂直带上蚂蚁物种的丰富度和多样性主要受气温制约,具体表现为纬度和海拔对蚂蚁群落的影响。该地区蚂蚁群落主要指标普遍表现出多域效应现象,除了地形和森林结构因素外,主要受到人类干扰影响,应当结合天然林保护工程对该地区蚂蚁群落加以保护,以便充分发挥其生态功能。     

韭菜迟眼蕈蚊雄虫日龄对其交配能力和雌虫生殖力的影响

为了提高韭菜迟眼蕈蚊性信息素监控水平,本文在25℃、RH70%±5%、光周期L∶D=14∶10的条件下研究韭菜迟眼蕈蚊不同日龄雄虫的交配能力及其对雌虫生殖力的影响。结果表明,未交配雄虫平均寿命4.5d,雌虫4.2d,雌雄成虫的平均寿命无显著差异。雄虫一生最多可交配13次,且随着雄虫日龄增加,雌虫交配成功率逐渐减少。随着雄虫交配经历的增加,雌虫交配的时间延长,最长达97min。雄虫的日龄并不影响与之交配雌虫的产卵量和卵孵化率,但是雄虫的交配经历与雌虫的产卵量和卵孵化率相关,尤其当雄虫交配经历超过8次时,与之交配的雌虫的产卵量和卵孵化率显著下降。研究阐明了韭菜迟眼蕈蚊的生殖行为特征,为其性信息素应用提供了参考。     

一种昆虫呼吸代谢测定方法的改进

为了探索精准、简易的昆虫呼吸代谢测定办法,本文基于Sable小动物呼吸测量系统,比较了应用Sable呼吸测量系统配置的8通道气路转换器呼吸室和采用鲁尔接头注射器作为替代呼吸室测试昆虫的呼吸代谢。结果表明:应用测量系统自带呼吸室和应用替代呼吸室检测棉铃虫蛹O_2消耗量(前者为0.2425(±0.0143) mL/g·h,后者为0.2389(±0.0146) mL/g·h)和CO_2释放量(前者为0.1562(±0.0098) mL/g·h,后者为0.1639(±0.0092) mL/g·h),两种测试方法无显著差异。与采用系统配置8通道气路转换器和自带呼吸室每测试7个样本耗时2.30 h相比较,应用替代呼吸室测试21个样本仅耗时2.75 h,明显节省测试时间。应用替代呼吸室,从呼出二氧化碳动态亦可以区分黑纹粉蝶不同虫态或不同发育状态的呼吸代谢差异。通过对两种测试方法的分析,推荐应用鲁尔接头注射器作为替代呼吸室的改进方法进行昆虫呼吸代谢生理的研究。     

神农架常绿落叶阔叶混交林凋落物养分特征

凋落物是联结陆地生态系统植物与土壤养分的重要媒介,了解凋落物养分特征有助于理解陆地生态系统物质循环的机理。该研究于2015年收集了神农架地区常绿落叶阔叶混交林的新鲜凋落物及现存凋落物,测定其不同器官中大量元素(C、N、P、K、Ca、Mg)的含量,据此分析其养分含量、养分归还量、养分储量及化学计量比的特征。结果发现:该常绿落叶阔叶混交林新鲜凋落物的C、K养分含量显著高于现存凋落物,N、P、Ca、Mg养分含量显著低于现存凋落物;其凋落物大量元素的养分归还量及养分储量大小顺序均为C Ca N Mg K P,分别为1569.84、52.44、34.82、6.24、5.24、1.30 kg hm~(-2) a~(-1)及1835.29、87.87、51.17、12.12、3.90、1.95 kg hm~(-2) a~(-1);其新鲜凋落物及现存凋落物的C∶N∶P分别为1307.33∶27.73∶1及976.48∶26.77∶1,新鲜凋落物的C∶N、C∶P显著高于现存凋落物,N∶P无显著区别。研究表明,新鲜凋落物与现存凋落物养分含量之间的差异与不同元素在分解过程中的可淋溶性及生物固持等因素有关。该地区常绿落叶阔叶混交林凋落物养分归还量及养分储量相对于亚热带阔叶林平均水平较低;且显著低于喀斯特地区同类型森林,主要与其凋落物产量、降水量及植被类型有关。该森林生态系统新鲜凋落叶与中国及全球范围内阔叶树种凋落叶相比C∶N较低,C∶P、N∶P较高,这可能是由于该地区N沉降及P限制现象较为严重所致。     

基于地理探测器的岷江中下游地区植被NPP时空格局演变及其驱动力研究

植被净初级生产力作为反映植被生态系统对气候变化响应的重要指标,是长期以来备受世界各国关注的焦点问题。论文以岷江中下游地区为研究区域,基于2000—2015年MODIS NPP数据,结合同年期海拔、气温、降水、土地利用类型等,运用地理探测器等模型方法,诊断植被NPP分布的主要驱动力,并揭示了不同时段的驱动力决定力的变化。结果表明:(1)2000—2015年岷江中下游植被NPP平均值为513.93gC/m~2;植被年均NPP最大值出现在2000年石棉县北部硗碛藏族乡的林地分布区,为1876gC/m~2,最小值出现在2005年五通桥区中部竹根镇的平原旱地分布区,最小值为26.98gC/m~2;植被NPP具有较强的时空分异性,NPP总量变化除了受NPP强度影响外,植被覆盖总面积是其另外主要的影响因素。(2)影响植被NPP分布的主导因素包括气温、海拔、土地利用等,各因素对NPP分布的决定力存在明显差异。(3)不同时间植被NPP空间分布的驱动力存在明显差异,主要表现在其变化受人类扰动的影响越来越强烈。刻画岷江中下游植被NPP时空演变,并揭示其主要驱动力,可为研究区生态安全预警和生态补偿提供数据支撑和辅助决策。     

模拟增温对杉木幼树生长和光合特性的影响

为阐明杉木生长特征及光合能力对未来全球变暖的响应方式,通过在福建省三明市森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点内开展的土壤增温(电缆加热,+4℃)实验,研究了增温条件下杉木幼树生长(树高、地径)特征及光合作用参数的变化,并对土壤有效氮(N)、叶片N含量、叶绿素含量(Chl)及非结构性碳水化合物(NSC)指标进行了测定。结果表明:1)在增温条件下,杉木幼树净光合速率(P_n)和水分利用效率(WUE)显著增加,分别增加了71.4%、51.3%,增温后杉木叶片能维持较高的气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和胞间二氧化碳浓度(C_i)。2)增温促进土壤有机氮矿化作用,使土壤中可供植物吸收利用的有效N含量显著增加,从而引起杉木叶片N含量显著提高。而N作为叶绿素的重要组成物质,增温后,叶片N含量显著提高,最终导致杉木幼树叶片Chl a、Chl b及Chl总量显著增加,增加比例分别为76.3%、55.8%、68.7%,Chl a/b值亦呈增加趋势。3)增温对杉木幼树生长及叶片NSC含量并无显著影响。综上所述,增温通过改变杉木叶片气孔导度敏感性以及促进杉木叶片Chl含量合成,增加叶片对CO_2的吸收以及光能捕获能力,进而提高光合效率。同时,增温引起的根系高温可能大幅度提高杉木呼吸强度,加剧对杉木叶片碳水化合物的消耗过程,使其NSC含量无显著变化,从而导致杉木幼树生长无显著差异。     

北方风沙区生态修复的科学原理、工程实践和恢复效果

北方风沙区位于欧亚草原的东部,是我国生态环境最为脆弱的地区之一,其在北方生态安全屏障和丝绸之路经济带建设中具有十分重要的战略地位。在国家一系列生态保育工程的支持下,该地区的生态环境得到明显改善。但是,由于受人类活动和全球气候变化的影响,该地区仍然面临着严峻的环境压力。在中国科学院科技服务网络计划(STS计划)等项目支持下,开展了北方风沙区土地沙化成因及退化土地空间分布研究,集成了北方风沙区重点脆弱区生态恢复的理论和技术体系,以内蒙古中部的阴山北麓地区、内蒙古浑善达克沙地和蒙辽交界的科尔沁沙地为重点研究区域,进行了高效人工草地建植、天然草地恢复和管理、沙化草地治理等相关工程技术的示范,开展生态恢复模式的效果跟踪监测和生态效益评估,确定生态恢复技术和模式的技术参数和指标,明确不同集成技术与模式在北方风沙区的适用区域和范围,为技术模式的推广应用提供科学依据。通过上述研究,可以为中央和地方政府制定生态系统管理和退化生态系统恢复政策、建立我国北方生态安全屏障提供决策依据,为生态修复产业提供技术指南,为相关研究提供全面系统的基础数据支撑。     

喀斯特生态脆弱区贫困化时空动态特征与影响因素——以贵州省为例

贵州省属于西南喀斯特生态脆弱与集中连片特困的复合区域,研究其贫困化的时空动态与影响因素,对该地区精准脱贫具有重要意义。以贫困发生率为指标,采用ESTDA框架对2003—2015年贵州省贫困化时空动态特征进行分析,并结合地理探测器分析其影响因素。结果表明:(1)贵州省贫困化具有显著的空间正相关性,出现了贫困化相似县域相邻分布的空间集聚效应,局部趋势上两级分化趋势明显,空间结构呈典型的"核心边缘"模式。(2)贫困化局部空间结构和空间依赖方向上都具有较强的稳定性;出现协同增长型的县域有53个,表明贫困化空间格局具有明显的空间整合性。(3)贫困化具有较强的局部空间关联模式和空间转移惰性,表现为一定的路径依赖或空间锁定特征。(4)各因素对贫困化的影响力存在一定差异,农民可支配收入是影响贫困化主要因素,海拔、坡度和植被覆盖度等自然因素影响较小;任意两个因素交互探测后对贫困化的影响均强于单个因素的影响,且解释力表现为非线性增强和双线性增强两种类型。