厚壳贻贝新型抗菌肽myticalin和mytimacin的分子鉴定

从厚壳贻贝(Mytilus coruscus)血细胞转录组数据中鉴定到两种新型抗菌肽, 分别为myticalin和mytimacin。为了解两种抗菌肽的结构与功能, 以及在贻贝免疫过程中的响应模式, 采用固相化学合成技术获得两种抗菌肽化合物, 在此基础上开展了抑菌活性测试, 红细胞毒性测试及对微生物抑制作用机理的扫描电镜观察。此外, 研究了贻贝在不同微生物诱导下, 两种抗菌肽的表达模式。研究结果表明, 化学合成的myticalin和mytimacin均具有抑菌活性, 但抑菌谱有所差异。两种抗菌肽尽管结构差异较大, 但对金黄葡萄球菌和溶藻弧菌的作用机制类似, 均能导致细菌表面形态结构发生变化。此外, mytimacin对白色念珠菌表现出明显抑制作用, 且其作用机制不同于金黄葡萄球菌和溶藻弧菌, 能导致白色念珠菌表面出现孔洞, 而myticalin则无此现象。两种抗菌肽在不同微生物诱导后, 其表达量均明显上调, 但myticalin表现出对革兰氏阳性菌诱导的敏感性, 而mytimacin表现出对真菌和革兰氏阳性菌诱导的敏感性。研究为深入了解贻贝抗菌肽的分子多样性及其抑菌活性机制, 以及贻贝抗菌肽的分子工程研究奠定了基础。     

两种荒漠豆科植物化学计量特征与生境土壤因子的关系

豆科植物是荒漠等干旱生态系统的重要先锋物种,也是生态系统中有效氮的主要来源。为了明确荒漠豆科植物与生境土壤因子之间的关系,该研究以古尔班通古特沙漠广泛分布的荒漠豆科植物弯花黄芪(Astragalus flexus)、镰荚黄芪(Astragalus arpilobus)为对象,测定不同土壤深度(0~5、5~10、10~15 cm)的理化性质,比较分析2种荒漠豆科植物化学计量特征与土壤因子的关系。结果表明:(1)弯花黄芪碳(C)、氮(N)、磷(P)含量分别为373.35、25.66、1.03 mg·g^-1,高于镰荚黄芪的331.53、19.59、0.66 mg·g^-1,且二者的N、P含量均差异显著(P<0.05);弯花黄芪的C∶P、N∶P分别为374.38、25.75,均极显著高于镰荚黄芪的166.09、10.12(P<0.01),而弯花黄芪的C∶N(14.62)低于镰荚黄芪(16.99),两种植物的C和C∶N均无显著差异。(2)豆科植物生境土壤在0~5 cm土层的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量最高,且随土层的加深逐渐减少;土壤化学计量比SOC∶TN、SOC∶TP均随土层加深逐渐增大,而TN∶TP值随土层加深逐渐减少;较低的N含量及TN∶TP 显示该区域土壤属于N素缺乏类型。(3)2种荒漠豆科植物与各层次土壤化学计量特征的相关性无一致规律。其中,弯花黄芪立地0~10 cm土层的TN与N∶P间呈负相关关系,TP与P间呈极显著负相关关系,而TP与C∶N间呈正相关关系,SOC∶TN与N∶P间呈极显著正相关关系;在10~15 cm土层中,SOC∶TN与N∶P间呈正相关关系。镰荚黄芪中仅P含量与其立地0~5 cm土层的SOC∶TP具有极显著正相关关系,而大部分化学计量特征间未显示出相关性。(4)弯花黄芪的植物化学计量指标P含量与5~10 cm土层的电导率(EC)间呈极显著正相关关系,N含量与10~15 cm土层的速效钾(AK)间呈正相关关系;而镰荚黄芪N、AP与N∶P与0~5 cm土层的速效磷(AP)间均呈极显著负相关关系,与其他土层未出现相关关系。研究认为,古尔班通古特沙漠土壤N含量以及TN∶TP较低,土壤N元素贫瘠,且该区豆科植物立地土壤养分含量总体偏低;该区弯花黄芪生长的主要限制元素为P,而镰荚黄芪生长的主要限制元素为N和P;植物化学计量特征并非全部由土壤养分特征直接决定,其明显的种间差异显示植物自身遗传特性在土壤 植物计量特征耦合关系的重要性。     

欢迎订阅2022年《生态学杂志》

《生态学杂志》(月刊)是中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院沈阳应用生态研究所主办的综合性学术期刊,创刊于1982年,由科学出版社出版。主要刊登生态学领域有创造性,立论科学、正确、充分,有较高学术价值的论文,反映中国生态学的学术水平和发展方向,报道生态学的科研成果与科研进展,跟踪学科发展前沿,促进国内外学术交流与合作。内容主要包括:生态系统生态学、种群生态学、群落生态学、景观生态学、生物地球化学、生理生态学、化学生态学、行为生态学、进化生态学等。     

我国省域基础设施投入对社会-生态系统脆弱性的影响

基础设施投入对社会经济或生态系统的影响已被广泛讨论,但对社会-生态系统(SES)的作用如何仍不得而知。本研究梳理了基础设施投入对SES脆弱性的影响机理,并在核算省域人均基础设施资本存量及综合评估SES脆弱性的基础上,采用空间自相关与空间计量模型实证分析了我国省域基础设施投入对SES脆弱性的作用。结果表明: 2004—2017年,我国省域人均基础设施投入水平显著提高,且呈北高南低、东西高中间低的空间分布格局;省域SES脆弱性也在不断改善,却表现出由东向西逐步恶化的分布特点;我国省域人均基础设施投入与SES脆弱性具有空间正相关性,存在聚集性分布特征;两者呈倒U型曲线关系,即早期适量基础设施投入会降低SES脆弱性,而过度投入则会导致SES脆弱性逐步增加。本研究揭示了基础设施投入对SES脆弱性的影响机理与动态特点,可为宏观层面统筹协调基础设施建设与SES脆弱性治理提供理论与决策支持。     

亚热带苔藓结皮对土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响

生物结皮的形成和发育显著影响土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环及其化学计量特征,土壤微生物如何适应环境资源的化学计量变化仍不明确。本研究以三峡库区苔藓结皮为对象,分析结皮盖度(0、1%～20%、20%～40%、40%～60%、60%～80%和80%～100%)对土壤理化性质(0～5和5～10 cm土层)、微生物生物量和胞外酶活性[(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)]的影响,探索土壤-微生物-胞外酶C∶N∶P化学计量特征间的协变性。结果表明: 生物结皮发育显著提高了土壤黏粒、水稳性团聚体和土壤C、N、P含量,显著降低了土壤容重和砂粒含量;微生物生物量C、N、P和胞外酶活性均随结皮盖度的增大而显著增加;土层深度对土壤理化性质及C∶N∶P均无显著影响,但显著影响微生物生物量、胞外酶活性及BG∶AP和NAG∶AP。相关分析显示,土壤C、N、P含量与微生物生物量和胞外酶活性呈显著正相关,与BG∶NAG呈显著负相关,与NAG∶AP呈显著正相关,但与微生物生物量C∶N∶P无显著相关性;土壤-微生物、微生物-胞外酶C∶N∶P相关性均不显著,BG∶NAG∶AP随着微生物与土壤间C∶N∶P化学计量不平衡性的增加而逐渐降低。表明微生物养分代谢同时受N和P的限制,且P的限制较强烈,微生物可以通过调整自身生物量以及胞外酶C∶N∶P适应生物结皮发育驱动的土壤化学计量变化,从而维持内稳态。     

植物合成生物学领域发展态势的文献计量分析

合成生物学作为一种颠覆性技术可应用于农业领域的创新发展,解决当前农业学科中的瓶颈问题。利用文献计量学方法从领域发表论文的时序数量分布、主题分布等探测当前合成生物学的基本态势。基于领域的主题分布可知,其中植物合成生物学这一主题是稳定存在的且主题规模处于稳定增长趋势。聚焦植物合成生物学这一主题方向,在构建引文网络的基础上利用主路径分析方法从知识流动角度探测植物合成生物学领域重要知识节点,内容涵盖介子油苷生物合成途径,重要催化酶功能解析、转录因子的调控作用,组学方法的应用,利用微生物酵母进行生物物质合成,这些内容表征了合成生物的核心理论技术。     

绿狐尾藻光合色素组成及氮磷化学计量学特征对外源铵的响应

绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对高浓度铵(NH⁺₄)具有较高的耐受性, 是处理养殖废水的优选植物。探究外源铵对绿狐尾藻光合色素组成及氮(N)、磷(P)化学计量学特征的影响, 对提高绿狐尾藻人工湿地系统的处理效率具有重要意义。该研究设置0、0.1、1、5、15、30 mmol·L^-1 6个NH₄⁺浓度, 室内培养21天, 测定分析不同铵浓度下绿狐尾藻叶绿素含量、N含量、P含量和N:P的变化特征。结果表明, 随外源铵浓度增加, 绿狐尾藻的相对茎高和相对生物量先升高后降低, 且通过拟合曲线方程发现, 外源铵在16.22和12.58 mmol·L^-1时, 其相对茎高和相对生物量达到最大值。随外源铵浓度的增加, 绿狐尾藻叶片叶绿素含量显著降低, 而茎中叶绿素含量增加, 且叶绿素a含量变化的幅度比叶绿素b大, 但对叶绿素a/b影响不显著, 仅在5 mmol·L^-1处理时茎叶绿素a/b显著下降。随外源铵浓度增加, 与CK相比, 叶片和茎的N含量分别显著增加了85%-235%和127%-373%, 叶片P含量增幅为49%-51%。当外源铵浓度不大于15 mmol·L^-1时, 叶片和茎的N含量、N:P增加速度较快, 且相对茎高和相对生物量增长较快。相关分析表明, 叶片N、P含量和N:P与总叶绿素含量呈极显著负相关关系, 而在茎中呈显著或极显著正相关关系。综上所述, 外源铵浓度在12-16 mmol·L^-1范围内时, 绿狐尾藻生长良好, 生物量更大, N和P的吸收量更高, 从而利用其构建的人工湿地可以有效去除污染废水的N、P, 达到高效净化水体的目的。     

基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的“韧性”。韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中。本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以“生态-工程-社会”为核心,涵盖“区域-城市-街区”尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系。     

四川眉山6种主要丛生竹制浆化学特性评估

定量评估四川眉山地区6种丛生竹种纤维原料化学组分的造纸应用潜力,提出其原料化学组分利用潜能排序。选取慈竹(Neosinocalamus affinis)、绵竹(Bambusa intermedia)、撑绿竹(Bambusa pervariabilis)、粉单竹(Bambusa chungii)、甜龙竹(Dendrocalamus hamiltonii)和梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)6种当地主要丛生竹种,对其竹秆含水率、1%NaOH抽提物、苯醇抽提物、综纤维素、木质素、戊聚糖及灰分等化学组分进行分析,并运用Matlab对化学组分指标进行主成分分析,评估各竹种化学组分的造纸应用潜力综合得分值,进行排序。结果表明：6种丛生竹造纸纤维原料化学组分的主成分分析中前4个主成分方差贡献率分别为43.7%、23.8%、13.8%和12.0%,其中综纤维素、木质素和1%NaOH提取物是第一主成分的主要载荷贡献因子,戊聚糖和含水率是第二主成分中的关键载荷因子。绵竹为6种丛生竹种综纤维素含量最高的竹种,慈竹、梁山慈竹和甜龙竹三者综纤维素含量差异不显著,较绵竹和粉单竹含量低;慈竹...     

常绿阔叶林中壳斗科树种细根形态与养分含量的序级变化特征

以福建省建瓯万木林自然保护区的天然常绿阔叶林内8种壳斗科树种为研究对象,对细根形态和化学计量性状的序级和种间变异规律进行定量研究。结果表明：8个壳斗科树种直径、组织密度、比根长、N含量以及C/N在1～5序级间呈现出规律的变化;直径、组织密度、C/N随序级的增大而增大,比根长和N含量随序级的增大而降低,C含量没有随序级呈现出明显变化趋势;影响树种间比根长变异的因素随序级而异,低级细根比根长变异主要由直径引起,较高级细根比根长变异主要由组织密度引起。此外,壳斗科树种细根并不符合单一轴的“根经济谱”,而与全球尺度上发现的两个变异维度类似,即“自己动手vs.菌根依赖”维度和“资源获取vs.保存”维度;不同壳斗科树种细根生态策略仍存在明显差异。