好氧甲烷氧化耦合反硝化极限脱氮系统的效能及应用

【目的】探究甲烷浓度、温度和氮浓度对好氧甲烷氧化耦合反硝化(AME-D)极限脱氮系统的影响,分析该系统微生物群落结构,并对贵阳某污水处理厂尾水进行应用研究。【方法】采用阶段性实验研究甲烷浓度、温度和氮浓度对系统脱氮效能的影响,通过16SrRNA基因测序技术分析系统中微生物群落结构,利用共焦显微拉曼光谱仪分析实际废水水质变化特征。【结果】甲烷进气比为3%、温度为30°C、氮浓度为20 mg/L时脱氮效果最好,系统的总氮、氨氮和硝酸盐氮平均去除率分别为93.66%、96.13%和92.25%;系统中的主要甲烷氧化菌分别为Methylosarcina(1.84%)、Methylovulum(0.01%)和Crenothrix(0.14%),以及兼性甲烷氧化菌属Methylocystis(1.9%),主要的亚硝化菌为Nitrosomonas(0.008%),硝化菌为Nitrospira (0.42%),反硝化菌为Hyphomicrobium (1.19%)和Pseudomonas (0.61%);采用该系统处理贵阳某污水处理厂尾水时,出水总氮平均浓度达到0.96mg/L,能达到极限脱氮的目的,拉曼光谱分析显示系统对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮有较高的去除,甲烷被氧化形成的中间产物可能为醇类或醛类物质,为反硝化菌提供所需碳源。【结论】AME-D极限脱氮由多种微生物协同实现,其功能微生物为甲烷氧化菌、亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌,应用研究显示该系统在城镇污水处理系统中具有较大的应用潜力。     

北京市延庆区哺乳动物多样性、 分布及影响因素

2017和2018年,综合样线调查法、红外相机法、样方笼捕法、洞穴调查法和访问调查法五种方法对北京市延庆区哺乳动物多样性及分布进行调查,并分析了影响其多度与分布的因素。本次调查结果显示,北京市延庆区有哺乳动物7目15科21种。从相对丰富度指数(RAI)来看,野猪(Sus scrofa)占绝对优势(28.27%),其次猪獾(Arctonyx collaris)(21.47%)、亚洲狗獾(Meles leucurus)(13.79%),最少的是山东小麝鼩(Crocidura shantungensis)和东北鼢鼠(Myospalax psilurus)仅为0.17%。从分布上来看,野猪分布最广,占全部调查网格数的84.21%;其次是猪獾和亚洲狗獾,各占73.68%;山东小麝鼩等6个物种各只在1个网格中记录到,占全部网格的5.26%。所有工作区域中,延庆区西南的松山保护区及野鸭湖保护区物种丰富度最高,东北部的水头沟和九眼楼风景区物种丰富度最低。当前威胁哺乳动物多样性的因素主要是"水源情况"和"人类活动",为更好地保护该区域哺乳动物多样性,建议:(1)在缺水的区域进行人工引水或建立永久补水点;(2)在非保护区加强对野生动物的保护宣传,以减少旅游登山等对野生哺乳动物的干扰。     

东北地区中鼩鼱遗传多样性与分子系统地理学

本研究对我国东北地区3个种群（大兴安岭、小兴安岭和长白山山脉）的中鼩鼱（99个样本）Cyt b基因全序列进行分析,共获得81个单倍型。整体单倍型多态性为0.9940,显示东北地区中鼩鼱整体遗传多样性较高,3个种群的遗传多样性无明显差异。分子变异方差分析显示3个种群之间的分化占总分化的2.48%,种群内采样地的分化占总分化的0.34%,采样地内部遗传分化占总分化的97.19%。遗传分化结果显示中鼩鼱遗传分化与地理距离存在非正相关关系。结合GenBank下载欧亚其他地区中鼩鼱Cyt b基因全序列构建系统发生树,分化为3个分支：日本北海道分布的中鼩鼱构成1个小分支;韩国济州岛的中鼩鼱构成1个小分支;我国东北地区和其他欧亚大陆的中鼩鼱构成1个大分支,在这个大支上未显现进一步的遗传分化结构。中介网络分析也暗示除日本北海道和韩国济州岛外,欧亚大陆分布的中鼩鼱没有明显的地理系统分化,表现出遗传分化与地理关联性较弱。种群历史分析显示东北地区中鼩鼱经历过种群扩张。     

4种模式植物LRR VIII-2亚家族基因的鉴定和进化历史分析

全基因组重复与串联重复是发生基因重复的重要机制, 也是基因组和遗传系统多样化的重要动力。LRR-RLK编码富含亮氨酸重复的类受体蛋白激酶, 是被子植物进化史上发生大规模扩张而形成的多基因家族。拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtLRR-RLK包含15个亚家族, AtLRR VIII-2是其中发生串联重复比例最高的亚家族。通过分析拟南芥、杨树(Populus trichocarpa)、葡萄(Vitis vinifera)和番木瓜(Carica papaya) 4种模式植物中LRR VIII-2亚家族基因的扩张及差异保留情况, 结果显示, LRR VIII-2在杨树中的扩张程度最高, 在拟南芥和葡萄中的扩张程度居中, 但在番木瓜中发生丢失。拟南芥、杨树和葡萄LRR VIII-2亚家族具有旁系同源基因对, 但在番木瓜中未发现旁系同源基因。除杨树中的1对旁系同源基因外, 4种模式植物中LRR VIII-2亚家族的旁系和直系同源基因都受到较强的纯化选择作用。对LRR VIII-2亚家族进化历史的深入分析有助于理解基因重复在植物进化中的作用和意义, 可为预测同源基因功能及解析其它基因家族进化历史提供参考。     

生态系统修复国内外研究进展与展望

气候变化和人类活动的增加不仅导致生态系统退化、生物多样性丧失、生物圈资源供给能力降低, 而且极大地制约了社会经济的可持续发展。尽管在全世界范围内已实施了大量的保护工作, 但全球生态系统退化仍在继续, 逐渐成为备受关注的全球性问题。文章首先厘清生态系统修复的发展历程、相关概念与理论。其次, 归纳生态系统修复的全球议题, 涉及生态系统服务及其价值评估、生物多样性保护、应对气候变化与碳储存、自然保护地、监测体系与适应性管理、公平性与多主体参与等方面。然后, 总结我国森林、草原、河流与湿地、海洋与海岸带的生态系统退化问题与修复进展, 梳理生态保护红线、自然保护地生态系统修复和国土空间生态保护修复3种措施的进展与不足。最后, 对山水林田湖草沙一体化保护与系统治理、生态系统修复的多元融资政策与渠道、荒野生态保护修复的探索与实践、城镇生态系统修复的研究与应用以及生态系统修复对生物多样性的保护与维持等五个方面进行展望, 以期为我国进一步开展生态系统保护修复的相关研究与实践提供指导。     

日本地域景观的独特性及其可持续管理

日本国土面积虽小,却具备多样的地形条件和气候类型。经过长期磨合,日本各地人与自然的关系不尽相同,因此每个地域的景观也各具特色。从日本全国范围来看,景观的类型十分丰富。21 世纪之后,日本法律体系的调整强调了地域景观独特性的重要性,并将景观看作地域规划中的重要资源。为了适应这种景观价值观的变化,日本开始建立新的景观管理规划理论,并为景观管理提供新的思路和方法论,包括新的财务资源、执行组织等。根据这一趋势,风景园林师的职责和所需具备的素质能力也发生了改变。今后,风景园林设计师不仅需要能够创造新的景观（即景观设计）,而且需要具备读取当地景观独特性（即风景解读）的能力。     

玉米精氨酸甲基转移酶蛋白家族生物信息学分析

蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferases,PRMTs)是真核生物基因组中重要的表观遗传调控因子之一,主要参与组蛋白精氨酸位点甲基化修饰,改变真核基因组的染色质结构,对基因的表达进行调控。本研究鉴定了8个玉米的PRMT蛋白序列,通过与两种模式植物(拟南芥和水稻)的全部PRMT蛋白序列的同源比对和系统发生关系分析,确定玉米PRMT蛋白主要分布在3个不同的亚家族中。运用生物信息学的方法和软件预测和分析了全部玉米PRMT蛋白氨基酸序列的理化性质、信号肽、跨膜结构域、疏水性和亲水性,以及蛋白质二级及三级结构等重要参数。这些数据对后续鉴定玉米PRMT蛋白的功能具有重要的意义。     

水稻幼苗中胚轴长度QTL及与Fe2+浓度的互作效应的遗传分析

应用珍汕97B/密阳46的RIL群体及其构建的分子连锁图谱,在4个浓度的FeSO4处理下发芽,测定中胚轴长度。采用QTLMapper基因定位软件检测控制中胚轴长度的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,分别在1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12等染色体上定位了27个控制中胚轴长度的QTLs,其中在第1、5、9等3条染色体上定位了6个具有加性效应的QTLs。在CK和FeSO41.79mmol/L浓度下,在第5染色体长臂相邻区间检测到1个加性效应QTL,其增效等位基因来自于父本密阳46,它能使中胚轴伸长0.042cm(CK)、0.172cm(1.79mmol/L),贡献率分别为4.3%和11.4%;在高浓度FeSO4(7.16mmol/L和14.32mmol/L)下分别在1、5、9染色体上检测到的4个加性效应QTL,贡献率为3.5%～10.4%,3个QTL中来自于母本珍汕97B的等位基因使中胚轴伸长0.024～0.046cm,1个QTL来自父本的增效等位基因使中胚轴伸长0.033cm。同时在第5染色体长臂上检测到具有显著的加性效应与Fe2 互作效应的QTL1个。     

基于正交试验法的景观水体叶绿素a 最佳提取条件研究

根据水体初级生产力测定常用方法中叶绿素a 测定法, 采用3 因素3 水平的正交法设计试验((L9(34)), 综合探究某喷泉水池景观水体测定过程中滤膜处理条件、浸提试剂和浸提温度等多因素多水平的共同作用下叶绿素a 提取效果的差异, 改进的正交试验设计规避了单因素控制变量实验的片面性。试验结果表明该喷泉池水的叶绿素a 含量较高,参考湖库景观水体富营养化分级标准已达到富营养化水平。提取过程中不同的正交试验组结果存在差异, 其中冷冻处理滤膜、丙酮乙醇混合溶剂、4 ℃条件下提取值最高, 为62.3 μg⋅L− 1。上述景观水体叶绿素a 提取条件组合(A2B3C1) 为正交试验最优水平组合, 采用正交试验的方法探究叶绿素a 提取最佳条件有利于对传统实验方法改进。     

反式脂肪酸对肥胖大鼠氧化还原态的影响

目的：利用高脂饲料建立大鼠肥胖模型,通过对添加不同剂量反式脂肪酸（TFAs）喂养的大鼠脑及血液氧化损伤相关指标比较,探讨TFAs对肥胖大鼠脑和血液抗氧化系统的影响机制。方法：健康雄性SD大鼠40只,随机分为4组：对照组（CON组）、喂饲基础饲料、饮食诱导的肥胖组（DIO组）,喂饲高脂饲料,1%及8%反式脂肪酸组（1% TFAs、8% TFAs组）喂饲添加1% TFAs及8% TFAs的高脂饲料。8周后,心脏取血后,处死动物,留取脑组织及血液以检测相关指标。结果：不同饲料喂养8周后,8% TFAs组大鼠脑丙二醛（MDA）含量明显高于CON组、 DIO组与1% TFAs 组（P<0.01）;CON组、DIO组、1% TFAs及8% TFAs组大鼠脑还原型谷胱甘肽（GSH）含量依次显著下降,差异有统计学意义（P<0.01）;1% TFAs组大鼠血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力低于DIO组、CON组（P<0.05）;与CON组相比,8% TFAs组大鼠脑核因子E2相关因子2（Nrf2）mRNA表达水平显著上调（P < 0.01）;8% TFAs组血红素加氧酶-1（HO-1）蛋白表达水平显著高于CON组（P<0.05）、DIO组（P<0.05）及1% TFAs组（P<0.01）。结论：高含量TFAs摄入可引起肥胖大鼠血液和脑发生氧化损伤,上调氧化损伤相关基因和蛋白表达。