基于适应性循环理论与压力-状态-响应框架的区域社会-生态系统演进研究

二十一世纪以来都市圈快速扩张对区域社会-生态系统的可持续发展构成威胁,基于动态演进视角的区域社会-生态系统运行机制解析备受关注。本文以南京都市圈为例,从区域和城市两个尺度,基于适应性循环理论与PSR框架解析2000-2019年近二十年来都市圈社会-生态系统的交互适应循环阶段,以及每个阶段系统的差异化应激响应机制。研究表明南京都市圈社会-生态系统整体经历了3个适应循环周期,现处于新一轮的适应性循环阶段,系统适应性呈上升趋势,但社会子系统和生态子系统尚未取得协调。都市圈内各城市的社会-生态系统演进类型有所不同,可分为稳定增长型、波动增长型、不均衡发展型和生态危机型四类。未来需要采取差异化的社会-生态系统治理策略,确保都市圈整体优化发展。     

杜鹃花TPS基因家族鉴定及与萜类物质代谢的关系分析

萜烯合成酶（terpene synthase,TPS）能催化不同的前体物质生成不同的萜类化合物,是合成萜类物质的关键酶。为探究杜鹃花TPS基因家族成员在萜类物质代谢过程中的表达模式,本文基于杜鹃花基因组数据库,利用生物信息学方法对杜鹃花TPS基因（TPS）进行家族成员鉴定;通过云锦杜鹃和诺娃杜鹃两种不同种高山杜鹃的转录组测序结果,结合qRT-PCR、顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析两种杜鹃不同发育时期花瓣中TPS家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明,从杜鹃花基因组数据库中共鉴定获得47个RsTPS成员,RsTPS家族成员长度在591-2 634 bp之间,含有3-12个外显子不等,编码196-877个氨基酸;RsTPS家族成员主要分布在叶绿体和细胞质;系统进化分析结果显示RsTPS基因分为5个亚组。通过分析转录组数据得到7个功能注释为TPS的基因家族成员,发现TPS1、TPS10、TPS12和TPS13的表达量在4个时期中呈现出先上升,到盛开期达到顶峰后再下降的趋势。对基因表达量变化与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现TPS1、TPS4、TPS9、TPS10、TPS12和TPS13表达量与云锦杜鹃不同时期花瓣中萜类物质含量变化呈显著性正相关,推测这6个基因家族成员可能是参与云锦杜鹃花香调控的关键基因。     

韭菜化感物质草莓酸对香蕉枯萎病菌的影响

香蕉枯萎病主要由尖孢镰刀菌 4 号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc4)引起的一种土传病害,严重威胁香蕉产业的可持续发展。为寻求一种经济有效且环保的防治措施,以韭菜化感物质的衍生物草莓酸(strawberry acid,SA)为材料,通过平板和盆栽实验,研究了SA对Foc4的菌丝生长、香蕉枯萎病病情指数、土壤微生物数量、土壤酶活性的影响。结果表明:(1)随着SA浓度的增加,Foc4的菌落生长直径显著减小,第5天时菌落直径在SA浓度为300、450 μL·L^-1时比150 μL·L^-1分别减小了49.15%、70.89%; 液体培养条件下SA浓度为600 μL·L^-1时Foc4的分生孢子数量显著低于对照处理(相差 470 多倍); pH为5时SA对Foc4的抑制效果显著比pH为7和9时好。(2)随实验处理时间的延长,添加 SA后香蕉幼苗的病情指数显著低于对照。(3)土壤细菌、真菌数量和微生物总量在SA为600 μL·L^-1时均为最高; Foc4数量随SA浓度升高而降低,在1 200 μL·L^-1时显著降低。(4)各土壤酶在浓度(300～600 μL·L^-1)SA处理时活性较高; 1 200 μL·L^-1时显著降低,过氧化氢酶和多酚氧化酶较对照分别降低了41.88%、54.82%。(5)相关性分析得出,土壤微生物总量与细菌、真菌数量极显著正相关; 土壤真菌与放线菌显著负相关; 土壤细菌、真菌和放线菌数量均与蔗糖酶、多酚氧化酶显著正相关; 蔗糖酶与脲酶、过氧化氢酶与多酚氧化酶均显著正相关。综上认为,添加SA浓度为600 μL·L^-1能较好地抑制Foc4的菌丝生长且能提高其抑制率,病情指数明显降低,有利于改善香蕉的生长环境。该研究结果为有效利用SA防治香蕉枯萎病提供了科学依据。     

棒状乳杆菌FZU63发酵对红茶汤风味品质改善的作用

乳酸菌发酵可赋予茶饮料独特的香气与滋味,且可改变其物质组成,产生益生因子等。目前,针对乳酸菌在不同发酵阶段对茶汤中风味物质形成影响的研究较少。本研究以从中国传统泡菜中筛选获得的棒状乳杆菌FZU63为发酵菌株,对不同发酵阶段红茶汤中的挥发性香气成分、还原糖、游离氨基酸、有机酸等含量的变化过程进行分析,并对发酵红茶汤的感官品质进行评价。结果表明,棒状乳杆菌FZU63以红茶汤中的葡萄糖、果糖、甘露糖和木糖作为发酵过程中的主要碳源物质。红茶汤经棒状乳杆菌FZU63发酵作用后,香气成分丰度显著增加,且主要香气组分结构发生改变,发酵红茶汤在花香、坚果香的基础上增添了水果香;此外,部分苦味氨基酸含量下降,甜味和鲜味氨基酸含量增加;并且,乳酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸含量在发酵过程中呈现积累。同时,感官评定结果表明棒状乳杆菌FZU63发酵可改善红茶汤的感官品质,且在发酵48h后达到较优。本文系统分析了经棒状乳杆菌发酵不同阶段对红茶汤风味的影响,可为乳酸菌发酵茶饮料的品质控制与产业化应用提供理论参考。     

Interactions between invasive plants and heavy metal stresses: a review

入侵植物与重金属胁迫的相互作用研究进展 全球变化改变了植物群落的分布格局,包括入侵植物,而人为污染可能降低本地植物对入侵植物的抗性。因此,本文总结了近几十年本地植物、入侵植物和植物-土壤生态系统中重金属生物地球化学行为的研究,以加深我们对入侵植物与环境胁迫因子相互作用的认识。我们的研究结合已有文献报道表明：(i)入侵物种对环境胁迫的影响具有异质性, (ii)影响的大小是多变的, (iii)即使在同一影响类型内,影响类型也具有多向性。然而,入侵植物暴露在重金属环境中表现出更强的自我保护机制,对重金属的生物可利用性和毒性有正向或负向的影响。另一方面,由于入侵植物普遍具有较高的耐受性,加之本地植物暴露于有毒重金属污染时具有“逃逸行为”,重金属胁迫环境更有利于植物的成功入侵。但是,对于入侵植物的重金属等元素组成是否与污染地区的本地植物不同,目前尚无共识。因此,在全球范围内对外来入侵植物与本土植物的植物体内、凋落物和土壤污染物含量进行定量比较是今后研究的一个重要方向。     

氨氧化古菌及其对氮循环贡献的研究进展

硝化作用先将氨氮氧化为亚硝酸盐氮并进一步氧化为硝酸盐氮,这一过程是氮进行全球生物化学循环的重要环节。随着氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因组序列中氨单加氧酶编码基因(amoA)的发现以及AOA在实验室条件下的成功培养(包括分离纯化和富集培养),基于分子生物学的研究表明AOA在各种环境广泛存在,且多数生境中它的数量远远超过氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)。AOA相对于AOB在氮循环中的贡献也引起了多方面的论证和争论。本文就氨氧化古菌的生态分布、系统进化、生境存在丰度及参与硝化作用等进行综述,指出不同生境AOA的活性及其对氮循环的重要性仍需做进一步的研究。     

彩色多普勒超声测量椎动脉血流量对后循环缺血的诊断价值

目的：探讨彩色多普勒超声技术测量椎动脉血流量对后循环缺血（PCI）的诊断价值。方法：选取2012年1月至2013年1月在本院神经内科住院并接受治疗的PCI患者58例作为观察组,另选取同期住院并确诊为非后循环缺血症的患者50例作为对照组。所有患者均接受颈部血管超声检查,测量椎动脉内径及血流量,观察组患者需行头颅CTA检查,比较两组患者的椎动脉内径、血流量及颈动脉硬化斑块发生率等。结果：观察组患者的椎动脉内径及血流量明显低于对照组,两组比较差异有统计学意义（P〈0．01）;观察组颈动脉硬化斑块的发生率为77．5％（44例）,对照组颈动脉硬化斑块的发生率为42％（21例）,两组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。无狭窄、轻度狭窄、重度狭窄及闭塞的椎动脉血流量的变化（此处所指的血流量是指小于200mL/min那部分患者）有明显差异（P〈0．05）。结论：与头颅CTA对比检查,彩色多普勒具有直接、准确、方便及可重复性等优点,可有效的诊断后循环缺血症状。     

胭脂红景天引种至西藏日喀则其渗透调节物质及保护酶活性的变化

胭脂红景天叶片呈胭脂红色,花开红色,具有极强的耐寒性和耐旱性,是优良的城市绿化植物。为了扩大胭脂红景天的应用范围,丰富恶劣生境的绿化材料,本试验对从哈尔滨引种到西藏日喀则表现良好的胭脂红景天进行了生理适应性研究。结果表明,随着栽植时间的延长,胭脂红景天叶片中丙二醛含量逐渐升高,但增加的幅度较小,脯氨酸含量先降低后升高,SOD、POD、CAT等保护酶的活性均呈先升高后降低的趋势。胭脂红景天可以通过增加体内渗透调节物质含量和提高保护酶活性来调节自身的生理代谢,适应日喀则地区高辐射、干旱等条件。     

生物磁效应对蛹虫草活性物质含量的影响

利用场强为0.1、0.25、0.4T恒定磁场,以流速为1 m·s^-1,分别对普通水进行9次处理,串联（SC）磁场处理3次的磁处理水,进而用于栽培蛹虫草,并研究了生物磁效应对蛹虫草虫草素、虫草酸、多糖含量及生物学转化效率的影响。结果表明,0.4T处理有利于蛹虫草虫草酸含量及生物学效率的提高,相比对照组分别提高了7.29%和15.37%;0.25T处理组有利于虫草素的积累,比对照组提高了11.31%;0.1T处理有利于多糖的积累,相比对照组提高了14.80%。方差分析表明,经不同场强处理的磁化水对蛹虫草子实体生长和活性物的代谢影响差异显著。但磁处理水对于不同物质含量的影响规律存在一定的差异性。     

《自然-通讯》：科学家发明可激活抑癌基因物质

蛋白质P53是一种重要的抑癌基因,又被称为癌变克星。它能促使受损的细胞自杀,防止产生癌变,但这个基因常常失效。凯泽等人利用计算机模拟和实验室检验发现,Stictin能够部分激活癌细胞中处于休眠状态的蛋白质P53,使其重新发挥作用。