UV-B辐射对颠茄氮代谢及次生代谢产物含量的影响北大核心CSCD

有害的中波紫外线(ultraviolet B,UV-B;280~320 nm)辐射影响植物的生长与发育。但也有研究证明,UV-B辐射可诱导生物碱合成。然而,UV-B辐射能否提高颠茄(Atropa belladonna L.)中托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)的含量尚未见报道。本研究以颠茄实生苗为材料,研究UV-B不同照射度强、时间(d数)对颠茄的氮代谢、生物碱含量及TAs代谢途径中的几个关键酶基因表达量的影响。结果表明,随着辐射天数的增加(5~30 d),低强度(LU,5μW/cm^2)UV-B处理与对照(无辐射)比较,硝态氮、莨菪碱、东莨菪碱含量无显著差异。然而,中等强度(MU,10μW/cm^2)和高强度(HU,15μW/cm^2)UV-B辐射,明显增加硝态氮含量,谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)、谷氨酸脱氢酶(glutamine dehydrogenase,GDH)活性明显高于对照。重要的是,中、高强度UV-B辐射显著降低了颠茄的叶片与茎中莨菪碱和东莨菪碱含量。荧光定量PCR揭示,莨菪碱合成的关键酶腐胺N-甲基转移酶(putrescine N-methyltransferase,PMT)编码基因、莨菪碱-6-β-羟化酶(hyoscyamine-6-β-hydroxylase,H6H)基因表达呈高度组织特异性,主要是在根部表达。与对照比较,低强度照射25 d引起pmt在根部的表达量显著上调,而中、高强度照射导致其下调;h6h在根部的相对表达量随着处理强度的增加逐渐降低;托品酮还原酶Ⅰ(tropinone reductaseⅠ,TRⅠ)编码基因在叶片中的表达量较高,随照射强度的增加而升高。上述结果表明,低强度UV-B辐射促进氮代谢,有利于莨菪碱合成;而长期中、高强度UV-B辐射,尽管促进了谷氨酸代谢,但却使pmt和h6h表达降低,不利于莨菪碱和东莨菪碱的积累。总之,本研究结果显示,不同UV-B辐射强度和时间,对颠茄合成TAs的影响不同,可为大田试验生产莨菪碱提供有益的参考。     

缺失数据下蛋白质多结构叠加的迭代方法

蛋白质三维结构叠加面临的主要问题是,参与叠加的目标蛋白质的氨基酸残基存在某些缺失,但是多结构叠加方法却大多数需要完整的氨基酸序列,而目前通用的方法是直接删去缺失的氨基酸序列,导致叠加结果不准确。由于同源蛋白质间结构的相似性,因此,一个蛋白质结构中缺失的某个区域,可能存在于另一个同源蛋白质结构中。基于此,本文提出一种新的、简单、有效的缺失数据下的蛋白质结构叠加方法（ITEMDM）。该方法采用缺失数据的迭代思想计算蛋白质的结构叠加,采用优化的最小二乘算法结合矩阵SVD分解方法,求旋转矩阵和平移向量。用该方法成功叠加了细胞色素C家族的蛋白质和标准Fischer’s 数据库的蛋白质（67对蛋白质）,并且与其他方法进行了比较。数值实验表明,本算法有如下优点：①与THESEUS算法相比较,运行时间快,迭代次数少;②与PSSM算法相比较,结果准确,运算时间少。结果表明,该方法可以更好地叠加缺失数据的蛋白质三维结构。     

水稻OsGAP1 C2结构域中对钙离子的结合能力强于对钾离子

钙离子作为植物细胞的第二信使,广泛参与植物应对不同逆境胁迫的信号调控过程。水稻G蛋白促进蛋白1（Oryza sativa GTPase activating protein 1, OsGAP1）包含1个C2结构域,而含C2结构域的蛋白质是一类钙离子结合蛋白质,受钙信号的调控。本研究鉴定了水稻OsGAP1的由5个保守性天冬氨酸残基组成的阳离子结合区域。该区域可结合2个钙离子或者钾离子,且其结合钙离子的强度高于其结合钾离子的强度,但是不能结合镁离子。当将其中2个保守的天冬氨酸残基(Asp-23和Asp-28)突变为丙氨酸后,其对钙离子的结合能力减弱。对OsGAP1 C2结构域阳离子结合区域结合金属离子能力的研究,有助于加深对钙信号调控蛋白质的认识,为其在农业生产中的应用提供理论依据。     

蛋白激酶PINK1与炎症及免疫反应

磷酸酶及张力蛋白同源物诱导的蛋白激酶1(PTEN induced putative kinase 1, PINK1) 是一种与线粒体自噬、帕金森病的发生发展密切相关的蛋白激酶。PINK1蛋白由581个氨基酸残基组成,具有高度保守的结构域,表达广泛。除了帕金森病,PINK1还参与多种疾病的发生、发展和调控,如肿瘤、糖尿病、心肺功能异常等。近年的研究表明,PINK1的表达影响T细胞的增殖和分化,抑制线粒体抗原递呈,参与调节机体固有免疫反应和炎症反应。另外,炎症小体NLRP3对肺内皮细胞的调节作用也与PINK1表达有关。PINK1也能通过NLRP3调节炎症介质的释放,参与脓毒症诱导的免疫代谢活动。本文就近年来PINK1与炎症、免疫反应的相关研究进行综述。     

瓯江下游流域河流沉积物重金属污染特征、来源及潜在生态风险评价

为了解瓯江下游流域及沿岸城郊入江河流沉积物中重金属的污染特征, 对瓯江流域下游及温州城区河流43个表层沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As 和Pb 共7 种重金属元素的含量特征进行分析, 比较了城郊与城区、城区入江口与城区内部之间河流沉积物重金属含量的特征及差异并探讨其污染来源。结果表明: 沉积物中7 种重金属元素的含量由高到低依次为: Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>Co>As, 与浙江省土壤背景值相比, 7 种重金属的平均含量超标1.5-4.9 倍,各种重金属的污染程度依次为: Co>Ni>Cr>Zn>As>Cu>Pb, 综合污染程度已达到警戒线等级。来源分析表明, 重金属元素Cu、Zn、Pb 和Cr 主要来自于工业污水排放及船舶交通等人类活动, Co 和As 主要来自于工业及农业生产活动, Ni主要来自于以工业为主的排污污染。潜在生态风险系数Eri 评价结果显示, 7 种重金属潜在生态风险大小为:Co>As>Cu>Ni>Pb>Cr>Zn, Co 元素处于较强生态风险等级; 潜在生态风险指数RI 介于72.05-107.80 之间, 其中55.5%的样点处于较强生态风险水平, 44.4%为中等生态风险水平, 研究区整体处于较强生态风险水平。     

面向贵州省南部新城规划的生态敏感性评价

论文建立了普适的新城生态敏感性评价指标体系, 并以此确定新城建设用地选址范围, 建议新城建设用地选址, 避开生态高敏感区, 优先选择生态敏感性较低和中等区域。针对贵州南部某新城规划区面积较小、区域潜在生态问题凸显等特点, 聚焦在生境敏感性和土壤侵蚀敏感性两类指标, 选取坡度、高程、坡向、水源保护区、土地利用、水系防护等影响因子。通过GIS 空间分析, 基于5 m×5 m 栅格, 精细表达各因子的敏感性等级分布, 并采用综合加权平均的方法计算新城规划区生态敏感性分布。结果表明, 新城规划区87.85%的区域生态敏感性高或较高。通过选址优化, 最终新城建设用地选址范围内, 生态敏感性高的区域仅占0.25%, 生态敏感性较低和中等的区域达到47.57%。     

甘南藏族自治州生态足迹与生态承载力分析

运用生态足迹的各种计算模型和评价指数, 对甘南藏族自治州2000-2015 年的生态足迹、生态承载力情况进行动态测算, 并且利用回归分析对2016-2025 年的生态足迹与生态承载力变化趋势进行预测。研究表明:2000-2015 年甘南州人均生态足迹由1.2 hm²·cap^–1 上升到2.2hm²·cap^–1, 万元GDP 生态足迹逐年下降, 人均生态承载力变化较小, 呈微减趋势; 整体上处于生态盈余状态, 但盈余在逐年递减; 生态足迹多样性指数在0.63-0.71 之间平稳波动, 生态经济系统发展能力指数呈快速上升趋势; 生态环境由2000 年的生态很安全强可持续性状态逐渐变为2015 年的较安全弱可持续性状态; 预测显示甘南州自2018 年开始出现生态赤字, 未来发展趋势不容乐观。若不采取有效措施, 其生态可持续发展状况将面临严峻的挑战。     

新疆梭梭林生态系统服务价值评估

采用新疆林业二类调查数据, 对新疆梭梭林生态系统服务的物质量和价值量进行评估, 结果表明: (1)新疆梭梭林每年提供的保育土壤, 固碳释氧, 增加营养物质, 净化大气, 防风固沙, 生物多样性保护等生态系统服务总价值高达4839546.23 万元。(2)新疆三大区域梭梭林生态服务价值从大到小依次为北疆、东疆和南疆。(3)各地、州和市梭梭林生态服务价值大小排序为塔城地区>昌吉州>阿勒泰地区>博州>克拉玛依市>哈密地区>乌鲁木齐市>巴州>吐鲁番地区>阿克苏地区>伊犁州>喀什地区。(4)防风固沙和生物多样性保护功能是新疆梭梭林生态系统主要的生态功能, 二者产生的价值占总价值的86.02%。(5)新疆梭梭林以低盖度林分分布为主, 其产生的生态系统服务价值远高于中、高盖度林分, 为保持新疆梭梭林生态服务功能可持续发挥, 需加强以低盖度为主的梭梭林林分的经营和管理。     

我国部分国家级自然保护区外来入侵物种的分布概况

基于我国53 个国家级自然保护区外来入侵植物调查与24 个国家级自然保护区外来入侵动物调查数据, 分析了外来入侵物种种类、分布状况等。调查共发现外来入侵物种201 种, 包括入侵植物176 种和入侵动物25 种。52.08%的外来入侵植物已入侵到我国国家级自然保护区, 30 个国家级自然保护区受外来入侵物种影响显著, 52 个国家级自然保护区分布有环保部公布的外来物种。云南纳板河流域国家级自然保护区外来入侵物种数目最多, 为61 种; 小蓬草(Erigeron canadwnsis)在国家级自然保护区中的出现频率最高, 为0.736。外来入侵物种已严重威胁我国自然保护区的生态安全, 亟需对保护区的外来入侵物种采取相应的防控措施, 推进外来入侵物种管理成为保护区管理工作的基本内容。     

水生生物增殖放流生态风险评价研究进展

增殖放流已成为恢复和保护水生生物资源的重要措施, 水生生物增殖放流生态风险评价是指对水生生物增殖放流引发的正在发生或可能发生的不利生态过程的评估, 目前相关研究处于发展阶段。文章综述了国内外生态风险评价研究进展, 结合水生生物的生物学属性、生态学特征和增殖放流特点, 探讨评价水生生物增殖放流对环境、环境生物、遗传和病害等的风险, 并提出了生态风险防控措施, 以期为今后水生生物增殖放流的实施、管理和研究提供参考依据。