全球变化背景下野火研究进展

野火是森林和多种植被生态系统面临的最重要自然干扰,也是一种重要的自然灾害;而人类活动已在全球范围内显著影响了野火的发生与分布,因此野火成为全球变化及其环境影响研究的关键议题之一。本文基于国际野火研究的文献搜索和统计分析,从野火的观测-评估-预警技术、野火时空格局研究、气候变化和人类活动对野火的影响、野火的环境-生态-进化效应等方面入手,综述了自21世纪以来的国际野火研究进展。概括起来,遥感技术的快速发展,推动了野火观测的时空分辨率不断提高,对野火时空格局的刻画从单一因子向多重指标的火烧体系评估转变。气候变化在某些区域已经显著影响了野火的发生频率,预计随着全球变暖野火风险将进一步加大,并且极端大火的发生机制和生态影响越来越受到关注。人类活动一方面通过增加火源提高了野火频率,另一方面又通过提高生态系统管理的强度、扑救火灾以及降低可燃物的连通性抑制了野火的发生。植被在长期演化过程中形成了一系列适应火的功能机制,这些功能属性影响着生态系统对野火的响应,并对火后生态恢复和重建具有科学指导价值。未来野火研究将向跨时空尺度、观测和模拟深度融合、典型机制和大尺度效应相结合的方向发展。     

头孢菌素C乙酰化酶的半理性改造及7-ACA的生物合成

CPC乙酰化酶是一步酶法制备7-ACA的关键酶,针对它的研究具有重大的经济价值。为了获得对CPC具有更高催化活性的CPC乙酰化酶,以Pseudomonas sp SE 83来源的Ⅲ型CPC乙酰化酶CA Ⅲ为亲本,借助分子对接的手段确定了它与CPC结合的关键氨基酸残基,并确定将这些关键氨基酸残基突变为侧链基团更小的氨基酸残基,对CA Ⅲ的编码基因利用多点定点突变试剂盒完成定点突变后借助p ET32a质粒在E.coli BL21(DE3)中实现了可溶性表达,获得了对CPC催化活性更高的重组突变体reCA Ⅲ~M,其比酶活为26.7 IU/mg,较原酶提高了3.44倍。此外,初步研究了利用reCA Ⅲ~M进行一步酶法生产7-ACA的工艺,40 IU/g CPC的加酶量、25℃的条件下反应12 h,CPC的转化率和7-ACA的得率分别可达96.3%和63.4%,表明该酶具有良好的应用前景。CPC乙酰化酶的分子改造上取得的较为理想的结果,为该酶进一步的分子改造及应用奠定了坚实的基础,也为其它酶的分子改造提供了可资借鉴的经验。     

miR-223在结肠癌组织中的表达及促进结肠癌细胞迁移侵袭的机制研究

目的:探讨微小RNA-223 (mi R-223)在结肠癌组织中的表达及对结肠癌HT-29细胞侵袭、迁移能力的影响及机制。方法:检测mi R-223在结肠癌组织与癌旁组织中的表达。通过脂质体转染法将mi R-223模拟物(mi R-223 mimics,mi R-223 mimics组)及microRNA无关序列(mi R-223 NC,NC组)转染入结肠癌HT-29细胞。采用Real-time PCR检测转染后细胞中mi R-223和TWIST的表达,Western blot检测TWIST的蛋白表达,Tranwell检测细胞的迁移与侵袭能力。双荧光素酶报告基因检测mi R-223对TWIST基因启动子活性的影响。采用Transwell迁移与侵袭实验检测mi R-223 mimic及Twist si RNA共转染后人结肠癌细胞系HT-29迁移与侵袭能力的变化。结果:与癌旁结肠组织比较,mi R-223在结肠癌组织中呈现明显高表达(P0.05);与空白对照组和mi R-223 NC组比较,转染mi R-223 mimics后的HT-29细胞中的mi R-223表达显著增加(P0.05)。与阴性对照组和空载转染组相比较,mi R-223 mimics转染组穿透的细胞数目明显增加(P0.05),且mi R-223 mimics转染组的细胞侵袭能力显著增强(P0.05)。与mi R-223 NC组和空白对照组比较,转染mi R-223 mimics的HT-29细胞的TWIST基因m RNA和蛋白表达均显著增加(P0.05)。双荧光素酶检验结果显示TWIST为mi R-223的下游靶基因。共转染TWIST si RNA和mi R-223 mimics的结肠癌HT-29细胞的迁移与侵袭能力较单独转染mi R-223 mimics的HT-29细胞显著减弱(P0.05)。结论:mi R-223可能通过上调下游靶基因TWIST水平促进结肠癌HT-29细胞的迁移与侵袭。     

陆地生物圈模型的发展与应用

陆地生物圈与大气圈和水圈之间能量、水和碳氮等元素的交换和循环对整个地球系统产生了深刻的影响。陆地生物圈模型(TBM)是研究陆地生态系统如何响应和反馈全球变化的重要方法和工具。通过对从生态系统到区域和全球陆地生物圈不同空间尺度的植被动态、生物地球物理和生物地球化学循环过程、水循环和水文过程、自然干扰和人类活动等过程时间动态的模拟, 陆地生物圈模型被广泛地应用于评估和归因过去陆地生物圈的时空变化和预测陆地生物圈对未来全球变化的响应和反馈。该文简要回顾了陆地生物圈模型的发展, 总结了模型对陆地生态系统主要过程的刻画和模型在生态系统生态学的应用, 并对未来陆地生物圈模型的发展和应用进行了展望。