水生态空间红线概念、划定方法及实证研究

我国面临着多方面、复杂的水生态问题:洪涝、干旱、水质污染、水生生境丧失以及人水关系日益疏远等等。解决这些问题,不能依赖单一目标的灰色工程方法,而必须从维护和保育水生态系统的完整性出发,来系统地解决问题。为此,如何定义一个相对完整的水生态系统的边界、划定维护其安全和健康的底线,即水生态空间红线,是用生态方法综合解决水问题的基础性的工作。研究提出了以保护水生态系统的综合生态服务为核心的水生态空间红线概念;提出了以水生态安全格局构建为基础的水生态空间红线划定方法和"水生态问题分析-水生态过程模拟和评价-水生态安全等级划分-水生态安全格局判定-水生态空间红线的划定"技术流程,分别划定水资源供给保护、水文调节保护、水生命支持和水文化保护四种类型的水生态保护空间红线,在此基础上,整合为综合的水生态空间红线,它呈现为对水生态过程具有关键意义的点、线、面和空间联系所构成的空间格局,并以雁栖湖流域为例进行了实证研究。     

海栖热袍菌极耐高温木聚糖酶基因xynB64在大肠杆菌中的融合表达

来源于极端嗜热菌海栖热袍菌(Thermotoga maritima MSB8)的木聚糖酶B具有极高的热稳定性,在饲料、造纸、能源和食品医药行业具有巨大应用潜力。携带酶基因xynB64的pET28a(+)重组载体在宿主大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,重组酶活力较低。更换宿主为携带稀有tRNA基因的大肠杆菌:BL21-CodonPlus(DE3)-RIPL和Rosetta(DE3)后,酶活力分别提高了197%和277%,但是后者中的表达会形成部分包涵体。宿主菌为大肠杆菌Rosetta(DE3),更换载体为4种融合表达载体pET32a(+)、pET42a(+)、pET43.1a(+)和pMAL-c2X进行表达,重组酶分别融合了Trx、GST、Nus和MBP标签。其中Rosetta(DE3)/pMAL-c2X-xynB64表达酶活力最高,相当于Rosetta(DE3)/pET28a-xynB64表达酶的88%,而且目的酶表达量占全细胞蛋白的40%,几乎不形成包涵体。     

低温胁迫导致斑马鱼尾部发育畸形的分子机制

相比于恒温动物,环境温度对鱼类等变温动物的影响更加剧烈。为研究低温胁迫对鱼类胚胎发育时期的影响,我们将斑马鱼体节发生期的胚胎分成3组,其中两组分别在低温12℃处理12 h(12℃/12 h)和24 h(12℃/24 h),第三组作为对照在常温下孵育。我们发现经受低温胁迫的胚胎发育成幼鱼后体长均变短,并且这种体长变短的现象在12℃/24 h组中比12℃/12 h明显。在12℃/12 h处理组中大约5%的幼鱼尾部弯曲出现畸形状态,而经过12℃/24 h处理后大约有90%的幼鱼尾部出现畸形。为了探究低温胁迫导致尾部发育畸形的原因,我们用RT-qPCR的方法检测与凋亡相关的基因p53、c-Jun、gadd45αa和与肌肉发育相关的基因myod、mrf4、myf5,发现低温胁迫以后凋亡相关基因p53、c-Jun、gadd45αa的表达量显著上升,而肌肉发育相关基因myod、mrf4、myf5的表达量显著下降。并且利用TUNEL(TdT mediated dUTP nick end labeling)凋亡检测方法也发现低温胁迫后斑马鱼幼鱼的尾部出现细胞凋亡信号。证明低温胁迫可引起细胞凋亡和肌肉发育的阻滞,进而导致尾部发育畸形。