定量稳定性同位素探针技术及其在微生物生态学研究中的应用

定量稳定性同位素探针技术(qSIP)是将生态系统中微生物分类性状与代谢功能联系起来的有效工具,能够定量测定特定环境中单个微生物类群暴露于同位素示踪剂后微生物代谢活动或生长速率.qSIP技术采用定量PCR与高通量测序技术并结合稳定同位素探针技术(SIP),通过向环境样品添加标记底物进行培养,提取微生物生物标记物,利用超高...     

植物微生物组生态功能与群落构建过程研究进展

植物各个器官表面及内部定殖着高度多样化的微生物群落,这些微生物与植物长期共进化,作为宿主植物的“共生功能体”(holobiont)在植物生长发育、养分吸收、病害抵御和环境胁迫适应性等方面发挥了重要作用。得益于近10年来多组学技术的发展和应用,有关植物微生物群落的多样性、组成和功能特征、群落构建的驱动因素和植物–微生物互作机制等方面研究取得了一系列重要进展。然而,与土壤微生物组相比,目前对植物微生物组的认识及其应用尚且不足。本文系统总结了植物微生物组的组成特征,植物微生物在调节植物生长发育、促进养分吸收、提高病害抵御能力及环境胁迫适应性等方面的功能及作用机制,从宿主选择、环境因子以及生物互作3个方面总结了驱动植物微生物群落构建的因素,并着重阐述了植物–微生物互作如何塑造植物微生物群落以及如何调节对植物的有益功能。此外,我们对未来植物微生物组研究和应用面临的挑战进行了展望,如核心微生物组挖掘和合成群落构建,植物–微生物互作的分子调控机制,植物微生物群落水平上的互作机制等。深入理解植物微生物群落特征、生态功能以及构建过程对于精准调控植物微生物组以提高植物适应性和生产力以及维持生态系统健康具有...     

稳定性同位素探测技术在微生物生态学研究中的应用

稳定性同位素标记技术同分子生物学技术相结合而发展起来的稳定性同位素探测技术（stableisotope probing,SIP）,在对各种环境中微生物群落组成进行遗传分类学鉴定的同时,可确定其在环境过程中的功能,提供复杂群落中微生物相互作用及其代谢功能的大量信息,具有广阔的应用前景.其基本原理是：将原位或微宇宙（microcosm）的环境样品暴露于稳定性同位素富集的基质中,这些样品中存在的某些微生物能够以基质中的稳定（性同位素为碳源或氮源进行物质代谢并满足其自身生长需要,基质中的稳定性同位素被吸收同化进入微生物体内,参与各类物质如核酸（DNA和RNA）及磷脂脂肪酸（PLFA）等的生物合成,通过提取、分离、纯化、分析这些微生物体内稳定性同位素标记的生物标志物,从而将微生物的组成与其功能联系起来.在介绍稳定性同位素培养基质的选择及标记方法、合适的生物标志物的选择及提取分离方法的基础上,举例阐述了此项技术在甲基营养菌、有机污染物降解菌、根际微生物生态、互营微生物、宏基因组学等方面的应用.     

HPV16感染检测和TCT筛查联用的临床应用

目的 评估人乳头瘤病毒（Human papillomavirus,HPV）16感染和液基薄层细胞学（thinprep cytologic test,TCT）筛查在预测宫颈病变中的临床价值。方法 以门诊537例高危型HPV感染疑似宫颈病变女性为对象,进行HPV16感染分析、液基薄层细胞学和阴道镜病理检查,以病理活检为金标准,比较HPV16感染筛查方法、TCT筛查方法以及二者联用在筛查中的敏感度、特异度等指标,判断其临床应用价值。结果 HPV16感染筛查方法的敏感度为62.9%,特异度为83.5%,阳性预测值为53.4%,阴性预测值为88.2%;TCT筛查方法的敏感度为41.2%,特异度为92.7%,阳性预测值为62.9%,阴性预测值为84.0%;二者联合筛查,以HPV16感染或TCT异常为阳性,敏感度为84.7%,特异度为75.8%,阳性预测值为51.2%,阴性预测值为94.3%。结论 HPV16感染联合TCT异常筛查可以提高筛查的灵敏度,特异度也在可接受范围内,可以作为宫颈防癌初筛方法。     

云南芒人肤纹参数及苯硫脲味盲率分析

本文首次报道了我国的一个待识别民族——芒人的１３项肤纹参数,并将１３项参数与汉族比较,大多有显著或高度显著性差异。同时,本文还报告了对芒人ＰＴＣ味盲频率的调查分析结果。     

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。     

非洲紫罗兰叶片脱分化过程中核酸蛋白质和滨粉含量动态的研究

本文测定了非洲紫罗兰（Ｓａｉｎｔｐａｕｌｔａｉｏｎａｎｔｈａ）叶片脱分化过程中核酸、蛋白质和波粉的含量。结果表明：发生脱分化的叶片中的蛋白质和淀粉含量均低于对照,而ＲＮＡ含量则高于对照,ＤＮＡ含量无明显差异。叶片培养的第一天内,发生脱分化的叶片中的蛋白质含量明显下降,对照中的蛋白质含量上升。脱分化过程中,淀粉含量有一个上升、下降、再上升的变化过程,对照中淀粉含量一直上升。     

新疆两种土地利用方式下土壤病毒的群落组成与功能特征

病毒作为食物网的重要组成部分,在生态系统中发挥着重要的功能。病毒能够影响宿主的死亡率、群落结构和进化,以及营养元素循环。但由于技术方法的限制,对土壤病毒的群落组成和功能特征还知之甚少。为探索不同土地利用方式下土壤病毒组特征,采集了新疆棉花地和荒漠土壤样品。通过宏病毒组学分析发现,棉花地土壤和荒漠土壤分别注释到20个和15个病毒科,单链DNA（ssDNA）病毒占优势,其中微小噬菌体科（Microviridae）占比最高。仅在棉花地土壤中检测到花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）、逆转录病毒科（Retroviridae）、裸露病毒科（Nudiviridae）、多分DNA病毒科（Polydnaviridae）、杆状病毒科（Baculoviridae）和囊泡病毒科（Ascoviridae）,其中大部分病毒属于植物病毒和昆虫病毒。本研究推测与土地利用方式相关的人为活动、土壤理化性质以及动植物的差异可能影响土壤病毒的群落组成。通过Virsorter共注释到1824条病毒contigs,主要为微小噬菌体科。进一步利用SEED数据库对病毒功能进行注释,发现两个土壤病毒组注释到的主要功能类似;在SEED level 2水平上,均以\"Phage capsid proteins\"和\"Phage packaging machinery\"占比最高。本研究可为进一步探索土壤病毒生态功能和土壤食物网提供数据支持。     

东北典型黑土区土壤有机碳结构特征及其影响因素

土壤有机碳化学结构对土壤固碳与肥力的形成具有重要意义。为探究东北典型黑土区土壤有机碳的结构特征及其影响因素,利用¹³C核磁共振技术研究了海伦、齐齐哈尔、长春和沈阳四个区域典型土壤有机碳的化学组成,分析了其与土壤物理、化学性质及气候因子的关系。结果表明,来自4个不同区域土壤有机碳的组成和结构有显著差异,海伦地区的土壤有机碳有较低的烷基碳比例（30.62±0.95）%、烷基指数（A/OA）(0.96±0.06)以及疏水性指数（HB/HI）(1.00±0.03),其有机碳化学性质更为活泼,而沈阳地区的烷基碳比例（42.42±1.03）%、A/OA（1.53±0.03）以及HB/HI（1.40±0.04）指数均最高。长春和齐齐哈尔地区的烷基碳比例、A/OA以及HB/HI指数值则介于海伦和沈阳之间。土壤有机碳、全氮含量与烷基碳比例、A/OA、HB/HI呈显著负相关（P<0.01）,与含氧烷基碳、羰基碳比例显著正相关（P<0.01）。同时,A/OA、HB/HI与年平均气温呈显著正相关（P<0.01）。结果表明,沈阳地区由于具有较高的年均温,加速了土壤有机碳的分解使得烷基碳比例增加,腐殖化程度提高,惰性增强,结构更为稳定,但其中的活性有机碳积累较少。相反,海伦地区由于气候冷凉,土壤的活性有机碳组分含量更高,性质更为活泼,未来气候变暖下可能会加速有机碳的分解,因此更应关注这些地区的有机碳库的变化和增碳措施的实施。研究结果为准确评估东北典型黑土区土壤的有机碳稳定性及碳循环提供了重要参考。     

土壤原生生物多样性及其生态功能研究进展

原生生物广泛分布在土壤和不同生境中, 其数量庞大、种类繁多, 在生态系统物质循环和能量流动以及维持土壤和植物健康中起着举足轻重的作用。与土壤其他生物类群相比, 原生生物分类体系和生态类型复杂, 分类鉴定困难且分子检测技术不够成熟, 目前对原生生物的认识相对不足。本文对当前原生生物的相关研究进展进行了总结和梳理, 系统阐述了原生生物的分类系统和营养功能群特征、土壤原生生物的多样性分布特征及影响因子, 重点介绍了原生生物群落在参与土壤养分循环、维持土壤和植物健康等中的功能作用, 并对未来的研究方向与应用前景进行了展望。对土壤原生生物的研究有助于我们深入认识土壤生物多样性资源, 并进行保护性地开发和利用, 维护土壤和生态系统健康。