21世纪以来闽三角城市群人类景观开发强度的时空演变——基于能值-GIS方法

在快速的城市化进程中,城市群作为城市发展到成熟阶段的高级空间组织形式,其在推进城市群区域社会经济一体化的同时,也在一定程度上加剧了城市群的人地关系矛盾和景观开发强度。为量化城市群的人类景观开发强度,揭示自然环境对人类资源消耗过程的压力响应机制,选取闽三角城市群在2000、2005和2013年的夜间灯光数据(DMSP/OLS)作为刻画人类经济活动范围的基础数据,通过能值分析理论,耦合可更新能源(太阳能、风能、地热能和降雨化学能等)与基于统计数据的不可更新能源进行能值核算,并进一步描述人类景观开发强度(Landscape development intensity,LDI)的时空演变特征,基于人类活动对自然生态系统的干扰程度划分为5级进行空间展示与分析。结果表明:(1)在时间尺度上,闽三角城市群的年可更新能值密度均值在2000、2005和2013年,分别为9.42×10~(16) sej/hm~2、7.25×10~(16) sej/hm~2和7.88×10~(16) sej/hm~2,呈现出先减后增的趋势,在空间尺度上,闽三角城市群可更新资源由环海湾地带向内陆地区呈环形逐层增加,其中在2000年表现尤为明显;(2)在不可更新资源的利用上,闽三角城市群的本地不可更新能源能值投入在2000、2005和2013年,分别为4.64×10~(24) sej、4.63×10~(24) sej和4.66×10~(24) sej,只出现轻微浮动,而外部输入能源的能值投入则在2000、2005和2013年,分别为1.41×10~(24) sej、3.18×10~(24) sej和5.71×10~(24) sej呈现逐年上升趋势,且其中对原煤的需求表现最高,占比高达90%;(3)LDI在空间分布上,自内陆至沿海干扰等级逐渐上升,其中,强度干扰与剧烈干扰主要覆盖厦门市、龙海市、晋江市和石狮市;在时间分布上,呈现出强度干扰和剧烈干扰逐渐增大的趋势。研究有助于政府对不同干扰等级区域的城乡建设与规划管理提供决策依据,为实现城市群可持续发展提供数据参考。     

3种卫矛属植物叶片秋冬季转色期生理生化特征研究

以疏花卫矛(Euonymus laxiflorus)、丝棉木(E.maackii)和卫矛(E.alatus)3种卫矛属植物为试验材料,测定叶片转色期叶色参数和相关生理生化指标,探讨各项指标的变化规律和内在联系,为优良色叶植物的筛选提供依据。结果表明:(1)转色期,疏花卫矛的明亮度参数L~*和色素参数b~*(黄/蓝)呈上升趋势,色素参数a~*(红/绿)变化不大;丝棉木的L~*和b~*呈先上升后下降的单峰曲线,a~*呈上升趋势;卫矛的L~*和b~*变化不大,a~*呈上升趋势。(2)3种植物的叶绿素含量在转色期呈明显下降趋势;疏花卫矛的花色素苷相对含量、花色素苷/叶绿素的值较为平稳,类胡萝卜素/叶绿素的值呈上升趋势;丝棉木和卫矛的花色素苷相对含量、花色素苷/叶绿素的值均呈上升趋势,类胡萝卜素/叶绿素的值保持平稳。(3)3种植物苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性呈下降趋势,查尔酮异构酶(CHI)活性呈先上升后下降的单峰曲线;卫矛的过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性保持平稳,疏花卫矛和丝棉木的POD活性呈上升趋势,疏花卫矛的PPO活性保持平稳,丝棉木的PPO活性呈下降趋势。(4)疏花卫矛和卫矛的可溶性糖和淀粉的质量分数呈先上升后下降的单峰曲线,丝棉木的可溶性糖和淀粉的质量分数呈上升趋势。(5)相关性分析显示,疏花卫矛呈现黄色主要是因为叶绿素的分解,丝棉木和卫矛呈现红色是因为花色素苷的合成,可溶性糖、淀粉、CHI对花色素苷的合成有一定作用,POD对叶片呈现红色有促进作用,PAL和PPO活性对花色素苷的合成无显著影响。     

基于SSR标记的不同优势等级云南松遗传多样性分析

基于SSR分子标记技术,按树高和胸径（地径）因子将样地内的植株分为优势木、中等木和劣势木3类,对不同生长优势等级云南松林木的遗传多样性变异特征进行了研究。结果表明：在林冠层,优势木的有效等位基因数、Shannon's信息指数、观测杂合度和期望杂合度分别为2.083、0.762、0.290和0.423,略高于中等木和劣势木;在更新层,有效等位基因数、Shannon's信息指数、观测杂合度和期望杂合度分别为2.063、0.774、0.272和0.410,除观测杂合度外,其余3个指标也均表现为优势木略高于中等木和劣势木。从差异显著性检验来看,不同生长优势等级云南松林木间的遗传多样性差异不显著,即林木生长分化对遗传多样性的影响不明显。     

中国生物多样性在线数据处理平台的构建

高质量的生物多样性数据能够为生物多样性的研究与保护提供数据支撑。目前研究人员开发了大量的生物多样性数据处理软件或工具, 包括工作流系统、R语言包、Python语言包和Excel工具等, 但是使用这些软件或工具需要用户安装相应的软件客户端, 并掌握一定的编程语言、软件开发和复杂的Excel公式等知识和技能。为降低用户的学习成本和使用门槛, 本文采用了Browser/Server模式设计技术、Web技术、可视化技术、响应式开发技术、网络爬虫技术、数据处理技术和Solr智能检索技术等, 针对不同维度的生物多样性数据设计和开发了相应的数据处理模块, 构建了中国生物多样性在线数据处理平台(http://dp.iflora.cn/)。该平台能够有效地帮助科研人员对物种名称、地理位置、时间日期和经纬度等数据进行处理, 并提供数据格式转换、数据质量评测和资源统计分析等辅助功能, 帮助科研人员实现零代码和低门槛地处理生物多样性数据, 提供便捷、高效和简单的数据清洗、校正、转换和整合等数据处理渠道, 为生物多样性研究和保护提供信息化技术支持与服务。     

一株海洋放线菌的鉴定及其促生作用机理

【背景】海洋放线菌BM-2是本实验室从连云港海域分离得到的一株具有抗菌和促生作用的优良菌株,具有良好的开发应用前景。【目的】明确海洋放线菌BM-2的分类地位,揭示该菌株的促生作用机理,为菌株的开发应用提供理论依据。【方法】通过形态观察、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析,对海洋放线菌BM-2菌株进行种属鉴定;采用透明圈法、平板划线法测定BM-2菌株解磷、解钾作用、固氮作用和产植酸酶、1-氨基环丙烷-1-羧基(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶的能力;运用沙尔科夫斯基反应(Salkowski法)和铬天青(chromeazurol S,CAS)法分别测定菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)和产铁载体的能力。【结果】培养特征、菌落形态观察及生理生化试验结果表明,BM-2菌株符合链霉菌属(Streptomyces)的特征,16S rRNA基因序列与GenBank中栗褐链霉菌(Streptomyces badius)的序列相似性为99.72%;BM-2菌株具有固氮和解有机磷活性,能够产生ACC脱氨酶、铁载体和IAA。【结论】BM-2菌株为栗褐连霉菌(Streptomyces badius),固氮、解有机磷作用以及产生ACC脱氨酶、IAA可能是该菌株的促生作用机制。     

被动游泳运动对小鼠抑郁样行为及其肠道菌群组成的影响

被动游泳运动可诱发小鼠抑郁样行为,游泳环境的改变已成为抑郁样行为严重程度影响因素之一。观察不同水质、水温及持续时间对被动游泳小鼠抑郁样行为的影响,并初步探讨肠道菌群组成与抑郁样行为的关系。通过不同条件下的被动游泳运动建立抑郁样行为小鼠模型。采用糖水偏好实验及强迫游泳实验评价其行为学变化;采用16S rDNA高通量测序技术及实时荧光定量PCR技术对小鼠肠道菌群进行分子生态学分析。被动游泳16周后,各模型组小鼠体质量及糖水偏爱度均较正常对照组降低,而不动时间则有所延长。其中,室温海水游泳15 min小鼠体质量及糖水偏爱度降低程度最大,不动时间最长,与正常对照组比较,均具有显著性差异（P<0.05）。各模型组小鼠肠道菌群Chao指数、Shannon指数及PCoA分析均较正常对照组具有显著性差异（P<0.05）,其从门水平到属水平的丰度也发生不同程度改变。其中,室温海水游泳15 min小鼠肠道菌群组成变化程度最大,并发生拟杆菌属、普氏菌属等多个菌属的富集以及乳杆菌属丰度的减少,实时荧光定量PCR实验也得到了较为一致的结果（P<0.05）。以上结果表明,被动游泳运动可导致小鼠抑郁样行为的发生,其肠道菌群组成也发生明显改变;同时,菌群组成的改变会随着抑郁样行为的严重程度而有所变化。     

棉铃虫Polycalin基因的克隆及其表达分析

【目的】通过对棉铃虫Polycalin基因的克隆及其表达谱分析,进一步明确Polycalin基因在抗性中发挥的作用,为棉铃虫Helicoverpa armigera的抗性治理提供理论依据。【方法】通过RACE结合PCR技术克隆获得了棉铃虫Polycalin基因的全长序列,利用实时荧光定量PCR技术测定了在棉铃虫不同发育时期、幼虫肠道不同部位的Polycalin基因表达量,比较了棉铃虫取食含Cry1Ac蛋白的饲料后,Polycalin基因表达量的变化。【结果】该基因全长序列为2 955 bp,开放阅读框为2 781 bp,编码926个氨基酸(Gen Bank登录号为KP100652);预测蛋白的分子量为101.68 ku,等电点为4.57。推导的氨基酸序列中,N末端含有20个氨基酸组成的信号肽,含有8个O-糖基化位点,3个N-糖基化位点,C末端存在2个GPI结合位点。Polycalin在棉铃虫所有发育阶段都可以表达,幼虫期表达量较高,尤其在1~3龄幼虫体内表达量最高,在卵、成虫和蛹中的表达量较低。棉铃虫4龄幼虫取食含活化Cry1Ac蛋白的人工饲料后,Polycalin基因的表达受到抑制。【结论】研究结果可以为进一步揭示Polycalin基因的功能及其在Bt杀虫机制中的作用奠定基础。     

生物制氢——能源、资源、环境与经济可持续发展策略

人类面临能源危机、资源短缺、环境污染的严峻挑战,开发新的能源,合理利用资源并保护生态环境势在必行。氢能具有清洁、高效、可再生的特点,是未来重要的新能源物质。生物制氢技术利用可再生资源,特别是可利用工农业有机废弃物产氢,效率高,能耗低,污染少,成本低,具有巨大的发展潜力。本文简要阐述生物制氢技术及其发展状况,提出我国发展生物制氢技术,实现能源、资源、环境与经济可持续发展的政策建议。     

Nrf2对缺氧/复氧诱导的SH-SY5Y细胞线粒体分裂的影响

目的:通过体外模拟脑缺血再灌注损伤的细胞模型,探究核转录相关因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)与线粒体分裂是否存在调控关系。方法:通过三气培养箱和无糖培养基模拟氧糖剥夺/复氧(Oxygen and glucose deprivation/reperfusion,OGD/R)的条件,将OGD4 h、6h、8h和10h与R0h、6h、12h、18h、24h多个时间点组合,通过CCK8试剂盒(Cell Counting Kit-8,CCK8)检测细胞的存活率,最终以细胞凋亡明显但仍有半数存活的OGD4 h/恢复R18 h为条件建立细胞OGD/R模型;用Nrf2激动剂叔丁基对苯二酚(Tert-butylhydroquinone,t BHQ)和抑制剂鸦胆子苦醇(Brusatol,Bru)对细胞进行干预处理;蛋白免疫印迹(Western blot,WB)法检测Nrf2、动力相关蛋白1(Dynamin-related protein 1,Drp1)的表达量;制备细胞沉淀的切片,通过电镜观察细胞内线粒体的形态。结果:OGD/R+t BHQ组Nrf2蛋白的表达明显高于OGD/R组,且OGD/R+t BHQ组Drp1蛋白的表达则低于OGD/R组(P0.05),而OGD/R+Bru组Nrf2蛋白的表达低于OGD/R组,且OGD/R+Bru组Drp1蛋白的表达高于OGD/R组(P0.05);电镜观察结果显示OGD/R+t BHQ组线粒体分裂的程度和比例较OGD/R组有所减少,而在OGD/R+Bru组有增多(P0.05)。结论:Nrf2对线粒体分裂有负向调控作用,可能机制是经由Drp1蛋白发挥作用。     

植物DNA条形码与生物多样性数据共享平台构建

DNA条形码基于较短的DNA序列实现物种的快速、准确鉴定, 不仅加快了全球生物物种的鉴定和分类步伐, 也为生物多样性的管理、保护和可持续利用提供了新思路和研究方法。植物DNA条形码标准数据库的不断完善, 将使植物多样性信息的快速获取成为可能; 将不同类型数据资源整合、共享和利用, 构建植物DNA条形码数据共享平台, 是满足公众对物种准确鉴定和快速认知的重要支撑。本文介绍了近年来植物DNA条形码的研究进展; 植物DNA条形码参考数据库的研发现状和存在的问题。结合上述问题, 围绕“大数据”时代背景, 对如何管理和使用好海量的植物信息, 如何构建数据共享平台提出了一些设想: (1)数据共享平台的元数据应尽可能翔实、丰富、准确和多关联; (2)数据标准应统一规范; (3)查询入口方便、迅速、多样, 易于管理, 便于实现更大程度的数据共享和全球化的合作交流。