伪狂犬病病毒基因编码区碱基组成与密码子使用偏差

由于伪狂犬病病毒(PRV)中G C含量高达74％,至今尚没有一个毒株完成全基因组测序。对已知的68个PRV基因编码区序列碱基组成及密码子使用现象进行了统计分析,结果发现PRV基因中存在非常强的密码子使用偏差。所有68个PRV基因编码区密码子第三位总的G C含量为96．24％,其中UL48基因高达99．52％。PRV基因偏向于使用富含GC的密码子,特别是以C或G结尾的密码子。此外,还发现PRV中G C含量变化较大的UL48、UL40、UL14和IE180等基因附近正好与已知的PRV基因组复制起始区相对应。根据基因功能将PRV基因分为6类进行分析发现,基因功能相同或相近的基因其密码子使用模式相似,其中调节基因的同义密码子相对使用度(RSCU)与其他基因有显著差异,在调节基因中以C结尾的密码子的RSCU值远大于其他同义密码子。最后,对PRV基因氨基酸组成差异进行多元分析,发现不同功能的PRV基因在对应分析图上分布不同,表明PRV基因密码子使用模式可能与基因功能相关。     

山西阳泉老窑水硫酸盐还原菌的分离鉴定及其还原功能驯化

【背景】含硫煤矿开采后,地表水/地下水回流至采空区形成酸性老窑水,含有高浓度重金属离子和硫酸盐,严重危害生态系统健康。利用微生物自身生长处理老窑水具有成本低、环境友好等特点,具有良好的应用前景。目前利用的硫酸盐还原菌大多只在适宜温度和中性pH条件下具有较高活性,在北方低温和酸性条件下难以发挥作用。【目的】本研究旨在从山西阳泉山底河流域的老窑水环境中分离硫酸盐还原菌,并调节温度和pH进行驯化,从而得到高效耐低温耐酸菌株,为北方老窑水微生物治理提供可用菌种资源。【方法】对山底河流域典型老窑水样品中的微生物进行富集培养,并筛选硫酸盐还原菌。通过革兰氏染色、扫描电镜对菌株形貌特性进行表征,利用16SrRNA基因序列比对进行菌种鉴定,探究其生长特性和硫酸盐还原性能。在此基础上降低温度和pH,对高效还原硫酸盐菌株进行驯化,探讨其在北方老窑水污染治理中的应用潜力。【结果】本研究筛选得到2株硫酸盐还原菌,命名为YQ-1和YQ-2,分别属于革兰氏阴性瘤胃解蛋白质菌属(Proteiniclasticum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在30°C、pH 7.5条件下,YQ-1和YQ-2对1 1...     

油藏嗜热菌与膨润土的相互作用及其对储层防膨的意义

【目的】本文从胜利油田沾3区块的高温油藏的原油采出液中分离得到一株嗜热菌,通过其与膨润土的相互作用,尝试探讨油藏微生物作为油藏储层中水敏性矿物(如蒙皂石)改性剂的可能性。【意义】研究结果将在降低水敏矿物的膨胀性能,为解决水驱采油中遇到的水敏效应的瓶颈问题提供微生物的新途径。【结果】所得菌株为革兰氏阳性菌,呈杆状,具芽孢,兼性厌氧,鉴定为Geobacillus icigianus SL-1。菌株SL-1在厌氧条件下能够还原蒙皂石的结构铁。扫描电镜(SEM)结果显示,无菌对照体系中,蒙皂石呈不规则薄片状。而经微生物作用后,除薄片状蒙皂石外,另有板状次生矿物的生成。进一步能谱(EDS)分析表明,与薄片状蒙皂石相比,板状矿物含有较高的Al/Si比值,且含有明显的K+信号。XRD结果显示,经过微生物作用后,固相物质中蒙皂石的百分比下降至47.7%,伊利石百分比上升至29.1%,而无菌对照组中蒙皂石的百分含量则为70.4%,伊利石的百分比则为19.8%。XRD物相分析和EDS结果均证实经过微生物作用后,部分蒙皂石转化成了伊利石。膨胀性能的分析进一步揭示菌株SL-1作用后,矿物膨胀性较初始矿物显著降低,缩膨率达到25.9%。以上结果为油藏储层防膨提供了重要的实验依据。     

长江经济带国土空间开发与保护路径优化

长江经济带是重大国家战略发展区域,优化其国土空间开发保护格局是实现生态文明建设的重要内容。研究基于“核心点-发展轴-战略区”的框架,通过国土空间利用强度表征指标及夜间灯光数据识别发展核心点,借助有序加权平均算法模拟多种决策愿景下的空间发展阻力面,运用最小累积阻力模型和电路理论模型识别空间发展轴线及其内部的开发保护战略区,定量构建不同决策偏好的空间格局优化方案,突破了传统研究中单一目标和定性分析的局限。结果表明：长江经济带国土空间发展核心点共63个,约占区域总面积的5%,呈现自东向西递减的空间分布特征;城镇扩张、协同发展和生态约束三类情景下发展轴线均为61条,所覆盖的县级单元分别占总数的36.6%、36.5和36.7%,呈现出“一横三纵”的格局特征;城镇扩张、协同发展和生态约束三类情景下开发战略区分别占轴线面积的4.5%、4.9%、4.8%,多分布于长江干流及其支流沿线。保护战略区分别占轴线面积的17.1%、13.9%、15.3%,主要分布于长江南岸区域。在此基础上形成的国土空间开发保护格局基础架构,能够为落实长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”提供决策参考。     

新疆其木干剖面中新世-上新世沉积物粘土矿物特征及其古气候指示意义

为重建新疆其木干地区中新世-上新世古气候,采用X射线衍射、扫描电子显微分析方法,对该区中新世-上新世沉积物中粘土矿物的相对含量、组合类型及显微形貌等进行了研究。结果显示:中新世早期-早中新世中期,沉积物中粘土矿物以伊利石和绿泥石为主,含少量的蒙脱石,表明以干旱气候为特征;晚中新世中期-早中新世晚期,伊利石的相对含量逐渐降低,且含有少量的蒙脱石和高岭石,指示相对温湿的气候条件;中新世晚期的粘土矿物组分与中新世早期相似,以伊利石和绿泥石为主,指示古气候以干旱为主导;晚中新世晚期至上新世伊利石相对含量降低,而蒙脱石和高岭石的相对含量升高,但由于粘土矿物中伊利石、绿泥石的含量仍然较高,指示古气候仍然以干旱为主导,但相对于中新世而言,这段时期为相对湿润期。以上结果表明,新疆其木干地区中新世-上新世古气候以干旱为主,并且气候经历了干旱-相对湿润-干旱-相对湿润的演化过程,但总体而言,本区中新世比上新世要更为干旱。     

机械损伤对9种水生植物叶片的影响

水生植物叶片的功能性状特征与陆生植物有所不同,同时叶脉类型也显著影响叶片的功能性状。本研究选取9种具有不同叶脉类型的水生植物,通过对叶脉进行直接损伤,分析叶片性状（形态、色素含量和叶绿素荧光指标）在叶脉受损后的变化程度与叶脉类型的关系。结果显示：具有平行脉的3种水生植物对叶脉损伤具有较强的耐受性;具羽状脉的4种植物主脉受损后显著抑制叶片生长,而侧脉受损的影响在不同物种间有所不同,具有物种特异性。本研究可为大型湖泊水生植物修复的水生物种筛选提供参考。     

基于重力模型与电路理论的生态网络对比研究——以济宁市为例

构建生态安全格局是国土空间生态保护修复的重要内容,探讨基于多种理论的生态网络构建、关键节点识别方法并明晰其特点,创新多方法耦合的工作体系对国土空间生态保护修复具有重要意义。以济宁市为例,以济宁市自然保护地为生态源地,以陆生生物迁移特点为基础选取NDVI、坡度、地形起伏度、土地利用类型、距道路距离、距水域距离作为阻力因子,使用主成分分析方法获得权重加权叠加生成综合阻力面,运用MCR-重力模型和电路理论分别识别生态廊道(EC)、生态保护节点(EPN)、生态修复节点(ERN);使用网络闭合度、线点率、网络连接度、成本比、关键节点密度5个参数评价基于两种方法的生态网络结构差异,并对其包含的景观类型、空间分布、节点区位进行对比。研究结果如下:(1)基于MCR-重力模型共提取和识别生态廊道(EC)51条,生态保护节点(EPN)121个,生态修复节点(ERN)58个;基于电路理论共提取和识别生态廊道(EC)50条,生态保护节点(EPN)232个,生态修复节点(ERN)208个;(2) MCR-重力模型识别生态网络的结构更加复杂密闭,其生态廊道稳定性更高,电路理论在关键节点的识别中更具优势;(3)两种模型识别的生态网络所包含的景观类型相近,均以农田和林草地为主,说明发展生态农业对平原产粮区的生态安全具有重要意义,MCR-重力模型生态廊道包含更多的林地;电路理论在城镇开发边界内和非控制区内可以更好地识别生态节点,可以有效提高生物迁徙成功率。结果对济宁市国土空间生态保护修复具有指导意义。     

地球生物学发展的机遇与挑战*

地球生物学已经引起了人们的广泛关注, 目前面临着机遇与挑战并存的发展局面。得益于现代技术方法的大发展, 地球生物学的研究对象经历了从宏体动植物向微体古生物再向地质微生物和地质病毒的发展, 研究主题从气候环境对生物演化的影响进一步拓展到生物演化如何影响气候环境乃至深地过程, 进而回答生命是如何塑造地球的宜居性这个地球科学的根本性难题。研究对象和研究主题的拓展也提升了地球生物学服务人类社会的能力, 资源能源安全的保障、气候—环境—生物多样性危机的协调应对等都需要地球生物学的支撑。同时, 地球生物学的发展也面临着诸多挑战。它首先需要技术方法的进一步革新来带动认识的创新, 其次需要回答生物演化的驱动力问题, 更需要破解生物演化如何影响深地过程, 包括板块运动、火山活动等地质过程, 只有这样才能全面而正确地评估生物是否改变了宜居地球的演化方向, 以及如何应对当前人类所面临的诸多全球性难题。     

玉米生长和光合作用对土壤呼吸δ13C的影响

在玉米盆栽试验期间,运用碱吸收法采集土壤呼吸样品,转化成碳酸钡后,运用质谱法测定其δ^13C值,以研究玉米生长和光合作用对土壤呼吸δ^13C值的影响。结果表明,在玉米生长下,土壤呼吸的δ^13C值随玉米生长时期而变化,变化在-14.57‰~-12.30‰之间,呈喇叭期〉成熟期〉开花期,而在裸土下,土壤呼吸的δ^13C值在-19.34‰~-19.13‰之间,不随时间发生显著变化。开花期土壤呼吸δ^13C值降低的主要原因是光合产物土壤输入的下降和根系活性的降低,成熟期玉米土壤呼吸δ^13C值的增加主要是由于衰老死亡根系的分解腐烂。玉米生长下,无论开花期还是成熟期,白天土壤呼吸的δ^13C值显著大于夜间;玉米植株遮光处理后,土壤呼吸的δ^13C值显著降低。该试验结果证明玉米生长和光合作用显著影响土壤呼吸的δ^13C值,在玉米生长期间,土壤呼吸主要来自于新近合成的光合产物。