互花米草生物质能利用潜力

作为外来种,互花米草(Spartina alterniflora)对入侵地的生态系统产生了较强的干扰,但同时高生物量的互花米草也是一种潜在的生物质能源.发展生物质能是充分利用互花米草资源并控制其恶性扩张的较为有效和实用的途径,具有生态和经济双重效益.本文总结了互花米草生物质能的利用潜力,其表现为时间与空间上的生物量资源优势、高效的光合作用机制与高生产力、高贮能、较高的碳水化合物、蛋白质和脂肪储量以及不占用耕地等;同时介绍了互花米草生物质能开发利用现状,并指出互花米草生物质能的开发与利用有着光明的前景.     

高碳水化合物日粮对翘嘴红鲌生长、GK及GK mRNA表达的影响

探讨不同碳水化合物(CHO)水平对翘嘴红NFDA5生长、葡萄糖激酶(GK)及GK基因表达的影响.选用540尾(40.73±0.44)g翘嘴红鲌,随机分成为高CHO组、中CHO组、无CHO组,每组设三个重复,饲养8周,测定鱼体生长、血液指标、GK活性及GK mRNA水平等指标.结果显示,随着CHO添加量的增加,鱼体特定生长率与死亡率呈下降趋势,饵料系数刚好相反.摄食后,血糖先上升后趋于平缓,其中高CHO组相对高,无糖组低;血浆甘油三酯先上升后下降再上升又下降,其中高CHO组相对高,中CHO组最低;无CHO组血浆胆固醇、中CHO组HK活性、高CHO组GDH相对较低,其他各组在投喂后都呈先上升后下降.GK活性总体呈上升趋势,各组在禁食时,检测不到GK活性,饲料CHO含量越高,GK活性也越高,但是GK mRNA的水平与CHO含量并不呈线性关系.血糖、GK活性与GK mRNA的水平之间有一定的相关性,摄食高CHO饲料可诱导GK酶活性及基因的表达,造成持续高血糖,这可能不利于生长.     

Bionics and Structural Biology： A Novel Approach for Bio-energy Production

Cellular metabolism is a very complex process. The biochemical pathways are fundamental structures of biology. These pathways possess a number of regeneration steps which facilitate energy shuttling on a massive scale. This facilitates the biochemical pathways to sustain the energy currency of the cells. This concept has been mimicked using electronic circuit components and it has been used to increase the efficiency of bio-energy generation. Six of the carbohydrate biochemical pathways have been chosen in which glycolysis is the principle pathway. All the six pathways are interrelated and coordinated in a complex manner. Mimic circuits have been designed for all the six biochemical pathways. The components of the metabolic pathways such as enzymes, cofactors etc., are substituted by appropriate electronic circuit components. Enzymes are related to the gain of transistors by the bond dissociation energies of enzyme-substrate molecules under consideration. Cofactors and coenzymes are represented by switches and capacitors respectively. Resistors are used for proper orientation of the circuits. The energy obtained from the current methods employed for the decomposition of organic matter is used to trigger the mimic circuits. A similar energy shuttle is observed in the mimic circuits and the percentage rise for each cycle of circuit functioning is found to be 78.90. The theoretical calculations have been made using a sample of domestic waste weighing 1.182 kg. The calculations arrived at finally speak of the efficiency of the novel methodology employed.     

研究发现将碳水化合物转化为脂肪关键基因

加州大学伯克利分校的科学家们揭示了机体将碳水化合物转化为脂肪的分子机制，他们在研究中发现BAF60c基因会导致脂肪肝。研究显示，即使饮食中含糖量高，缺乏BAF60c基因的小鼠依然不能将碳水化合物转化为脂肪。     

神奇的生命——植物

那是在几十亿年前，地球上没有生命存在，大气中和地球表面上只有氢、氯、硫化氢和一些简单的碳水化合物，唯独没有氧气。随着地球的演化，在雷电和太阳光紫外线的作用下，逐渐形成一些较复杂的有机化合物。同时，水在具有高能量的紫外光和雷电的作用下，发生光分解和电解，形成少量的自由态氧。     

杉木人工林土壤活性有机质变化特征

在中国科学院会同森林生态实验站对第一代、第二代杉木林和地带性阔叶林土壤活性有机质主要组分进行了研究.结果表明,土壤活性有机质各组分含量均为杉木林低于阔叶林,而第二代杉木林又低于第一代杉木.第一代杉木林活性有机质总量、微生物生物量碳、水溶性有机碳和碳水化合物含量分别为18.79 g·kg^-1、421.7 mg·kg^-1、252.2 mg·kg^-1和136.3 mg·kg^-1,上述活性有机质组分在第二代杉木林中的含量分别是第一代杉木林的73.6%、87.9%、66.3%和53.2%,地带性阔叶林则分别为22.31 g·kg^-1、800.5 mg·kg^-1、361.1 mg·kg^-1和220.1 mg·kg^-1.相关性分析结果表明,土壤活性有机质各组分之间具有不同程度的相关性,其中土壤微生物生物量碳与其它活性有机质组分的相关性相对较高.     

模拟增温对杉木幼树生长和光合特性的影响

为阐明杉木生长特征及光合能力对未来全球变暖的响应方式,通过在福建省三明市森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点内开展的土壤增温(电缆加热,+4℃)实验,研究了增温条件下杉木幼树生长(树高、地径)特征及光合作用参数的变化,并对土壤有效氮(N)、叶片N含量、叶绿素含量(Chl)及非结构性碳水化合物(NSC)指标进行了测定。结果表明:1)在增温条件下,杉木幼树净光合速率(P_n)和水分利用效率(WUE)显著增加,分别增加了71.4%、51.3%,增温后杉木叶片能维持较高的气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和胞间二氧化碳浓度(C_i)。2)增温促进土壤有机氮矿化作用,使土壤中可供植物吸收利用的有效N含量显著增加,从而引起杉木叶片N含量显著提高。而N作为叶绿素的重要组成物质,增温后,叶片N含量显著提高,最终导致杉木幼树叶片Chl a、Chl b及Chl总量显著增加,增加比例分别为76.3%、55.8%、68.7%,Chl a/b值亦呈增加趋势。3)增温对杉木幼树生长及叶片NSC含量并无显著影响。综上所述,增温通过改变杉木叶片气孔导度敏感性以及促进杉木叶片Chl含量合成,增加叶片对CO_2的吸收以及光能捕获能力,进而提高光合效率。同时,增温引起的根系高温可能大幅度提高杉木呼吸强度,加剧对杉木叶片碳水化合物的消耗过程,使其NSC含量无显著变化,从而导致杉木幼树生长无显著差异。     

人工油松林中不同植物叶片非结构性碳水化合物含量对氮添加的响应

全球氮沉降通过影响树木叶片的生理过程影响森林生态系统的结构与组成,但目前关于氮沉降对森林生态系统中不同植物叶片非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响还不十分清楚.本研究选取黄土丘陵区人工油松林中油松、辽东栎、忍冬、绣线菊、黄刺玫、茜草、披针苔草7种主要高等植物,比较了3年氮添加(0、3、6、9 g N·m^-2·a^-1,分别用N₀、N₃、N₆、N₉表示)对7种植物叶片中NSC的影响.结果表明: 不同植物叶片可溶性糖、淀粉含量变异很大,二者变异最高的均为黄刺玫,最低的分别为绣线菊和披针苔草;不同植物可溶性糖、淀粉对氮添加的响应存在明显差异.N₆处理下茜草的可溶性糖和淀粉的变异高于其他物种,N₃和N₉处理下绣线菊的变异高于其他物种,可溶性糖和淀粉含量变异最小的物种在不同氮添加水平下不同.随着氮添加水平的增加,油松和披针苔草的可溶性糖含量持续升高,绣线菊持续降低,辽东栎、忍冬和黄刺玫的可溶性糖含量先降低后增加,在N₆处理达到最小,而茜草的可溶性糖含量呈现较复杂的变化趋势.氮添加对植物叶片中淀粉含量的影响表现为油松、忍冬和披针苔草的淀粉含量持续增加,绣线菊先降低后增加,在N₃处理达到最小,而黄刺玫和茜草则呈现较复杂的变化趋势,辽东栎淀粉含量变化趋势平缓.在氮添加后,土壤pH、有机碳、全氮、全磷与植物叶片NSC含量无相关关系,仅N₀和N₃水平下上述土壤理化指标会显著影响可溶性糖/淀粉.表明林地不同植物叶片中NSC含量对氮添加的响应明显不同,研究全球氮沉降或氮添加对林地生态系统的影响需要考虑不同植物,尤其不同生活型植物的不同响应.     

格氏栲幼苗叶绿素荧光和非结构性碳水化合物积累对种子散布位置的响应

植物种子从母树掉落形成土壤种子库时,凋落物或土壤是其最初接触的物理环境,种子所处位置(种子在凋落物上层、土壤表层或凋落物下层)影响了幼苗天然更新进程。模拟格氏栲种子在凋落物上层(种子下层铺垫2和4 cm凋落物)、土壤表层(无凋落物)及凋落物下层(种子上层覆盖2、4、6和8 cm凋落物)等3种不同散布位置,探讨种子散布位置对幼苗叶绿素荧光特性、非结构性碳水化合物、比叶面积、叶干物质含量和养分含量的影响。结果表明:不同散布位置的幼苗单位面积的叶氮含量与可溶性糖、非结构性碳水化合物含量呈显著正相关,与比叶面积呈显著负相关。适宜凋落物覆盖(2和4 cm)的幼苗通过提高叶绿素相对含量、可溶性糖含量、非结构性碳水化合物含量、叶干物质含量和单位面积的叶氮含量和叶磷含量,降低比叶面积等的资源获取策略来实现自身快速生长需求。无凋落物和深层凋落物覆盖(6和8 cm)的幼苗采取高单位重量的叶氮含量和比叶面积,低叶干物质含量和非结构性碳水化合物含量的资源保守型策略以截获更多有效光资源,进而弥补深层凋落物带来的郁闭环境,降低幼苗因“碳饥饿”而死亡的几率。下层铺垫凋落物的幼苗通过在叶片储藏淀粉,降低叶片光合组织消耗能量(低PSⅡ最大光化学效率)等维持幼苗生长。熵值法综合分析表明,浅层凋落物覆盖(2 cm)对格氏栲幼苗生长的促进作用最为显著,未来可通过调节天然林凋落物层厚度以促进格氏栲幼苗生长与更新。