生物多样性与传染性疾病的关系: 进展、挑战与展望

在全球生物多样性快速丧失的背景下, 理解生物多样性如何影响传染性疾病风险具有重要意义。大量研究表明, 宿主多样性对传染性疾病可能存在稀释效应(即疾病风险随宿主生物多样性的增加而降低), 但是也有放大效应或者没有影响的证据。本文首先介绍了关于生物多样性与传染性疾病关系的研究进展, 以及该领域的热点研究问题, 包括宿主多样性-疾病关系的格局和空间依赖性、稀释效应的体系依赖性和系统发育稀释效应等。随后,介绍了相关研究伴随的争议和批判, 主要集中在: 稀释效应发生的普遍性、生物多样性-疾病关系实验研究的发表偏好性以及部分疾病生态学家对生物多样性和传染性疾病之间简单数字关系的过分关注。最后指出稀释效应与物种共存、全球变化对稀释效应的影响、进化与稀释效应、稀释效应在政策制定中的应用等领域可能是今后的主要研究方向。     

强化产电微生物与电极间电子传递速率的研究进展

产电微生物是微生物燃料电池、电解池和电合成等微生物电化学技术(Microbial electrochemical technologies,METs)的研究基础。产电微生物与电极界面间的胞外电子传递(Extracellular electron transfer,EET)效率低以及生物被膜形成能力弱限制了METs在有机物降解、电能生产、海水淡化、生物修复和生物传感等方面的应用。因此,强化产电微生物与电极界面间的相互作用是过去几年的主要研究热点。针对近年的研究,本文系统概述了通过改造产电微生物来增强微生物-电极间相互作用的各种策略,重点分析了这些策略的适用性和局限性,并展望了强化产电微生物-电极界面作用在微生物电化学技术利用方面的研究前景。     

国际生物信息学研究的可视化分析

利用当前主流的信息可视化分析软件Cite Space对2005~2014年间SCI收录的生物信息学的5种高影响力外文期刊所刊载论文的题录数据进行统计和可视化分析,绘制该领域的关键词共现、膨胀词共现、经典文献共现、高被引文献共现和关键节点文献共现的网络可视化图谱,试图揭示生物信息学领域的研究热点、研究前沿以及知识基础,以期帮助研究人员了解该领域在国际范围内的研究态势。     

无机肥料是青海塔拉滩光伏电站植被恢复过程中的限制性因子

青藏高原因其独特的地理单元、广袤的荒漠及丰富的太阳能资源(太阳辐射强且多、日照时间长), 在光伏电站建设及“碳中和”实现中具有重要的区位优势。光伏电站建设能够改变局域环境进而影响植被生长, 但光伏电站植被恢复的关键限制性因子尚不清楚。本研究以青藏高原东缘塔拉滩荒漠草原光伏电站为研究对象, 探究益生微生物、无机肥料(氮肥和磷肥)和微量元素3种限制性因子及其交互效应对光伏电站光伏电板下植被特征(群落盖度、地上生物量和物种丰富度)的短期影响。研究结果表明: (1)添加无机肥料显著增加群落盖度(F_1,5 = 40.598; P < 0.001), 降低物种丰富度(F_1,5 = 5.133; P = 0.026), 但对地上生物量无显著影响(F_1,5 = 0.279; P = 0.599); 而微生物菌剂和微量元素复合剂则对群落盖度、地上生物量和物种丰富度均无显著影响; (2)多重比较证实无机肥料、微生物菌剂和微量元素复合剂的混合添加使得光伏电板外和光伏电板下群落盖度均达到各实验处理组合中的最大值, 最利于植被恢复。本研究表明无机肥料是青海塔拉滩光伏电站建设后限制植被生长的重要因子, 但微生物菌剂和微量元素在促进植被生长方面仍然发挥着不可替代的作用。因此, 它们一起添加更能有效加速荒漠生态系统光伏电板下的植被恢复。     

磁休克治疗对重度抑郁症患者脑功能网络的影响

目的 磁休克治疗(MST)是一种新兴的神经调节干预技术,在重度抑郁症(MDD)治疗中得到广泛应用,然而其抗抑郁机制尚不清楚。探索MST对不同疗效MDD患者脑功能网络的调控作用,对MST治疗的抗抑郁作用机制研究具有重要意义。方法 本文对18例MDD患者MST作用前后的静息态脑电进行记录,基于皮尔逊相关方法构建脑功能网络;应用复杂网络理论对比分析脑功能网络拓扑结构的改变;根据HDRS-17评分变化率进一步区分治疗有效组和无效组,对网络特征进行二次比较。结果 MST后,MDD患者的脑功能网络平均节点度、平均聚类系数和平均全局效率值均比治疗前显著升高,平均路径长度值显著降低,小世界属性显著增大;相比于治疗无效组,治疗有效组的脑功能网络特征参数变化量更大。结论 MST显著改变了MDD患者脑功能网络拓扑结构,对患者的脑功能网络具有一定的调制作用,这些结果为MST治疗的抗抑郁机制研究提供了实验支持和理论依据。     

停止人为去除植物功能群后的高寒草甸多样性恢复过程与群落构建

已有大量研究利用功能性状或系统发育来推断群落构建机制, 然而不同过程可能会导致相似的格局。本文基于对甘南高寒草甸植物功能群去除处理后群落恢复过程的跟踪调查, 对比了物种多样性、功能多样性和系统发育多样性的动态变化, 并分析了物种定殖与消失过程对功能多样性和系统发育多样性变化的影响。结果表明: 去除不同数量功能群的群落中: (1)包括物种丰富度(SR)、Shannon-Wiener指数(H°)和Simpson指数(D)在内的传统物种多样性均随时间快速上升并与自然群落趋同, 不同群落的均匀度指数(J)随时间呈增加趋势并趋于相似; 功能多样性(FD)与系统发育多样性(PD)呈现出与物种多样性相似的动态变化趋势, 而平均配对距离(MPD/MPD_a、MFD/MFD_a)则向中等程度聚集。(2)不同群落的功能群和物种组成在短期内均恢复到与自然群落非常相似的程度。(3)物种定殖与消失过程的功能格局是群落恢复过程中趋同效应的主要驱动力。本研究揭示了高寒草甸植物功能群去除停止后群落短期内快速恢复的过程, 说明在小尺度且周边具有大范围未退化草甸的情况下, 无论物种多样性、功能多样性还是系统发育多样性都具有较快的恢复能力, 同时说明了利用群落系统发育多样性格局来推断群落构建机制的局限性。     

叶片病原真菌对植物物种共存的影响:进展与挑战

群落内物种如何共存是群落生态学研究中最具争议的核心问题之一。根据当代物种共存理论框架,维持物种共存的机制可以分为稳定化和均等化机制。尽管植物叶片病原真菌在自然界中大量存在,但是目前尚不完全清楚叶片病原真菌如何通过稳定化和均等化机制影响物种共存。本文首先介绍了叶片病原真菌驱动同种负密度制约(稳定化机制)和“生长–防御”权衡(均等化机制)促进物种共存的证据,并阐述了在群落水平抑制叶片病原真菌后物种丰富度的变化。随后,本文归纳了该领域研究中的主要挑战:叶片病原真菌在驱动物种共存过程中相较于环境因子的可能重要性更低、部分叶片病原真菌较弱的宿主专一性无法起到维持物种共存的作用,以及控制叶片病原真菌过程中各种方法均有一定局限性等问题。最后,本文论述了该研究领域未来的主要方向:不同土壤养分/气候变化条件下叶片病原真菌如何影响物种共存、叶片病原真菌与其他高营养层次生物类群的交互作用及其对物种共存的贡献、基于系统发育推断叶片病原真菌对植物群落构建的影响、将叶片病原真菌生活史类型纳入病原真菌影响植物物种共存的相关研究中。