大气污染监测与评价常用指示植物及其典型症状

列出了用于大气污染监测的常用指示植物及受到伤害时出现的典型症状,并简单介绍了一些监测方法。     

一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

禽多杀性巴氏杆菌C48-3株ompH基因敲除突变株的构建及其生物学功能

[目的]探讨ompH基因在禽多杀性巴氏杆菌致病过程中的作用.[方法]利用同源重组原理构建中间为四环素抗性基因,两侧为ompH基因上下游同源序列同源的敲除载体pWSK29△ompH,将敲除载体电击转入C48-3株感受态细胞中,通过四环素抗性和菌落PCR筛选ompH基因的敲除突变株,并通过组合PCR、逆转录PCR和DNA测序对突变株进行验证.用生物学功能实验比较野生株、互补株和突变株在生长速率、荚膜结构、粘着能力和致病性等方面的差异.[结果]组合PCR、逆转录PCR和DNA测序结果证实ompH基因的敲除突变株C48-3△ompH构建成功,电镜观察结果证实ompH基因的缺陷影响细菌的荚膜合成能力,粘附实验结果显示与野生株C48-3和互补株C48-3C相比突变株C48-3△ompH对CEF细胞的粘附能力显著降低(P＜0.01),而小鼠毒力实验结果表明突变株C48-3△ompH的致病性相对减弱.[结论]本实验构建的突变株C48-3△ompH,为进一步研究多杀性巴氏杆菌的致病机理奠定基础.     

10种棘豆属植物的trnL-F序列及其分子系统学研究

选择内蒙古27个样地采集的10种棘豆属植物54个单株,提取样品的基因组DNA,对其叶绿体trnL-F序列进行扩增、测序,所得序列利用ClustalX软件进行对位排列,并用MEGA5.0软件采用最大似然法构建系统发育树,以探讨棘豆属的种间关系与系统进化.结果显示:(1)10种棘豆属trnL-F的变异位点54个,信息位点46个,种间碱基差异百分率为1.9％,GC含量变化范围在30.69％～31.50％之间.(2)棘豆属与黄芪属各为一支,自展支持率达99％,支持棘豆属植物为单系起源.(3)系统树中小花棘豆的样本自成一支,为相对独立进化;多叶棘豆、砂珍棘豆和黄毛棘豆的样本相互混杂,表明亲缘关系很近,从而支持《内蒙古植物志》将三者归入真棘豆亚属轮叶棘豆组的观点.(4)刺叶柄棘豆的样本不同样地形成2个分支,对其亚属水平上的分类需进一步探讨.(5)缘毛棘豆与阴山棘豆的样本聚成一支,支持将二者归入矮生棘豆组.研究表明,trnL-F序列可为棘豆属下种间系统发育关系研究提供分子证据.     

乌鲁木齐地区不同生境下土壤跳虫群落结构及多样性研究

为了解乌鲁木齐地区不同生境土壤跳虫群落结构及其多样性,研究土壤跳虫群落结构特征,了解不同生境差异对土壤跳虫群落结构的影响,分别在2008年4月、7月、9月和11月中旬对该区自然榆林、防护林、植物园、草地、居民点、废弃地及菜地等7种典型生境土壤跳虫群落特征进行了调查。共采集跳虫3728只,隶属于4目13科27属,其中伪亚跳属Pseudachorutes、球角跳属Hypogastrura、棘跳属Onychiurus、等节跳属Isotoma为优势类群,分别占总数的13.25%、12.31%、11.40%、10.03%,共占总数的47.00%。跳虫属Podura、长跳属Entomobrya、原等跳属Proisotoma、土跳属Tullbergia、驼跳属Cyphoderus、裸长角跳属Sinella、钩圆跳属Bourletiella、德跳属Desoria、小等节跳属Isotomiella、疣跳属Neanura、类符跳属Folsomina、符跳属Folsomia、刺驼跳属Cyphoderopsis及缺弹跳属Anuropho-rus等14属为常见类群,共占总数的47.65%,其余9属均为稀有类群,共占总数的5.35%。不同生境土壤跳虫的个体数和类群数差异较大(P<0.05),其中个体数顺序为自然榆林>防护林>草地>植物园>居民点>废弃地>菜地。跳虫个体密度和类群数在不同季节间差异明显(P<0.05),其中个体数顺序为9月>7月>4月>11月,Shan-non-Wiener多样性指数(H)在不同生境间均有显著差异(P<0.05),其顺序为植物园>防护林>自然榆林>草地>居民点>废弃地>菜地。Simpson优势度指数(C)为菜地>居民点>废弃地>草地>自然榆林>植物园>防护林。各生境间土壤跳虫群落的相似性较差,仅少数生境间相似性达到相似水平。研究表明不同生境植被类型是影响该区跳虫群落结构和多样性的主要因素。     

心理应激对小鼠脂肪组织黄嘌呤氧化酶表达、活性及相关指标的影响*

目的:探讨心理应激对小鼠脂肪组织黄嘌呤氧化酶表达、活性及相关指标的作用。方法:雄性无特定病原体(SPF)级20只昆明小鼠随机分2组(每组10只),即慢性束缚应激(Stress)组和正常对照(Control)组。Stress组小鼠每天在自制式束缚器中限制活动2 h,其余时间两组小鼠在相同环境中自由饮水摄食,实验持续14 d,取血和白色脂肪组织(WAT);观察脂肪组织病理学改变,检测WAT中黄嘌呤氧化酶(XO)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(Nox-4)的蛋白水平,检测WAT组织中XO、Nox-4、超氧化物歧化酶(Mn SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、脂联素(ADPN)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、胰岛素受体底物1(IRS-1)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)、组织因子(TF)、纤溶酶原激活物抑制物1(PAI-1)的mRNA表达,检测血清和WAT组织中XO酶活性以及血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-Cho)、游离脂肪酸(FFA)、尿酸(UA)的含量。结果:与control组比较,stress小鼠腹股沟WAT组织中XO免疫染色阳性着色细胞黄褐色沉淀深且丰富,WAT中出现大量的单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞及浆细胞浸润反应和炎症性的改变;血清XO浓度、WAT组织中XO mRNA水平和XO的酶活性显著升高(P＜0.01),血清游离脂肪酸(FFA)和尿酸(UA)的含量显著增高(P＜0.01),WAT组织中Nox-4蛋白、MCP-1、IL-6、TNF-α、TF、PAI-1mRNA的表达水平显著增高(P＜0.01),而Mn-SOD、GSH-Px、CAT、ADPN、IRS-1和GLUT-4的mRNA水平则显著降低(P＜0.01)。结论:心理应激可诱发脂肪XO过量表达及其活性增高,进而引起脂肪炎症、糖代谢及凝血酶原异常等反应。     

浙北近岸典型岛礁瓦氏马尾藻空间分布格局分析

为探明浙北近岸典型岛礁瓦氏马尾藻(Sargassum vachellianum)的空间分布格局, 于2016年5月底至6月初, 分别采用走航观察和水下样方法, 对按离岸距离远近的3条岛礁带上12个岛礁瓦氏马尾藻成藻时期的分布特征进行了调查, 并从不同空间尺度比较分析了3条岛礁带上瓦氏马尾藻在水平和垂直分布上的差异。结果表明: (1)在地区尺度上, 高浊度和高波浪能的水域环境限制了瓦氏马尾藻的分布与生长, 导致浙北近岸的瓦氏马尾藻仅分布在第二条岛礁带这一狭窄的分布带上。依据瓦氏马尾藻最低适宜生长水温要高于10 ℃的特性, 我们可以推断出舟山群岛的绿华岛可能是我国特有种瓦氏马尾藻分布的最北部端线。(2)在站点尺度上, 岛礁东南向瓦氏马尾藻定生密度明显低于西北向, 这与调查站位所受风浪影响的方位和强度相一致。在第二岛礁带上的4个岛礁北向瓦氏马尾藻的平均株高仅为26.3 cm, 说明瓦氏马尾藻不适宜在高波浪能生境中生存。(3)在站点尺度内, 第二岛礁带上浊度最低的北渔山岛瓦氏马尾藻有较大的垂直分布范围, 且定生深度达到了6.4 m, 而浊度高的近岸岛礁瓦氏马尾藻垂直分布范围较小。瓦氏马尾藻株高随着水深的增加而逐渐降低, 由此推测, 瓦氏马尾藻虽不能耐受强光, 但光照对瓦氏马尾藻的分布生长起重要作用。与同海区铜藻的垂直分布格局相比, 瓦氏马尾藻具有一定适应高浊度、高沉积物环境的能力。因此, 在浙北近岸海域瓦氏马尾藻是较适合进行生态移植修复的种类。     

MicroRNA-21与平滑肌蛋白22α在哈萨克族食管癌组织中的表达及其临床病理学意义

目的探讨microRNA21与SM22a基因在哈萨克族食管癌发生发展中的作用及临床意义。方法免疫组织化学法检测162例石蜡包埋食管鳞状细胞癌组织及RT-PCR方法检测47例哈萨克族食管癌标本中microRNA21、SM22a表达水平,分析这些基因与临床病理特征的关系。结果SM22a在162例食管鳞癌组织中的阳性表达率(87.0%)显著高于食管正常黏膜组织(36.0%);在47例哈萨克族食管癌组织中,SM22a表达水平较远端无癌组织增高。与远端无癌组织相比,microRNA21在哈萨克族食管癌组织中表达水平增高。MicroRNA21高表达与分化程度、淋巴结转移、临床分期相关,SM22a高表达与临床分期相关、淋巴结转移相关;microRNA21与SM22a的表达呈正相关。结论MicroRNA21、SM22a协同高表达共同参与哈萨克族食管癌的侵袭发展过程。     

2000-2017年新疆天山植被水分利用效率时空特征及其与气候因子关系分析

水分利用效率(WUE)是衡量生态系统碳水循环耦合程度的重要指标, 估算新疆天山及南北主要绿洲的植被WUE并分析其时空变化规律, 探索其影响因素, 对该区域生态系统保护、农业水资源的合理利用与开发等方面具有重要的意义。基于MODIS遥感数据、气象数据和土地利用类型数据, 分析新疆天山近18年植被WUE时空变化特征以及与气候因子的关系。结果表明: (1) 2000-2017年新疆天山植被WUE变化范围为0.84-1.34 g·mm ^-1·m ^-2, 多年均值为1.11 g·mm ^-1·m ^-2, 整体呈减少趋势, 变化率为-0.014 1 g·mm ^-1·m ^-2·a ^-1; 空间分布具有较强的垂直地带性规律, 1 000 m以上的区域随着海拔的升高而减少。(2)植被WUE年内变化呈单峰型变化格局, 具有明显的季节性差异, 表现为: 夏季>春季>秋季>冬季。(3)相关分析和统计结果表明, 新疆天山植被WUE时空变化受到气温影响的区域占33.23%, 受降水影响的区域占8.57%, 受气温和降水综合强影响的区域占5.63%, 气温和降水综合弱影响的区域占13.13%; 因此气候因素中气温在新疆天山植被WUE的变化中起到主导作用。(4)水田与旱地水分利用效率随着时间变化呈持续减少趋势, 并且这些区域基本上受到非气候因子的影响, 说明当地人类活动存在不合理性。     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。