荒漠草原盐沼湿地苦豆子土壤细菌群落构建机制及其影响因素

【背景】荒漠草原盐沼湿地是陆地生态系统的重要组成部分,土壤水分和盐分变化是影响该生态系统土壤细菌群落构建的重要因素。【目的】土壤细菌群落构建是由确定性和随机性主导的连续生态过程,阐明荒漠草原盐沼湿地土壤细菌群落的构建机制对于加深微生物作为关键生态系统因子重要性的理解具有积极意义。【方法】以宁夏中部典型荒漠草原盐沼苦水湖湿地为研究对象,对近湖边（near the lake,NL）和远离湖边（far from the lake,FL）苦豆子群落土壤理化特性进行测定并结合土壤细菌高通量测序分析。【结果】NL和FL样地具有明显的水盐梯度变化,NL样地土壤pH、含水量和电导率均显著高于FL样地;变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和黏菌门是研究区域土壤细菌群落的优势菌门,变形菌门相对丰度随水盐梯度上升而升高,放线菌门和厚壁菌门相对丰度则随之下降,门下成员大多与水盐变化具有明显的相关性;此外,FL样地土壤细菌网络则具有稳定的网络关系;随着NL样地向FL样地的延伸,土壤细菌群落由随机过程主导,并且受pH、电导率和环境变量的影响。【结论】荒漠草原盐沼湿地水分和盐分的变化改变了土壤细菌群落结构;土壤细菌群落通过生态位占据等策略提高逆境下的生存能力;细菌群落构建是随机过程和确定性过程组成的连续统一体,同样受环境变化的影响。本结果揭示了荒漠草原盐沼湿地细菌群落结构和相互关系对环境变化的响应特征,同时阐明了该区土壤细菌群落的构建机制及影响因素,也为相关科学研究提供了一定理论参考。     

人类的利他性惩罚：认知神经科学的视角

利他性惩罚广泛存在于人类社会中,在群体合作与规范维护方面起着重要的积极作用．个体作为潜在的惩罚者,从知觉到不公平事件到做出惩罚行为,需要经过一系列的认知和情绪过程,包括公平判断、奖赏加工、自我控制以及心理化等过程,并且调用相应的神经生理机制．认知神经科学为理解人类的利他性惩罚行为提供了新的视角和方法．本文基于最新的研究发现,综述了利他性惩罚相关的神经生理基础．     

基于核心概念分析的教学实践研究——以“通过神经系统的调节”为例

摘要课程改革对教师的专业能力提出更高要求,通过对核心概念的分析既有助于提高师生的科学素养,又有助于提高教学的有效性。结合对神经调节概念的分析,采用多种教学策略进行了一系列的教学尝试。     

姜黄素对过度训练致大鼠脾脏细胞凋亡的调控作用及其机制*

目的:研究姜黄素调控Keap1-Nrf2-ARE信号通路缓解大鼠过度训练所致脾脏氧化应激及细胞凋亡机制。方法:7周龄SPF级雄性Wistar大鼠分为对照组(C组,n=12)、过度训练组(OM组,n=11)、姜黄素+过度训练组(COM组,n=14)。C组不进行任何运动干预,OM组、COM组大鼠进行8周递增负荷游泳训练。训练期间,COM组以200 mg/(kg·d)、5 ml/kg姜黄素进行灌胃,其他组灌胃等体积0.5 %羧甲基纤维素纳助溶剂。末次训练后24 h,称重计算脾脏指数,光镜观察脾脏组织病理学改变,取血液、脾脏组织检测相关生化指标。结果:C组大鼠脾脏组织结构正常;OM组较C组脾脏指数极显著降低(P＜0.01),并出现明显病理学改变;COM组较OM组脾脏指数显著升高(P＜0.05),且组织形态学改变有所改善。与C组比较,OM组血清皮质酮(Cor)浓度和脾脏细胞凋亡水平、丙二醛(MDA)浓度均升高,促凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bax)表达增强(P＜0.05或P＜0.01);体重、血清睾酮(T)水平及脾脏超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,脾脏血红素氧合酶1(HO-1)、抗凋亡蛋白B淋巴细胞瘤因子-2(Bcl-2)表达减弱(P＜0.05或P＜0.01);脾脏核因子E2相关因子2(Nrf2)表达水平无显著变化(P＞0.05)。与OM组比较,COM组体重无显著变化(P＞0.05);血清T浓度升高,脾脏SOD活性升高,Bcl-2、Nrf2和HO-1表达增强(P＜0.05或P＜0.01);血清Cor浓度及脾脏MDA浓度、细胞凋亡水平、Bax表达均降低或减弱(P＜0.05或P＜0.01);组间T/Cor比值变化趋势与T变化相一致,Bcl-2/Bax比值变化趋势与Bcl-2变化相一致。结论:8周递增负荷过度游泳训练引发脾脏细胞凋亡加剧,脾脏组织发生病理改变及功能异常。姜黄素通过上调Nrf2、HO-1蛋白表达,在一定程度上缓解过度训练引发的氧化应激,增强抑凋亡蛋白Bcl-2表达,减弱促凋亡蛋白Bax表达,改善大鼠脾脏细胞过度凋亡,保护脾脏组织结构和功能正常。     

尖峰岭热带山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特征

不同功能群的根部真菌可能会与植物差异性地互作, 并进一步影响地下真菌与植物群落构建。本研究采用Illumina Miseq测序方法检测了海南尖峰岭热带山地雨林中常见植物的根部真菌; 采用网络分析法比较了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌, 以及所有根部真菌与植物互作的二分网络(bipartite networks)结构特性。从槭树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、棕榈科、壳斗科、樟科和木犀科等8科植物的根系中, 检测到297,831条真菌ITS1序列, 这些序列被划为1,279个真菌分类单元(OTUs), 其中子囊菌门748个、担子菌门354个、球囊菌亚门80个, 以及未知真菌97个。核心根部真菌群落(420个OTUs)中, 至少有三类不同生态功能的真菌常见, 即丛枝菌根真菌(40个OTUs, 占总序列数23.4%)、外生菌根真菌(48个OTUs, 13.9%)和腐生型真菌(83个OTUs, 19.8%)。尖峰岭山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特性的指标普遍显著高于/低于假定物种随机互作的零模型期待值。在群落水平, 不同功能型的根部真菌-植物互作网络表现出不同或相反的结构特性, 如丛枝菌根互作网络表现为比零模型预测值高的嵌套性和连接性, 以及比零模型低的专一性, 而外生菌根互作网络呈现出比零模型预测值低的嵌套性和连接性, 以及比零模型高的专一性。在功能群水平, 植物的生态位重叠度在AM互作网络高, 而ECM互作网络低; 真菌的生态位宽度在ECM互作网络窄, 而在AM互作网络较宽。共现(co-occurrence)网络分析进一步揭示, ECM群落的物种对资源的高度种间竞争(植物、真菌高C-score), 以及AM群落的物种无明显种间竞争(低C-score), 可能分别是形成反嵌套ECM互作网络及高嵌套AM互作网络结构的原因。上述结果说明, 尖峰岭山地雨林中至少有两种及以上的种间互作机制调节群落构建: 驱动AM互作网络冗余(nestedness)及ECM互作网络的高生态位分化(专一性)。本研究在同一个森林内探讨了不同功能型的真菌-植物互作特性, 对深入理解热带森林的物种共存机制和生态恢复具有重要意义。     

真黏菌生活史研究概述

真黏菌是世界性普遍分布的一类原生动物,其生活史具有单核黏变形体和游动胞、多核原质团和具孢子的子实体等阶段。掌握真黏菌生活史的全貌是该类群生物学研究的重要方面,同时也为分类学和系统发育学研究提供理论支持。本文回顾了真黏菌生活史的研究发展,对已报道生活史的物种进行统计分析,以加深对真黏菌生活史的科学认知,为深入研究真黏菌生活史特征等生物学问题提供理论参考。     

咸鸭蛋清胃蛋白酶水解产物的抗菌性及抗氧化性

【目的】提高对咸鸭蛋清的综合利用,制备具有生物活性的蛋白水解产物。【方法】采用超滤对咸鸭蛋清进行脱盐及分级,利用胃蛋白酶对不同分子量范围的咸鸭蛋清蛋白组分进行酶解,并对不同组分的水解产物进行体外抑菌试验,测定其最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)、细菌细胞膜完整性及抗氧化活性。【结果】超滤后得到3种不同分子量的组分,组分A (Mw>50 kDa)、组分B (50 kDa>Mw>20 kDa)和组分C (20 kDa>Mw>5 kDa)。其中,组分A和组分B的水解产物对大肠杆菌的生长有抑制作用。2种组分的MIC分别为1 024 μg/mL和2 048 μg/mL,MBC均为2 048 μg/mL。大肠杆菌进入稳定期OD₆₀₀值约为1.15,添加2种水解产物浓度达1×MIC时,OD₆₀₀值降至0.79和0.86,浓度达2×MIC时,OD₆₀₀值降至0.50和0.68。2种水解产物可破坏大肠杆菌细胞膜,达到较好的抑菌效果。而金黄色葡萄球菌对3种水解产物均不敏感,抑菌效果较差。另外,3种水解产物均具有抗氧化活性,它们对DPPH自由基清除能力分别达0.5倍Trolox (水溶性维生素E)、0.67倍Trolox、0.38倍Trolox。【结论】超滤可同时实现咸蛋清脱盐及富集不同目标蛋白的目的。目标蛋白酶解组分具备抗菌活性和抗氧化活性,同时可作为一种营养添加剂,提高了咸鸭蛋清的附加价值和利用率。     

8种绿化树种光合特性及叶片解剖结构比较

城市绿化不仅包含了园林绿化的美化作用,还具有重要的生态功能,其生态功能是通过植物的生理活动实现的。光合能力在种间和基因型间的变化很大,这些差异通常与代谢和(或)叶片的解剖结构的性质有关。本研究选择8种哈尔滨常见树种,采用Li-6400便携式光合测定系统对叶净光合速率(P_n)、呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等进行测定,并利用显微镜观察测定叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度,从而探讨叶片结构对光合生理的影响。结果表明:8个树种间叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、光饱和点差异显著(P <0.05);表皮厚度、栅栏组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度差异显著(P <0.05)。虽然8个树种间光合能力和叶片解剖结构的差异较大,但分析发现其间也存在一定的相关性。其中,光饱和点与叶表皮厚度显著正相关(P <0.01),相关系数为0.78。胞间CO_2浓度与上表皮气孔密度显著负相关(P <0.05),相关系数为-0.65。而最大光合速率、呼吸速率、蒸腾速率和光补偿点与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。胞间CO_2浓度与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。光饱和点与栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。虽然对叶片结构对生理过程的影响的机理还需要进一步研究,但是我们认为叶片解剖结构的研究可以更好地理解生理指标的变化。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性的影响北大核心CSCD

以黄瓜品种’新春4号’为试验材料,研究了在中度盐胁迫(50 mmol/L NaCl)条件下,外源喷施0.01 mg/L 2,4-表油菜素内酯(EBL)和24μmol/L油菜素内酯抑制剂(BZR)处理对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及相关荧光参数的影响,探讨EBL缓解黄瓜幼苗中度盐胁迫伤害的光合生理机制。结果表明:(1)盐胁迫导致黄瓜幼苗叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))下降,胞间CO_(2)浓度(C_(i))增加,初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))下降,OJIP曲线中J点、I点显著增加,降低了黄瓜幼苗叶片光合性能,且对PSⅡ受体侧的伤害大于供体侧,表现为PSⅡ反应中心损伤,光合电子从Q_(A)向Q_(B)的传递效率降低,电子传递受阻。(2)在50 mmol/L NaCl处理下,外源喷施0.01 mg/L EBL可显著提升NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片P_(n)、G_(s)、T_(r)、光合性能(PI_(ABS)),降低C_(i),显著增加单位面积内吸收(ABS/CS_(m))、捕获(TR_(o)/CS_(m))、用于电子传递(ET_(o)/CS_(m))的光能以及有活性反应中心的数目(RC/CS_(m))。(3)与NaCl+EBL处理相比,NaCl+EBL+BZR处理后黄瓜幼苗叶片光合性能进一步降低,证明EBL对黄瓜幼苗盐胁迫引起的PSⅡ伤害有缓解作用。研究发现,外源喷施适量2,4-表油菜素内酯能有效缓解黄瓜幼苗叶片在盐胁迫条件下受到的光合电子传递链中(PSⅡ)受体侧的伤害,增加电子从Q_(A)向Q_(B)传递的效率,从而显著改善盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光合性能。