Characterization of Cre recombinase mouse lines enabling cell type-specific targeting of postnatal intervertebral discs

Cre/loxP technology is an important tool for studying cell type-specific gene functions. Cre recombinase mouse lines, including Agc1-CreER^T2, Col2a1-Cre; Col2a1-CreER^T2, Shh-Cre, Shh-CreER^T2, and Osx-Cre, have been proven to be valuable tools to elucidate the biology of long bones, yet the information for their activity in postnatal intervertebral disc (IVD) tissues was very limited. In this study, we used R26-mTmG fluorescent reporter to systematically analyze cell specificity and targeting efficiency of these six mouse lines in IVD tissues at postnatal growing and adult stages. We found that Agc1-CreER^T2 is effective to direct recombination in all components of IVDs, including annulus fibrosus (AF), nucleus pulposus (NP), and cartilaginous endplate (CEP), upon tamoxifen induction at either 2 weeks or 2 months of ages. Moreover, Col2a1-Cre targets most of the cells in IVDs, except for some cells in the outer AF (OAF) and NP. In contrast, the activity of Col2a1-CreER^T2 is mainly limited to the IAF of IVD tissues at either stage of tamoxifen injection. Similarly, Shh-Cre directs recombination specifically in all NP cells, whereas Shh-CreER^T2 is active only in a few NP cells when tamoxifen is administered at either stage. Finally, Osx-Cre targets cells in the CEP, but not in the NP or AF of IVDs tissues at these two stages. Thus, our data demonstrated that all these Cre lines can direct recombination in IVD tissues at postnatal stages with different cell type specificity and/or targeting efficiency, and can, therefore, serve as valuable tools to dissect cell type-specific gene functions in IVD development and homeostasis.     

山岳型乡村旅游地“三生”空间演变及优化——德庆金林水乡的案例实证

以德庆县金林水乡为例,采用参与式观察和空间统计法,选取2000、2008年和2018年3个时段分析旅游发展对山岳型乡村旅游地"三生"空间的影响,并探讨了金林水乡"三生"空间的发展瓶颈及优化路径。研究发现:(1)旅游开发前,金林水乡土地结构与用地功能单一且呈片状分布;村落呈现传统乡村风貌,基础设施不健全;空间形态变化稳定,扩张缓慢。(2)旅游开发后,土地利用类型多样化,出现新型复合用地;土地功能利用复杂化,以服务旅游业为主;村庄景观风貌现代化,生活空间更加宜居。(3)旅游开发前后对比可得,土地平面占地规模化,空间用地以居民点为核心,呈圈层状向外围扩张;生产-生活-生态空间相互转化,乡村聚落重构特征较为显著;村落景观风貌的变化较大,呈现城镇化趋势。(4)金林水乡"三生"空间演化与旅游发展存在的问题表现在生产用地效率不高,生活用地质量较低,生态空间不断萎缩,在旅游产业发展上表现为旅游产品单一且缺乏创新,旅游服务功能不完善等。为此从生活空间的提质、生产空间增效、生态空间保护、旅游产业创新以及土地利用五方面提出优化建议。     

The interspecific competition presents greater nutrient facilitation compared with intraspecific competition through AM fungi interacting with litter for two host plants in karst soil

AM 真菌和枯落物互作下两种喀斯特植物种间竞争较种内竞争更能促进植物养分利用 枯落物是植物养分获取和土壤养分转化的关键载体。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae, AM)对植物养分摄取的影响已被广泛认知。然而，在养分亏缺的喀斯特生境中，不同竞争方式的植物如何通过AM真菌和枯落物利用养分尚不清楚。本研究对两种喀斯特适生植物构树(Broussonetia papyrifera)和云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens)进行种内竞争和种  间竞争种植处理，并通过幼套球 囊霉(Glomus etunicatum)接种或不接种处理，以及土壤中添加或不添加两物种叶片混合枯落物处理，测定了植物生物量以及氮、磷、钾浓度等指标，研究植物的生长和养分利用。研究结果表明，AM真菌对两种植物养分摄取影响不同，AM真菌显著提高了种内和种间竞争下构树的养分摄取量，但降低了云贵鹅耳枥的养分摄取量。种间竞争下接种AM真菌，枯落物添加促进了云贵鹅耳枥对氮的摄取，抑制了构树对氮的摄取。接种AM真菌和添加枯落物条件下，种间竞争的构树对氮、磷和钾的摄取量及云贵鹅耳枥对氮的摄取量均高于种内竞争；种间竞争下两物种养分竞争力呈现明显差异，即构树对磷和钾养分竞争力显著提高，对氮则不显著；云贵鹅耳枥仅对钾的养分竞争力显著降低，对氮和磷则无显著影响。这些结果说明，在AM真菌与枯落物相互作用下，两种喀斯特植物种间竞争较种内竞争更能促进植物养分利用。     

大型煤电基地开发生态累积效应及定量分析方法研究

大型煤电基地(CEBs)是我国煤基能源和材料集中开发区域和国家能源战略安全重要支撑，合理评价CEBs开发生态影响是CEBs可持续协调开发、科学管理中的难点问题。研究将CEBs开发视为系统工程，与自然生态系统(NES)相关联，深入研究大型煤电基地生态系统(CEBES)的驱动行为、内在结构及主要关系、生态影响途径、生态累积过程和生态累积效应及阈值分析方法。基于CEBs空间和功能定位提出CEBs的概念、内涵和特点，融合构建的CEBES涵盖到自然资源、能源开发行为(煤、电等)、其他人类活动(农、牧、城)和大气、水、土壤及生物域；研究表明CEBES的生态累积状态受三种行为驱动和影响(自然行为、能源开发行为和其他人类活动),通过融合、传导和辐射耦合作用，表现为生态要素损伤、系统结构变化和系统状态失衡三级状态，生态累积具有影响多态性、空间多尺度和过程渐变性特点；明确了生态累积过程、累积效应和阈值及其相互关系，引入反映生态影响累积程度的生态损伤系数，提出四类生态阈值(生态要素、内部结构、系统状态和行为调控);基于系统性和实用性筛选反映生态累积相对状态的60项指标，构建具有“三力”驱动、分区要素耦合和系...     

金塔绿洲不同林龄多枝柽柳根系分叉数与分支角度的关系

根系构型影响根系空间分布和营养吸收效率，反映了植物适应环境胁迫的生存策略。采用标准化主轴估计（Standardized major axis estimation，SMA）的方法，分析了甘肃金塔北海子国家湿地公园3年生和6年生多枝柽柳（Tamarix ramosissima）根系分叉数与分支角度的异速生长关系。结果表明：随着林龄的增长，湿地群落盖度、高度逐渐增加，多枝柽柳种群的盖度、密度、高度和地上生物量以及根系深度、分叉数、比根长、比表面积、各级根系直径随之增加，根系分支角度和根冠比逐渐减小；多枝柽柳根系分叉数与分支角度回归方程的标准主轴斜率逐渐增大（P<0.05），随着林龄的增长，多枝柽柳根系分叉数的增加速度逐渐大于根系分支角度的生长速度，二者在林龄间呈现出差异化的异速生长关系。随着林龄的增长，多枝柽柳根系构型模式由"扩散型"转变为"紧缩型"，体现了种群应对生境胁迫和竞争的生态适应机制。     

高密度中心城区蓝绿空间冷岛效应及其影响因素——以北京五环路以内地区为例

蓝绿空间作为城市绿色基础设施的重要组成部分，对促进城市热环境健康、改善局地微气候具有重要作用。利用Landsat 8遥感影像、土地利用等数据，基于辐射传输方程算法、K均值聚类算法、相关性分析等方法，量化了典型的高密度中心城区--北京五环快速路以内地区的1199块1hm²以上的蓝绿空间冷岛效应的表征指标，并分析与蓝绿空间规模、形状复杂度、景观组成、环境组成、植被覆盖等要素的相关关系，还根据蓝绿空间的不同降温特性进行分类，探讨每类蓝绿空间在缓解高密度中心城区热岛效应中的独特作用、优势与机制。结果表明：（1）蓝绿空间的规模、形状复杂度、景观组成等景观要素与冷岛效应的关系显著，如总面积、绿地面积和水体面积与降温幅度、降温范围、降温服务呈显著正相关，与降温效率和降温速率呈显著负相关；周长与降温范围、降温服务呈显著正相关，与降温效率和速率呈显著负相关；周长面积比与降温幅度和降温服务呈显著负相关，与降温效率和蓝绿空间自身温度呈显著正相关，而形状指数则与降温范围和降温服务呈显著正相关。（2）蓝绿空间的环境要素与冷岛效应也存在相关关系。蓝绿空间之间会产生冷岛效应的协同与促进现象，蓝绿空间降温范围内的其他蓝绿空间的总面积与该蓝绿空间的降温幅度、降温范围、降温服务和辐射距离呈显著正相关，与蓝绿空间自身温度呈显著负相关。（3）蓝绿空间的总面积、水体面积、周长与降温幅度之间，周长面积比与降温效率之间存在阈值，为节约土地资源、保证降温效果，建议不应过多超过阈值。（4）基于蓝绿空间在降温幅度、效率、辐射距离等方面的差异，将蓝绿空间划分为4类。高密度中心城区蓝绿空间规划建设应充分评估区域降温需求，了解蓝绿空间降温现状，合理配置具有不同降温特性和优势的蓝绿空间，在土地和资金有限的情况下，充分发挥各类蓝绿空间的冷岛效应。本研究有助于政府和规划师摸清当前蓝绿空间冷岛效应的现状、问题和发展潜力，对理论和实践具有一定参考意义。     

A cross-talk between epithelium and endothelium mediates human alveolar–capillary injury during SARS-CoV-2 infection

COVID-19, caused by SARS-CoV-2, is an acute and rapidly developing pandemic, which leads to a global health crisis. SARS-CoV-2 primarily attacks human alveoli and causes severe lung infection and damage. To better understand the molecular basis of this disease, we sought to characterize the responses of alveolar epithelium and its adjacent microvascular endothelium to viral infection under a co-culture system. SARS-CoV-2 infection caused massive virus replication and dramatic organelles remodeling in alveolar epithelial cells, alone. While, viral infection affected endothelial cells in an indirect manner, which was mediated by infected alveolar epithelium. Proteomics analysis and TEM examinations showed viral infection caused global proteomic modulations and marked ultrastructural changes in both epithelial cells and endothelial cells under the co-culture system. In particular, viral infection elicited global protein changes and structural reorganizations across many sub-cellular compartments in epithelial cells. Among the affected organelles, mitochondrion seems to be a primary target organelle. Besides, according to EM and proteomic results, we identified Daurisoline, a potent autophagy inhibitor, could inhibit virus replication effectively in host cells. Collectively, our study revealed an unrecognized cross-talk between epithelium and endothelium, which contributed to alveolar–capillary injury during SARS-CoV-2 infection. These new findings will expand our understanding of COVID-19 and may also be helpful for targeted drug development.Subject terms: Mechanisms of disease, Viral infection     

城市公园春季声景观与植被结构的关系

城市公园是城市生态系统的重要组成部分和城市生物多样性热点地区，具有丰富的声景观资源。由于声景观及声学方法具有信息量大，成本低，低侵入的特点，因此其研究和应用对生态系统健康及监测具有较高价值。声景观研究通过总结生物声的活动或多样性来衡量生物多样性。记录了北京20个城市公园的春季声景观，使用定量方法描述了声景观特征与变化；测试三种了已被证明与生物多样性相关并被广泛使用的声学指数（BIO、ADI、NDSI）与植被群落关系，完成了城市环境中声景观与环境关系的初步探究。研究结果表明：（1）声学指数能够有效表征城市公园声景观信息，具有显著的时间动态特性，能准确反映鸟类黎明合唱等重要生物生态活动；（2）声学强度指数也具有显著的时间动态变化和沿频率梯度的变化，不同的频率区间反映了不同声学群落的活动信息；（3）植被结构尤其是垂直结构对声景观起着重要作用，垂直异质性越大，声学多样性越高。发现支持声景观作为公园植被状况的度量，强调了其作为生物多样性和生态系统健康状况监测方法，用于城市管理和可持续发展的巨大潜力。