浙江省生境质量时空演变与生态红线评估

生境质量是反映生物多样性状况与局地生态功能的重要指标,在高质量发展背景下研究区域生境质量的时空演变具有重要意义。以浙江省为研究区,基于InVEST模型、热点分析及地理探测器模型探究生境质量的时空演变与影响因素,并利用生境质量结果对浙江省生态红线开展了定量评估。结果表明:(1)2000-2015年,浙江省生境质量均值呈减速下降趋势,空间上形成了西北、西南、中东高和东北、中部低的分布格局;生境退化度呈现"中心-外围"的圈层辐射结构。(2)热点分析显示,生境质量与生境退化度在乡镇尺度上集聚特征相似、冷热点空间分布趋势相反。(3)地理探测分析发现,地形(高程、坡度)是影响浙江省生境质量的主要因素,植被因素(NPP、NDVI)的贡献度随时间推移逐渐增大;浙江省生境质量空间分异受到自然因子与社会经济因子的协同作用。(4)浙江省生态红线的生境质量整体较高且稳定,不同红线类型的生境质量存在差异;高生境质量区与生态红线的错位区域主要分布在浙西南、西北部山区,而北部、中部以及东部相对较少。基于此,对生态红线调整、区域生态功能区划提出对应的策略,以期提升浙江省生态空间管控。     

Engineering of Thermomyces lanuginosus lipase Lip: creation of novel biocatalyst for efficient biosynthesis of chiral intermediate of Pregabalin

Efficient and highly enantioselective hydrolysis of 2-carboxyethyl-3-cyano-5-methylhexanoic acid ethyl ester (CNDE) is the most crucial step in chemoenzymatic synthesis of Pregabalin. By using site-saturation mutagenesis and high-throughput screening techniques, lipase Lip from Thermomyces lanuginosus DSM 10635 was engineered to improve its activity towards CNDE. The triple mutant, S88T/A99N/V116D exhibited a 60-fold improvement in specific activity for CNDE (2.35 U/mg) over the wild-type Lip (0.039 U/mg). Modeling and docking studies demonstrated that the mutant could more effectively stabilize oxygen anions in transition states and the lid of Lip in the open conformation. Additionally, the kinetic resolution of CNDE catalyzed by Escherichia coli cell overexpressing S88T/A99N/V116D mutant afforded (3S)-2-carboxyethyl-3-cyano-5-methylhexanoic acid in 42.4 % conversion and 98 % ee within 20 h with a substrate loading of 1 M (255 g/l). These results demonstrated that a novel and promising biocatalyst was created for efficient chemoenzymatic manufacturing of Pregabalin.     

Enhanced catalytic efficiency and enantioselectivity of epoxide hydrolase from Agrobacterium radiobacter AD1 by iterative saturation mutagenesis for (R)-epichlorohydrin synthesis

Applied Microbiology and Biotechnology - Enantioselective hydrolysis of epoxides by epoxide hydrolase (EH) is one of the most attractive approaches for the synthesis of chiral epoxides. So far,...     

长江经济带林地和其他生物质碳储量及碳汇量研究

以全国林业应对气候变化碳汇计量监测体系建设结果数据为基础，应用森林碳库专项调查建立的碳计量模型和参数，结合历次森林资源清查成果等数据，估算了2020年长江经济带林地和其他生物质碳储量和碳汇量。研究表明：（1）2020年长江经济带林地碳储量24543.58 Tg C （其中森林植被碳储量为4372.85Tg C），散生木和四旁树等其他生物质碳储量329.59 Tg C。2020年长江经济带林地碳汇量81.81 Tg C/a （300.26Tg CO₂/a）、散生木和四旁树等其他生物质碳汇量6.60 Tg C/a （24.21 Tg CO₂/a）。无论是林地和其他生物质碳储量、碳汇量、还是森林植被碳储量，乔木林地所占比例最大（69%-85%）；长江经济带11个省市中，云南省最大，上海市最小；林地碳储量中土壤有机质碳库贡献最大（81.46%），林地碳汇量中生物量碳库贡献最大（90.99%）；林地碳汇量中"一直为林地的土地"产生碳汇量贡献最大（71.74%），其中一直为乔木林的土地产生的碳汇量占69.89%；（2）阐述了长江防护林工程、天然林资源保护工程、珠江防护林工程和沿海防护林工程4大重点生态工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献，长江防护林工程贡献率最大（81%-83%），其次是天然林资源保护工程（32%-38%），珠江防护林工程和沿海防护林工程影响较小。分析了人工造林、中幼林抚育、次生林和低效林改造、退化林修复等生态保护修复措施对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献，并提出了碳中和愿景下森林固碳增汇的有效途径。     

城市近郊型乡镇农业生态经济系统生态潜力及产业空间布局——以延安市河庄坪镇为例

生态脆弱区抗干扰能力弱，明确其系统的生态潜力，在潜力的基础上开发利用资源对区域的可持续发展具有重要的意义。研究基于生态系统服务价值视角，尝试测度农业生态经济系统生态潜力，同时以三产融合典型代表乡镇为研究对象，对其农业生态经济系统生态潜力和主导产业进行时空分析，最后对生态系统加以功能分区。结果显示：（1）气体调节、气候调节、水源涵养和土壤形成与保护是生态系统提供的主要服务功能。随退耕还林工程实施，林地面积的增加使生态系统服务价值量随之上升，在空间上呈现"中间低两翼高"的格局。（2）农业生态经济系统生态潜力受服务价值与资源开发过程影响，与生态系统服务价值在空间上相对一致，呈现出"两翼高中间低，北高南低"的分布格局，其中，退耕还林工程的推进直接导致林地的生态潜力增加，耕地的生态潜力减少。（3）研究区在退耕过程中形成以大棚种植为主的设施农业、以农林特色销售为主的商品型种植农业，以山地苹果为主的林果产业以及以酒店商贸为主的服务行业。并随城镇一体化的推进，主导产业呈现出由传统粗放型大田种植向集约型设施农业方向发展。在空间上形成了以镇区分布为主的第三产业、依托拐沟坡地的林果产业和沿川道展开的设施农业的产业布局。（4）基于生态系统服务价值，研究区农业生态经济系统功能区划分为城镇生态环境维护区（第Ⅰ类型区）、农业生态保护区（第Ⅱ类型区）、生态安全屏障区（第Ⅲ类区）3个区域。     

Isolation of enantioselective α-hydroxyacid dehydrogenases based on a high-throughput screening method

To isolate enantioselective α-hydroxyacid dehydrogenases (α-HADHs), a high-throughput screening method was established. 2,4-Dinitrophenylhydrazine solution forms a red-brown complex with ketoacid produced during the α-HADH-mediated oxidation of α-hydroxyacid. The complex can be easily quantified by spectrophotometric measurement at 458?nm. The enantioselectivity of α-HADH in each strain can be measured with this colorimetric method using (R)- and (S)-α-hydroxyacid concurrently as substrates to evaluate the apparent enantioselectivity (E _app). The E _app closely matches the value of true enantioselectivity (E _true) determined by HPLC analysis. With this method, a total of 34 stains harboring enantioselective α-HADHs were selected from 526 potential α-HADH-producing microorganisms. Pseudomonas aeruginosa displayed the highest (S)-enantioselective α-HADH activity. This strain appears promising for potential application in industry to produce (R)-α-hydroxyacids. The method described herein represents a useful tool for the high-throughput isolation of enantioselective α-HADHs.     

EM复合菌对新疆色素辣椒生长及根际细菌群落的影响

【背景】Effective microorganisms （EM）复合菌在我国农业种植上的应用越来越广泛,但对色素辣椒的促生作用与根际细菌群落结构的影响未见报道。【目的】评估EM复合菌对新疆色素辣椒的促生长作用,并分析其对色素辣椒根际细菌群落组成的影响。【方法】通过随水灌溉方式将EM复合菌接种到色素辣椒根部,在收获期测定辣椒生长指标、土壤养分和酶活活性,明确EM复合菌对辣椒生长和土壤质量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术测定EM复合菌对辣椒根系细菌群落组成和结构的影响。【结果】与对照组相比,EM复合菌的施用使辣椒株高、鲜重、单个果重和单株结果数分别提高23.89%、85.41%、42.31%和46.04%;土壤中碱解氮和速效磷含量分别提高5.83%和13.39%,土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化物酶的活性分别提高11.47%、9.42%和21.43%;施用EM复合菌显著改变辣椒根际微生物群落的α多样性和β多样性,提高有益菌群变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,其中变形菌门黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）的相对丰度增加119.32%;在属的水平上,施用EM复合菌显著增加了藤黄色杆菌属（Luteitalea）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、鞘脂单胞菌属（Sphingobacterium）和盐单胞菌属（Halomonas）的相对丰度,尤其是藤黄单胞菌属的丰度提高244.17%,同时显著降低黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度。此外,与土壤理化指标呈正相关的微生物菌群相对丰度也显著升高。【结论】EM复合菌能够通过提高土壤营养成分与酶活活性,调控根系微生物群落结构,富集大量在盐碱地生存能力较强的有益菌群,进而起到促进色素辣椒生长的功效。