进化生态学一生态与进化的交叉整合

进化生态学是生态学的一个分支,主要关注的是生物如何进化而适应于它们所处的环境：这里,环境一词即包括光照、水分、温度和养分等物理环境也包括与同种和其他种的相互作用（生物环境）。进化生态学不仅研究环境施加的选择压力,而且还要探讨生物对这些选择压力的进化响应。     

微生物对低温极端环境适应性的研究进展

嗜冷微生物是地球寒冷环境中最主要的生物类群,并且是驱动全球生物地球化学循环的关键环节。嗜冷微生物在适应策略上显示出应对多种极端环境因素的巨大潜力,研究其适应和进化机制有助于更好地理解微生物与环境之间相互作用过程,并有效利用极端环境微生物资源。近年来,随着分子生物学和基因组学技术的高速发展,对微生物适应寒冷环境的机制及嗜冷微生物在指示气候变化和工农业应用方面均有一系列的突破。在此,本文将从基因组的GC含量、蛋白质稳定性、转录翻译调控、细胞膜流动性、渗透压调节、抗氧化损失和基因组适应性进化等方面总结当前在微生物适应低温环境机制上所取得的进展,并展望低温环境微生物在指示气候变化和工农业应用中的前景。     

应激性与反射关系辨析

在高中课本中,应激性是指生物体对外界刺激能够产生一定反应的特性,反射是指在中枢神经系统的参与下,人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。从这两个概念可以看出．应激性的内涵是对外界刺激的反应,刺激来自生物体外：反射的内涵是通过神经系统对内、外刺激作出的反应。刺激既有外界环境的,又有内部环境的．反应的发生需要通过反射弧来完成,二者内涵是不相同的．自然其外延也不相同。应激性的外延涉及到一切生物体,既包括植物也包括原核生物、原生生物、真菌、动物和人,它是生物的基本特征。而反射的外延仅是具有神经系统的人和动物,比应激性要窄。那么能否说反射是应激性的一种表现形式即反射属于应激性呢？不能,人和动物对外界环境刺激作出的反应属于反射也属于应激性,人和动物对内部环境刺激作出的反应,属于反射但不属于应激性。例如：颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射（又称减压反射）,颈动脉体和主动脉体化学感受性反射（又称加压反射）,都是由内部环境变化引起的反射,依照概念都不属于应激性,这样应激性与反射之间既有交叉重叠的地方．又有不相同的地方,用下图表示。     

细胞质内微环境直接影响FGFR1酪氨酸激酶介导的SNT1细胞特异性磷酸化

成纤维细胞生长因子受体（FGFR）介导的SNT1（亦称为FRS2）底物磷酸化具有宿主细胞以及受体特异性。为探明这种宿主细胞特异性的决定因素,我们构建了1个FGFR2IIIb/R1嵌合受体。该嵌合受体具有1个FGFR2IIIb的胞外片段及1个FGFR1蛋白质酪氨酸激酶片段。当表达在3T3细胞（内源性受体为FGFR1并能强烈响应FGFR1）的信号）以及DTE－R1／100细胞时,该嵌合受体能即刻诱导SNT1磷酸化。DTE－R1／100细胞为经长期培养的带有外源性FGFR1的非恶性前列腺肿瘤上皮细胞（DTE）并已获得未转化DTE细胞所不具备的FGFR1信号响应性。与此相反,当表达在非转化DTE细胞或未经长期培养的FGFR1(DTE-R1)锂,FGFR2IIIb/R1嵌合受体则无法诱导SNT1磷酸化。我们曾报导DTE细胞对FGFR1介导的SNT1磷酸化活力及其刺激细胞生长信号的响应性是一种获得性的性质,这种性质的获得与细胞恶化是紧密联系在一起的。在此我们进一步证明FGFR介导的SNT1磷酸化具有宿主细胞特异性。这些结果表明细胞内围绕着激酶的微环境而不是细胞外环境决定了SNT1是否可为FGFR1所磷酸化。而且,长期受外源性FGFR1刺激诱发DTE细胞内微环境的变化,从而使表达在DTE细胞里的FGFR1激酶可强烈地磷酸化SNT1。     

植物系统获得的抗病性和信号传导

植物在长期的进化过程中,需要不断地抵抗病原微生物的侵害。在这种长期相互影响的共进化过程中,植物逐渐形成一系列复杂而行之有效的保护机制来抵御病原微生物的侵染。在植物抵御病原微生物侵染的过程中,宿主植物的抗病基因（R）产物与病原微生物无毒基因（Avr）产物的...     

逆境胁迫下植物DNA甲基化变异的研究进展

胁迫是指生物体持续地暴露在环境的刺激下,并且植物有能力建立保护和适应的机制.逆境胁迫抑制生物体的生长、发育和繁殖,它通常决定了物种的分布,更重要的是它对特定的种群提供了一种选择性进化动力.植物可以通过忍受、抗性和避免或最终逃避这三种不同的策略来应对胁迫.DNA甲基化作为一种表观遗传现象,是指在甲基化酶的作用下,不涉及基因的DNA序列改变,而使基因功能发生变化,以对外界的环境刺激作出应答反应.这种变化常常可以传递给后代,并形成表观遗传记忆,这对培育植物抗性新品种提供了可能.综述了植物响应逆境胁迫中的DNA甲基化修饰的研究进展,旨在深入了解DNA甲基化变化对植物抗逆性的影响.     

冰川微生物菌群分布及多样性研究技术进展

冰川微生物蕴涵着生命进化历程的丰富信息,对冰川微生物的研究将为揭示遗传多样性、气候环境变迁及其对环境变化的响应机制等开辟新途径。阐述了冰川微生物的多样性和群落结构特征、影响其分布的生态因素,并进一步对冰川微生物研究所涉及的分子生物学方法进行了综述。     

植物抗病蛋白研究进展

为了应对外界复杂的环境变化, 植物进化出一套复杂而精细的免疫应答调控机制。植物抗病蛋白能够特异地识别病原微生物分泌的效应蛋白, 触发免疫响应以对抗病原微生物的侵扰。该文综述了植物抗病蛋白的结构与功能及对病原菌的识别方式、在免疫响应过程中抗病蛋白的动态平衡机制及其介导的防御反应信号转导。开展植物抗病蛋白研究可为定向培育抗病作物奠定理论基础。     

基于工业环境扰动的微生物适应性进化

合成生物学技术的快速发展极大提升了微生物细胞工厂的构建能力,为化学品的绿色高效生产提供了重要策略。然而,微生物细胞难以耐受高强度工业环境、抗逆性差,成为了限制其生产性能的关键因素。适应性进化是一种人为施加定向选择压力,使微生物经过长期或短期驯化,获得适应特定环境的表型或生理性能的重要方法。近年来,随着微流控、生物传感器、组学分析等技术的发展,适应性进化为提升微生物细胞在工业环境下的生产性能奠定了基础。本文论述了适应性进化的关键技术及在提高微生物细胞工厂环境耐受性和生产效率方面的重要应用,并展望了适应性进化实现微生物细胞工厂在工业环境下高效运行的重要前景。     

降水变化和氮沉降影响森林叶根凋落物分解研究进展

全球环境变化通过改变凋落物质量和产量、土壤生物以及非生物因子调控森林凋落物分解,从而对森林生态系统物质和能量循环产生重要的影响。就森林凋落物分解对当前我国面临降水格局变化和大气氮沉降增加的响应进行了回顾和系统的分析,发现降水格局改变如降水减少可能降低凋落物质量从而减缓凋落物分解,而氮沉降增加通常提高凋落物质量从而促进凋落物分解（间接效应）;降水格局改变通过调节土壤含水量和溶解氧含量进而影响微生物参与的分解过程,或通过改变可溶性组分的淋溶量来影响凋落物分解的物理过程,而氮沉降增加主要通过提高外源氮素的有效性从而促进或抑制微生物参与的分解过程（直接效应）。现有研究大多是基于地上凋落物（例如叶凋落物）来理解和量化森林凋落物分解速率与环境因子之间的关系。但目前对降水格局变化及其与大气氮沉降增加的交互作用如何影响森林地上和地下凋落物分解,以及潜在的微生物学机制仍然缺乏统一和清晰的认识。从土壤性质、凋落物质量、微生物群落结构和功能3个方面构建了环境变化对森林地上和地下凋落物分解的概念框架,并进一步阐述未来研究的重点方向：（1）亟需查明地上和地下凋落物分解的驱动机制;（2）探明降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互作用对凋落物分解和养分释放的影响及其生物化学调控机理;（3）阐明微生物群落结构和功能对降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互的响应机制。以期为深入探讨全球环境变化对森林凋落物分解的影响,以及环境胁迫下森林土壤"碳库"维持机制的解释提供科学依据。     

肿瘤DNA疫苗佐剂研究进展

对近年来在增加肿瘤DNA疫苗免疫原性、提高肿瘤DNA疫苗效力方面所取得的进展予以综述。简要阐述了以下几种较有效的增强肿瘤DNA疫苗效力策略的机制和进展：（1）以细胞因子表达质粒为佐剂;（2）以质粒编码的趋化因子、协同刺激分子、共刺激分子、补体为佐剂;（3）以CPGODN为佐剂;（4）其他一些佐剂。     

土壤微生物群落抵抗力和恢复力研究进展

人类活动的不断加剧使得土壤生态系统承受着环境干扰压力。土壤微生物受到环境干扰的响应程度（抵抗力）及恢复至原来状态的能力（恢复力）决定着土壤生态系统的可持续性。梳理和总结了土壤微生物群落对环境干扰的抵抗力和恢复力方面的研究进展。首先,在介绍土壤微生物群落抵抗力和恢复力概念的基础上,阐述了通过评估微生物群落的结构和功能的变化来系统表征抵抗力和恢复力;随后,分析了最近十年（2012-2021年）有关文献,发现土壤微生物群落的结构和（或）功能在环境干扰后的恢复力总体较弱,但耕作、有机物料添加和轮作等农田管理措施下的响应趋势表现出一定的规律性;继而,从个体水平的休眠和胁迫忍耐、种群水平的生存策略、群落水平的多样性和相互作用以及生态系统水平的历史遗留效应等方面分析了土壤微生物群落抵抗力和恢复力的维持机制;最后,从功能性状、多功能性和植物-土壤微生物整体性对未来研究做出了展望,以期为构建土壤健康评价体系及预测环境干扰对土壤功能的影响提供科学依据。     

狭域还是广域：杂色山雀和 大山雀行为特征比较

动物行为是个体与社群适应内外环境变化（刺激）所作出的动态反应。动物的行为特征对其适合度以及进化有着重要意义,但关于鸟类行为特征对扩散以及分布的研究还较少,本文以杂色山雀（Sittiparus varius）和大山雀（Parus cinereus）这两种生活史策略相似、分布范围差异显著的雀形目鸟类为例,采用经典新环境测试法对两物种探索性、活跃性、冒险性三种行为进行比较。Mann-Whitney U-test结果显示,大山雀的探索性（Z =﹣2.582,P < 0.01）、活跃性（Z =﹣5.148,P < 0.001）、冒险性（Z =﹣2.046,P < 0.05）得分均显著高于杂色山雀,证明广域分布的大山雀探索性、活跃性及冒险性明显强于狭域分布的杂色山雀。我们由此猜想鸟类行为特征可能会与种群的分布范围相关;通过对鸟类行为特征的探究或许可以间接预测种群未来的发展方向,为种群的保护提供指导。     

不同水盐环境下荒漠植物群落抗逆性化学性状的种间、种内变异

叶片是植物获取资源的重要器官,研究荒漠植物抗逆性化学性状的种间、种内变异对环境变化的响应有助于揭示植物对极端环境的适应机制。以艾比湖自然荒漠植物群落为研究对象,通过野外调查与实验分析,解析不同土壤水盐环境下群落水平抗逆性化学性状（钾K;钙Ca;钠Na;镁Mg）的差异及其种间、种内变异特征,利用冗余分析、相关性分析,明析群落水平性状种间、种内变异与土壤环境因子间关系及其在不同水盐环境间的变化规律。结果表明：（1）高水盐环境下土壤pH及Ca、Na含量均显著高于低水盐环境;低水盐环境下群落水平K、Na、Mg含量显著高于高水盐环境。（2）高水盐环境下群落抗逆性化学性状的种间变异（Ca除外,P<0.05）、种内变异均低于低水盐环境。（3）高水盐环境土壤因子与群落种间、种内变异相关性较高（|r|>0.3）,其中与叶片Ca、Na种间变异普遍为负相关,与Na种内变异多为较强的正相关;低水盐环境种间、种内变异与土壤因子相关性总体较低,其中土壤盐分、水分与叶片Mg的种间变异呈负相关,与Na种内变异呈正相关。综上所述,水盐环境对荒漠植物群落水平的抗逆性化学性状有显著影响,各性状的种间、种内变异与土壤因子间关系在高水盐环境中更为密切,本研究为掌握胁迫环境下植物的适应策略提供依据。     

北京东灵山地区农耕干扰和环境梯度对植物多样性的影响

于北京东灵山地区,选取10条样带、94个样方、15个环境因子,采用主成分分析和相关分析研究了东灵山地区人为干扰（如农耕）及其造成的环境条件变化对植物α多样性的影响.（1）调查结果表明：植物群落可归入4类土地利用类型（农田、撂荒地、灌丛和林地）中;（2）主成分分析和相关分析表明：2个主成分（地形和土壤因子）影响着植物群落结构、物种组成和多样性的变化,尤其是海拔梯度与多数环境因子显著相关,起决定性作用;（3）多样性分析表明：Shannon-Wiener指数和Margalef指数都能较好地反映植物群落α多样性的变化,Simpson指数变化不明显.4种土地利用类型中植物群落α多样性的变化依次为：林地〉农田〉撂荒地〉灌丛,且草本层对植物多样性的贡献最大.     

人工控制条件下9种园林植物叶功能性状对短期NO2污染的响应

叶功能性状能反映植物对环境变化的适应策略,利用开顶式熏气法,对9种常见园林植物进行为期20天的NO₂熏气实验,分析不同NO₂浓度熏气下叶片形态结构指标（单叶干重、单叶面积、比叶面积）、光合生理指标（光合速率、荧光参数）及化学性状指标（叶N含量、叶P含量、N：P比值）的差异,从而探讨以上植物叶性状对NO₂污染的短期响应。结果表明,不同植物叶性状对不同浓度NO₂污染的响应存在显著差异,即不同植物应对NO₂污染的适应策略不同,同种植物在不同浓度NO₂熏气下叶性状指标变化趋势相同,但变化幅度不同,可见同种植物对不同NO₂浓度的响应策略也存在差异;大部分叶性状指标间表现出显著的相关性,但叶N含量与比叶面积间未发现显著相关性,表明叶经济谱性状间权衡机制的稳定性在个体尺度上可能会发生改变。研究结果揭示了不同植物对NO₂污染的适应与响应差异,对预测城市NO₂污染可能带来的植物功能性状的协同进化以及植物生态策略的改变具有重要意义。     

芦苇与外来植物互花米草在不同CO2浓度下的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对两者在不同CO2浓度条件下的光合/呼吸-CO2响应机制,光合作用进程及光合特性指标进行比较研究.结果表明：（1）随CO2浓度的增加,互花米草与芦苇的净光合速率增加,暗呼吸速率下降;（2）互花米草与芦苇的光合/呼吸-CO2响应机制不同,互花米草表现出更高的表观羧化效率（CE）和暗呼吸速率（R）;（3）互花米草的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）在400μmol/mol CO2浓度下均高于芦苇,在1000μmol/molCO2浓度下则显著下降,表现出对设定环境因子和高CO2浓度胁迫的光合生理响应.本项研究通过对入侵植物互花米草与本地种芦苇的在特定时间段内的光合特性比较研究,将有助于揭示互花米草和芦苇的CO2-光合适应机制,为解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性提供实验依据.     

水分条件变化对土壤微生物的影响及其响应机制研究进展

土壤微生物在维持陆地生态系统服务中扮演着重要的角色.土壤水分条件是影响微生物活性与生态系统功能的重要因素之一,全球气候变化所引起的极端干旱与降雨必将加速土壤水分的剧烈变化.由于不同土壤微生物对干旱胁迫的耐受性不同及其对水分变化的响应差异,使得土壤水分条件变化直接改变了土壤微生物活性与群落结构,进而对微生物介导的关键过程与土壤生态系统功能造成深刻的影响.因此,全面深入地理解水分条件变化下土壤微生物群落的结构变化特征与响应机制具有重要意义.本文在总结土壤水分条件变化对土壤微生物活性(土壤呼吸与酶活性)和微生物群落结构的影响的基础上,进一步阐述了土壤微生物对干旱胁迫与水分条件变化的响应机制和生态学策略,包括: 1)积累胞内溶质、产生胞外聚合物、进入休眠状态等应对干旱胁迫的细胞生理策略;2)微生物之间、微生物与植物之间相关抗逆性基因的转移及土壤微生物群落的功能冗余等应对水分变化的微生物机制.研究水分条件变化下土壤微生物群落结构及生态系统功能之间的内在联系,不仅有助于进一步剖析微生物介导的土壤生态过程,而且能够为今后陆地生态系统对气候变化的响应研究和模型预测提供理论依据.     

川芎嗪抑制血管紧张素Ⅱ诱导的平滑肌细胞NF-κB激活和骨形成蛋白-2表达降低

本文旨在观察血管紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ,AngⅡ）对血管平滑肌细胞核转录因子-κB（nuclear factor-κB,NF-κB）的活性及骨形成蛋白-2（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）表达的影响,以探讨AngⅡ参与动脉粥样硬化的机制,并探讨川芎嗪是否能抑制AngⅡ的促动脉粥样硬化作用。采用Western blot、免疫组化和原位杂交等方法分别检测AngⅡ刺激和川芎嗪干预后NF-κB活性、BMP-2蛋白和mRNA表达的变化。结果显示：（1）AngⅡ刺激激活NF-κB。AngⅡ刺激15min即有NF-κB p65核转移,30min达高峰（P〈0．01）,1h后减退。川芎嗪抑制AngⅡ诱导的NF-κB激活,与AngⅡ组比较,川芎嗪＋AngⅡ组NF-κB活性显著降低（P〈0．01）。（2）AngⅡ刺激6h时BMP-2表达增强（P〈0．05）,12h时减弱（P〈0．01）,24h时更弱（P〈0．01）。川芎嗪＋AngⅡ组中,川芎嗪干预6h时BMP-2表达亦增强,12与24h时保持正常水平。（3）川芎嗪对正常细胞的NF-κB活性和BMP-2表达无影响。以上结果表明,AngⅡ刺激后激活NF-κB并最终使生长抑制因子BMP-2表达下降,这可能是其参与动脉粥样硬化发生的机制之一。BMP-2一过性增高可能不依赖NF-κB通路的激活。川芎嗪可抑制AngⅡ诱导的NF-κB激活与BMP-2表达降低,提示它在抗动脉粥样硬化形成中起重要作用。     

生物和非生物逆境胁迫下的植物系统信号

复杂多变的自然环境使植物进化出许多适应策略, 其中由局部胁迫引起的系统响应广泛存在, 精细调节植物的生长发育和环境适应能力。植物系统响应的诱导因素首先引起植物从局部到全株范围的信号转导, 这类信号称为系统信号。当受到外界刺激时, 植物首先在受刺激细胞内触发化学信号分子的变化, 如茉莉酸和水杨酸甲酯等在浓度和信号强度方面发生变化; 进而, 伴随着一系列复杂的信号转换, 多种信号组分共同完成系统响应的激活。植物激素、小分子肽和RNA等被认为是缓慢系统信号通路中的关键组分, 而目前也有大量研究阐释了由活性氧、钙信号和电信号相互偶联组成的快速系统信号通路。植物系统信号对其生存和繁衍至关重要, 其精确的转导机制仍值得深入研究。该文综述了植物响应环境的系统信号转导研究进展, 对关键的系统信号组分及其转导机制进行了总结, 同时对植物系统信号传递的研究方向进行了展望。