科技信息

角蛋白酶研究进展角蛋白酶(keratinase)是分解角蛋白的一类蛋白酶,应用广泛,如分解含角蛋白的毛发、羽毛、角蹄、鳞等等,而角蛋白的化学结构稳定,不溶于水,一般的蛋白酶对它们降解不起什么作用。只有角蛋白酶对角蛋白有分解活性,所以称这种酶为角蛋白酶。除某些真菌、放线菌具有产生角蛋白酶能力之外,在细菌中某些细菌菌种具有分解角蛋白的活力,如黄杆菌属Chryseobacterium、Bacillus等属的某些种产生角蛋白酶均有分解角蛋白酶能力,其中有两种细菌值得注意:一是地衣芽孢杆菌(Bac.lincheniformis),它似乎以羽毛为唯一有机底物生长繁殖,从分…     

根系在凋落物层中的生长及其对凋落物分解的影响

凋落物分解是生态系统养分循环的重要过程, 直接影响着生态系统功能。植物根系作为重要的生物因子调控着凋落物分解过程, 然而这一重要作用却在凋落物分解的研究中长期被忽视。凋落物中下层养分充足、保水能力强, 为根系生长提供了良好环境; 同时, 生长进入凋落物层的根系通过激发效应、共生真菌、N吸收等方式对分解过程产生了重要影响。该文针对根系生长及其影响因素、根系对凋落物分解的影响及其内在机制等关键方面进行了综述, 并提出了根系生长与凋落物分解之间关系的概念模型, 以期引起大家对这个领域的关注, 并为根系与凋落物分解之间关系的研究提供良好的借鉴。     

烟曲霉素类似物有抗癌作用

美国波斯顿妇科医院的医生最近从烟曲霉(Aspergillus fumigatus Fres.)培养物中分离到一种烟曲霉素,这是一种抗生物质,能抑制固体瘤中生长的新血管形成。当用此真菌培养物接入人体内皮细胞     

Effects of forest gap on hemicellulose dynamics during foliar litter decomposition in an subalpine forest

 亚高山森林林窗可能通过改变冬季雪被格局和生长季水热环境影响林窗内凋落物中半纤维素的分解动态, 但目前对此还缺乏研究。采用凋落物分解袋法, 以亚高山森林5种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物为研究对象, 研究雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节从林窗中心、林冠林窗、扩展林窗到郁闭林下物种凋落物的半纤维素变化特征。经历一年分解后, 5种凋落物的半纤维素均呈现净累积现象。针、阔叶凋落物半纤维素分别在雪被覆盖期和融化期表现出相对较高的损失率。在雪被覆盖期和融化期, 凋落物半纤维素在林窗中心和林冠林窗具有相对较高的损失率; 而在生长季节, 林窗中心呈现相对较低的凋落物半纤维素累积率。统计分析结果表明凋落物分解过程中半纤维素损失率与环境因子和凋落物质量因子均显著相关。这些结果表明亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素损失率具有显著影响, 分别促进了半纤维素在冬季的损失以及抑制了半纤维素在生长季节的累积, 意味着亚高山森林林窗的形成有利于凋落物半纤维素的降解。     

亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素动态的影响

亚高山森林林窗可能通过改变冬季雪被格局和生长季水热环境影响林窗内凋落物中半纤维素的分解动态, 但目前对此还缺乏研究。采用凋落物分解袋法, 以亚高山森林5种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物为研究对象, 研究雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节从林窗中心、林冠林窗、扩展林窗到郁闭林下物种凋落物的半纤维素变化特征。经历一年分解后, 5种凋落物的半纤维素均呈现净累积现象。针、阔叶凋落物半纤维素分别在雪被覆盖期和融化期表现出相对较高的损失率。在雪被覆盖期和融化期, 凋落物半纤维素在林窗中心和林冠林窗具有相对较高的损失率; 而在生长季节, 林窗中心呈现相对较低的凋落物半纤维素累积率。统计分析结果表明凋落物分解过程中半纤维素损失率与环境因子和凋落物质量因子均显著相关。这些结果表明亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素损失率具有显著影响, 分别促进了半纤维素在冬季的损失以及抑制了半纤维素在生长季节的累积, 意味着亚高山森林林窗的形成有利于凋落物半纤维素的降解。     

固氮作用

对纤维单胞菌属(Cellulomonas sp.)的一个突变菌株CS1一17和凝胶纤维单胞菌 (C.gelida)的菌株2480进行了比较,它们是作为一种混合培养物分解纤维的成分,这种混合培养物分解麦秆,     

土壤动物对川西亚高山和高山森林凋落叶第一年不同分解时期N和P元素动态的影响

土壤动物对高寒森林凋落物养分元素动态具有重要影响, 但这种影响受控于凋落物质量及环境条件。为了解土壤动物对高寒森林凋落物不同分解时期凋落物中N和P元素动态的影响, 采用凋落物分解袋的方法, 于凋落物第一年分解的不同时期, 即冻结前期、冻结期、融化期、生长季节初期、生长季节中期和生长季节末期, 研究了3.00和0.04 mm孔径凋落物袋中川西亚高山和高山森林的代表性植物——康定柳(Salix paraplesia)、方枝柏(Sabina saltuaria)、红桦(Betula albosinensis)和岷江冷杉(Abies fargesii var. faxoniana)凋落物中的N和P元素动态特征。结果表明: 康定柳和红桦凋落物中的N元素呈现出释放—富集—释放的模式, 方枝柏、岷江冷杉凋落物中的N元素则表现为释放—富集模式; 凋落物P元素总体表现为释放模式, 但4种植物凋落物均在生长季节中期具有明显的富集过程; 从凋落物分解的第一年来看, 土壤动物明显促进了4种植物凋落物N的释放, 而抑制了P的释放; 不同时期土壤动物对凋落物中N和P释放量的影响存在显著差异, 且分别与正积温呈极显著正相关和极显著负相关关系; 相对于阔叶植物凋落物, 土壤动物对针叶植物凋落物中N和P元素动态的影响更为显著。这些结果为深入了解高寒森林生态系统土壤动物与凋落物分解等物质循环过程的相互联系具有重要意义。     

数学模型预测细胞培养物的生长

商品化的植物细胞培养物要求其生长率可重复,批量之问只能有很小变化。在研究罂粟(Papaversomniferum)细胞培养物的生长动力学时,Furdue大学的W.R.Curtis及同事们观察到,用不同瓶中的培养物接种,其生长率的变化是“惊人的”。 Curtis的小组测定出磷酸盐为限制生长物质,他们开发了一种数学生长模型,该模型可根据细胞的胞内磷含量算出培养物的生长率。实验表明,该模型能够根据种菌的胞内磷含量预测培养物的线性生长特性及依赖种菌的生长变化性。研究者说:该模型提供了“在批量培养中预测和控制生长率的数学基础。培养     

花椒（Zanthoxylum bungeanum）凋落物分解过程中酚酸的释放及其浸提液对土壤化学性质的影响

应用分解网袋法研究了花椒凋落物分解过程中（0、10、30d和60d）酚酸的释放动态及凋落物浸提液对花椒林地土壤化学性质的影响。结果表明：花椒凋落物在分解过程中呈现出明显的毒性动态。凋落物分解的60d中,凋落物残留量在前30d内变化最大,30d后无显著变化;凋落物中酚酸含量随分解时间的延长,呈显著降低的趋势,且在分解10d时,酚酸释放量最大。4个分解动念的凋落物浸提液显著地改变了土壤好气性自生固氮菌、氨化细菌、好气性纤维素分解菌的数量和土壤pH值、酚酸含量、铵态氮、有效磷等化学性质。不同分解时间的凋落物浸提液均造成了土壤pH值的显著升高;分解10d的凋落物浸提液对土壤铵态氮的含量具有显著的降低作用,对土壤好气性自生固氮菌和氨化细菌的生长均具有显著的促进作用,而对好气性纤维素分解菌的生长具有抑制作用;分解60d的凋落物浸提液显著地降低了土壤酚酸含量,对土壤有效磷含量具有显著的升高作用,对好气性自生固氮菌的生长具有抑制作用,而对好气性纤维素分解菌的生长具有促进作用。     

一株羽毛降解菌的分离与鉴定

【目的】从土壤中分离并鉴定羽毛降解菌,测定其生长最适温度及起始pH,并观察酶活动态。【方法】采用系列稀释法和选择培养基法筛选目的菌株,基于16S rRNA基因序列及Biolog方法鉴定其分类地位,利用全自动生长曲线分析仪监测菌株的最适生长条件,并通过测定蛋白水解活性观察其酶活动态。【结果】从混合羽毛的土壤样品中筛选到一株羽毛降解菌,命名为菌株GIMN1.015,初步判定该菌株属于芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)。最适生长pH为9.0,温度为30°C。蛋白水解活性最高值出现在培养后96 h。【结论】菌株GIMN1.015在利用羽毛角蛋白资源中具有潜在的应用价值。这是芽孢八叠球菌在羽毛降解方面的首次报道。     

酸解羽毛粉代替蛋白胨研制新型细菌培养基

【目的】从工厂下脚料——酸解羽毛粉氨基酸含量高且种类丰富出发,开发出低成本新型细菌培养基,以期资源化该类废弃物。【方法】将酸解羽毛粉代替常用细菌培养基(LB培养基)中的蛋白胨,进行细菌液体发酵试验,比浊法在波长600 nm处比色测定菌液的吸光值,可培养计数法监测细菌数量。【结果】以LB培养基为对照,酸解羽毛粉完全代替蛋白胨液体发酵供试菌株时,菌株的生物量与对照无显著性差异或显著高于对照。培养模式菌株大肠杆菌和枯草芽孢杆菌24 h后,与对照相比,生物量分别增加了21.59%和27.83%。菌株生长曲线表明,生长初期,菌株在新型培养基中生长稍延迟,但含酸解羽毛粉培养基能延长枯草芽孢杆菌的对数生长期,并且两菌株到达稳定期时的生物量均高于对照。可培养计数法结果同样表明,含酸解羽毛粉培养基所培养活菌数量与对照(LB培养基)相比,差异不显著。【结论】用酸解羽毛粉代替LB培养基中蛋白胨进行细菌培养是可行的,可以大大降低生产成本。     

鄂西南亚高山湿地泥炭藓的生长与分解

泥炭藓(Sphagnum)是湿地土壤碳的重要来源,在土壤碳累积过程中发挥着关键作用,但有关亚热带湿地泥炭藓生长与分解的研究鲜有报道。该研究选择鄂西南亚高山泥炭藓湿地为研究区域,原位开展不同微生境泥炭藓的生长及其凋落物的分解实验,室内测试凋落物的化学成分,探讨亚热带亚高山湿地泥炭藓的生长与分解规律。结果表明:泥炭藓在自然状态生长12个月后,丘上和丘间两种微生境下泥炭藓的平均高度增长量分别为2.9和2.7cm,对应的净生产量分别为270.94和370.88g·m~(–2),生长时间与微生境对泥炭藓的高度增长量及净生产量均有显著影响,且两者之间存在交互作用,但是两种微生境下泥炭藓的生长变化过程不同;两种微生境下泥炭藓的平均生长速率(2017年7–10月)为0.33 mm·d~(–1),其生长速率高于寒温带地区。另外,分解时间对泥炭藓的分解量有显著影响,其残留率随时间增加表现为先减少后增加的趋势。12个月后,丘间、丘上和水坑3种微生境下最终残留率分别为100.67%、90.54%和85.63%。凋落物中碳含量、碳氮比和多酚含量相比初始值均有所下降,氮含量则为增加。同时,微生境对凋落物分解的影响取决于分解时间。分解3个月时,微生境之间凋落物的分解量差异显著,其他时间段差异不明显。     

鄂西南亚高山湿地泥炭藓的生长与分解

泥炭藓(Sphagnum)是湿地土壤碳的重要来源, 在土壤碳累积过程中发挥着关键作用, 但有关亚热带湿地泥炭藓生长与分解的研究鲜有报道。该研究选择鄂西南亚高山泥炭藓湿地为研究区域, 原位开展不同微生境泥炭藓的生长及其凋落物的分解实验, 室内测试凋落物的化学成分, 探讨亚热带亚高山湿地泥炭藓的生长与分解规律。结果表明: 泥炭藓在自然状态生长12个月后, 丘上和丘间两种微生境下泥炭藓的平均高度增长量分别为2.9和2.7 cm, 对应的净生产量分别为270.94和370.88 g·m ^-2, 生长时间与微生境对泥炭藓的高度增长量及净生产量均有显著影响, 且两者之间存在交互作用, 但是两种微生境下泥炭藓的生长变化过程不同; 两种微生境下泥炭藓的平均生长速率(2017年7-10月)为0.33 mm·d ^-1, 其生长速率高于寒温带地区。另外, 分解时间对泥炭藓的分解量有显著影响, 其残留率随时间增加表现为先减少后增加的趋势。12个月后, 丘间、丘上和水坑3种微生境下最终残留率分别为100.67%、90.54%和85.63%。凋落物中碳含量、碳氮比和多酚含量相比初始值均有所下降, 氮含量则为增加。同时, 微生境对凋落物分解的影响取决于分解时间。分解3个月时, 微生境之间凋落物的分解量差异显著, 其他时间段差异不明显。     

Plant–soil feedback during biological invasions: effect of litter decomposition from an invasive plant (Sphagneticola trilobata) on its native congener (S. calendulacea)

生物入侵过程中的植物-土壤反馈：一种入侵植物的凋落物分解对其本地近缘植物的影响 植物入侵可通过正或负的植物-土壤反馈效应改变土壤的生物和非生物性质,从而影响入侵栖息地的土壤理化性质。许多入侵物种的凋落物分解可增加土壤养分,降低本地植物多样性,并导致进一步的植物入侵。关于入侵植物凋落物在不同土壤类型及深度分解及反馈效应的研究依然很少。本研究旨在明确入侵植物南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)凋落物在不同土壤类型和不同土壤深度条件下的分解情 况及其对本地近缘植物蟛蜞菊(S. calendulacea)生理生长的影响。将装有南美蟛蜞菊凋落物的尼龙袋加入到不同深度(即0、2、4 和6 cm)的砂土、营养土和粘土中,经6个月的分解后,回收凋落物袋并计算分解速率,随后在凋落物分解处理后的土壤中种植本地蟛蜞菊,并在生长期结束时测量其生理生态指标。研究结果表明,所有处理土壤类型中,凋落物在土壤深度为2和4 cm处分解后显著增加了土壤养分,而对本 地蟛蜞菊的叶片叶绿素、叶氮含量等生长指标表现为负效应。因此,入侵植物南美蟛蜞菊凋落物分解对土壤养分表现为正的反馈效应,而对本地植物蟛蜞菊的生长表现为负效应。我们的研究结果还表明,入侵植物的凋落物分解对土壤和本地物种的影响还因凋落物分解所在的土壤深度而显著不同。未来的研究应侧重于入侵栖息地中更多本地和入侵物种的植物-土壤反馈效应,以及更多土壤类型和土壤深度的入侵植物凋落物效应。     

森林凋落物的微生物分解

森林凋落物的分解是森林生态系统中物质循环和能量流动的一个重要环节,而微生物在这一过程中起着重要作用。本文系统介绍了森林凋落物微生物分解的过程及其生态学意义,并从参与凋落物分解的微生物多样性、凋落物分解过程中的微生物数量动态及群落演替、影响微生物分解的因素及微生物分解酶学等方面综述了森林凋落物的微生物分解研究概况,探讨了未来研究的方向。     

不同培养基及其元素组成对西洋参愈伤组织悬浮培养物生长和皂苷含量的影响

对MS、67-V和FOX 3种基本基质对西洋参(Panax quinquefolium Linn.)愈伤组织悬浮培养物生长和皂苷含量的影响进行了比较。在3种基本基质中,培养物的鲜重和干重增加量差异不大,而皂苷含量和产量差异较大,其中MS较高,FOX次之,67-V最低。探讨了MS基质中,KNO3、CaCl2和MgO4对培养物生长和皂苷含量的影响。KNO3浓度在237．5mg/L时有利于培养物生长,而浓度在1900mg/L时有利于皂苷合成;CaO2浓度在55．35mg/L时有利于培养物生长,而浓度在332．1mg/L时有利于皂苷合成;MgSO4浓度为92．50mg/L时培养物生长最好,皂苷产量也最高。     

高山林线交错带高山杜鹃的凋落物分解

凋落物分解是维持生态系统生产力、养分循环、土壤有机质形成的关键生态过程。高山林线交错带是陆地生态系统中对气候变化响应的敏感区域。季节变化和海拔梯度上的植被类型差异可能会影响该区域凋落物的分解,进而对高山生态系统的碳氮循环产生重要影响。采用凋落物分解袋的方法,研究了川西高山林线交错带优势种高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落叶在雪被期和生长季的分解特征。结果显示:(1)季节变化和植被类型对高山杜鹃凋落物的分解均具有显著影响(P0.05),凋落叶的质量损失主要发生在生长季且在高山林线最大,暗针叶林中雪被期的质量损失略高于生长季,但差异不显著;(2)林线交错带上高山杜鹃凋落叶分解缓慢,一年干物质失重率为9.62%,拟合分解系数k为0.145;(3)高山杜鹃凋落叶的质量变化主要体现在纤维素降解显著且集中在雪被期,木质素无明显降解,在高山林线上C/N、C/P、木质素/N变化幅度较小且C、N、P的释放表现得稳定而持续。结果表明,季节性雪被对林线交错带内高山杜鹃分解的影响不仅局限在雪被期内,雪被融化期间频繁的冻融作用和雪融水淋洗作用可能会促进高山杜鹃凋落物在生长季初期的分解。总的来看,在气候变暖的情景下,雪被的缩减、生长季的延长和高山杜鹃群落的扩张可能加速高山林线交错带高山杜鹃凋落物的分解。     

高山森林林窗对凋落叶分解的影响

林窗对降水和光照等环境条件的再分配以及分解者群落的影响可能深刻作用于森林凋落物分解过程,但有关高山森林林窗大小对凋落物分解的影响尚无研究报道。采用凋落物分解袋法,研究了川西高山森林不同大小林窗对非生长季节和生长季节红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶质量损失的影响。结果显示,经过1a的分解,不同生境下红桦和岷江冷杉凋落叶分别分解了27.25%—30.12%和27.04%—27.96%,其中非生长季节占53.83%—60.18%和50.23%—59.09%。林窗对红桦和岷江冷杉凋落叶质量损失的影响因物种不同而呈现季节差异。总体上,林窗加快了岷江冷杉凋落叶的分解而延缓了红桦凋落叶的分解。与郁闭林下相比,林窗显著增加了2种凋落叶非生长季节的质量损失速率,显著降低了生长季节2种凋落叶的质量损失速率;2种凋落叶质量损失速率在非生长季节随林窗面积增大而加快,在生长季节随林窗面积增大而减慢。林窗显著影响了初冻期、深冻期和融化期岷江冷杉凋落叶的质量损失率,但对红桦凋落叶质量损失率影响不显著。可见,高山森林凋落物分解过程受到林窗的显著影响,并且阔叶和针叶凋落叶在非生长季节和生长季节对林窗的响应具有明显差异。     

高山森林凋落物分解过程中的微生物生物量动态

凋落物分解过程中的微生物生物量动态对于深入了解森林凋落物分解机理具有重要意义。为了解高山森林典型树种凋落物分解过程中的微生物生物量特征,采用凋落物分解袋法,研究了土壤冻结期(3月)、融冻期(4月-5月)、生长季节(5-10月)和冻结初期(11月)红桦(Betula albosinensi)、岷江冷杉(Abies faxoniana)和粗枝云杉(Picea asperata)凋落物分解过程的微生物生物量C(MBC)、微生物生物量N(MBN)和微生物生物量P(MBP)动态。四个关键时期,凋落物的MBC、MBN以生长季节最高,但非生长季节的三个关键时期也检测出较高的MBC、MBN。在融冻期结束后,三类凋落物分解过程中MBC和MBN均出现爆发性增长。然而,MBP在生长季节中期(8月)、完全冻结期(3月)和冻结初期(11月)均相对较低,但在融冻期和生长季节后期(9月)相对较高。另外,红桦凋落物的MBC、MBN和MBP含量均高于岷江冷杉和粗枝云杉凋落物(除4月粗枝云杉凋落物MBP异常升高外)。这些结果为更加清晰地认识高寒森林凋落物分解过程及机理,以及进一步理解陆地生态系统结构和功能提供了一定基础数据。     

枯落物分解研究方法和模型讨论

由于研究目的、尺度范围和要求精度的不同,枯落物分解的研究方法各异：野外分解袋法是最直接和最准确的方法,但是耗时太长;室内分解培养法与野外分解袋法相似,但具有灵活设计试验方案的优越性;现量估算法方法简捷,但是只对进入稳定发展和动态平衡阶段的生态系统可以获得较好的精度;综合平衡法能反映整个生长历史时期的枯落物分解速率平均水平,但其准确性取决于对历年凋落物量预测的精度。在枯落物分解模型中,分解率概算模型只适合于林地枯落物积累达到动态平衡时的情况,所以作者提出了另外的枯落物动态平衡模型予以修正;时间衰减模型以Olson指数模型为典型代表,但由于在应用过程中存在一些问题,也提出了相应的修正办法;影响因子关系模型包括基质质量因子关系模型、非生物环境因子关系模型和生物因子关系模型等类型。作者提出构建过程模型将是未来枯落物分解模型研究的方向。