新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

儿童反复呼吸道感染与肠道微生态变化的相关性

目的研究儿童反复呼吸道感染与患儿肠道微生态平衡紊乱的关系。方法选择102例反复呼吸道感染患儿为研究组,167例急性肺炎患儿为肺炎对照组,142例健康体检儿童为正常对照组。采用16S rRNA荧光定量PCR检测3组对象肠道双歧杆菌及大肠埃希菌数量,计算B/E值,并比较3组研究对象细胞免疫功能。结果正常对照组、肺炎对照组以及研究组儿童肠道双歧杆菌数量依次降低,大肠埃希菌依次增多,B/E值依次降低,差异均有统计学意义(均P0.05)。正常对照组、肺炎对照组以及研究组儿童血液中CD3~+、CD4~+细胞水平以及CD4~+/CD8~+依次降低,CD8~+细胞水平依次增高,差异均有统计学意义(均P0.05)。结论儿童反复呼吸道感染与肠道微生态失衡具有一定相关性,肠道微生态稳态的维持可为反复呼吸道感染的防治提供新思路。     

个体化精准运动为核心的整体康复方案对冠心病介入治疗术后患者整体功能再提高的临床研究*

目的: 探讨个体化精准运动为核心的整体康复方案对冠心病介入治疗术后患者整体功能再提高的作用。方法: 选择2016 年6 月至2019 年12 月间在北京康复医院临床诊断为冠心病稳定性心绞痛患者20 例,随机分为对照组（n=10）和运动组（n=10）。全部患者择期行冠状动脉介入治疗,术后对照组患者仅进行除运动康复之外的常规治疗指导;运动组患者进行12周个体化运动为核心的心脏康复,介入前、介入后2周、康复后12周分别评估患者标准化症状限制性极限运动的心肺运动试验（CPET）指标、心脏超声、6 min步行距离（6MWD）等。结果: 所有患者均安全无并发症完成症状限制性CPET,运动组患者完成12周全程运动康复治疗。组间比较显示,介入前和介入后2周,对照组和运动组患者CPET指标以及左心室射血分数、6MWD等均无明显差异（P>0.05）。康复12周后,运动组患者无氧阈（ml/min、ml/（min·kg））、峰值摄氧量（ml/（min·kg））、氧脉搏（ml/beat）和6MWD较对照组明显升高,差异有统计学意义（P<0.05）。组内比较显示,康复治疗12周后,运动组患者无氧阈（ml/min、ml/（min·kg）、%pred）、峰值摄氧量（ml/min、ml/（min·kg）、%pred）、峰值氧脉搏（ml/beat）和6MWD均较介入前明显改善,差异有统计学意义（P<0.05）;而且与介入后2周比较,无氧阈（ml/（min·kg））和峰值摄氧量（ml/（min·kg））均明显升高,差异有统计学意义（P<0.05）。对照组患者在康复12周后无氧阈（ml/min）和峰值氧脉搏（ml/beat）较介入前改善,差异有统计学意义（P<0.05）,但CPET指标与介入后2周比较无明显差异。结论: 冠状动脉介入术后进行个体化运动康复为核心的整体管理可进一步提高冠心病稳定性心绞痛患者运动心肺功能和运动耐力。运动康复是介入术后患者二级预防的重要内容,需要大量推广。     

温室秸秆不同还田量条件下DSSAT-CROPGRO-Tomato模型的调参与验证

为了探讨番茄生长模拟模型DSSAT-CROPGRO-Tomato能否准确模拟秸秆还田条件下北方日光温室番茄的生长发育和产量形成过程,基于2016年和2018年温室番茄小区试验数据对模型进行验证。试验设置4个秸秆还田量处理,分别为0(S₀)、1.5×10⁴(S₁)、3×10⁴(S₂)和4.5×10⁴kg·hm^-2(S₃)。利用GLUE参数估计模块获得不同方案相应的作物遗传参数,通过分析和对比番茄物候期、鲜果产量、最大叶面积指数、土壤水分、土壤无机态氮和地上干物质量的实测值与模拟值,验证模型模拟精度并确定最优方案。结果表明,参数PODUR(最优条件下最终果实负载所需光热时长)和SLAVR(比叶面积)的变异系数较大,分别为28.53%和14.13%。模型在2016年所有处理为参数估计方案时模拟精度最高,其ARE和nRMSE分别为10.33%和7.12%。模型对温室土壤水分、番茄生长和产量的模拟精度较高。留一交叉验证法体现模型对温室番茄产量总体误差在18.68%~21.95%。说明CROPGRO-Tomato模型可以较准确模拟秸秆不同还田量条件下沈阳日光温室番茄生长和产量形成过程。     

脐带间充质干细胞对卵巢早衰家兔的治疗效果及机制研究

摘要 目的：分析脐带间充质干细胞对卵巢早衰家兔的治疗效果及机制研究。方法：经腹腔连续注射 2 d 环磷酰胺50 mg/（kg?d）建立卵巢早衰家兔模型。将建模成功的10只家兔随机分成模型组和治疗组,每组5只。建模一周后,治疗组家兔每天经耳缘静脉注射5×10⁶/mL脐带间充质干细胞混悬液2 mL,连续注射3 d。模型组家兔经耳缘静脉注射等量无菌生理盐水。于治疗后 0 d、7 d、14 d和28 d,取家兔静脉血检查血清激素表达水平。于治疗后28 d,检测家兔卵巢中生长卵泡数、封闭卵泡数、黄体数、富半胱氨酸蛋白61（CYR61）和结缔组织生长因子（CTGF）mRNA及蛋白质相对表达量。结果：治疗前,模型组和治疗组家兔血清雌二醇（E₂）、促卵泡生成素（FSH）、FSH/黄体生成素（LH）、抑制素B（INHB）和抗苗勒管激素（AMH）、均无显著差异（P＞0.05）。与模型组相比,治疗后治疗组家兔血清E₂和INHB水平显著上升（P＜0.05）,FSH水平显著下降（P＜0.05）,FSH/LH均无显著差异（P＞0.05）。随着治疗时间延长,治疗组家兔血清E₂和FSH水平周期性波动。治疗28 d后,与模型组相比,治疗组家兔血清AMH水平显著升高（P＜0.05）;卵巢组织中CYR61和CTGF mRNA及蛋白质相对表达量均显著升高（P＜0.05）;生长卵泡数显著升高（P＜0.05）;封闭卵泡数和黄体数均显著降低（P＜0.05）。结论：静脉注射脐带间充质干细胞可通过上调CYR61和CTGF的表达,促进卵泡生成,恢复卵巢功能,达到治疗卵巢早衰的临床效应。     

热风干燥温度对荷叶离褶伞干燥特性及挥发性风味物质的影响

为探究不同热风干燥温度对荷叶离褶伞干燥特性及挥发性风味物质的影响。本研究比较了8种常见干燥动力学模型对荷叶离褶伞干燥过程拟合的适用性,采用GC-IMS技术,对不同干燥温度处理下荷叶离褶伞的挥发性风味物质进行测定。结果表明：荷叶离褶伞热风干燥为典型的降速干燥,Midilli-Kucuk模型可以较好地描述其热风干燥过程（R²>0.99791,RMSE<0.0152,χ²<2.31×10^-4）;温度对荷叶离褶伞风味物质影响显著,在5个干燥温度处理下的荷叶离褶伞中共鉴定到47种挥发性风味物质,包括醛类13种、酮类8种、醇类13种、酯类5种和其他类8种。随着干燥温度升高（55-75℃）,醛类物质相对含量呈下降趋势,而醇类、酮类以及其他物质（乙酸等）略有上升趋势。     

用于白蚁防治的联苯菊酯微胶囊的制备及性能研究

针对白蚁防治药剂联苯菊酯传统加工剂型存在的安全性差、持效期短等缺点,采用溶剂蒸发法制备联苯菊酯微胶囊.通过粒径大小、外观形貌、包封率以及载药量筛选出最佳芯壁比、乳化剂用量和剪切时间,并对微胶囊理化特性及释放性能进行表征,同时考察微胶囊对白蚁的杀灭效果和持效性.研究结果表明,芯壁比为1:1.5,乳化剂用量为7％,剪切时间为6 min时制备的联苯菊酯微胶囊粒径适中(97.6μm),包封率高达70.5％,缓释性能良好,与市售乳油相比,对白蚁的杀灭效果相当,但持效性能优异.该研究获得的联苯菊酯微胶囊为安全、高效防治白蚁提供了技术手段.     

模拟氮沉降对长白山苔原灌草混合群落中植物光合特性的影响

由于草本植物持续上侵长白山灌木苔原,形成了强烈的灌草群落种间竞争。本研究以牛皮杜鹃-小叶章群落（Comm.Rhododendron aureum-Deyeuxia purpurea）为对象,根据小叶章的入侵程度设置4种盖度差异显著的样方（无、轻度、中度、重度入侵）,并设3个施氮水平（自然状态、添加11.8 kgN·hm^-2·a^-1及添加23.6 kgN·hm^-2·a^-1）,进行原位氮沉降模拟实验,监测灌木牛皮杜鹃和草本植物小叶章光合特性的差异和变化趋势,研究小叶章入侵苔原带的内在生理机制。结果显示：（1）小叶章净光合速率大于牛皮杜鹃,小叶章盖度越高、其叶绿素含量越高,而牛皮杜鹃叶绿素含量降低,随着小叶章入侵程度的增加,其净光合速率增强;（2）施氮可以提高牛皮杜鹃和小叶章的叶绿素含量和净光合速率,促进植物生长,但小叶章的增幅更大,从而增强了小叶章的竞争优势;（3）施氮和小叶章入侵具有复合作用,小叶章盖度越大,对其施氮导致小叶章净光合速率与叶绿素含量的增幅越大,而牛皮杜鹃的增幅减小。所以小叶章的成功入侵可能与其具有较高的净光合速率有关,并且施氮有利于提高小叶章的净光合速率,随着氮沉降的继续增加,更有利于小叶章的生长并提高其竞争力。     

琥珀酸脱氢酶或琥珀酰辅酶A合成酶缺失促进大肠杆菌积累5-氨基乙酰丙酸

5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 是生物体内四吡咯类化合物的合成前体,在农业及医药领域应用广泛,是极具开发价值的高附加值生物基化学品。目前利用外源C4途径的重组大肠杆菌发酵生产ALA的研究主要利用LB培养基并添加葡萄糖和琥珀酸、甘氨酸等合成前体,成本较高。琥珀酸在C4途径中以琥珀酰辅酶A的形式直接参与ALA的合成。文中在以葡萄糖为主要碳源的无机盐培养基中研究了琥珀酰辅酶A下游代谢途径琥珀酸脱氢酶编码基因sdhAB和琥珀酰辅酶A合成酶编码基因sucCD缺失对ALA积累的影响。与仅表达异源ALA合成酶的对照菌株相比,sdhAB和sucCD缺失菌株ALA的产量分别提高了25.59%和12.40%,且ALA的积累不依赖于琥珀酸的添加和LB培养基的使用,从而大幅降低了生产成本,显示出良好的工业应用前景。     

广西柿种质资源果实性状多样性分析与模糊综合评价

为进一步揭示广西柿种质资源信息,运用多样性分析和模糊综合评价法对不同生态气候区的柿种质资源果实性状进行研究和评价。结果表明:不同柿种质的果实性状存在丰富的多样性。86份柿种质的模糊综合评价指数FCI值在1.849～3.947之间,平均2.835。根据FCI取值范围将所调查的柿种质分成5个等级,FCI值最高的第5级种质数量最少,占所调查种质的3.49%;FCI值最低的第1级种质数量最多,占所调查种质的48.84%。月柿、牛心柿、大方柿、京柿、鸡心柿、小方柿和火柿等柿品种及一些实生单株的模糊综合评价指数较高,它们的果实综合性状表现较优,建议作为优良品种和单株加以开发和利用。部分单个性状比较优良的实生单株虽不适合于直接推广种植,但可作为柿品种改良的资源加以利用。