中国喀斯特地区微生物群落结构和功能的研究进展

频繁的人类生产活动使植被遭到破坏,造成基岩裸露的石漠化现象,严重制约了喀斯特地区自然和社会经济的发展,随着生态修复工程的大力开展,微生物群落的结构和功能在生态修复中逐渐受到重视,因为微生物作为喀斯特生态系统的重要组成部分,不仅在物质循环过程中起着重要作用,也在喀斯特生态系统修复中占有十分重要的地位。所以微生物群落结构和功能的研究可以作为衡量生态系统稳定性的重要指标。就中国喀斯特地区的典型植被恢复的不同阶段、成土过程、不同的土地利用方式、矿山修复过程以及不同水域中的微生物群落结构及功能等方面的研究状况进行系统梳理,结合实例综合论述喀斯特地区生态修复过程中微生物作用的研究进展,以期为喀斯特地区生态修复提供参考。     

利用饵料微藻表达抗菌肽及其初步应用

为了解抗菌肽在饵料微藻中表达后的抗菌特性,构建海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)、湖泊微拟球藻(N.limnetica)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的抗菌肽(源自虹鳟,Cath-1a)表达质粒,分别转化相应的微藻,检测转化子中抗菌肽的表达量和体外抑菌效果,将藻株作为鱼饲料添加剂喂食斑马鱼,初步分析了抗菌肽及藻体自身的岩藻黄素和多不饱和脂肪酸对鱼免疫系统的影响。结果表明,外源抗菌肽在3种微藻中均可以成功表达,体外抑菌试验表明,仅三角褐指藻对水产领域常见致病菌爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)有一定的抑菌效果,然而抗菌肽的表达并未使3种藻株的体外抑菌性增加。添加藻粉对斑马鱼的生长无明显影响,通过检测鱼体肝脏中与抗氧化和免疫相关基因的表达水平及丙二醛的含量,表明添加藻粉可增强斑马鱼的抗氧化和抗炎症能力,表达抗菌肽(PtC组)能进一步提高斑马鱼的免疫力。另外,添加Pt6(富含岩藻黄素)藻粉组比添加PtC的抗炎效果更显著,表明三角褐指藻中的岩藻黄素和二十碳五烯酸对增强鱼的抗病能力具有潜在作用。     

遮阴对石笔木苗木生长和保护酶活性的影响

为探讨石笔木Tutcheria championi苗木对遮阴环境的适应性,以全光照(无遮阴覆盖)为对照,研究遮阴30%、50%和70%对2年生石笔木苗生长和生理特性的影响。结果表明,全光照下石笔木苗木生长较为健壮,其苗高、地径生长优于遮阴处理;全光照下石笔木总生物量、根生物量比以及根冠比显著大于遮阴处理(P<0.05);50%遮阴处理苗木叶片叶绿素含量显著高于全光照和70%遮阴处理(P<0.05),叶绿素a/b值在各处理间无显著差异。丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性在各处理间无显著差异(P>0.05);70%遮阴处理的苗木叶片过氧化氢酶(CAT)活性最高,显著高于全光照和50%遮阴。由此表明,充足的光照环境有利于石笔木苗木生长。     

了哥王叶功能性状特征及其对土壤因子的响应

为探究了哥王Wikstroemiaindica的叶功能性状特征及其影响因素,在海岛植被调查的基础上对了哥王叶片进行取样并测定其功能性状指标,利用变异系数法和Pearson相关性分析探讨叶功能性状之间的差异与联系,运用冗余分析研究了哥王叶功能性状对土壤因子的响应。结果表明,了哥王的叶功能性状变异系数介于9.76%～23.73%,其中叶体积变异幅度最大(23.73%),叶干物质含量变异幅度最小(9.76%),整体上了哥王叶功能性状保持相对稳定。了哥王各项叶功能性状之间具有一定的相关性,联系较密切。了哥王叶功能性状主要受土壤中有机质、全氮、碱解氮的影响,土壤中有机质、全氮、碱解氮的含量与比叶面积呈正比,与叶厚度、叶体积成反比。了哥王的叶片可以通过一定的性状变异和组合来适应外部环境的变化,以较好地适应海岛恶劣的环境。该研究结果可为了哥王野生种质资源的保护、利用以及人工栽培提供参考。     

钾通道阻断剂所致的蜗内直流电位改变

本实验采用耳蜗外淋巴灌流技术,观察了四氨基吡啶(4-AP)、四乙基铵(TEA)以及奎宁等不同钾通道阻断剂对豚鼠蜗内直流电位(EP)的影响。发现快钾通道阻断剂4-AP对EP无明显影响,但可改变强噪声所致EP改变的形式。TEA与奎宁则可减少负相EP(N-EP)的绝对值。实验结果提示耳蜗内有不同类型的钾离子通道存在并各具有不同的生理意义。     

缺氧与复氧对不同血管α_1肾上腺素受体收缩效应的影响

本实验观察离体大鼠肾动脉(含α_(1V)亚型)、主动脉(含α_(1B)亚型)和肺动脉(含α_(1V)和α_(1B)亚型)在缺氧与复氧时由α_1肾上腺素受体激动所致收缩效应的改变。结果显示肾动脉在缺氧时pD值增大,最大收缩效应降低,复氧时pD值恢复;主动脉在缺氧时pD值减小,最大收缩效应不变,复氧时pD值不恢复:而肺动脉的改变为上述两者的综合。提示σ_1受体不同亚型在缺氧与复氧时发生的变化不同,这可能是不同血管对缺氧、复氧反应不同的机制之一。     

前庭—交感反应的中枢通路分析

用锋电位触发叠加(STA)技术对大鼠前庭内侧核(NVM)、下段脑干网状结构(RF)和前庭小脑进行了探查,观察了这些结构中对摆动旋转起反应的单位(PPU)与内脏大神经(SN)记录的交感反应之间的关系。发现用NVM的PPU进行STA,在SN可得一阳性反应,其潜伏期为33.28±3.1ms;用下段脑干RF的PPU进行STA,SN的峰反应潜伏期为11.3±0.91ms;用前庭小脑的PPU进行STA,SN的峰反应潜伏期为21.86±1.73ms。本结果提示前庭交感反应的最近的脊髓上中继站是下段脑干RF旁正中区核团,其下行冲动可能是由网状脊髓束中慢速传导的纤维传导的。根据三个脑区PPU引起的SN-STA潜伏期的不同,在前庭交感反应中前庭小脑所处的地位可能在NVM和下段脑干RF核团之间。     

红细胞抗高血压因子降压作用的进一步研究

我们曾报道原发性高血压患者(EHS)红细胞抗高血压因子(AHF)具有缓慢而持久的降压作用。本工作表明,AHF对卒中易感型自发性高血压大鼠(SHRsp)还具有快速短暂的降压作用,注射AHF后10—30s,SHRsp收缩压从原水平的26.8±1.7kPa降至20.1±1.5kPa(P<0.001)。正常人和大鼠红细胞AHF的降压作用明显强于EHS和高血压大鼠AHF。此外我们还发现EHS血浆中存在升压物质。以上结果提示,AHF缺乏和升压物质含量相对较高可能是原发性高血压发病的一个重要原因。     

基于肠道微生态改善的益生菌抗糖尿病作用机制研究进展

2型糖尿病(type 2 diabetes, T2D)会引起糖脂代谢紊乱,严重危害人类健康,为了防治这一流行病,急需寻找安全和无副作用的抗糖尿病的方法,其中,基于微生物方法治疗T2D最常见的策略是补充益生菌,其可通过对不同组织和代谢通路的调节来实现抗糖尿病的功效。益生菌摄入可通过降低慢性低度炎症,减少氧化应激,调节肠道菌群,增加短链脂肪酸含量来达到调控血糖的目的;通过增加胆固醇与胆盐的共沉淀作用,胆固醇在胃肠道内转化为粪甾醇,降低肝脏中3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶活性,降低胆固醇转运体的表达及对脂肪细胞的调节来达到降脂的目的。本综述系统总结了益生菌抗糖尿病现状和基于肠道微生态的抗糖尿病分子机制,以期为益生菌作为降糖降脂等保健产品的开发利用提供理论依据。     

生物淋洗修复钒污染土壤的性能与机理研究

【目的】土壤重金属污染问题日益受到关注,其中钒污染逐渐成为研究热点。淋洗是土壤修复的重要手段,但存在污染大、成本高的缺点。生物淋洗技术因其经济高效且环保的特点能够应用于土壤的修复,但其对钒污染土壤的修复,认识仍非常有限。【方法】本研究采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对钒污染土壤进行了生物淋洗试验,通过影响因素试验探究了钒的最佳浸出条件,并应用扫描电子显微镜-能量色散X射线谱分析了钒在淋洗过程中的变化,最后对代谢产物进行了解析。【结果】微生物次生代谢产物能促进土壤中钒的溶出。氧化亚铁硫杆菌对土壤钒的浸出效率较高,生物淋洗20 d后土壤中钒的浸出率达到27.4%,进一步的影响因素试验表明,在固体浓度为3%、接种体积为10%、初始pH值为1.8、初始Fe²⁺的浓度为3.0 g/L的条件下,土壤中钒的浸出效果最佳。SEM-EDS分析证实生物淋洗后土壤中钒含量减少,其中以非残渣态形式存在的钒更容易被浸出。代谢组学分析显示氧化亚铁硫杆菌在浸出过程中产生了大量代谢产物来应对重金属胁迫。【结论】生物淋洗技术能够有效地实现土壤钒污染的修复,本研究为钒污染土壤提供了一种环境友好的修复方式。