亚热带森林转换对土壤氮转化关键功能微生物群落的影响

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰。以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素。结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮 、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素。森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复。研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据。     

丛枝菌根途径的土壤有机碳固存机制研究进展

菌根真菌已被认为是土壤碳库的重要部分,陆地植物中至少78%与丛枝菌根真菌(AMF)形成共生关系,故研究AMF途径的土壤有机碳(SOC)固存机投对提高生态系统碳汇具有重要意义,但目前缺乏系统探讨AMF途径的SOC固碳机制。AMF具有显著的生态特性,包括较根系更高的周转速度、广泛的菌丝扩展范围以及将代谢产物转化为土壤中的稳定碳源等,这些特征共同构成了AMF在固碳机制中的作用路径。AMF从植物根系获得碳源,经过菌丝生长、代谢产物(尤其球囊霉素相关蛋白)和残体形成,将其转化为AMF源碳。AMF的根外菌丝还能与其他微生物共存并协同作用,通过分解凋落物、促进微生物的合成代谢及其物质周转,不仅增加植物源碳输入和微生物源碳积累,还促进团聚体形成,有效保护土壤中的碳不被分解,从而实现AMF途径的土壤碳固存。AMF途径的土壤固碳能力在森林、草地和农田依次减弱,这与气候变化、土壤的生物与非生物因素、地下的共生菌根网络及人类活动紧密相关。还探讨了这些因素对AMF途径SOC固存的影响,并针对现有研究的不足提出了未来的研究展望。本综述以期更深入地理解AMF途径的SOC固存机制,为菌根途径提升生态系统碳汇能力的研究提供理论支持。     

核糖体蛋白SA介导猪链球菌2型毒力因子烯醇化酶损伤宿主细胞线粒体

【背景】正常生理状况下核糖体蛋白SA (ribosomal protein SA, RPSA)主要在细胞内表达,参与多种细胞功能。在发生感染性疾病时,RPSA往往会异位于胞膜,介导微生物的感染。【目的】全面揭示RPSA在猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2, SS2)感染宿主过程中的作用。【方法】首先利用本课题组已有的脑脊液和血清蛋白组学数据库(SS2脑膜炎感染模型的仔猪和健康仔猪),借助生物信息学手段分别筛选脑脊液和血清中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs),并对其涉及的信号通路进行分析。通过体外烯醇化酶(enolase, ENO)刺激宿主细胞,检测宿主细胞线粒体膜电位、钙离子含量和活性氧(reactive oxygen species, ROS)等指标变化,揭示RPSA介导SS2-ENO对宿主细胞主要能量细胞器——线粒体功能的影响。【结果】生物信息学揭示SS2感染宿主后,RPSA和相关蛋白显著富集在代谢和糖酵解/糖异生等能量有关通路。SS2-ENO刺激导致宿主细胞线粒体膜电位下降、钙离子和ROS水平升高。封闭RPSA后缓解了ENO对线粒体膜电位、细胞活性氧和细胞内钙离子含量的影响。【结论】RPSA介导SS2毒力因子ENO损伤宿主细胞线粒体功能。本研究丰富了SS2感染时RPSA的作用机制,为SS2脑膜炎疾病的防治提供了理论基础。     

应用FRAP技术分析小鼠嵌合体和正常胚胎发育中细胞间隙连接介导通讯

应用激光扫描共聚焦显微镜的光漂白恢复(fluorescence redistribution after photobleaching,FRAP)技术分析小鼠嵌合体胚胎和正常胚胎的卵裂球之间细胞间隙连接介导通讯(gap junctional inter-cellular communica-tion,GJIC),结果发现:8-细胞期嵌合体胚胎的光漂白恢复率(24.3%)明显低于正常胚胎(64.2%),提示GJIC的降低可能是影响嵌合体胚胎发育率降低的因素之一;囊胚的光漂白恢复率也较低(22.7%),提示随着细胞分化,GJIC的水平有所降低。     

三峡库区2种马尾松混交林土壤团聚体酶活性分布特征

选取三峡库区典型马尾松杉木混交林和马尾松杉木栎类混交林为研究对象,对其表层土壤（0-10 cm）3种团聚体等级（大团聚体（ > 2 mm）,中团聚体（0.25-2 mm）,微团聚体（ < 0.25 mm））分布特征,团聚体5种水解酶活性（β-葡糖苷酶,酸性磷酸酶,N-乙酰-葡糖苷酶,纤维二糖水解酶,亮氨基酸氨基肽酶）和2种氧化还原酶活性（多酚氧化酶和过氧化物酶）,以及团聚体酶活性与团聚体有机碳、全氮、全磷、碳氮比的关系进行了分析,旨在理解不同马尾松混交林类型下土壤团聚体及其酶活性的分布特征,为科学制定营林措施提供基础数据。结果表明：（1）各等级土壤团聚体分布随着粒径的增加而呈现显著增加的趋势,其中大团聚体所占比例最高,为60%左右;马尾松杉木混交林的中团聚体分布比例（39.53%±1.65%）显著高于马尾松杉木栎类混交林（32.24%±2.51%）;（2）微团聚体5种水解酶活性、有机碳含量以及全氮含量最高,而大团聚体中2种氧化还原酶活性最高;（3）马尾松杉木栎类混交林大团聚体和微团聚体纤维二糖水解酶、亮氨基酸氨基肽酶、土壤酶活性几何平均数、土壤碳氮比均显著高于马尾松杉木混交林;团聚体全氮含量的差异是造成上述酶活性差异的主要原因。马尾松杉木栎类混交林中栎类阔叶树种的增加显著提高了土壤团聚体酶活性,有利于土壤养分质量的提高。     

土地利用变化对寻乌县生态系统服务价值的影响

为了解寻乌县生态系统服务价值对土地利用变化的响应。首先通过监督分类Landsat TM/OLI影像,获取寻乌县1995年、2006年和2016年3期的土地利用数据;进而对研究时段寻乌县土地利用的变化特征进行分析;最后利用当量因子法对3个时期寻乌县4种土地利用类型的4类生态系统服务进行价值评估。结果表明:(1)1995—2016年,寻乌县农田减少近一半,果园增加约一倍,林地所占百分比减少近10个百分点,水体增加一倍,建设用地增加近5倍;(2)1995—2016年,寻乌县年生态系统服务价值减少4.91亿元;(3)4种土地利用类型中,3个时期均是林地生态系统服务的价值最大,但2016年比1995年减少26.04亿元;(4)4种生态系统服务类型中,3个时期均是调节服务价值最大,但2016年比1995年减少1.51亿元;(5)丹溪、龙廷、留车、南桥和晨光5个乡(镇)生态系统服务价值增加,其余乡(镇)均减少。能为寻乌县乃至东江流域今后生态补偿标准的制定提供基础数据。     

海南岛东北部土地利用与生态系统服务价值空间自相关格局分析

土地利用/覆被变化是全球环境变化的重要原因,对生态系统服务价值空间分布格局有直接影响。以海南岛东北部为研究对象,基于遥感影像数据,应用空间自相关理论定量探讨了土地利用与生态系统服务价值的空间自相关格局和分布特征,并运用双变量空间自相关分析两者之间的空间响应规律。结果表明:2016年海南岛东北部生态系统服务功能总价值为132.09亿元,其中林地构成生态系统服务功能价值的主体,而湿地的单位生态系统服务价值最高。土地利用类型具有显著的空间自相关性(P0.05),不同土地利用类型所表现的空间聚集或异常的区域及范围明显不同,以建设用地和林地的空间聚集性最强。研究区生态系统服务价值在空间上呈显著的正相关性(P0.05),高值区明显聚集于海岸带、东寨港和清澜港红树林一带,低值区集中在海口城区、文昌北部农耕区域;土地利用程度与生态系统服务价值呈空间负相关关系(P0.05),且具有明显的空间溢出效应。根据研究结论建议继续实施生态修复与保护政策,优化土地利用结构,提升生态核心的服务价值,实现区域可持续发展和维护生态安全。     

橘大实蝇对三种寄主植物的偏好比较

比较取食3种不同寄主植物脐橙、杂柑、蜜橘对橘大实蝇Bactrocera(Tetradacus)minax(Enderlein)的蛹特征、卵量及为害率的影响,研究橘大实蝇对寄主植物的选择性。结果表明,取食蜜橘的橘大实蝇其蛹长及蛹宽显著大于取食脐橙的;取食杂柑的与取食脐橙的无显著差异。三者之间蛹重差异显著。取食蜜橘的雌成虫卵量显著大于取食脐橙的,取食杂柑的雌成虫卵量与取食脐橙的其无显著差异。对寄主植物的为害率顺序为:脐橙>杂柑>蜜橘。     

机械力及力学信号转导影响干细胞命运的研究进展

干细胞作为一种未分化的祖细胞,目前已被广泛应用于开展组织损伤修复、再生以及干细胞特异谱系分化的研究.大量研究表明,干细胞所处的微环境对调控干细胞的生长和分化具有重要作用,多种溶液介质、细胞外基质和信号通路等参与了干细胞命运的调控.尽管已有大量研究证明,溶液介质(如激素和生长因子)在干细胞的生长和分化中发挥重要作用,但近年来越来越多的研究表明,机械力及力学信号转导同样在干细胞自我更新、分化、衰老和凋亡等细胞生理过程中起到重要的作用.本文将对机械应力响应的细胞基础、生物力学及力学信号调控干细胞自我更新和分化,以及生物力学调控干细胞命运可能的作用机制几个方面加以综述.     

湘北地区三化螟种群消长的原因探讨

本文根据湘北 4 9年水稻三化螟 Tryporyza incertulas( Walker)种群密度消长的历史资料 ,着重分析了 1996～ 1998年连续 3年三化螟在湘北猖獗为害的原因 ,即中稻、一季晚稻面积增加 ,杂交中、晚稻“双两大”的推广 ,晚稻的大面积早插都便于三化螟辗转繁殖为害 ;稻田春收作物——油菜的大面积种植 ,增加了三化螟的有效越冬虫源 ;水稻播期拉长及品种的多元化和栽培方式的多样化 ,使水稻危险生育期与蚁螟盛孵期吻合度加大 ;三化螟对农药的抗性增强和主害代发生期变得不整齐 ,增加了防治的难度