高寒矮嵩草草甸冬季CO2释放特征

冬季碳排放在高寒草地年内碳平衡中占有重要位置。为探讨高寒草地冬季碳排放特征及温度敏感性,于2003-2005年在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,利用密闭箱-气相色谱法连续观测了高寒矮嵩草草甸2个冬季的生态系统、土壤呼吸通量特征。结果表明:1)高寒矮嵩草草甸冬季生态系统呼吸、土壤呼吸均具有明显的日变化和季节变化规律,温度是其主要的控制因子,能够解释44%以上的呼吸速率变异。2)冬季生态系统呼吸与土壤呼吸速率在统计上没有显著差异,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例高达85%以上。3)2003-2004年冬季生态系统呼吸、土壤呼吸的Q₁₀值分别为1.53,1.38;2004-2005年冬季生态系统呼吸与土壤呼吸的Q₁₀值为1.86,1.68,2个冬季生态系统呼吸的Q₁₀值均高于土壤呼吸。4)未发现高寒矮嵩草草甸冷冬年份的Q₁₀值高于暖冬年份以及冬季的Q₁₀值高于生长季。     

Depression compromises antiviral innate immunity via the AVP-AHI1-Tyk2 axis

Depression is a serious public-health issue. Recent reports have suggested higher susceptibility to viral infections in depressive patients. However, how depression affects antiviral innate immune signaling remains unknown. Here, we revealed a reduction in expression of Abelson helper integration site 1 (AHI1) in the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and macrophages from the patients with major depressive disorder (MDD), which leads to attenuated antiviral immune response. We found that depression-related arginine vasopressin (AVP) induces reduction of AHI1 in macrophages. Further studies demonstrated that AHI1 is a critical stabilizer of basal type-I-interferon (IFN-I) signaling. Mechanistically, AHI1 recruits OTUD1 to deubiquitinate and stabilize Tyk2, while AHI1 reduction downregulates Tyk2 and IFN-I signaling activity in macrophages from both MDD patients and depression model mice. Interestingly, we identified a clinical analgesic meptazinol that effectively stimulates AHI1 expression, thus enhancing IFN-I antiviral defense in depression model mice. Our study promotes the understanding of the signaling mechanisms of depression-mediated antiviral immune dysfunction, and reveals meptazinol as an enhancer of antiviral innate immunity in depressive patients.Subject terms: Innate immunity, Ubiquitylation, Cell signalling     

Direct adenylation from 5′-OH-terminated oligonucleotides by a fusion enzyme containing Pfu RNA ligase and T4 polynucleotide kinase

5′-Adenylated oligonucleotides (AppOligos) are widely used for single-stranded DNA/RNA ligation in next-generation sequencing (NGS) applications such as microRNA (miRNA) profiling. The ligation between an AppOligo adapter and target molecules (such as miRNA) no longer requires ATP, thereby minimizing potential self-ligations and simplifying library preparation procedures. AppOligos can be produced by chemical synthesis or enzymatic modification. However, adenylation via chemical synthesis is inefficient and expensive, while enzymatic modification requires pre-phosphorylated substrate and additional purification. Here we cloned and characterized the Pfu RNA ligase encoded by the PF0353 gene in the hyperthermophilic archaea Pyrococcus furiosus. We further engineered fusion enzymes containing both Pfu RNA ligase and T4 polynucleotide kinase. One fusion enzyme, 8H-AP, was thermostable and can directly catalyze 5′-OH-terminated DNA substrates to adenylated products. The newly discovered Pfu RNA ligase and the engineered fusion enzyme may be useful tools for applications using AppOligos.     

Root developmental responses to phosphorus nutrition

Phosphorus is an essential macronutrient for plant growth and development. Root system architecture (RSA) affects a plant's ability to obtain phosphate, the major form of phosphorus that plants uptake. In this review, I first consider the relationship between RSA and plant phosphorus-acquisition efficiency, describe how external phosphorus conditions both induce and impose changes in the RSA of major crops and of the model plant Arabidopsis, and discuss whether shoot phosphorus status affects RSA and whether there is a universal root developmental response across all plant species. I then summarize the current understanding of the molecular mechanisms governing root developmental responses to phosphorus deficiency. I also explore the possible reasons for the inconsistent results reported by different research groups and comment on the relevance of some studies performed under laboratory conditions to what occurs in natural environments.     

生态环境移动数据采集系统研究与实现

针对快速、实时、有效采集并录入生态环境野外调查大样本量、多源数据的需求,充分应用移动GIS技术、移动智能终端、3G等现代信息技术优势,提出了基于ArcGIS for Mobile的移动数据采集方案,研究解决了包括系统运行机制、数据访问模式、移动数据库技术等面向全国生态环境野外调查的移动GIS关键技术,设计并研发野外调查移动数据采集系统。该系统采用C#和Java语言,以SQL Server 2008 为服务器端的数据库环境,在Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境上实现设计开发,并在全国生态环境10年变化遥感调查与评估项目土地覆盖类型地面核查、生态系统参数野外观测等工作中予以应用。实践检验表明：该系统实现了野外调查数据的数字采集、智能校验、实时上传与有效管理,简化了填报程序,规范了填报内容,提高了工作效率,能够为生态环境相关的调查数据采集提供信息化支持。     

牡丹根部内生细菌的分离鉴定及脂肽类物质的拮抗活性研究

【目的】从牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)根部组织中分离鉴定内生细菌,测定拮抗菌株脂肽类活性物质的体外抑菌活性。【方法】采用平板对峙法筛选出对牡丹灰霉病菌(Botrytis paeoniae Oadem)、牡丹炭疽病菌(Gloeosporium sp.)、牡丹黑斑病菌(Altenaria sp.)、牡丹黄斑病菌(Phyllosticta commonsii)有拮抗作用的内生细菌。基于形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性鉴定拮抗菌株。根据脂肽类抗菌物质合成相关基因序列对拮抗菌株进行基因扩增检测,采用酸沉淀法提取拮抗菌株的脂肽类物质,平板对峙法测定脂肽类物质的体外抑菌活性。【结果】从牡丹根部组织中共分离获得62株内生细菌,其中菌株Md31和Md33对4种病原菌均有较明显的抑制作用。Md31和Md33被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。通过对菌株Md31和Md33进行5个脂肽类合成功能基因bmyB、fenD、ituC、srfAA和srfAB的检测,序列同源性分析,表明两个菌株具有合成脂肽类物质的能力。菌株Md31和Md33的脂肽类粗提物对所测试的牡丹病原真菌均具有不同程度的抑制作用。【结论】获得了2株对牡丹病原菌有良好抑制效果的解淀粉芽孢杆菌Md31和Md33,两个菌株的脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性,该研究为牡丹内生细菌的进一步开发应用奠定了基础。     

近20年疏勒河流域生态承载力和生态需水研究

水资源是一切生物赖以生存和不可替代的基本自然资源,生态需水在维持流域生态系统平衡和生态承载力可持续性方面扮演着极其重要的角色,干旱区内陆河流域尤为突出。以疏勒河流域和其所辖县区为不同尺度区域,利用LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据(30 m分辨率),解译该流域近20年5期土地利用数据,同时在收集和整理流域多年水文水资源基础数据的基础上,以流域生态需水为研究主线,运用多学科方法和原理,结合遥感技术、GIS技术,通过现场调查和观测,计算了流域及其所辖县区近20年生态承载力和天然植被生态需水量。结果表明:近20年来,伴随流域生态承载力的增加,生态需水量也呈增加趋势,两者呈非常明显的正相关关系,相关系数达0.6076;县域尺度上,生态需水与生态承载力正相关关系也较高,其中林、草地的生态需水与生态承载力拟合优度R~2分别达0.8519、0.7235,说明林、草地生态承载力的变化对生态需水变化的解释能力更强,二者之间的关系更为紧密;基于空间热点分析,该流域生态承载力和生态需水的热点和冷点区域均呈现相似的空间格局,说明二者之间在空间尺度上也呈正相关关系。研究结论可为疏勒河流域生态水资源量的科学配置和调控提供重要的决策依据。     

IL1RN promotes osteoblastic differentiation via interacting with ITGB3 in osteoporosis

The occurrence and progress of osteoporosis(OP)are partially caused by impaired osteoblast differentiation.Interleukin-I receptor antagonist(IL1RN)is an immune ...     

深远海浮游动物生态学研究进展

深远海浮游生态系统依据水深的差别可以被划分为几个子系统,包括上层、中层、深层和深渊层等。目前大量的研究结果表明在海洋上层,由于光照、温度、海冰和营养盐补充等因素的影响,浮游生物群落往往呈现出显著的时空变化。但在海洋中层及更深的区域,传统观点认为随着水深的增加,海洋的理化环境趋向于稳定,在这一区域生态系统的时空变化要弱于海洋上层。同时受调查技术和经费的限制,人们对于这一广阔区域内浮游生态系统时空变化规律的认识要局限的多。随着我国海洋科学的发展和海洋强国战略的实施,海洋科学研究也逐渐由过去的以近海研究为主发展到当前的近海、边缘海和深远海研究协同发展。但与我国近海浮游生态学过去数十年间积累的大量研究成果相比,我国科学家对深远海,特别是中层、深层和深渊层浮游生态学方面的研究极为缺乏。从大洋浮游动物群落的垂直分布及其变化、种间关系与生态位分化、深海浮游动物群落在碳沉降和生物地球化学循环中的作用等多个角度全面总结了当前国内外深海浮游生态学的研究进展,同时介绍过去十余年来深海浮游生态学研究技术手段上的巨大进步,以期为今后国内同行的研究提供参考和借鉴。     

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。