不同施肥处理下水稻根际和非根际土壤中氨基糖积累特征

以水稻长期定位施肥试验土壤为研究对象,选取不施肥(CK)、化肥(NPK)、秸秆还田+化肥(NPKS)、30%有机肥+70%化肥(LOM)和60%有机肥+40%化肥(HOM)5种处理,分析水稻分蘖旺期根际土和非根际土中氨基糖积累特征.结果表明: 与CK和NPK处理相比,长期施用有机物料(NPKS、LOM、HOM)显著增加了水稻根际土和非根际土中有机碳、总氨基糖及其氨基单糖(胞壁酸、氨基葡萄糖和氨基半乳糖)含量.不同施肥处理下3种氨基单糖的积累规律不同,说明不同微生物对施肥处理的响应趋势和强度有所不同.受稻田翻耕等均匀化土壤的农事操作影响,各处理总氨基糖含量在根际土与非根际土间无显著差异.氨基糖碳对土壤有机碳积累的贡献范围为24.0～28.3 mg·g^-1,且以NPKS处理最高,HOM和CK处理最低.真菌氨基葡萄糖/胞壁酸比值范围为24.4～36.6,说明该试验点所有处理的根际土与非根际土中有机质的降解与转化过程以真菌为主导,且与NPK和CK相比,NPKS处理的真菌参与度提高,而施用HOM处理的细菌参与度提高.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

“一带一路”背景下中蒙俄经济走廊生态敏感区分析

中蒙俄经济走廊作为"一带一路"最北端的走廊,是我国进行重要经济战略对接和落实的平台,具有重大地缘战略意义。随着中蒙俄经济走廊开展的项目合作不断深化,生态环保合作显得尤为重要。基于环保信息平台,采用随机森林机器学习算法,结合中蒙俄经济走廊的国内外卫星遥感图像、保护区和植被敏感度数据,对中蒙俄经济走廊沿线100 km缓冲区开展生态敏感性分析。分析结果表明:缓冲区生态资源丰富,生态系统脆弱;湿地和保护区的分布对缓冲区项目建设具有生态限制;自然条件的制约对合作构成了一定的挑战;缓冲区土地开发利用程度存在明显差异。为更好地支持中蒙俄经济走廊建设,科学合理选线提供参考。     

基于深度学习的红外相机动物影像人工智能识别：以东北虎豹国家公园为例

为解决大量红外相机监测影像数据量庞大、亟待快速和自动识别的问题,本研究以东北虎豹国家公园为例,应用卷积神经网络,通过深度学习算法对红外相机影像实现物种自动识别。本研究选择8个物种的红外相机视频影像,以50帧率均匀采集成图片格式,每个物种筛选不同角度、不同环境条件的图片,建立图片数据集,训练集2 074张,测试集519张。对图片进行目标打框、信息标注,选用darknet框架下的YOLO v3模型进行训练,首先不区分昼（RGB）夜（灰度）图像进行训练,再区分昼夜进行训练,最后分别对昼夜图像利用微调（fine-tune）进行训练。研究初步结果显示,基于YOLO v3模型对自然条件下拍摄的红外相机图像进行物种自动识别能够一定程度减轻人力负担,但其效果还需通过完善数据集进行提升。fine-tune在小数据集时或可作为辅助。模型对8个物种识别的平均精确率达到 84.9%~96.0%,且模型收敛。       

经肠道播散诱导内源性感染小鼠模型的建立及评价

目的建立经肠道播散诱导发生内源性感染的小鼠模型,为研究肠道微生态与内源性感染的相关机制提供可靠的实验模型。方法24只ICR雌性小鼠随机分为模型组A、模型组B和对照组C。模型组A给予广谱抗生素溶液口服破坏肠道正常菌群后尾静脉注射5-氟尿嘧啶(5-FU)进行免疫抑制。在模型组A的基础上给予白假丝酵母菌灌胃引入机会性致病菌即为模型组B。对照组C同等方法给予生理盐水处理。实验过程中持续观察小鼠粪便菌群变化,平板计数法检测小鼠组织载菌量,HE染色观察小鼠肺、肝、盲肠和大肠组织病理变化,荧光定量PCR法观察小鼠肠道主要菌群定量变化。结果实验终点时模型组A小鼠组织器官均出现细菌感染,模型组B小鼠表现为细菌和真菌混合感染。两模型组小鼠肺和肝脏组织器官均表现为典型的炎症表现,而盲肠和大肠表现为黏膜炎症和屏障完整性被破坏。肠道菌群定量结果显示两模型组肠道主要菌群结构发生紊乱,肠道定植抗力下降,B/E值<1。结论在小鼠肠道菌群紊乱和免疫抑制的条件下,肠道致病菌或机会致病菌突破肠道黏膜屏障引起组织器官感染,该模型能够为从肠道微生态方面预防及控制内源性感染的研究提供可靠的模型基础。     

基于体外组装核糖核蛋白形式的CRISPR/Cas9基因编辑方法研究进展 *

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas(CRISPR-associated)系统是近年来发展起来的新型的基因编辑技术,在生物医学领域得到广泛应用。CRISPR/Cas9系统需要在gRNA存在的条件下通过Cas9蛋白实现对基因组的定点编辑,通常情况下以慢病毒感染或质粒转染等方式提供Cas9和gRNA。但是,这些方式容易引起免疫反应及基因片段不可控插入,存在一定的风险,限制了CRISPR/Cas9技术在机体的应用。近年来发展起来的基于体外组装的核糖核蛋白(ribonucleoprotein, RNP)转导入胞的策略由于快捷安全、编辑的脱靶率低等优势引起广泛关注。对Cas9 RNP的转导方式及其应用进行了总结,并就其目前存在的问题进行探讨,以期为CRISPR/Cas9技术的进一步发展提供依据,为拓展其应用奠定基础。     

结核分枝杆菌EF4敲除菌株的构建

EF4是一个由 lepA 基因编码的与蛋白质翻译密切相关的延伸因子,在细菌中高度保守,但其确切功能和分子机制尚不清楚,在结核分枝杆菌中的功能至今未见报道。为探索EF4在结核分枝杆菌中的功能,需构建一株结核分枝杆菌 lepA 基因敲除株。本研究以结核分枝杆菌H37Ra全基因组DNA为模板,设计并通过聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增 lepA 基因左、右臂,连接到p0004S质粒,构建同源重组质粒p0004S-Δ lepA 。然后,通过噬菌体体外包装,将p0004S-Δ lepA 质粒连接到phAE159质粒,构建phAE159-Δ lepA 噬菌体包装质粒。在耻垢分枝杆菌mc 2155中大量扩增噬菌体并受结核分枝杆菌侵染进行同源重组,筛选阳性克隆,从基因组和蛋白质表达水平检测该突变株中 lepA 基因及EF4蛋白表达。PCR结果显示,敲除株基因组中 lepA 基因已被潮霉素抗性基因成功替换,蛋白免疫印迹结果显示该敲除株中无EF4表达,表明其为成功构建的Ra Δ lepA 。生长曲线分析显示,正常培养条件下,结核分枝杆菌野生株与敲除株生长趋势一致。敲除株与野生株在菌落形态上有一定差异,相比于野生株,Ra Δ lepA 菌落颜色发黄,凸起偏厚,生长过程中生物膜皱褶较少。耐胁迫能力分析显示,与野生株相比,Ra Δ lepA 耐热、抗去垢剂、抗氧化能力无显著差异,但耐酸性环境能力明显增强。本研究利用噬菌体介导的重组法成功构建了结核分枝杆菌 lepA 基因敲除株,为后续研究结核分枝杆菌EF4的功能提供了重要基础。     

烟粉虱热点问题研究进展

重大农业害虫烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)在世界各地广泛分布传播,对农业生产造成了极大的经济损失。为了准确掌握烟粉虱研究的国际、国内状况和前沿动态,基于Web of Science引文数据库及中国知网CNKI数据库,对烟粉虱相关文献进行了分析,结果表明:国际、国内的烟粉虱发文量总体不断增长,研究队伍规模不断增大、基金项目不断增多,烟粉虱研究日益受到重视。纵观烟粉虱相关文献,国内外科学家的研究主要集中在烟粉虱的入侵与扩散、生物型/隐种、共生菌、抗药性、传播植物病毒、天敌等方面,本文就这些热点问题进行综述,以期为烟粉虱的进一步研究提供参考信息。     

儿童孤独症与拷贝数变异的研究

儿童孤独症是一种复杂的神经发育性障碍,患儿常表现有认知、情感和行为等多方面的异常,主要临床表现为社会交往障碍,言语交流障碍,重复刻板行为。孤独症多起病于三岁之前,男女发病比例约为4:1,患儿常伴有明显的精神发育迟滞。近年来,其发病率呈现逐年上升的趋势,最新的流行病学调查显示孤独症在美国的患病率约为9.1‰。据公认的假说"常见疾病-常见变异"推测,孤独症的风险等位基因和其他复杂疾病一样,在普通人群中将会变得很常见。由于该病起病早,难以进行早期识别,而且尚无特效药或方法可以彻底治愈这种病症,因而给社会及患儿家庭带来了沉重的负担。目前其发病原因和机制尚不明确,但关于儿童孤独症的双生子研究和家系研究都显示它是一个高度遗传性疾病,而且很多证据都表明孤独症是受多因素影响的遗传性疾病,近年来关于孤独症和拷贝数变异(CNVS)研究的报道越来越多,本文将主要就儿童孤独症的拷贝数变异研究现状和最新进展进行论述。     

皮肤刺激实验替代模型的研究新进展

皮肤刺激性是日常使用化妆品最常见的不良反应之一。人类健康相关产品危险性评价常做皮肤刺激性实验,皮肤刺激性试验是化妆品原料及产品安全性评价的主要项目。传统皮肤刺激试验采用实验动物进行,2013年3月11日欧盟已经禁止销售基于动物实验研发的化妆品原料及产品.随着组织工程技术和现代生物技术的发展,多种替代动物试验的体外模型被开发和应用,新的的皮肤刺激物陆续被发现。欧盟多采纳重组人表皮实验方法作为新体外皮肤实验指南(包括模型Episkin和模型Epiderm),随着体外模型重建技术的不断改善,不仅拓展了皮肤模型的临床应用范围,也必然推动新的敏感而特异的皮肤标志物的发现和应用。