不同植物叶片水分利用效率对光和CO2的响应与模拟

植物叶片水分利用效率的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,模拟水分利用效率对环境变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础。研究通过人工控制光强和CO₂浓度,对叶片水分利用效率进行了研究。提出了植物水分利用效率在光强和CO₂浓度共同作用下的估算模型。数据分析表明,该模型在包括C3和C4植物、草本和木本植物在内的9种植物上能很好地模拟水分利用效率对光强和CO₂浓度共同作用的响应。该模型可以用于估算CO₂浓度升高条件下光合速率的提高和蒸腾速率的降低对水分利用效率提高的贡献量。CO₂浓度变化条件下,水分利用效率在不同植物之间有巨大差异,研究区域尺度植物的水分利用效率时至少需要将植物区分为C4植物和C3植物,其中C3植物区分为草本和木本植物3种生态功能型才能较为准确地估算植物的整体水分利用效率。应用本研究提出的水分利用效率估算模型和植物水分利用效率生态功能型分类标准,可以为建立以植物的水分利用效率为基本参数的陆地生态系统水循环模型和陆地生态系统生产力模型提供重要依据。     

下辽河平原地下水脆弱性的时空演变

地下水脆弱性受相关因子变化的影响,在时空分布上具有动态变化性,因此分析地下水脆弱性的时空演变及结构变化规律对于地下水有针对性地污染防治具有重要意义。以下辽河平原为研究区,选取1991、2000和2010年的相关人为因子参数,结合DRASTIC模型计算这3个年份的地下水脆弱性综合指数,利用Arc GIS的地理统计工具分析地下水脆弱性的演变状况。在此基础上计算G指数得到地下水脆弱性的空间热冷点分布,结合重心和标准差椭圆对热点的变动情况进行定量分析。研究结果表明:(1)1991年地下水脆弱性以较低脆弱性和高脆弱性区为主,分别占研究区面积的36.5%和31.3%,到2000年以一般脆弱性和较高脆弱性区为主,面积比例分别达到31.6%和25.9%,发展到2010年主要以较高脆弱性为主,面积比例占41.71%;(2)1991—2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈现先增后减的趋势,沈阳市及周边长期处于高值状况,南部沿海地区逐步演化为高值脆弱性区;(3)1991和2000年的热点集中区主要分布在新民市和辽中县的西部地带,期间变化较小,2010年的滨海地区也发展成热点集中区,各时期内冷点分布面积比较少,且零散;(4)1991年至2000年,热点重心向西南方向位移了2.264km,热点分布格局进一步趋于东—西方向;2000年到2010年,热点重心向西南方向位移了30.787km,标准差椭圆长轴旋转角逆时针转动了32.44°,整体热点分布格局为东北—西南方向。     

基于群体协同交互式学习模式的“微生物生理学”虚拟仿真实验教学方法

随着我国虚拟仿真实验教学工作的开展,群组式学习模式被越来越多地探讨并应用到实际教学中,但将此学习模式与虚拟仿真类实验课程相结合进行教学研究的实例相对较少。针对微生物类实验实践教学中存在的典型问题,以哈尔滨工业大学“微生物生理学”研究生精品课程建设研究为例,提出基于群体协同交互式学习模式的“微生物生理学”虚拟仿真实验教学研究,以期打造微生物学科一流实验/实践类教学课程。本文阐述了群体协同交互式学习模式的内涵、构成要素及优势,论述了群体协同交互式学习模式在“微生物生理学”虚拟仿真实验教学中的实现过程,并总结了该模式的不足与未来发展方向。     

两株具有广谱抗菌性的缓征链球菌的安全性评价

目的 通过动物实验对分离于健康儿童口咽部的2株缓征链球菌菌株42、419进行安全性评价,为呼吸道益生菌的制备提供安全依据。 方法 对SPF级昆明种小鼠灌胃给予含有菌株42和419的菌液,观察实验动物是否出现死亡、急性毒性体征、体质量变化、采食量变化、血清淀粉样蛋白A变化和细菌移位生长情况,并对结果进行统计学分析。 结果 给药后,未发现实验小鼠死亡及急性毒性体征,未观察到细菌移位生长情况,给予菌株42后雌性和雄性剂量组与对照组间差异没有统计学意义(F=0.697 0,P=0.567 0;F=1.289 0,P=0.312 0)。给予菌株42的1 d后,雌性小鼠低、中剂量组较其他组别体质量变化量小(F=4.402 0,P=0.019 0),雄性小鼠高、中、低剂量组体质量变化量小于对照组(t=-0.800 0,P=0.035 0;t=1.000 0,P=0.011 0;t=-0.800 0,P=0.035 0);给予菌株419的1 d后,雌性、雄性小鼠体质量变化量与对照组差异无统计学意义(F=2.024 0,P=0.151 0;F=2.507 0,P=0.096 0)。给予菌株42的7 d内,雌性小鼠中剂量组和低剂量组采食量大于对照组(t=0.171 4,P结论 菌株42、419在为期7 d的急性毒性动物实验中,未发现毒性表现,可用于呼吸道益生菌菌株的选择。     

艾叶挥发油β-环糊精包合物的制备

为了探索艾叶挥发油β-环糊精包合的最佳生产工艺,提高挥发油在制剂中的稳定性.本文采用正交实验法,通过测定油利用率、包合物收得率及含油率考察包合工艺.结果表明:最佳生产工艺条件:A3 B2 C3(β-环糊精和艾叶挥发油的比例为8:1,油和乙醇的比例为1:1.5,包合温度为60℃,时间为2 h).     

性信息素和香根草在盐碱地稻二化螟绿色防控中的应用

[目的] 探索滨海盐碱地水稻生态种植模式下,利用性诱剂和香根草对水稻二化螟的综合防治效果。[方法] 在0.3%~0.6%的土壤盐分下,种植中粳中晚熟南粳9108水稻品种,设置4种绿色防控措施,每15~20 d调查诱捕螟虫量、虫害穴率、虫害株率、防治效果,并比较水稻的食味品质、生长和产量指标。[结果] 综合利用性诱剂和香根草对水稻螟虫的综合防治技术,可以降低虫害穴率7.10%,降低虫害株率5.72%,防治效果达87.31%,可以显著的提高水稻结实率22.80%,稻谷产量为6810.45 kg·hm^-2,提高了22.35%,显著提高了稻米的外观品质,食味值提高了4.29%。[结论] 性诱剂与香根草配合进行水稻螟虫的绿色防控,可以作为滨海盐碱地水稻生态种植模式的主要防控措施。     

Crystal Structure of TNF-α-Inducing Protein from Helicobacter Pylori in Active Form Reveals the Intrinsic Molecular Flexibility for Unique DNA-Binding

Tipα (TNF-α-inducing protein) from Helicobacter pylori is a carcinogenic effector. Studies on this protein revealed that a homodimer linked by a pair of intermolecular disulfide bridges (Cys25-Cys25 and Cys27-Cys27) was absolutely necessary for its biological functions. The activities of Tipα would be abolished when both disulfide bridges were disrupted. The crystal structures of Tipα reported to date, however, were based on inactive, monomeric mutants with their N-terminal, including residues Cys25 and Cys27, truncated. Here we report the crystal structure of H. pylori Tipα protein, TipαN²⁵, at 2.2Å resolution, in which Cys25 and Cys27 form a pair of inter-chain disulfide bridges linking an active dimer. The disulfide bridges exhibit structural flexibility in the present structure. A series of structure-based mutagenesis, biochemical assays and molecular dynamic simulations on DNA-Tipα interactions reveal that Tipα utilizes the dimeric interface as the DNA-binding site and that residues His60, Arg77 and Arg81 located at the interface are crucial for DNA binding. Tipα could bind to one ssDNA, two ssDNA or one dsDNA in experiments, respectively, in the native or mutant states. The unique DNA-binding activities of Tipα indicate that the intrinsic flexible nature of disulfide bridges could endow certain elasticity to the Tipα dimer for its unique bioactivities. The results shed light on the possible structural mechanism for the functional performances of Tipα.     

Phosphorus Accumulation and Sorption in Calcareous Soil under Long-Term Fertilization

Application of phosphorus (P) fertilizers to P-deficient soils can also result in P accumulation. In this study, soil P status and P uptake by apple trees were investigated in 5-, 10-, and 15-year-old orchards in the semi-arid Loess Plateau, China, and subset soils with different soil P statuses (14–90 Olsen-P mg kg⁻¹) were selected to evaluate the characteristic P adsorption. Due to the low P-use efficiency (4–6%), total soil P increased from 540 mg kg⁻¹ to 904 mg kg⁻¹, Olsen-P ranged from 3.4 mg kg⁻¹ to 30.7 mg kg⁻¹, and CaCl₂-P increased from less than 0.1 mg kg⁻¹ to 0.66 mg kg⁻¹ under continuous P fertilization. The P sorption isotherms for each apple orchard were found to fit the Langmuir isotherm model (R ² = 0.91–0.98). K (binding energy) and Q _m (P sorption maximum) decreased, whereas DPS (degree of phosphorus sorption) increased with increasing P concentration. CaCl₂-P increased significantly with the increase of Olsen-P, especially above the change point of 46.1 mg kg⁻¹. Application of surplus P could result in P enrichment in P-deficient soil which has high P fixation capacity, thus posing a significant environmental risk.