北京东灵山地区植物群落多样性研究 Ⅹ.不同尺度下群落样带的β多样性及分形分析

选取不同尺度,采用β多样性指数和分形分析方法对东灵山暖温带森林样带上群落多样性随海拔梯度的空间变异规律进行了研究。结果表明,１）Ｃｏｄｙ指数揭示出乔木层在取样尺度２０ｍ和灌木层在取样尺度８０ｍ时,随海拔梯度变化呈明确的物种替代规律性;乔木层和灌木层在同一地点的物种替代速率具有互补性;群落多样性的空间变异在样带的起始（山底）和终止（山顶）地段较高。２）笔者提出的群落结构变异（ＣｏｍｍｕｎｉｔｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶａｒｉａｔｉｏｎ,ＣＳＶ）指数介于０～１之间,作为Ｃｏｄｙ指数的改进,它对群落多样性沿环境梯度变化的揭示更接近于实际情况;ＣＳＶ指数分析显示乔木层在＞４０ｍ取样尺度,灌木层＞２０ｍ取样尺度群落结构出现明确变异规律;物种丰富度（Ｃｏｄｙ指数）和群落结构（ＣＳＶ指数）变化规律性的表现尺度（取样尺度）不同。３）分形分析的结果,乔木主林层在２００ｍ内不同尺度间不存在相关规律,乔木更新层只在＜４０ｍ尺度显示出尺度依赖性,灌木层的尺度依赖特征则表现为小尺度变异显著而较大尺度上变异程度降低;乔木更新层与灌木层的异质性规律发生显著变化（拐点）的尺度不同,分别为４０ｍ和９０～１００ｍ。同时,还对群落学研究中的取样尺度问题进行了探讨。     

SARS-CoV-2 envelope protein causes acute respiratory distress syndrome (ARDS)-like pathological damages and constitutes an antiviral target

Cytokine storm and multi-organ failure are the main causes of SARS-CoV-2-related death. However, the origin of excessive damages caused by SARS-CoV-2 remains largely unknown. Here we show that the SARS-CoV-2 envelope (2-E) protein alone is able to cause acute respiratory distress syndrome (ARDS)-like damages in vitro and in vivo. 2-E proteins were found to form a type of pH-sensitive cation channels in bilayer lipid membranes. As observed in SARS-CoV-2-infected cells, heterologous expression of 2-E channels induced rapid cell death in various susceptible cell types and robust secretion of cytokines and chemokines in macrophages. Intravenous administration of purified 2-E protein into mice caused ARDS-like pathological damages in lung and spleen. A dominant negative mutation lowering 2-E channel activity attenuated cell death and SARS-CoV-2 production. Newly identified channel inhibitors exhibited potent anti-SARS-CoV-2 activity and excellent cell protective activity in vitro and these activities were positively correlated with inhibition of 2-E channel. Importantly, prophylactic and therapeutic administration of the channel inhibitor effectively reduced both the viral load and secretion of inflammation cytokines in lungs of SARS-CoV-2-infected transgenic mice expressing human angiotensin-converting enzyme 2 (hACE-2). Our study supports that 2-E is a promising drug target against SARS-CoV-2.Subject terms: Cell death, Molecular biology     

生物启发的细菌表面人造矿物壳:通过仿生矿化保护活细胞

【目的】生物启发的细菌表面仿生矿化人造矿物壳被用于保护活细胞。【方法】将细菌限制在坚固而完整的矿物壳中,有限的物理空间和物质交换使其暂时进行休眠,降低长期保存期间的活力损失以及提高在各种极端环境中的生存能力,并且能够通过酸去除矿物壳而重新激活细菌。【结果】相较于未仿生矿化的细菌(EcN),矿化细菌(EcN@CaCO₃)在32 d的储存实验中活力最高提升262倍;在pH 2.5的强酸环境中存活率提高837倍;在pH 12.0的强碱环境中存活率提高171倍;在80 ℃的高温条件下存活率提高59.1倍;甚至在抗生素溶液中,EcN@CaCO₃中细菌的存活率是EcN的729.7倍。【结论】本研究利用仿生矿化提高了细菌的保存稳定性,使其能在酸刺激下去除涂层恢复活性,也能在极端环境下保留细菌的活力,为微生物在环境生态、食品制造和生物医药等领域的应用提供研究基础。     

FERONIA is involved in phototropin 1-mediated blue light phototropic growth in Arabidopsis

Plant shoot phototropism is triggered by the formation of a light-driven auxin gradient leading to bending growth. The blue light receptor phototropin 1(phot1) senses light direction, but how this leads to auxin gradient formation and growth regulation remains poorly understood. Previous studies have suggested phot1’s role for regulated apoplastic acidification, but its relation to phototropin and hypocotyl phototropism is unclear. Herein, we show that blue light can cause phot1 to interact with...     

五氯酚在土壤生态系统中的环境行为研究进展

五氯酚在世界范围内广泛使用,在曾经使用过五氯酚的国家和地区的土壤和沉积物可以检测到五氯酚的残留,甚至残留五氯酚可通过食物链危及人类健康。综述了五氯酚在土壤生态系统中的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解及其影响因素、生物富集、生态毒理机理和效应。同时结合目前国内外的研究现状,提出了五氯酚在土壤生态系统中环境行为新的研究方向。     

海河流域景观空间梯度格局及其与环境因子的关系

基于GIS技术,以海河流域为对象,首先,分别采用Fragstats3.3的标准法和移动视窗法先后分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;然后,针对流域本身自然地理梯度特点,分别沿流域纵向(河流流向)梯度和横向(垂直与河流流向)梯度设置了两条样带,应用移动视窗法计算了景观层次下的斑块面积(AREA_MN)、蔓延度指数(CONTAG)、边界密度(ED)、形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、多样性指数(SHDI),获得了景观沿两个样带方向的梯度格局;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以上述6个指数值为目标物种,利用去趋势典范对应分析(DCCA)方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系。结果表明:2000年海河流域内景观基质为农田,面积占55.9%,流域内景观结构以块状结构为主,并零散分布有圈层和带状(廊道)结构;景观梯度格局在两条样带上均表现为类似的特征,即随景观类型变化呈现不同幅度的波动,两条样带上均存在较为明显的过渡带;DCCA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,区域高程、降水量、温度对流域尺度的景观格局起决定性作用,人口数量、GDP则在局部地区对景观格局有着重要影响。     

植物群落密度调控研究进展

植物群落密度调控是生态学领域的研究热点。从Yoda提出-3/2自疏法则以来,围绕植物群落密度调控规律从自疏线可变性、环境因素对密度调控影响的规律等进行了大量研究。尤其是基于代谢生态学理论建立的WBE自疏规律提出后,密度调控规律的争论和研究更为活跃,其焦点主要是自疏线斜率是否存在相对恒定的α值和值的大小。根据国内外文献,综述了-3/2自疏法则、-4/3自疏法则、质量-密度的等速比例关系和环境对密度调控规律的影响等方面的研究,指出密度调控的机制以及胁迫条件下的密度调控及其应用是未来研究的趋势。     

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     

基于生态足迹方法的南京可持续发展研究

20世纪90年代末以来,随着南京城市化进程的加快和城市建成区面积的扩展,城市生态安全问题日益突出。在运用生态足迹方法分析南京市1999—2009年人均生态足迹及生态承载力变化的基础上,采用Mann-kendall法对南京市人均生态足迹突变点进行分析,应用灰色关联模型从经济、社会和生态子系统方面分析不同阶段人均生态足迹变化的原因。研究表明:1999—2009年间南京市人均生态足迹呈增长趋势,人均生态承载力呈减小趋势,单位万元GDP生态足迹和生态多样性指数呈逐年下降趋势,生态经济系统发展能力较好,但生态压力较大。南京市人均生态足迹变化分为1999—2002年的低位增长阶段和2003—2009年高位波动阶段。通过影响南京市生态足迹变化因素分析发现,2003—2009年与1999—2002年相比,经济子系统依然处于主要地位,但影响因素由农业向以三产为主转变,同时生态子系统和社会子系统各因素的影响力提升。据此,提出优化产业结构,控制人口数量,加强基础设施建设,改善居民居住环境,加大城市绿化建设,提高城市污物处理能力,减少污染物排放的南京可持续发展对策。     

H2O2参与AM真菌与烟草共生过程

以烟草((Nicotiana tabacum,品种CF90NF)为寄主,苗期接种丛枝菌根(AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m),测定G.m与烟草共生过程中烟草根部H2O2含量以及多胺氧化酶(PAO)和过氧化物酶(POD)活性;研究外源H2O2对G.m侵染烟草的影响以及H2O2清除剂和合成抑制剂对烟草侧根H2O2含量及烟草侧根和菌丝中H2O2荧光强度的影响,以探究H2O2在AM真菌侵染烟草过程中的作用。结果表明,接种G.m 20d后烟草侧根中出现H2O2含量的猝发,一定浓度的外源H2O2促进G.m对烟草的侵染,而H2O2清除剂抗坏血酸(AsA)显著削弱烟草侧根和菌丝中的H2O2荧光强度,降低G.m对烟草的侵染率,表明H2O2参与G.m与烟草共生过程;在G.m与烟草共生过程中,PAO和POD活性显著升高,PAO抑制剂二氨基十二烷(DADD)和POD抑制剂水杨羟肟酸(SHAM)显著降低烟草侧根中H2O2荧光强度,对菌丝中H2O2荧光强度无显著影响,表明烟草根部和G.m均可产生H2O2,PAO和POD参与烟草侧根中H2O2的合成,菌丝中可能存在其他来源的H2O2。