Age‐related memory vulnerability to interfering stimuli is caused by gradual loss of MAPK‐dependent protection in Drosophila

Age‐related memory impairment (AMI) is a common phenomenon across species. Vulnerability to interfering stimuli has been proposed to be an important cause of AMI. However, the molecular mechanisms underlying this vulnerability‐related AMI remain unknown. Here we show that learning‐activated MAPK signals are gradually lost with age, leading to vulnerability‐related AMI in Drosophila. Young flies (2‐ or 3‐day‐old) exhibited a significant increase in phosphorylated MAPK levels within 15 min after learning, whereas aged flies (25‐day‐old) did not. Compared to 3‐day‐old flies, significant 1 h memory impairments were observed in 15‐, 20‐, and 30‐day‐old flies, but not in 10‐day‐old flies. However, with post‐learning interfering stimuli such as cooling or electric stimuli, 10‐day‐old flies had worse memory performance at 1 h than 3‐day‐old flies, showing a premature AMI phenomenon. Increasing learning‐activated MAPK signals through acute transgene expression in mushroom body (MB) neurons restored physiological trace of 1 h memory in a pair of MB output neurons in aged flies. Decreasing such signals in young flies mimicked the impairment of 1 h memory trace in aged flies. Restoring learning‐activated MAPK signals in MB neurons in aged flies significantly suppressed AMI even with interfering stimuli. Thus, our data suggest that age‐related loss of learning‐activated neuronal MAPK signals causes memory vulnerability to interfering stimuli, thereby leading to AMI.     

三种杓兰根相关真菌多样性和生态功能

【背景】除了菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi,OrMF)外,兰科植物根中还有其它内生真菌,称为根相关真菌(Root-associated fungi,RAF)。【目的】采用分离培养的方法获得同一栖息地针叶林和灌木林两种不同生境西藏杓兰、黄花杓兰和无苞杓兰的RAF菌株,研究其真菌谱系、多样性和生态功能结构。【方法】从杓兰根碎屑中分离RAF,通过总DNA提取、PCR扩增及测序得到ITS(Internaltranscribedspacer)序列;进行系统发育和多样性分析,并通过NCBI数据库比对得到相似性最高序列的注释信息来分析RAF生态学特性。【结果】共分离得到278株RAF,25种OTU类型,包括23个子囊菌门OTU,2个毛霉菌门OTU。RAF物种丰富度分析发现西藏杓兰的较黄花杓兰高,不同生境没有显著差异;不同杓兰物种较不同生境的RAF群落分化程度高。生态功能分析显示25个OTU包括共生型、腐生型和致病型3种营养型,以及外生菌根菌群、植物病原菌群、内生真菌群、动物病原菌群、真菌寄生菌群、杜鹃花类菌根群、未定义的腐生菌群和不确定型8种共位群。【结论】阐明不同生境采集的不同杓兰中RAF的分布特点和生态功能,为未来研究RAF与杓兰属植物的共生关系奠定基础。     

基于斑块尺度的神农架川金丝猴生境适宜性评价

基于斑块尺度的生境适宜性研究,可以通过物种分布的景观格局特征,推导出研究区的景观适宜性,有利于景观规划决策。研究首先分析农业用地对神农架川金丝干扰的阈值,其次采用泊松回归构建基于斑块尺度的包含植被类型、斑块特征和人为干扰特征的猴群分布模型,依据模型结果叠加道路适宜性分级图对川金丝猴适宜生境进行评价。结果显示:(1)农业用地干扰阈值为2000 m;(2)最优模型显示猴群偏好面积大、形状简单的寒温性针叶林、寒温性针叶-落叶阔叶混交林、温性针叶-落叶阔叶混交林斑块,对农业用地具有回避性;(3)道路干扰已成为川金丝猴迁移的主要障碍,川金丝猴分布区受到的农业干扰较小,但其成为阻碍川金丝猴扩张分布区的屏障。建议神农架保护区全面开展道路与旅游景点对野生动物干扰的监测。     

在黄土丘陵区土质路面种草

土质道路水土流失是所有人工生态系统中最严重的土地利用类型,土壤侵蚀模数是相同条件下林地的250倍,农村道路修筑破坏了区域生态景观的完整性,为景观生态修复理论与技术研究提供了重要的实验场地。广大山区农村田间地块道路在种植和收获季节以外长期处于闲置状态,这为植物的种植和生长提供了可能。1997～2001年,以中国黄土丘陵区陕西省延安市小砭沟小流域农田道路为背景,以防止和减轻路面汇流引发的水土流失对道路的破坏和修复农村道路景观生态系统为目的,采用小区径流监测、施工统计和定点观测的方法,在路面进行了为期5a的种草实验。研究结果显示,农田作业道路路面不仅可以种草,而且具有一定生态经济价值,在条播下,胡枝子、小冠花、无芒雀麦每km年产值可达1068.88～3150.27元;同时,路面牧草可承受适度的通行压力,禾本科牧草一般可承受300t·次/a以下车辆碾压;道路种植禾本科牧草后,除有机质外,土壤中其它营养成份均有不同程度的亏损,因此有必要补充各种肥料延长路面牧草使用年限和提高牧草防蚀能力;路面种草后径流量减少46.15%～69.30%,土壤侵蚀量减少54.53%～77.80%,建设成本仅为石子路的27.69%～35.99%,维护费用仅为土质道路的30.52%,是一种经济可行的技术途径。道路种草后,路面雨季泥泞、旱季尘土飞扬的劣质景观被蜿蜒的绿色道路景观所取代,形似镶嵌在绵延山谷中的绿飘带,这无论在理论还是技术方面都是生态修复学和景观生态学研究的重要方向之一。     

新疆棉花黄萎病菌拮抗细菌的分离、筛选与鉴定

【背景】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的一种世界性病害,近年来对该病害的生物防治因具有环境友好和人畜安全的特性而倍受关注。【目的】筛选棉花黄萎病高效拮抗细菌并对其进行鉴定,为棉花黄萎病的生物防治扩充菌种资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离细菌,并进行拮抗细菌的初筛和复筛,通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对筛选到的细菌进行鉴定,确定其分类地位。【结果】初筛分离到535株对病原菌具有拮抗作用的细菌,并选取了108株拮抗细菌进行复筛,最终筛选到了4株优势拮抗细菌。通过形态观察、生理生化特征和16SrRNA基因序列分析,将菌株BHZ-29、SHT-15、SHZ-24和SMT-24分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)、枯草芽孢杆菌斯皮兹仁亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和香草芽孢杆菌(Bacillus vanillea)。【结论】获得了4株高效拮抗细菌,并且首次报道了香草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌具有抑制作用。     

植物-菌根真菌联合修复重金属污染土壤

菌根是菌根真菌侵染植物根系后在植物根部形成的共生结构。菌根技术作为一种生物强化技术应用于重金属污染土壤的植物修复已引起研究者的广泛关注。目前大量研究表明菌根能强化植物对重金属的转运、富集及根系稳定化过程,并通过促进营养物质的吸收利用、稳定细胞内氧化还原平衡、调控抗逆性相关基因的表达以及改善根际微生态环境等方式提升寄主植物的抗逆性。本文在介绍菌根真菌在植物修复重金属污染的联合过程中的作用效应及机制的基础上,分析了目前限制该技术应用的瓶颈问题以及未来的研究方向,为植物-菌根真菌联合修复的推广应用提供理论基础。     

中国西南喀斯特地区植被变化时空特征及其成因

2000年以来,国家在中国西南喀斯特地区开展一系列生态治理工程,该地区退化生态系统得到一定程度的恢复,而2008年开展石漠化综合治理工程以来该地区的植被覆盖和生产力如何变化尚不清楚。本研究利用遥感增强型植被指数(EVI)和总初级生产力(GPP)数据,研究2000—2015年西南喀斯特地区植被EVI年均值和GPP年总量的时空变化特征,重点探讨2008年以来石漠化综合治理工程、气候变化等因素对植被覆盖及生长的影响,进而评估石漠化综合治理工程的成效。结果表明,2000—2015年西南喀斯特地区植被EVI总体显著增加,其中2008—2015年植被EVI均值和变化率分别比2000—2007年高6.9%和85.7%,EVI显著增加的区域占西南喀斯特地区的13.4%;该区域GPP年总量亦呈显著增加趋势(20.58 g C m-2a-1)。2008—2015年气温和降水对植被EVI变化趋势的贡献仅占28.3%,退耕还林还草等生态恢复措施、大气CO2浓度、大气氮沉降的增加可能是该区域植被覆盖显著增加的主要贡献因子。在100个首批石漠化综合治理试点县中,大部分试点县植被EVI的变化趋势受非气候因子的影响,其中治理面积大的县受非气候因子的影响显著高于治理面积小的县,表明石漠化综合治理工程的实施有效地促进了试点县植被覆盖的增加。     

基于mtDNA D-loop分析高原鳅群体遗传多样性和系统发育

本研究以高原鳅属6个群体共82尾个体的线粒体DNA D-loop高变区为标记,采用分子生物信息学方法分析其遗传多样性及系统发育关系.结果表明,在570 bp的mtDNA D-loop中共检测到149个多态位点,由此界定了 39个单倍型.在6个群体中,单倍型多样度(Hd)由高到低依次为细尾高原鳅(T.stenura)(0...     

Quantitative regulation of the thermal stability of enveloped virus vaccines by surface charge engineering to prevent the self-aggregation of attachment glycoproteins

The development of thermostable vaccines can relieve the bottleneck of existing vaccines caused by thermal instability and subsequent poor efficacy, which is one of the predominant reasons for the millions of deaths caused by vaccine-preventable diseases. Research into the mechanism of viral thermostability may provide strategies for developing thermostable vaccines. Using Newcastle disease virus (NDV) as model, we identified the negative surface charge of attachment glycoprotein as a novel determinant of viral thermostability. It prevented the temperature-induced aggregation of glycoprotein and subsequent detachment from virion surface. Then structural stability of virion surface was improved and virus could bind to and infect cells efficiently after heat-treatment. Employing the approach of surface charge engineering, thermal stability of NDV and influenza A virus (IAV) vaccines was successfully improved. The increase in the level of vaccine thermal stability was determined by the value-added in the negative surface charge of the attachment glycoprotein. The engineered live and inactivated vaccines could be used efficiently after storage at 37°C for at least 10 and 60 days, respectively. Thus, our results revealed a novel surface-charge-mediated link between HN protein and NDV thermostability, which could be used to design thermal stable NDV and IAV vaccines rationally.