Functional characterization of a ficolin-mediated complement pathway in amphioxus

The ficolin-mediated complement pathway plays an important role in vertebrate immunity, but it is not clear whether this pathway exists in invertebrates. Here we identified homologs of ficolin pathway components from the cephalochordate amphioxus and investigated whether they had been co-opted into a functional ficolin pathway. Four of these homologs, ficolin FCN1, serine protease MASP1 and MASP3, and complement component C3, were highly expressed in mucosal tissues and gonads, and were significantly up-regulated following bacterial infection. Recombinant FCN1 could induce hemagglutination, discriminate among sugar components, and specifically recognize and aggregate several bacteria (especially gram-positive strains) without showing bactericidal activity. This suggested that FCN1 is a dedicated pattern-recognition receptor. Recombinant serine protease MASP1/3 formed complexes with recombinant FCN1 and facilitated the activation of native C3 protein in amphioxus humoral fluid, in which C3 acted as an immune effector. We conclude that amphioxus have developed a functional ficolin-complement pathway. Because ficolin pathway components have not been reported in non-chordate species, our findings supported the idea that this pathway may represent a chordate-specific innovation in the evolution of the complement system.     

神农架川金丝猴栖息地优势乔木树种遥感识别及其分布特征

针对神农架川金丝猴生境基础研究中乔木树种大范围分布数据难以获取问题,尝试利用多源多时相遥感数据结合专家知识分层次实现树种识别。首先采用冬季Landsat8/OLI数据根据物侯特性分层提取常绿、落叶林的地域范围;进而依据夏季Worldview-2高分遥感影像的实地乔木样本的光谱特征分层次完成常绿树种(巴山冷杉、华山松、青$、刺叶栎)和落叶树种(红桦、日本落叶松、米心水青冈、漆树、锐齿槲栎、椅杨)的识别;并通过实地植被样方及专家知识通过高程数据完成分类结果的修正;最后结合GIS对主要优势树种的地形及地域分布特征进行了空间分析。实验精度表明常绿林中巴山冷杉、华山松、刺叶栎、虫害华山松整体精度较高,落叶林中红桦、漆树等识别精度相对较高,部分树种如椅杨、锐齿槲栎识别精度较低;总体上常绿树种的精度要优于落叶树种。从植物地理学、遥感、GIS三者相结合的角度,将多源、多时相遥感数据与物种物候特性、专家知识进行有效整合,提出了一种乔木树种识别的方法(1)提供了复杂山地环境的主要乔木优势种识别途径,且具有通用性;(2)完成了物种物候特性与遥感数据特性的整合利用,有效降低数据成本费用;(3)配合地面样方及专家知识修正结果,避免了过分依赖光谱特征引起的误判。这将为神农架川金丝猴栖息地保护与恢复提供更精确的数据依据。     

植被恢复模式对石漠化生态系统碳储量的影响

为揭示石漠化生态系统碳储量对植被恢复模式的响应,在广西天等县中度石漠化山地,研究了吊丝竹纯林(Dendrocalamus minorD)、任豆纯林(Zenia insignis Z)、任豆、蚬木(Buerretiodendron hsienmu)和顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)混交林(mixed plantation M),以及相应同龄封育林(D_(CK)、Z_(CK)、M_(CK))的碳储量。结果表明:人工林碳储量显著高于相应同龄封育林的碳储量,D、Z、M人工林碳储量分别为67.75、66.56、121.20 t/hm~2,而D_(CK)、Z_(CK)、M_(CK)封育林仅为49.75、52.89、60.86 t/hm~2。碳储量在乔木层、地被物层、土壤层分配排序因生态系统类型而异,如M:乔木层土壤层地被物层;D和Z:土壤层乔木层地被物层;D_(CK)、Z_(CK)和M_(CK):土壤层地被物层乔木层。此外,M、D、Z乔木层年平均碳储量差异显著,而封育林尚未形成乔木层,其植被碳储量则随封育时间的增加而提高,即M_(CK)Z_(CK)D_(CK)。可见,在中度石漠化山地,植被恢复模式显著影响生态系统碳储量及其分配。人工造林相对于封山育林更能快速促进植被恢复、形成乔木林,从而提高生态系统碳储量。     

广西马山岩溶植被年龄序列的群落特征

石漠化地区是我国西南植被恢复和生态重建的重点和难点地区。通过对马山县岩溶植被年龄序列(石漠、草丛、灌丛、小乔林和成熟林)5个演替阶段15个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶植被的更新、演替及群落特征的变化。结果表明:沿石漠、草丛、灌丛、小乔林、成熟林的顺向演替发展,群落各层次的覆盖度存在显著差异(P<0.05),乔木层覆盖度以成熟林最大,灌木层覆盖度以小乔林最高,而草本层覆盖度以灌丛最高;重要值≥10.00的科、属、种最大值出现在小乔林;不同演替阶段群落不同层次的结构明显不同,乔木层的植物密度存在显著差异(P<0.05),以小乔林最高;成熟林灌木层的植物密度显著低于小乔林和草丛(P<0.05),与石漠和灌丛差异不显著(P>0.05);森林阶段草本层的植物密度显著低于灌丛、草丛和石漠(P<0.05);群落的物种丰富度随着顺向演替发展而增加,但不同演替阶段不同层次的丰富度变化不同,草本层的物种丰富度以草丛阶段最大,成熟林最小;灌木层的丰富度以小乔林阶段最大,石漠阶段最小;乔木层的丰富度以小乔林最大,成熟林有所下降;不同演替阶段群落草本层的生态优势度无显著差异(P>0.05),而灌木层和乔木层均存在显著差异(P<0.05)。岩溶植被恢复可分为恶劣物理环境阈值和顶极种缺乏的阈值两个阶段,每一个阶段内由不同功能特征的驱动种和关键种决定着群落的演替方向和速度,越接近演替后期,顶极种越丰富,群落驱动种和关键种向高级、大型和长寿植物发展的趋势越明显。     

全球降水格局变化下土壤氮循环研究进展

自然和人为因素导致全球降水格局发生改变,降水变化势必影响土壤氮循环,从而影响陆地生态系统生产力和多样性,然而不同降水变化类型对土壤氮循环的影响仍然缺乏足够的认识。因此,本文综合分析了全球和我国降水格局变化特征,简要介绍了6种降水格局变化下土壤氮循环的研究方法（长期降水固定观测、野外降水控制实验、自然降水梯度、室内培养、模型和遥感）,系统综述了3种降水变化类型（降水波动、干旱、干湿交替）,以及降水与温度、氮沉降等交互作用对土壤氮循环影响的研究进展与存在的问题,并展望了未来研究方向,为评估和预测未来降水变化对陆地生态系统功能的影响提供理论依据。     

整合素BmIntegrin β2的结构分析及其对家蚕血细胞的调控作用

整合素是一类广泛分布于细胞表面的黏附分子受体,是由α和β两个亚基组成的异源二聚体跨膜蛋白,其是细胞内外信号转导的中间桥梁。在鳞翅目昆虫细胞内,整合素主要表达于血细胞,参与昆虫细胞免疫反应进程。文中首先通过RACE技术等,克隆获得BmIntegrin β2基因cDNA全长序列2 434 bp;并对其蛋白结构域进行了预测,主要包括信号肽、一段较大的胞外域,单次跨膜结构和较短的胞内域;利用qRT-PCR技术检测了家蚕4龄3天和5龄3天的BmIntegrin β2各组织表达图谱,结果显示其主要在血细胞和造血器官中高表达;然后再经原核诱导表达、蛋白纯化及免疫动物后获得BmIntegrin β2抗体。通过对BmIntegrin β2蛋白功能作用的研究发现,BmIntegrin β2抗体可显著地减少浆细胞的数量,这从侧面说明BmIntegrin β2抗体可能抑制了浆细胞的延伸性和粘附能力。该结果不仅为BmIntegrin β2参与家蚕细胞的免疫反应奠定了基础,还提供了一个新的研究视野。     

双歧杆菌体外对Caco-2的黏附及其表面性质分析

【目的】体外测定双歧杆菌的黏附能力并对其表面性质进行分析。【方法】利用Caco-2细胞作为黏附模型体外测定七株菌的黏附能力,同时分析其自动聚集能力和表面疏水性,通过采用不同酶及化学物质处理双歧杆菌菌体细胞表面初步确定双歧杆菌细胞表面黏附相关化合物的类型,并对双歧杆菌表面蛋白进行电泳分析。【结果】自动聚集能力和表面疏水性均高的双歧杆菌菌株,其黏附能力高于自动聚集能力和表面疏水性均低的菌株,表现出明显的正相关。此外,受试菌株的黏附能力对蛋白酶和高碘酸钠敏感,利用LiCl对菌体表面蛋白进行提取后,其黏附能力明显下降,SDS-PAGE结果表明LiCl提取物中含有分子量大小不等的多个蛋白。【结论】双歧杆菌体外对Caco-2细胞的黏附具有菌株特异性,其黏附能力与表面疏水性质和自动聚集能力相关,此外,推测双歧杆菌表面可能含有能调节其黏附的糖蛋白类物质。