广西天然林中藤本植物区系组成及系统发育多样性

藤本植物是热带和亚热带森林的重要组分,在过去几十年中藤本植物多样性在热带森林增加,有可能导致森林的多样性减少,碳储量等生态系统服务功能降低,引起广泛关注。以《广西植被志要》中共355个样地数据(喀斯特森林、海拔1000 m以下的非喀斯特森林和海拔1000 m以上的非喀斯特森林)为基础,结合气候数据,分析天然林中藤本植物区系组成、不同生境藤本植物物种多样性与系统发育多样性关系、藤本植物物种多样性与年平均温度关系,以及系统发育结构特点。结果表明:(1)广西天然林藤本植物中,热带分布的含藤属占比最大(75.4%),温带分布含藤属占比较低(12.3%),世界广布含藤属和亚洲分布含藤属占比最小,海拔1000 m以下的喀斯特和非喀斯特森林都有一些专有的含藤科属;(2) 3个生境藤本的Gleason物种多样性和系统发育多样性与年均温都不相关,它们的物种多样性差异不显著,但是系统发育多样性有显著差异,海拔1000 m以下的非喀斯特森林中系统发育多样性最高,喀斯特森林系统发育多样性最低;(3)非喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于离散,暗指竞争排斥作用是藤本植物组合在该生境群落主要构建机制,喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于聚集,暗指藤本植物组合由生境过滤作用为主形成。这些研究发现对于热带亚热带森林藤本植物的多样性组成及其共存机制提供了新认识。     

黑河流域水资源承载能力分析

黑河流域属资源性缺水地区,区域水资源难以满足当地社会经济发展和生态平衡的需要.随着西部大开发战略的逐步实施,西北干旱内陆河地区水资源的支撑作用将显得愈来愈重要.因此分析黑河流域水资源现状条件下对区域经济、社会发展的承载能力,显得极为重要.根据黑河流域具体情况,结合流域经济社会发展特点、生态环境状况,以遏制并逐步改善流域生态环境为基本前提,以流域水资源承载能力为约束.首先利用水资源承载压力指数计算了现状条件下黑河流域水资源承载压力度,得出目前黑河流域水资源承载能力属于超负荷承载.水资源将成为制约黑河流域社会经济发展和保证生态平衡的重要因素.当前必须立足于当地的水资源条件,按照以供定需的原则,合理安排生活、生产和生态用水,才能实现流域经济社会和生态环境的协调和可持续发展.然后针对超载现状,对黑河流域规划水平年（2010年）水资源承载能力作进一步的分析评价,根据相关预测资料设计了3种可能情景,利用流域评价的发展系数、协调系数、公平系数和可持续发展系数,从水资源开发利用方式、社会发展方式、经济发展模式、生态恢复程度等方面分析水资源承载能力,并计算其水资源承载压力度,同时结合水资源的可持续发展建立流域可持续发展评价指标体系,进行方案组合和各种发展模式的水资源优化配置.满足流域水资源支撑经济社会可持续发展判据的方案的承载能力指标即为该方案下的水资源可持续承载能力指标. 通过对黑河流域现状及规划水平年的水资源承载能力及可持续发展度分析评价,利用水资源可持续发展战略分析,选取出了最优发展模式,为流域的可持续发展提供了基本依据.通过寻求情景方案中水资源承载能力和可持续发展度的最佳组合,实现了经济、社会与生态的可持续发展目标.结果表明：通过努力,谋求经济和社会与水资源承载能力协调发展是有可能实现的.     

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.     

In vitro eradication of abasic site-mediated DNA–peptide/protein cross-links by Escherichia coli long-patch base excision repair

Apurinic/apyrimidinic (AP or abasic) sites are among the most abundant DNA lesions. Numerous proteins within different organisms ranging from bacteria to human have been demonstrated to react with AP sites to form covalent Schiff base DNA–protein cross-links (DPCs). These DPCs are unstable due to their spontaneous hydrolysis, but the half-lives of these cross-links can be as long as several hours. Such long-lived DPCs are extremely toxic due to their large sizes, which physically block DNA replication. Therefore, these adducts must be promptly eradicated to maintain genome integrity. Herein, we used in vitro reconstitution experiments with chemically synthesized, stable, and site-specific Schiff base AP-peptide/protein cross-link analogs to demonstrate for the first time that this type of DPC can be repaired by Escherichia coli (E. coli) long-patch base excision repair. We demonstrated that the repair process requires a minimum of three enzymes and five consecutive steps, including: (1) 5′-DNA strand incision of the DPC by endonuclease IV; (2 to 4) strand-displacement DNA synthesis, removal of the 5′-deoxyribose phosphate-peptide/protein adduct-containing flap, and gap-filling DNA synthesis by DNA polymerase I; and (5) strand ligation by a ligase. We further demonstrated that endonuclease IV plays a major role in incising an AP-peptide cross-link within E. coli cell extracts. We also report that eradicating model AP-protein (11.2–36.1 kDa) DPCs is less efficient than that of an AP-peptide_10mer cross-link, supporting the emerging model that proteolysis is likely required for efficient DPC repair.     

东亚地区陆地生态系统净第一性生产力时空格局

利用植被分类数据、NDVI数据、气象数据以及观测数据,基于CASA生态系统模型,估算了东亚地区(10～70°N,70～170°E)陆地生态系统植被净第一性生产力.结果表明:1982～1999年研究区总NPP呈现波动增加趋势,平均每年增加0.08833PgC.18a间NPP平均值为14.24 PgC,约占全球总NPP的22.6%～23.9%.研究区NPP年变化呈单峰曲线,最大值出现在7月份,达2.98PgC,全年中NPP积累主要发生在4～10月份,该时段内NPP总量占全年总量的86.81%.春、夏、秋、冬四季NPP平均总量分别为:2.31、8.16、2.79、1.10 PgC,分别占全年NPP平均总量的16.20%、57.27%、19.58%、7.73%.将NPP年平均值分成3个范围:低值区(7.82～300gC · m-2)、中值区(301～700 gC · m-2)、高值区(>700 gC · m-2),分别研究了其空间分布特征.     

DLGCN:基于图卷积网络的药物-lncRNA[]关联预测

为实现高通量识别新的药物-长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)关联,本文提出了一种基于图卷积网络模型来识别潜在药物-lncRNA关联的方法DLGCN(Drug-LncRNA graph convolution network)。首先,基于药物的结构信息和lncRNA的序列信息分别构建了药物-药物和lncRNA-lncRNA相似性网络,并整合实验证实的药物-lncRNA关联构建了药物-lncRNA异质性网络。然后,将注意力机制和图卷积运算应用于该网络中,学习药物和lncRNA的低维特征,基于整合的低维特征预测新的药物-lncRNA关联。通过效能评估,DLGCN的受试者工作特性曲线下面积(Area under receiver operating characteristic, AUROC)达到0.843 1,优于经典的机器学习方法和常见的深度学习方法。此外,DLGCN预测到姜黄素能够调控lncRNA MALAT1的表达,已被最近的研究证实。DLGCN能够有效预测药物-lncRNA关联,为肿瘤治疗新靶点的识别和抗癌药物的筛选提供了重要参考。     

5份粳型亲籼种质的生物学特性及育种利用

本研究以5份自主选育的粳型亲籼种质明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512和明恢509为研究材料,通过对其生物学特性和育种利用进行研究和评价,以期为今后开展粳型亲籼种质资源的选育和籼粳亚种间杂种优势的利用提供理论参考。生物学特性研究结果表明:5份粳型亲籼种质的播始历期偏长,株高适中,直立穗型,穗子小,着粒密,单株有效穗数多,结实率均在75%以上,千粒重中等。程式指数判定表明,明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512的籼粳属性为偏粳;明恢509的籼粳属性为粳。5份粳型亲籼种质均具有良好的亲籼性,与籼型两系不育系测交F1的结实率均在75%以上,最高可达89.80%;同时能够恢复野败型、印水型、K型等籼型三系不育系,测交F1的结实率均在80%以上,其恢复谱广、恢复力强。光合特性分析表明,其剑叶在生育后期能够保持较高的光合速率,利于籽粒的充实饱满。5份粳型亲籼种质的杂种优势表现:除播始历期、株高和千粒重外,在穗长、单株有效穗数、每穗总粒数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数等性状上均表现出明显的竞争优势。其中,穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和每穗总粒数所表现出的竞争优势均超过10...     

三峡工程运行后对洞庭湖湿地的影响

长江三峡工程建成运行后,其下游第一个大型通江湖泊——洞庭湖的水文、水质以及湿地环境等均发生了很大变化。三峡工程已经开始影响到洞庭湖的泥沙淤积、水位波动、水质以及植被演替等。以三峡水库调度运行方案、河湖交互作用和洞庭湖湿地植被分布格局为基础,从长江三峡工程对洞庭湖水文、水质以及湿地植被演替等方面综述了三峡工程对洞庭湖湿地的综合影响。三峡工程减缓了长江输入洞庭湖泥沙的淤积速率,对短期内增加洞庭湖区调蓄空间、延长洞庭湖寿命有利。总体上减少了洞庭湖上游的来水量,改变了洞庭湖原来的水位/量变化规律。给洞庭湖水环境质量造成了直接或间接的影响,对其水质改变尚存一定争议,但至少在局部地区加剧了污染。水位变化和泥沙淤积趋缓协同改变了洞庭湖湿地原有植被演替方式,改以慢速方式演替,即群落演替的主要模式为:水生植物—虉草或苔草—芦苇—木本植物。展望了今后的研究趋势与方向,为三峡工程与洞庭湖关系的进一步研究提供参考。