城市碳代谢过程研究进展

碳代谢过程分析是城市代谢研究的重要环节,而通过土地利用/覆盖的空间调整优化城市碳代谢过程已成为区域可持续发展的关键。利用城市代谢思想,本文综述了城市碳代谢过程核算、碳代谢网络模拟、碳代谢过程与土地利用/覆盖变化关系分析、碳代谢空间格局演替等方面的内容,并指出了当前研究中存在着空间属性表达缺乏、核算/模拟结果较难直接应用于实践调控、自然和社会经济代谢过程难以并重考虑等问题。在此基础上,提出了此领域未来发展预期:(1)基于土地流转,将碳排放/碳吸收垂向流映射到碳存量变化的水平流,以"存量"变化推导出网络"流量"分布,实现节点、流互动关系的空间表达,构建时空维度碳代谢网络模型;(2)强调自然节点在城市碳代谢网络中的重要作用,形成社会经济节点与自然节点并重的生态网络模型,有效服务于城市规划及设计。     

长江口芦苇和互花米草盐沼湿地蟹类洞穴分布特征及主要影响因子

蟹类洞穴是蟹类在潮间带盐沼生存、繁衍的特征性结构,具有重要的生态功能。洞穴分布特征及其影响因子的分析,是深入探讨蟹类及其洞穴的生态系统功能的重要基础。2015年10月,在崇明北滩单一芦苇(Phragmites australis)群落,单一互花米草(Spartina alterniflora)群落和芦苇-互花米草混合群落3种典型生境中,对蟹类洞穴的分布特征及其相关的大型底栖动物、植被、沉积物等的特征参数进行了调研与分析。结果表明,生境类型差异对蟹类洞穴分布特征及相关生境因子具有重要影响。蟹类洞穴的分布密度和开口直径在不同生境间存在显著差异(P0.05),且单一芦苇群落生境内洞穴密度要显著高于单一互花米草群落生境(P0.05),洞穴开口直径在单一互花米草生境要显著高于单一芦苇生境(P0.05);大型底栖动物生物量、密度、植物地下部分生物量在不同生境间差异不显著(P0.05),而植株密度、活植株高度、植物地上部分生物量以及沉积物含水率、p H、氧化还原电位在不同生境间存在显著差异(P0.05)。沉积物中值粒径,总氮含量和总碳含量在不同生境间的差异随深度不同会发生变化。不同生境主要生境因子的差异是导致蟹类洞穴分布特征不同的根本原因;蟹类洞穴分布特征受多个生境因子的综合作用。筛选的生境因子的组合虽然与洞穴分布特征具有显著相关性,但相关系数较小。未来研究中需要拓展生境因子涵盖范围,加强多因子综合作用分析。     

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.     

传染性支气管炎病毒N蛋白CTL表位与BF2*15鸡MHC I基序的相互作用

【目的】近年来鸡传染性支气管炎病毒在国内鸡群呈现流行趋势,尤其是变异毒株的出现,加剧了对鸡群的危害。鸡主要组织相容复合体蛋白(MHC I)通过特定的基序结合抗原表位多肽,进而识别感染病毒的细胞并引起免疫反应,达到清除病毒的效果。鉴定BF2*15鸡主要组织相容复合体(MHC I)的结合基序。【方法】采用同源建模、分子动力学和分子对接等计算方法,构建了传染性支气管炎病毒(IBV)N蛋白表位多肽和鸡MHC I BF2*15之间的复合物结构,来探索BF2*15识别抗原表位多肽的潜在结合基序。【结果】通过对该复合物的相互作用关系分析,鉴定出BF2*15鸡主要组织相容复合体(MHC I)的一条潜在结合基序"x-Arg-xx-x-Arg"。【结论】解释了传染性支气管炎病毒N蛋白CTL表位与BF2*15鸡MHC I基序的相互作用原理,该研究结果对了解传染性支气管炎病毒免疫机制以及基于特定基序筛选和设计通用疫苗具有借鉴意义。     

The connecting cilium inner scaffold provides a structural foundation that protects against retinal degeneration

Inherited retinal degeneration due to loss of photoreceptor cells is a leading cause of human blindness. These cells possess a photosensitive outer segment linked to the cell body through the connecting cilium (CC). While structural defects of the CC have been associated with retinal degeneration, its nanoscale molecular composition, assembly, and function are barely known. Here, using expansion microscopy and electron microscopy, we reveal the molecular architecture of the CC and demonstrate that microtubules are linked together by a CC inner scaffold containing POC5, CENTRIN, and FAM161A. Dissecting CC inner scaffold assembly during photoreceptor development in mouse revealed that it acts as a structural zipper, progressively bridging microtubule doublets and straightening the CC. Furthermore, we show that Fam161a disruption in mouse leads to specific CC inner scaffold loss and triggers microtubule doublet spreading, prior to outer segment collapse and photoreceptor degeneration, suggesting a molecular mechanism for a subtype of retinitis pigmentosa.

Inherited retinal degeneration due to loss of photoreceptor cells is a leading cause of human blindness. Ultrastructure expansion microscopy on mouse retina reveals the presence of a novel structure inside the photoreceptor connecting cilium, the inner scaffold, that protects the outer segment against degeneration.     

水稻化感品种对土壤微生物的影响

通过盆栽实验研究三叶期水稻化感品种对土壤微生物种群数量的影响。结果显示,土壤细菌、放线菌、真菌、氨化细菌和好气性自生固氮菌数量在水稻化感品种P1312777和水稻非化感品种“辽粳九”、“秋光”的土壤中存在显著差异,土壤中大多数微生物被水稻化感品种所抑制,但化感品种土壤中的放线菌和好气性纤维素分解菌数量则介于两种非化感品种之间。这一研究表明,水稻化感品种能显著地影响土壤微生物种群数量。     

不同农业土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响 ——以北京市延庆盆地为例

自20世纪80年代以来,我国农业土地利用方式和农田管理发生了巨大变化,由此引起的土壤有机碳（SOC）含量、密度及其垂直分布发生了相应的变化,研究不同土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响对于探讨农田生态系统的固碳作用具有重要的意义.以北京市延怀盆地为典型研究地区,选择6种农业土地利用和管理模式,共计42块样地,在1m深土体内分层采集197个土壤样品.研究结果表明：（1） 不同农业土地利用和管理方式对SOC含量的影响主要发生在0～25 cm土层中,剖面中SOC含量自上向下明显降低.（2） 通过对6种土地利用和管理方式下土壤SOC含量进行比较,结果发现果园和高投入的玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量均较高,变化范围分别为4.16～10.00 g kg^-1和4.73～9.31 g kg^-1; 菜地土壤在0～40 cm土层中SOC含量较高,变化范围为6.42～9.67 g kg^-1;大豆地、中、低投入玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量较低,变化范围分别为3.27～7.73 g kg^-1、3.14～8.33 g kg^-1和1.83～7.67 g kg^-1. （3） 不同农业土地利用方式对SOC密度影响的趋势与对SOC含量影响的趋势基本一致,在0～100 cm土壤中,SOC密度的顺序为果园＞菜地＞高投入玉米地＞中投入玉米地＞大豆地＞低投入玉米地,变化范围为4.15～8.22 kg m^-2.     

一株裂解性奶牛乳房炎源大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及生物学特性分析

【目的】从新疆石河子地区奶牛粪样中分离裂解性大肠杆菌噬菌体(Escherichia coli phage),对其进行纯化及生物学特性分析。【方法】利用双层平板法从奶牛粪样中分离、纯化噬菌体,将纯化后的噬菌体浓缩液用醋酸双氧铀负染后通过透射电子显微镜观察其形态特征。对该噬菌体进行全基因组测序和遗传进化分析,同时测定噬菌体的宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线、热稳定性及酸碱稳定性。【结果】分离并纯化出一株裂解性噬菌体vB_EcoM_XJ2,噬菌斑圆形不透明,直径0.7 mm–1.2 mm;电镜显示其头部呈正多面体对称,有可伸缩性尾部;核酸类型为双链DNA,基因组大小为75.617 kb,G+C%含量为42.09%;其核酸序列与大肠杆菌噬菌体NJ01和vB_EcoP_SU10相似性高达94%。生物学特性研究显示该噬菌体能裂解多株临床分离的大肠杆菌;能耐受60°C左右高温,在pH 5.0–11.0范围内效价稳定;最佳感染复数为0.1,潜伏期为15 min,暴发期为95 min,裂解量约为10.6 PFU/cell。【结论】vB_EcoM_XJ2是一株在不同温度、不同酸碱性环境中有较强适应能力的裂解性肌尾科大肠杆菌噬菌体。     

岷江干旱河谷黄蔷薇和川滇蔷薇更新能力及其限制因素

植物种子、种子库和幼苗库的研究是种群更新和植被恢复的重要内容.研究了岷江干旱河谷两种乡土灌木(黄蔷薇和川滇蔷薇)的种子、种子库和幼苗库特征.黄蔷薇和川滇蔷薇种子产量较高, 分别为(627±216)和(7832±4347)果/丛,但种子质量较差,饱满率分别为(49.62±1.03)%和(73.83±3.42)%,活力为(32.25±0.67)%和(55.38±2.5)%.黄蔷薇种子产量和活力低于川滇蔷薇,但其种子重量和休眠程度却远高于川滇蔷薇.两种蔷薇土壤种子库的水平和垂直分布格局相似:在水平分布上,离植株基部越近,种子密度越高;在垂直分布上,种子主要分布在地表层.黄蔷薇和川滇蔷薇种子库密度均较高,分别为(560±90)粒m2和(1955±235)粒/m2,但活力种子数量较少,分别为(26±4)粒/m2和(152±18)粒/m2, 处于休眠状态的种子,黄蔷薇(60.6%)较川滇蔷薇(18.4%)高,可萌发的种子,两者分别为(10±1)粒/m2和(124±14)粒/m2.黄蔷薇(65.3%)的种子库中被啮齿动物取食的比例较川滇蔷薇(0.5%)高.两种蔷薇的幼苗密度差异不大,黄薇幼苗密度((4.28±0.49)株/m2)略小于川滇蔷薇((5.24±1.28)株/m2).幼苗组成的总体趋势是高度级低的幼苗所占的比例相对较高,且Ⅰ级幼苗数显著高于较其他级幼苗数.研究表明,两种蔷薇种子存在休眠,能形成持久种子库,种子特征对种子库和幼苗库具有深刻影响.两种蔷薇更新状况不佳,比较而言,黄蔷薇更新较川滇蔷薇好.黄蔷薇更新的主要限制因素是动物对种子的破坏,而川滇蔷薇更新的主要限制因素是幼苗存活定居.