基因工程菌高密度培养补料调控策略的研究进展

补料调控策略是基因工程菌实现高密度培养的关键技术之一。本文结合大量实例,着重介绍了基因工程菌高密度培养补料控制策略在国内外的发展现状及发展趋势。并探讨了模式识别技术、人工神经网络、PSO优化算法等在补料策略及其控制系统中的应用情况及发展趋势。     

苍耳叶活性组分对害虫的拒食和忌避作用及其化学成分

采用硅胶柱层析法对苍耳(Xanthium sibiricum Patrin.)叶甲醇提取物的乙酸乙酯萃取物的活性成分进行了跟踪分离及生物活性测定.共分离出8个活性组分,其中组分Ⅱ对试虫的生物活性最高.组分Ⅱ(0.01 g·mL-1)对菜青虫(Pieris rapae L.)和小菜蛾(Plutella xylostella L.)的选择性拒食率高达100.00%;对桃蚜[Myzus persicae (Sulzer)]和萝卜蚜(Lipaphis erysimi(Kahenbach)]的选择性忌避率分别为61.11%和70.83%;对小菜蛾的24 h选择性产卵忌避率达71.17%,并对小菜蛾幼虫的化蛹率和蛹重也有显著影响.经HPLC和LC-MS分析,组分Ⅱ的主要化学成分为倍半萜内酯类化合物4β,5β-环氧苍耳素-1α,4α-内过氧化物,分子式为C15H18O5.     

鄱阳湖水陆交错带生态韧性时空变化及影响因素

鄱阳湖水陆交错带是一典型水陆相复杂生态系统,其人地关系矛盾和冲突强烈改变了区域生态韧性格局。基于适应性循环理论框架"潜力-连通度-恢复力"三维综合评价体系,以乡镇为研究单元,对鄱阳湖水陆交错带2000年、2010年、2020年的生态韧性进行评估;并运用地理探测器分析各因素在不同时期对生态韧性的影响强度及其相互作用机制,从而为地区生态韧性提升策略的制定提供指导。结果表明：（1）2000-2020年鄱阳湖水陆交错带综合韧性指数先增后减,整体呈上升趋势,韧性低值区经历了"小集聚大分散→大集聚小分散→整体分散"的空间演化特征;（2）鄱阳湖水陆交错带大部分乡镇经历了"释放→重组→开发"的演化交替,其中2020年各乡镇韧性演化处于开发（r）、保护（K）、释放（Ω）、重组（α）阶段的乡镇数量分别占49.4%、28.3%、8.2%、14.1%;（3）2000-2020年内的不同时期,鄱阳湖水陆交错带生态韧性驱动因子的影响强度存在差异,其中植被覆盖、夜间灯光强度、建设用地距离以及夜间灯光强度变化趋势成为研究区韧性变化的主导驱动力,且影响强度出现较为明显的逐年增强趋势。本研究可以在一定程度上剖析研究区域的韧性发展现状和趋势,推动形成具有地域特色且可持续的人地耦合系统。     

长三角地区休闲游憩服务供需关系研究

依托生态空间的休闲游憩服务是提升人类福祉至关重要的贡献者。但由于经济发展、城市扩张、人口增长等因素,区域休闲游憩服务供需矛盾突出,且供给与需求在空间上错位、不匹配等问题严重。研究休闲游憩服务供需关系对合理规划、管理区域生态用地,促进生态文明建设等方面具有重要的理论和现实价值。以长三角为例,基于土地利用与人口数据,提出不同可达半径下区域休闲游憩服务供需关系的评价方法,研究41个地级市不同可达半径下供需关系的空间分异规律。研究结果表明：（1）2015年长三角地区休闲游憩服务的供需比为1028%,供给远大于需求,但供需关系空间异质性明显,高供给区与高需求区明显错位,空间不匹配问题严重。（2）随着可达半径由0 km扩大至50 km,区域赤字区面积占比由43.14%减少至7.83%,休闲游憩服务需求未得到满足的人口占比由65.47%下降至10.64%。（3）根据41个地级市不同可达半径下休闲游憩服务供需关系的演变规律,将其划分为5种类型区,提出相应的发展建议。研究表明,快速城市化和城市扩张过程中,应强化城区内绿色空间的分散化配置;同时,在长三角经济一体化发展过程中,休闲游憩服务供需的盈余区、赤字区可以建立生态补偿和经济合作关系,促进长三角绿色发展的一体化。     

不同光质对辣椒叶色黄化突变体光合生理特性的影响研究

以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421为试材,用白光、蓝光、红光、绿光、紫光、黄光和远红光不同光质进行处理,考察其表型、生理及光合特性的变化特征,探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响。结果显示：(1)蓝光与红光对辣椒幼苗的生长有促进作用,黄光和远红光则会显著抑制幼苗生长,6421生长受不同光质的抑制影响比yl1更大。(2)两个辣椒材料光合色素含量在不同光质下均不同程度降低;6421叶绿素总含量和类胡萝卜素含量在不同光质下均高于yl1,yl1和6421叶片的光合色素含量分别在紫光和黄光下最低。(3)蓝光和绿光能显著提高yl1的净光合速率(P_n),而不同光质处理均显著降低了6421的P_n。(4)紫光处理使yl1的PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)值均显著降低且显著低于6421,但升高了光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)。(5)蓝光、红光和绿光均能提高辣椒的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(...     

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用¹³C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO₂并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P<0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^-1 土壤 d^-1)是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^-1土壤d^-1)的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P<0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r=0.64,P=0.03)、纤维素(r=0.62,P=0.04)和锰含量(r=-0.63,P=0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。     

基于双重芯片式数字PCR快速鉴定KPC型碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的方法

【背景】由于碳青霉烯类药物的泛用和滥用,致使肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株与日俱增,产碳青霉烯酶是肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物耐药的主要原因。目前对肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株的检测方法存在费时费力、特异性差、灵敏度低等问题。【目的】建立一种能同时检测肺炎克雷伯菌和碳青霉烯酶基因bla_KPC的双重芯片式数字PCR方法。【方法】依据肺炎克雷伯菌的特有基因yhaI和碳青霉烯耐药基因bla_KPC保守序列设计特异性引物和探针,确定双重芯片式数字PCR同时对yhaI和bla_KPC两个基因核酸浓度绝对定量的检测范围、检出限和最佳实验体系,并进行方法特异性、灵敏度、重复性分析及临床菌株的检测。【结果】双重芯片式数字PCR检测灵敏度比双重实时荧光定量PCR提高了约1.5个数量级,在两基因同时检出的情况下,最低检出限分别为3.74 copies/μL (yhaI基因)和1.93 copies/μL (bla_KPC基因);优化后的双重芯片式数字PCR对参考菌株检测特异性的结果与双重实时荧光定量PCR结果一致;利用优化后的双重芯片式数字PCR方法共检测58株临床菌株,其中肺炎克雷伯菌43株,属肺炎克雷伯菌且含有bla_KPC基因的菌株13株,这与质谱及耐药谱检测结果一致。【结论】利用双重芯片式数字PCR技术建立了产KPC型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的绝对定量检测方法。该方法特异性强、灵敏度高、准确度好,可用于检测具有碳青霉烯酶基因bla_KPC的肺炎克雷伯菌的核酸检测和定量分析,也为产其他类型碳青霉烯酶的病原菌检测提供了新的技术参考。     

基于多尺度协同的长沙市生态网络构建与层级优化

城市化背景下人类与自然环境的矛盾呈现出多尺度、层级化特征,而传统生态网络的构建方式较少考虑不同尺度下生态要素的关系,无法从区域落实到中心城区,难以形成系统性的解决方案。研究在综合梳理各尺度生态网络构建方法的基础上,以长沙市为例,基于形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA）、景观连通性原理和生态斑块重要性评价识别生态源地,并通过多层级生态阻力面的确定,综合运用最小费用路径（Least-cost path method,LCP）、电路理论、层级传导理论、尺度嵌套等方法对市域、都市区、中心城区的生态网络进行了协同构建和层级优化,最后基于不同尺度生态网络的特点应用并落实到多层级的国土空间规划体系中。研究结果表明：（1）长沙市域生态网络和都市区生态网络具有较好的层级嵌套特征;共识别两尺度生态叠合源地14个、生态叠合廊道15条,主要通过中心城区内的湘江、浏阳河和捞刀河部分河段与外围生态绿圈相衔接,形成"外环内楔"的空间格局。（2）确定市域重要廊道、市域潜在廊道、生态叠合廊道、都市区重要廊道、都市区潜在廊道的核心保护面积共501.14 km²,并提取位于生态廊道核心保护区范围内的生态夹点和生态障碍点,以进一步落实生态保护修复策略。（3）得到具有重要生态连通功能的中心城区生态绿道长度441.2 km,生态修复单元56个,并结合生态阻力值划分为5级进行针对性修复。（4）基于不同尺度生态网络的衔接、嵌套,最终构建"市域总体生态安全格局-都市区城市生态空间发展格局-以城市绿道为基础的中心城区生态修复单元",并与不同层级的国土空间规划体系相对应。研究结果将为以大城市为中心的跨尺度生态系统修复和生态安全格局构建提供科学参考。     

靶向突变p53聚集体的肿瘤治疗研究进展

突变p53 (mutant p53, Mut-53)聚集体的形成是p53突变后使原本包裹在其疏水核心内部的黏附序列暴露,黏附序列迅速成核组装,形成无定形的原纤维. Mut-p53聚集体不仅可以以显性负效应(dominant-negative effect,DN)的方式使野生型p53 (wild type p53,Wt-p53)失活,还表现出功能获得(gain-of-function,GOF)特性,促进肿瘤的发生和发展.在卵巢癌、结肠癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞中均发现了Mut-p53的异常聚集,其与肿瘤的转移、耐药和预后不良具有显著的相关性.因此,p53聚集是逆转化疗耐药及肿瘤治疗的潜在靶点.设计和发现靶向Mut-p53聚集体的小分子化合物,抑制p53疏水核心内部黏附序列的暴露,恢复p53的功能从而发挥抗肿瘤作用成为了当今研究热点.本文就p53聚集体对肿瘤发生发展的影响及目前靶向Mut-p53聚集体的研究策略进行了综述.     

溶瘤病毒载体研究进展

溶瘤病毒(oncolytic virus,OVs)疗法是治疗肿瘤的一种新方法,它可通过直接杀死肿瘤细胞并引起机体的免疫反应发挥作用.然而天然溶瘤病毒有一定的局限性,因此需将各种不同的病毒作为载体,通过基因修饰的方法增强或减弱病毒毒力并导入新的功能性基因,以提高其溶瘤作用.目前可以作为溶瘤病毒载体的有单纯疱疹病毒、腺病毒、牛痘病毒、水泡性口炎病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、脊髓灰质炎病毒等.这些病毒载体均可通过不同的基因修饰方法,靶向性感染并杀死不同的肿瘤细胞,获得较好的溶瘤作用.本文综述了几种溶瘤病毒载体的基因修饰方法,以及修饰后的溶瘤效果.