晋西黄土区土地利用对降雨入渗产流模式和优先流分布的影响试验研究

黄土高原退耕还林(草)工程显著改变了河川径流过程,但其作用机制尚不明晰。选取晋西黄土区4种典型下垫面(20年和30年刺槐人工林地、草地、休耕地)分别开展连续3场模拟降雨试验,观测坡面入渗产流过程,并结合染色示踪和图像处理软件技术,分析土地利用类型对坡面降雨入渗产流模式和优先流分布的影响。结果表明：(1)累积入渗量和优先流发育程度均表现为刺槐林地>草地>休耕地,刺槐林地优先流对总入渗的贡献是草地和休耕地的2.5—4.5倍,但优先流贡献均不超过10%,仍以基质流入渗为主。(2)4种用地类型降雨入渗主要补给地表60—70cm土层,前期降雨均匀增加表层土壤含水率,而后期降雨补给深层土壤水分的空间变异性显著增强。(3)刺槐林地产流量及径流系数均显著小于草地和休耕地,且前期含水量对20年刺槐林地的影响较小,而显著影响草地和休耕地径流系数。(4)直径d<1mm的细根显著促进降雨入渗和优先流发育,而d>5mm的粗根与入渗量和基质流量呈显著负相关。较高的土壤初始含水率、容重和粘粒含量会抑制入渗和优先流的发生。研究说明不同土地利用类型将改变降雨入渗产流过程及土壤水运动形式。     

寒温带针叶林优势树种倒木分解真菌群落多样性及功能差异

为了揭示寒温带针叶林不同树种倒木分解中真菌群落的分布格局,探讨影响倒木真菌群落分布的养分驱动因子。采用Illumina MiSeq高通量测序技术和R语言等分析方法对微生物多样性数据进行信息挖掘,解析白桦(Betula platyphylla Suk.)、兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen)、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica Litv.)倒木分解初期真菌群落的多样性及功能差异。研究发现,寒温带针叶林中白桦、樟子松倒木优势菌群为Basidiomycota(担子菌门)、Trichaptum(附毛菌属),兴安落叶松倒木优势菌群为Ascomycota(子囊菌门)、Acidea菌属。多样性分析表明,不同树种倒木真菌群落的Alpha多样性由高到低依次为兴安落叶松、白桦、樟子松,树种的差异极显著的改变了操作分类单元(OTU)、属水平上倒木真菌群落的Beta多样性。菌群生态分析表明,腐生型是3种倒木上优势真菌的主要生态类型,木质腐生为白桦、樟子松倒木上真菌的主要生活方式,土壤腐生为兴安落叶松真菌类群的主要生活方式。养分关联分析表明,pH、全碳(TC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)、半纤维素、木质素等养分指标在3种倒木间存在显著性差异,其中含水率(MC)、TC、TN、纤维素、半纤维素是影响倒木优势真菌群落分布的主要养分因素。不同树种对倒木真菌群落的富集具有差异性,这种差异带来的微生物多样性及功能变化对寒温带森林生态系统的物质循环具有重要的科学意义。     

诱导神经再生治疗阿尔茨海默病的机制研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以进行性认知障碍和记忆减退为主要特征的中枢神经退行性疾病,已经成为老年医学中最棘手的、亟待解决的问题之一. AD的病理机制仍不清楚,尚无特效治疗药物.目前,探索AD神经再生逐渐成为研究的热点领域,通过诱导神经再生可以有效地改善AD的症状.研究表明,运用药物、物理刺激或干细胞移植方法,可以提高大脑成体神经再生,是延缓AD的病理症状和认知障碍的有效治疗策略.本文综述诱导神经再生的方法及其治疗AD的作用机制,为神经再生治疗实施提供理论依据.     

西南喀斯特区坡耕地秸秆覆盖对土壤生态化学计量特征及产量的影响

土壤养分亏缺是限制作物生长的关键因素,同时也是制约作物产量的重要影响因子。为提高西南喀斯特区坡耕地土壤肥力和作物产量,于2018—2019年连续两年在贵州省黔西县开展了野外原位径流小区观测试验。通过该试验探讨不同秸秆覆盖率下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其生态化学计量特征,揭示不同秸秆覆盖率下土壤养分状况及土壤改良效果。共设6个秸秆覆盖梯度,玉米单作+秸秆覆盖(SM₀—SM₅,0,1111、2222、3889、5556,6944 kg/hm~2),其中SM₀为对照组(CK)。结果表明：(1)秸秆覆盖不同程度增加了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及全磷(TP)含量,总体上随覆盖量的增加而增加,尤其是覆盖量较多的情况下(SM₄,SM₅),均显著高于对照(P<0.05),但两者之间差异不显著(P> 0.05),而全钾(TK)则随着覆盖量的增加而减少。(2)在高秸秆覆盖条件下(SM₄,SM₅),除了N∶P外,两...     

摔跤运动员赛前集训控体重对肠道菌群及其代谢物的影响

探究赛前集训控体重对高水平摔跤运动员肠道菌群及代谢物的影响。

招募某省摔跤队运动员11名,在赛前集训期前后测量身体成分、收集粪便样本,采用16S rRNA基因测序技术检测肠道微生物的分布和丰度,利用非靶向代谢组学分析微生物的差异代谢产物及其所富集的功能。

摔跤运动员赛前集训后体重显著降低（P＜0.05）,但肌肉含量无显著差异。微生物组结果显示,控体重前后男女运动员肠道菌群alpha多样性和beta多样性均无显著差异。男性运动员Intestinibacter丰度显著增高（P＜0.05）,且与体重、四肢骨骼肌指数变化量呈正相关。代谢组学分析结果显示,男性运动员菌群差异代谢物富集于硫代谢和主要胆汁酸代谢相关通路,女性运动员菌群差异代谢物富集于神经活性配体—受体交互相关信号通路;Intestinibacter丰度变化与胆汁酸7alpha-hydroxy-3-oxo-4-cholestenoate变化呈正相关。

赛前集训控体重未影响摔跤运动员肠道菌群生物多样性和整体物种构成,但可以改变男性摔跤运动员肠道菌群中产丁酸盐菌属的相对丰度,整体表现为运动员肠道菌群对控体重过程较为适应。

     

植被恢复对退化红壤表层土壤颗粒中有机碳和Pb、Cd分布的影响

采用原状土壤水稳性团聚体分离方法提取不同粒径的土壤颗粒,测定其有机碳及重金属元素Pb、Cd的含量,研究了退化红壤在植被恢复下表层(0～10cm和10～20cm)土壤颗粒中有机碳与重金属分布及其关系.这些土壤颗粒中有机碳和重金属元素Pb、Cd的含量范围分别介于7.5～15g/kg,11～20mg/kg和20～70μg/kg,且粒组间有显著差异.尽管所测组分的含量以＜0.002mm粒组中最高,但2～0.25mm的粒组占其总量的50%左右,其次约20%存在于0.25～0.02mm粒组中.以土壤粒组中分量而言,有机碳和所测的重金属元素间有密切的依存关系.与荒地相比,植被恢复措施降低了各土层2～0.25mm粒组中Pb的含量和分量,但提高了0～10cm土层Cd的含量和分量.在所研究的几种处理中,玉米-包菜处理显著地促进了有机碳和重金属在各颗粒粒组中的均衡分布.因此,退化红壤植被恢复措施改变了上壤颗粒中有机碳和重金属的分布,因而可能影响着土壤环境中有机碳和重金属的形态及其活性.对于这些措施下土壤环境中有机碳和重金属的生物有效性机制尚需进一步研究.     

双歧杆菌的粘附特性及其对肠道致病菌的体外拮抗作用

本文采用体外细胞培养法, 从实验室现有的20株不同生境来源的双歧杆菌中筛选具有较强粘附能力的菌株, 并通过混合培养和牛津杯方法, 研究了具有粘附特性的双歧杆菌对肠道致病菌的体外拮抗作用。结果显示, 长寿老人源菌株A03和I06的粘附能力最强, 其菌液对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均具有显著的抑制性, 但是菌体及中和后的发酵液均没有抑菌性, 说明受试菌主要通过其代谢产物中的有机酸来发挥其抑菌性能; 此外, 通过分析比较受试菌和肠道致病菌分别与Caco-2细胞粘附后释放的乳酸脱氢酶量, 证实双歧杆菌与致病菌对细胞的作用具有本质上的区别, 双歧杆菌的粘附能减缓致病菌对细胞所造成的损害。     

烯效唑对沉水植物伊乐藻(Elodea nuttallii)生长及抗氧化酶活性的影响

研究了烯效唑对沉水植物伊乐藻生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,烯效唑可以刺激伊乐藻新芽萌发,新生枝条节间距减小,叶片紧密,同时烯效唑对成熟枝条的生长具有明显的抑制作用。低浓度（≤1．0mg／L）、短时间的烯效唑暴露可促进叶绿素a含量的增加,随着暴露时间的延长,处理组叶绿素a含量降低,叶绿素b含量显著增加。烯效唑胁迫下,伊乐藻体内3种抗氧化酶反应灵敏,SOD活性受到显著诱导,CAT活性先升高后降低,POD活性先升高后降低后又升高。说明烯效唑可对植物产生氧化胁迫,诱导抗氧化酶活性升高,当胁迫超过一定强度时,活性氧不能及时清除,对植物体产生氧化损伤。     

蒲洼农业生态系统能流的稳定性及其动态

在研究生态系统结构及功能的基础上,本文基于１９７５－１９９０年的数据,对蒲洼农业生态系统能流的稳定性及其动态进行了分析。通过建立能流模型,由李雅普诺夫稳定性原理,得出该生态系统能流的平衡态具有渐近稳定性。动态数学模拟表明,目前该系统的能量流动正从不稳定状态向稳定和平衡态过渡,这一过程大约需要７ａ时间。     

林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。