渤海东部海域秋季底层游泳动物种类组成及群落多样性

根据2014年9月在渤海东部海域(37°40'—38°20'N、120°00'—121°20'E)进行的游泳动物底拖网调查数据,应用相对重要性指数、生物多样性指数、群落结构多元统计分析等方法对该海域游泳动物种类组成及群落多样性特征进行了分析。结果表明:调查海域共捕获游泳动物54种,以头足类枪乌贼(Loliolus spp.)为绝对优势种;游泳动物资源密度为28.82kg/h和5166尾/h。游泳动物种类Margalef丰富度指数(D)的变化范围为1.99—3.67,Shannon-Wiener多样性指数(H')变化范围为0.89—2.28,Pielou均匀度指数(J')变化范围为0.29—0.69。群落结构多元统计分析表明,渤海东部海域游泳动物群落结构以60%的相似性可划分为3个组群:长岛群岛海域组群(A组群)、龙口海域组群(B组群)和蓬莱海域组群(C组群);ANOSIM分析表明,组群之间差异极显著,两两之间差异亦极显著。受增殖放流影响,C组群资源密度和种类多样性均保持较高的水平,而A、B组群人为活动频繁,过度捕捞严重,对海域生态环境和渔业资源整体结构的破坏较大。     

植酸酶的多样性及其分类

植酸酶是一类催化植酸水解逐步释放磷酸基团形成低级肌醇磷酸衍生物的正磷酸单酯磷酸水解酶。植酸酶在动物营养、资源环境保护和人类健康等领域有巨大的应用潜力。目前,人们对植酸酶的多样性及其分类的认识比较模糊甚至错误,严重影响了植酸酶的研究进程和水平。首先简要概述了基于最适pH和立体专一性的植酸酶分类,然后着重论述了基于结构和催化机理的植酸酶分类及其代表酶特征的最新研究进展,最后探讨了根据不同分类标准特别是基于结构和催化机理准确理解和全面表征各种植酸酶的重要性,以期为植酸酶的研究和应用提供参考。     

完达山东部林区生境特征对东北林蛙产卵的影响

在研究人员逐渐将研究的焦点集中在栖息生境破碎化和生境丧失对在池塘繁育的两栖动物的影响方面。至今,许多研究已经评估了在多个空间尺度下生境因子对两栖类动物繁育池选择的影响。由于在1个繁育池内1只林蛙只产1团卵,因此利用繁育池内蛙卵团数与生境因子之间存在的内在联系建立生境选择函数模型,探究林蛙繁育期不同生境因子对东北林蛙种群大小的影响。从2012年到2014年5月初至7月末的东北林蛙繁育期,在完达山东部五泡林场,共调查了105个水池,93.33%的池塘中发现了林蛙卵团。在繁育池微生境尺度水平,广义可加模型分析表明,繁育池面积对东北林蛙卵团数产生积极影响,对林蛙卵团数的贡献为0.17;但林木郁闭度和繁育池水表面杂物盖度对林蛙卵团数产生负面影响,对林蛙卵团数贡献分别为-0.30和-0.43。在繁育池周围5km景观尺度水平,森林面积对蛙卵数产生积极影响,对GAM预测模型的贡献为17.99;公路干扰对蛙卵团数产生负面影响,随着距公路距离增加,林蛙卵团数增加,对GAM预测模型的贡献为1.40。研究结果表明,虽然在繁育池微生境尺度水平预测模型包含的变量较景观尺度水平预测模型包含的变量多,但两个模型对于预测林蛙个体产卵团数均有效。因此,可以认为,保护林蛙种群生存和繁育,需要优先保护面积为4—150 m~2,池内水表面有一定杂物覆盖(0—14%),林木郁闭度较小(约10%),森林覆盖率高,距公路较远的区域。     

丛枝菌根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控

近几年随着有机农业的发展,丛枝菌根的作用受到特别关注。丛枝菌根是由植物根系与丛枝菌根真菌(AMF)形成的一种共生体。在植物-AMF-土壤系统中,AMF为植物提供N、P等营养的同时从根系得到所需的C。概述了植物-AMF-土壤系统中C、N、P等营养物质的交流以及AMF与土壤微生物的互作关系。丛枝菌根的形成可显著提高植物对P的吸收,且在高P条件下多余的P可储存于AMF中。AMF对土壤N循环的影响相当复杂,可能参与调控N循环的多个过程,如硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用等。在有机质丰富的土壤中AMF菌丝可快速扩增并吸收其中的N,主要供菌丝自身所需,只有一小部分传递给植物。AMF对土壤C库的影响尚存争议,可能存在时间尺度的差异。短期内可活化土壤C,而在长期尺度上可能有利于土壤C的储存。AMF能够通过改变土壤微生物群落结构而影响植物-土壤体系的物质交流。AMF与解磷菌、根瘤菌和放线菌的协同增效作用可促进土壤有机质的降解或增强其固氮能力;AMF对氨氧化菌的抑制作用可降低氨的氧化减少N2O的释放。AMF与外生共生真菌EMF共存时,表现出协同增效作用,但EMF的优先定殖会限制AMF的侵染。AMF不同类群之间则主要表现为竞争和拮抗关系。AMF与土壤微生物之间的互作关系受土壤无机环境的影响,在养分亏缺条件下微生物之间往往表现为竞争关系。因植物、AMF与土壤微生物之间存在复杂的互作关系,为此AMF并不总是表现出其对植物营养的促进作用。目前关于AMF的作用机理仍以假说为主,需要进一步的实验验证。在植物-AMF-土壤系统中N与C的交流和P与C的交流并未表现出一致性,对N、P循环相互关系的进一步探讨有助于深入理解植物-土壤体系中的养分循环。植物、AMF和土壤微生物的养分来源及其对养分的相对需求强度和吸收效率尚未可知,因此无法深入理解AMF在植物-土壤体系中养分交流和转化的作用。在方法上,传统的土壤学方法在养分动态研究中存在局限性,现代分子生物学手段和化学计量学的结合值得尝试。     

假单胞菌株M18 gacA基因的克隆、表达及蛋白纯化

GacA是GacS/A双元调控系统的一个组分, 克隆假单胞菌株M18中的gacA基因。测序结果同Pseudomonas sp. PAO1比较, 该基因2个碱基的改变未引起氨基酸的改变。将该基因克隆到表达质粒pET28b (+)中, 将重组质粒经热激转化至大肠杆菌BL21 (DE3)中, IPTG诱导表达。表达产物经金属螯合层析柱纯化, 蛋白纯度约为98%, 质谱鉴定证明纯化的蛋白为GacA蛋白。CD谱分析GacA包含了4% α-helix, 48% β-sheet 和48%无规则卷曲。GacA蛋白的获得为进一步研究其晶体结构、生物学性能以及GacS/A双元调控系统奠定了基础。     

大兴安岭北坡多年冻土区植物群落分类及其物种多样性对冻土融深变化的响应

气候变化背景下冻土环境对地上植物群落的影响备受关注。鉴于此,选择了大兴安岭北坡作为研究区,应用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析法(CCA)对大兴安岭北坡不同冻土融深的30个样地进行了群落分类,分析了物种多样性对冻土融深的响应。结果表明,1)研究区30个沟谷冻土样地植物群落可划分为3个群丛组,TWINSPAN的分类结果很好的反映了群丛组的分布与冻土融深的关系,即随着冻土融深由浅变深,群落由柴桦(Betula fruticosa)+狭叶杜香(Ledum palustrevar.angustum)-苔草(Carex subpediformis)群丛组逐渐过渡到柴桦(Betula fruticosa)-苔草(Carex subpediformis)群丛组和柴桦(Betula fruticosa)+细叶沼柳(Salix rosmarinifolia)-苔草(Carex subpediformis)群丛组,并在CCA二维排序图上得到了验证;2)地上植物群落的物种多样性指数随着冻土融深的增加表现出先上升后下降的单峰变化趋势;在50cmPMD≤150cm时,物种多样性指数较高。研究结果对冻土区的森林管理以及生物多样性保护具有一定地指导意义。     

祁连山排露沟流域典型植被类型的水源涵养功能差异

土壤水分是"绿水"重要的储存,连接植被与水文系统的纽带。水源涵养功能是山地生态系统重要的生态系统服务,这种功能主要体现是生态系统将水分保持在系统内的过程和能力,并受多种因素的影响(如植被类型、土壤类型和地形)。通过对祁连山排露沟流域的土壤属性、土壤温湿度和降雨2个生长季的野外调查与观测,以及计算水源涵养功能指标来评估3种典型植被类型土壤水分涵养能力的差异。研究结果:(1)灌丛和青海云杉林下有机质、粉粒和砂粒含量、田间持水量、饱和持水量和孔隙度等土壤属性值高于草地,而土壤容重和粘粒含量低于草地;(2)青海云杉林的根区土壤累计入渗量高于灌丛和草地,草地土壤水分损失较灌丛和青海云杉林更快;(3)整个生长季内青海云杉林和灌丛土壤湿度明显高于草地湿度,青海云杉林的水源涵养功能指标值多大于1。这些结果表明青海云杉林较灌丛和草地具有更强的水源涵养能力。因此,研究结果能为国内干旱区山地生态系统的流域生态系统管理与可持续发展提供科学参考。     

荒漠植物梭梭稳定碳同位素组成与环境因子的关系

以广泛分布于新疆荒漠地区的建群种植物——梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过对23个样地101份梭梭同化枝样品δ~(13)C值的测定,分析了梭梭稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境因子(海拔、日照时数、潜在蒸散量、年平均降水量和年平均温度)的关系,并讨论了不同生境下梭梭同化枝δ~(13)C值的变化特征。研究结果显示:(1)梭梭同化枝δ~(13)C平均值为-14.15‰,其在95%置信区间的变化范围为-13.14‰—-15.38‰,表明梭梭是C_4光合途径的植物。(2)梭梭同化枝δ~(13)C值与年平均降水量和年平均温度呈显著负相关关系,而与日照时数、潜在蒸散量和海拔呈显著正相关关系。我们推测梭梭同化枝δ~(13)C值对各环境因子响应趋势的不同,可能是由气孔限制因素造成的,它是梭梭适应干旱荒漠环境的一种策略。(3)在不同生境下,梭梭同化枝的碳同位素组成存在显著差异。当梭梭群落中的主要伴生种为白刺、红砂时,其δ~(13)C值最高,当主要伴生种为沙拐枣和假木贼时,其δ~(13)C值最低。在灰漠土与灰棕漠土样地中的梭梭δ~(13)C值高于棕钙土、风沙土、石质土样地;盆地中梭梭同化枝δ~(13)C值低于平原、山地、丘陵地形条件下的样地。以上结果表明:梭梭水分利用效率在不同环境梯度和生境中,存在着显著不同,表现出显著的适应策略差异。     

Gasdermin E is required for induction of pyroptosis and severe disease during enterovirus 71 infection

Pyroptosis is an inflammatory form of programmed cell death that is executed by the gasdermin (GSDM)-N domain of GSDM family proteins, which form pores in the plasma membrane. Although pyroptosis acts as a host defense against invasive pathogen infection, its role in the pathogenesis of enterovirus 71 (EV71) infection is unclear. In the current study, we found that EV71 infection induces cleavage of GSDM E (GSDME) by using western blotting analysis, an essential step in the switch from caspase-3-mediated apoptosis to pyroptosis. We show that this cleavage is independent of the 3C and 2A proteases of EV71. However, caspase-3 activation is essential for this cleavage, as GSDME could not be cleaved in caspase-3-KO cells upon EV71 infection. Further analyses showed that EV71 infection induced pyroptosis in WT cells but not in caspase-3/GSDME double-KO cells. Importantly, GSDME is required to induce severe disease during EV71 infection, as GSDME deficiency in mice was shown to alleviate pathological symptoms. In conclusion, our results reveal that GSDME is important for the pathogenesis of EV71 via mediating initiation of pyroptosis.     

稀释液中添加海藻糖对山羊精子功能和膜完整性的影响

选用5只年龄为3～4岁的波尔山羊公羊研究在稀释液中添加海藻糖对山羊精子功能和膜完整性的影响。山羊精子分别用含6.6 mmol/L、13.2 mmol/L、19.8 mmol/L、26.4 mmol/L、39.6 mmol/L、52.9 mmol/L、66.1mmol/L、79.3 mmol/L的不同海藻糖的Tris-柠檬酸-葡糖糖(TCG)稀释液(卵黄:18%;甘油:6%)稀释和冷冻。结果表明:39.6 mmol/L、52.9 mmol/L、66.1 mmol/L、79.3 mmol/L组降温后的精子活率显著(P<0.05)降低;52.9 mmol/L、66.1 mmol/L、79.3 mmol/L组降温后的精子畸形率和39.6 mmol/L组降温后的膨胀精子率显著(P<0.05)提高。26.4 mmol/L组和39.6 mmol/L组冻融后的精子活率显著(P<0.05)高于对照组;66.1mmol/L和79.3 mmol/L组冻融后的精子活率、畸形率分别显著(P<0.05)低于和高于对照组。19.8 mmol/L、26.4 mmol/L、39.6 mmol/L组冻融后精子获能率显著(P<0.05)低于对照组。39.6 mmol/L组冻融后顶体完整率和膨胀精子率显著(P<0.05)高于对照组,而66.1 mmol/L组和79.3 mmol/L组显著(P<0.05)低于对照组。39.6 mmol/L组的受胎率显著(P<0.05)高于对照组,而66.1mmol/L组和79.3 mmol/L组的受胎率显著(P<0.05)低于对照组。结果表明,在含18%的卵黄(v/v)、6%甘油(v/v)的TCG稀释液中,添加适宜浓度(26.4mmol/L和39.6 mmol/L)海藻糖,可显著提高山羊精子功能和膜的完整性。