Nano-Mole Scale Side-Chain Signal Assignment by 1H-Detected Protein Solid-State NMR by Ultra-Fast Magic-Angle Spinning and Stereo-Array Isotope Labeling

We present a general approach in ¹H-detected ¹³C solid-state NMR (SSNMR) for side-chain signal assignments of 10-50 nmol quantities of proteins using a combination of a high magnetic field, ultra-fast magic-angle spinning (MAS) at ~80 kHz, and stereo-array-isotope-labeled (SAIL) proteins [Kainosho M. et al., Nature 440, 52–57, 2006]. First, we demonstrate that ¹H indirect detection improves the sensitivity and resolution of ¹³C SSNMR of SAIL proteins for side-chain assignments in the ultra-fast MAS condition. ¹H-detected SSNMR was performed for micro-crystalline ubiquitin (~55 nmol or ~0.5mg) that was SAIL-labeled at seven isoleucine (Ile) residues. Sensitivity was dramatically improved by ¹H-detected 2D ¹H/¹³C SSNMR by factors of 5.4-9.7 and 2.1-5.0, respectively, over ¹³C-detected 2D ¹H/¹³C SSNMR and 1D ¹³C CPMAS, demonstrating that 2D ¹H-detected SSNMR offers not only additional resolution but also sensitivity advantage over 1D ¹³C detection for the first time. High ¹H resolution for the SAIL-labeled side-chain residues offered reasonable resolution even in the 2D data. A ¹H-detected 3D ¹³C/¹³C/¹H experiment on SAIL-ubiquitin provided nearly complete ¹H and ¹³C assignments for seven Ile residues only within ~2.5 h. The results demonstrate the feasibility of side-chain signal assignment in this approach for as little as 10 nmol of a protein sample within ~3 days. The approach is likely applicable to a variety of proteins of biological interest without any requirements of highly efficient protein expression systems.     

青藏高原东南部森林群落生态位特征与物种多样性的影响因素

青藏高原东南部的东喜马拉雅地区和横断山区是全球生物多样性热点区,也是青藏高原重要的生态安全屏障区,但对该区域森林群落的生态位特征以及多样性相关研究较少。收集和整理了分布于青藏高原东南部的乔木植物及其科属特征,并分析主要优势物种的生态位特征以及森林群落多样性的影响因素。采用"Levins"方法计算优势物种的生态位宽度和生态位重叠值;随后,使用方差比率法、 χ²检验、Association coefficient联结系数和Ochiai指数等方法分析了种间联结性;最后,使用方差分解方法计算了每个环境因素对植物多样性的解释率。研究结果表明:(1)位于东喜马拉雅地区和横断山区森林群落共有植物42科71属119种,物种组成主要以松科(17种)、杜鹃花科(10种)、桦木科(9种)、无患子科(8种)和樟科(6种)为主;(2)该地区所有种植物生态位重叠值较低(平均值为0.027),并且生态位重叠值为0的种对数最多,说明森林群落整体竞争较小,处于一个相对稳定的状态;(3)生态位宽度值由高到低的物种依次为:冷杉、杜鹃、云南铁杉、川西云杉、落叶松、黄背栎、高山栎、花楸、石栎和云南松,这10种植物在森林群落占据优势地位;(4)种间关联结果显示方差比率大于1,说明森林群落中物种间存在较强的正关联,群落内各个物种占据的不同生态位,合理地利用各种资源;(5)年均温和坡向被认为是影响该地区森林群落物种多样性最关键的两个环境因子;(6)森林群落在年均温为7-11℃的地区和半阳坡的地形中,群落植物多样性最高。     

川西亚高山天然次生林不同演替阶段土壤-微生物生物量及其化学计量特征

开展不同恢复演替阶段天然次生林土壤-微生物生物量及其化学计量特征关系的研究,可为有效和持续管理川西亚高山次生林提供科学依据。以川西亚高山米亚罗林区20世纪60、70、80年代3种采伐迹地经自然恢复演替形成的次生林（SF60、SF70和SF80）和岷江冷杉（Abies faxoniana）原始林（PF）为研究对象,探讨了表层（0-20 cm）土壤有机碳（C_soil）、全氮（N_soil）、全磷（P_soil）含量及微生物生物量碳（C_mic）、氮（N_mic）、磷（P_mic）含量随自然恢复演替的变化特征,分析了它们的化学计量比与微生物熵（qMB）之间的相互关系。结果表明：（1）随着恢复演替年限的增加,C_soil和N_mic含量显著降低,N_soil和P_soil及C_mic和P_mic含量呈现先升后降的显著变化趋势,且3种次生林的表层土壤碳、氮、磷及其微生物生物量的含量均低于PF。（2）次生林恢复年限对土壤微生物熵C（qMBC）和P（qMBP）没有显著影响,但对土壤微生物熵N（qMBN）存在显著影响。（3）土壤-微生物化学计量不平衡性C_imb：N_imb随自然恢复演替进程呈先降后升的显著变化趋势,C_imb：P_imb呈不显著的降低趋势,N_imb：P_imb呈现显著降低趋势。冗余分析显示,N_imb：P_imb和C_mic：N_mic是影响qMB变化的主导因子,其中N_imb：P_imb解释了qMB变化的62.6%,说明土壤氮磷及其活性组分（N_mic和P_mic）含量变化可能会影响到qMB变化。综上可知,次生林近60 年的自然恢复演替引起了土壤碳氮磷含量的显著变化;天然次生林土壤-微生物生物量碳氮磷化学计量比主要受到氮磷的协同影响,且SF60土壤质量状况较差,为此,对SF60林分可适当增加氮素供给以促进其林木生长,进而提升土壤质量。     

拮抗植物病原真菌链霉菌菌株ZH-356的鉴定及其生防评价

[目的]对实验室分离到的菌株ZH-356进行鉴定并评价其对植物病原真菌的生物防治效果,为研发针对植物真菌病害的生防菌剂提供理论指导。[方法]通过平板对峙法确定菌株ZH-356抗菌谱,并通过16S rRNA基因序列分析确定其种属,利用离体枝条的苹果树腐烂病菌感染预防试验和患腐烂病苹果树的防治试验评价其生防效果。[结果]菌株ZH-356鉴定为链霉菌属,与直丝紫链霉菌(Streptomyces rectiviolaceus)相似性最高,为99.71%。抗菌谱试验表明,菌株ZH-356对苹果树腐烂病菌、小麦赤霉病菌、小麦根腐病菌和番茄早疫病菌等多种植物病原真菌均具有较强的抑制作用,这种抑制作用可导致苹果树腐烂病菌菌丝变粗、交叉扭曲、分支变少且容易断裂。此外,ZH-356产生的抑菌活性物质对温度和酸碱度具有高度稳定性,并且该活性物质只存在于其胞内,只有当ZH-356遇到植物病原真菌时才会被分泌出来以抑制它们的生长。在离体枝条的苹果树腐烂病菌感染预防试验中,ZH-356对苹果树腐烂病防效可达94%以上,而在患腐烂病苹果树的防治试验中,ZH-356菌制剂对苹果树腐烂病的防效高达100%。[结论]链霉菌ZH-356抑菌谱广,对多种植物病原真菌均具有良好的拮抗活性,可作为防治植物真菌病害的生防菌株,为基于ZH-356菌株的生防菌剂的开发和防治苹果树腐烂病等植物真菌病害奠定了基础。     

江西武夷山-黄岗山西北坡森林繁殖鸟类多样性调查

研究区属于江西武夷山国家级自然保护区范围,为中国亚热带东部最高的山地,森林原生性保存较为完好。2004—2012年,在研究区海拔300—2160 m范围,布设了穿越所有代表性生境的1条主样线和6条辅助样线,共记录有森林繁殖鸟188种,占中国东部丘陵平原亚区繁殖鸟种数的71.76%。在这些繁殖鸟中,物种数在10种及以上的优势科有鸫科(Turdidae)13种、鹟科(Muscicapidae)10种、画眉科(Timaliidae)21种、莺科(Sylviidae)22种,占研究区森林繁殖鸟种数的35.1%、雀形目(PASSERIFORMES)的51.2%。将研究区按海拔高度、植被类型和人类干扰程度分为4类生境进行分析,结果显示:物种数以次生林恢复区最多(138种)原生性森林区(127种)农林营作干扰区(119种)中山灌丛草甸区(51种),其中中山灌丛草甸区由于生境条件因素各项指标数值均最小,其余3类生境分区,无论是总鸟种数、雀形目鸟种数,还是优势科鸟种数,均支持中间膨胀效应(Mid-domain effect)。G-F指数由低海拔向高海拔依次降低,即:农林营作干扰区(DG-F=0.775)次生林恢复区(DG-F=0.772)原生性森林区(DG-F=0.760)中山灌丛草甸区(DG-F=0.603);雀形目鸟种G-F指数分析,原生性森林区(DG-F=0.650)则略大于次生林恢复区(DG-F=0.633),提示顶级植物群落更大的森林内部空间和多样的内部层次结构,对雀形目鸟种多样性具有积极意义。分析显示次生林恢复区与原生性森林区相似性系数最高,表明经过30a左右自然演替恢复的次生林,对于森林繁殖鸟来说其生态功能已接近顶级群落,而农林营作干扰区和中山灌丛草甸区相似性系数最低。同时,研究区鸡形目(GALLIFORMES)鸟类生态位分异表现最为典型。     

水产动物抗菌肽的研究进展

抗菌肽广泛分布于多种生物,具有分子量小、耐热、广谱抗菌等特性。它在杀菌过程中不易产生耐药性,使其具有潜在的医药价值。本文综述了水产动物抗菌肽的结构特征、生物学活性、抗菌机制、目前克隆的基因的结构与功能,以及在免疫防御中的表达等一系列问题。     

Alien woody plant invasions in natural forests across China

外来木本植物在我国天然林中的入侵外来植物入侵已经成为一个主要的全球性环境问题,造成了严重的经济和生态破坏。中国区域内部分地区已有关于严重入侵情况的报道,但是大多是小尺度上的研究,全国范围天然林中的外来植物入侵情况仍不清楚。本文基于全国天然林的3573个样方数据,绘制了外来木本植物入侵在我国各地天然林中的空间分布格局,探究了可能的环境和社会经济控制因素。研究结果显示,只有271个样方被外来木本植物入侵,占样方总数的7.58%;在所有调查的2825种木本植物中,只有5个外来物种(占比0.177%)。人类活动和气候因素都对入侵格局产生影响。由于我国天然林多位于偏远山区,人为干扰较轻,外来木本植物入侵的报道少于北美森林和欧洲林地。然而,随着交通运输的发展和山区经济活动的增加,在不久的将来可能会有更多。因此,需要积极的管理和政策制定来防止或减缓入侵进程,降低人类活动的干扰,监测外来物种的入侵情况并及时做出应对。     

Clinicopathological and prognostic significance of PD-1/PD-L1 axis expression in patients with tongue squamous cell carcinoma

Tongue squamous cell carcinoma (TSCC) is more aggressive than other head and neck tumors, and the prognosis for patients with advanced TSCC is poor. At present, comprehensive treatment based on surgery as the main method is not effective for patients with advanced TSCC. The application of PD-1/PD-L1 immunocheckpoint inhibitor alone in patients with TSCC has not been reported. To explore the role of PD-1/PD-L1, we investigated the expression of PD-1 and PD-L1 in TSCC and analyzed the relationship between the expression of PD-1 and PD-L1 and the related clinicopathological parameters and survival prognosis. The expression of PD-1 was significantly associated with palindromia (p = .015) and maximum diameter (p = .043). The expression of PD-L1 in tumor cells was significantly associated with N stage (P = .024), chemotherapy (p = .032), and clinical stage (p = .019). The expression of PD-L1 in infiltrating lymphocytes was significantly associated with palindromia (p = .030). Univariate and multivariate Cox analyses for prognoses of patients showed significant prognostic factors of overall survival and relapse-free survival. The high expression of PD-L1 on infiltrating lymphocytes for OS and RFS was an independent protective factor for patients with TSCC. The high expression of PD-1 on infiltrating lymphocytes and clinical stage for OS and RFS were independent risk factors for patients with TSCC. The data provide a reference for clinical treatment of TSCC with immunotherapy.