生物体的抗砷基因

砷在自然界分布广泛,主要以砷化物的形式存在,具有较强毒性。生物体在进化的过程中,长期暴露于含砷的环境．从低等生物到高等生物都产生了不同程度的抗砷性,具有相应的基因介导了对抗砷毒的机制。该文介绍抗砷基因及其抗砷机制,并对抗砷基因的研究前景作一展望。     

入侵害虫梣粉虱的种特异性SS-COⅠ检测技术

【目的】梣粉虱是新近入侵中国大陆的一种危险性果树和园林植物害虫,针对其体型微小,与近缘种粉虱形态相仿,很难快速准确区分的问题,以田间常见的11种/隐种粉虱为参考,采用基于mt DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunitⅠ,mt DNA COⅠ)基因的物种特异性(species-specific COⅠ,SS-COⅠ)PCR法,研究梣粉虱快速分子检测鉴定技术。【方法】利用mt DNA COⅠ基因通用型引物对LCO-1490/HCO-2198获得梣粉虱和其他常见粉虱的COⅠ基因序列,根据测序结果设计梣粉虱特异性SS-COⅠ引物1对(SPZWCF1/SPZWCR1),之后确定其对目的片段的扩增长度,并对该引物对的物种特异性和检测灵敏性进行检验。【结果】引物对SPZWCF1/SPZWCR1扩增片段的长度为426 bp。物种特异性检验结果显示,该对引物只对梣粉虱的mt DNA COⅠ基因具有扩增效果,对我国常见的其他种类的粉虱包括5种烟粉虱隐种(AsiaⅠ、AsiaⅡ1、AsiaⅡ3、MED、MEAM1隐种)以及桑粉虱、螺旋粉虱、黑刺粉虱、柑橘粉虱、双钩巢粉虱和温室粉虱等不具有交叉反应和扩增能力。灵敏性检验结果显示,该对引物不仅对不同性别、不同采集地的成虫具有良好的扩增效能,对2~4龄若虫以及单粒卵和初孵若虫亦具有同样的扩增效力,其最低检测阈值为75.1 pg·μL-1(相当于1/10240头雌性成虫)。【结论】该技术体系可用于梣粉虱的快速准确鉴定及其检测和监测,对有效阻截其进一步传播扩散具有重要作用。     

城乡居民食物氮足迹估算及其动态分析——以北京市为例

氮足迹作为一种评价氮排放影响的新兴测度方法,已被用来衡量人类活动造成的环境影响。食物消费是城市营养元素流动的重要环节,其产生的氮足迹反映了维持一个城市人口的基本食物需求所导致的活性氮排放以及对周边环境的影响。以北京市为例,基于N-Calculator模型的基础上,估算了1980—2012年居民食物氮足迹,分析其变化特点及其与经济社会因素之间的关系。结果表明:北京市居民人均食物氮足迹变化与食物消费量变化趋势相似,城镇居民氮足迹呈持续增长后渐趋平稳,在14.69—22.58 kg(N)/a之间波动,平均为17.78 kg(N)/a,接近发达国家水平;农村居民氮足迹呈小幅减少趋势,在10.81—15.28kg(N)/a之间波动,平均为12.72 kg(N)/a。其中,高氮含量食物在城乡居民人均食物氮足迹中所占比例都有所增加,以肉类为主的荤食比例分别由27%和10%上升至41%和31%;以奶类为主的副食比例由7%和1%上升至18%和13%。城镇居民食物氮足迹与人均可支配收入呈正相关,与恩格尔系数和平均家庭人口数呈负相关,而农村居民食物氮足迹与各因子的相关关系则与前者相反。此外,北京市食物氮足迹总体呈增长趋势,年均增加约8066 t(N)/a。城镇居民当前的饮食消费模式不利于减缓北京区域食物氮足迹高通量的剧增趋势,更多的农村及外来人口进入城镇将加速区域氮足迹增长。食物氮足迹的估算能为居民改变高氮消费模式提供参考,进而促进城市的低氮发展。     

On the temporal inconsistencies of Linnean taxonomic ranks

The inconsistency problem in systematics refers in part to the fact that disparate taxa of identical Linnean rank are not necessarily similar or even readily comparable in any other specifiable biological feature. This shortcoming led to a ‘temporal banding’ proposal in which extant clades associated with particular taxonomic ranks would be standardized according to a universal metric: the absolute time of evolutionary origin. However, one underexplored possibility is that same‐level taxa in disparate organismal groups already might be similar (fortuitously so) in evolutionary age. In the present study, we explicitly address this possibility by reviewing published molecular inferences about the known or suspected origination dates of taxonomic genera, families, and orders in diverse organismal groups. Our findings empirically confirm that currently recognized taxa are far from temporally standardized, thereby adding support for the contention that this kind of taxonomic inconsistency should ultimately be rectified in our biological classifications. © 2011 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society, 2011, 102 , 707–714.     

菊花R病毒杭白菊分离株全基因组序列测定与分析

杭白菊作为著名的中药“浙八味”之一,种植规模和产区不断扩大,但其病毒病的发生也日益严重,对其产量和品质造成严重影响。本研究利用双链RNA（double stranded RNA,dsRNA）和非序列依赖PCR扩增（sequence independent amplification,SIA）等方法,对感病杭白菊病原物进行鉴定,为杭白菊病毒病原的检测构建一套快速和简便的方法。结果表明,感病杭白菊被菊花R病毒（Chrysanthemum virus R,CVR）侵染,将其命名为CVR-TX。通过对其全基因组进行序列扩增与分析,获得其全长基因组为8 872 bp,编码6个ORF,具有Carlavirus属病毒的典型特征。基于全基因组核酸序列以及复制酶、外壳蛋白氨基酸的序列比对发现,CVR-TX与CVR-BJ同源性最高,分别为85.5%、96.0%和96.3%;与Carlavirus属其他病毒同源性分别在48.2%～54.4%、46.9%～55.3%和36.8%～59.5%,因此CVR被确定为一种新的Carlavirus属病毒。系统进化分析表明,基于全长基因组、复制酶（replicase）基因和外壳蛋白（coat protein,CP）基因与CVR-BJ聚为一簇,亲缘性最近。本研究获得了CVR-TX的全长基因组,丰富了CVR的基因组信息,通过生物信息学分析明确其种属关系和区域变化情况,从而为建立CVR可靠灵敏的分子检测手段和有效的防控措施提供理论基础。     

近十年的国际植被物候研究文献发展态势分析

基于Web of Science数据库的检索结果,利用Histcite、Bibexcel和Netdraw对国际植被物候研究文献进行计量分析。结果表明:1 060篇相关文献刊载于288种期刊,平均载文3.68篇; 共分33个研究方向; 3 380位作者(第一作者904位)、69个国家或地区、1 172个组织参与; 国际合作发文310篇,占比29.25%; 其中中美合作居第一(19次)。分析还表明:2002～2007年是该领域重要发展期; 国际植被物候研究热点主要集中在基于气候(climate)-物候的田间局地观测和基于遥感(remote sensing)的大尺度物候研究。     

土壤砷植物暴露途径的土壤因子模拟

确定土壤中重金属生物有效性是评价土壤重金属污染生态风险的关键,然而在生态风险评价实际应用中,测定土壤重金属生物有效性耗时且高成本,限制了生物有效性评价法的应用。通过对模式植物的文献搜集,总结了影响植物富集土壤砷的7个土壤因子,揭示了土壤砷植物暴露的影响机制。运用SPSS 18.0对文献数据集各个土壤因子进行了回归分析、相关性分析和共线性分析。单因子回归分析表明营养盐类对植物富集砷影响很小,可以忽略不计;相关性分析和共线性分析结果表明土壤因子之间存在多元共线性;主成分分析结果表明,植物富集砷浓度主要受土壤质地的物理综合指标以及土壤总砷含量和土壤酸碱度等化学综合指标影响。其中植物富集浓度受土壤中总砷浓度影响最大,受土壤质地中砂粒含量影响其次;土壤粉粒、粘粒、有机质含量和阳离子交换量对富集也有一定影响;而土壤酸碱度对植物富集浓度的影响相对较小。最终通过数学模型解释植物富集砷浓度随土壤性质变化的规律,建立了土壤性质与土壤砷植物暴露的相关关系,为土壤重金属生物有效性风险评价法提供理论依据。     

抗炎药能抑制内毒素休克大鼠血浆CGRP浓度的升高

本实验观察了消炎痛、布洛芬、纳洛酮和吗啡治疗对清醒大鼠注射内毒素5 mg/kg 3 h血浆 CGRP 浓度的影响。结果表明,消炎痛、布洛芬和纳洛酮均明显地抑制休克时血浆CGRP 的升高,同时还明显地减轻休克时的肠道损伤;而吗啡治疗则无明显影响。本实验结果提示:体内炎症介质之一的前列腺素可能是引起内毒素休克时 CGRP 释放增加的重要内源性因子。     

棘孢木霉（Trichoderma asperellum）几丁质酶基因的克隆与生物信息学分析

几丁质酶作为木霉菌防治植物病虫害的主要因子,在生物防治和环境保护等领域发挥着重要的作用.为了研究棘孢木霉（Trichoderma asperellum）的生防机制并获得与其相关的功能基因,本研究通过RT-PCR、3′-RACE及5′-TAIL- PCR技术克隆了T. asperellum 1个几丁质酶基因Tachi1,对该基因进行了生物信息学分析,并利用毕赤酵母表达系统进行表达验证. Tachi1的DNA序列长1 635 bp,含有3个内含子,包含1 275 bp的开放阅读框,编码424个氨基酸;Tachi1属于糖基水解酶18家族内切几丁质酶,包含SIGGW底物结合位点和FDGIDXDWE活性中心位点,信号肽长度为22个氨基酸,成熟肽分子量为44 kD,二级结构以α-螺旋 、β-折叠和无规则卷曲为结构元件,三级结构为(α/β)8的圆桶形结构. 转Tachi1基因酵母工程菌可高效分泌表达几丁质酶Tachi1,甲醇诱导培养8 d几丁质酶酶活可达9.25 U/mL.     

川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应

通过原位进行低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2·a-1)处理,研究了川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应.结果表明,森林土壤过氧化氢酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶的活性在垂直分布上均表现为0～10 cm土层高于10～20 cm土层;各种土壤酶活性的季节变化明显,但土壤酶活性还因取样时间和土层不同而异.其中,0～10 cm和10～20 cm土层中过氧化氢酶活性高峰均出现在秋季(92 d);0～10 cm土层中脲酶活性高峰出现在秋季,而10～20 cm土层中脲酶活性高峰出现在冬季(183 d);0～10 cm和10～20 cm土层中土壤纤维素酶活性高峰则出现在翌年春季(274 d);0～10 cm土层中蔗糖酶活性有两个高峰,分别出现在秋季和翌年春季;而10～20 cm土层中蔗糖酶活性只有一个高峰,出现在翌年春季.总体上,常绿阔叶林中不同土壤酶活性对N沉降的响应有所差异.其中,N沉降降低了常绿阔叶林土壤纤维素酶和过氧化氢酶活性,增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性.不同浓度N处理间酶活性表现出了不同程度的差异性,但其变化的规律还不明显.