广西甜茶ISSR-PCR反应条件的建立与优化

为了探讨广西甜茶ISSR实验中的多种因素对实验结果的影响,采用单因素法对PCR反应体系中的5个潜在因素(Mg2+, dNTP,引物, Taq酶和模板DNA)在5水平上进行优化实验,并进一步优化了反应程序中的退火温度和循环次数。结果表明：25滋L的最佳反应体系为,1×PCR Buffer、MgCl22.0 mmol/L、dNTP 0.2 mmol/L、引物0.8滋mol/L、Taq DNA聚合酶0.75 U、模板DNA 80 ng;最佳反应程序为：在94℃下进行3 min预变性;随后循环扩增35次(包括94℃变性1 min,54℃退火1 min,72℃延伸1 min);最后在72℃下延伸10 min。本研究建立的广西甜茶的最佳ISSR-PCR反应条件为进一步进行遗传多样性研究奠定了基础。     

黄土高原典型植被恢复过程土壤与叶片生态化学计量特征

为揭示黄土高原典型人工植被恢复过程中植物叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素变化特征及其交互作用,以延安庙咀沟流域恢复20—40a的刺槐(Robinia pseudoacacia)、柠条(Caragana korshinskii)、草地和坡耕地(对照)为研究对象,分析了各样地植物叶片和土壤C、N、P化学计量的变化特征及相互关系。结果表明:从20a到40a的恢复过程中,3种植被叶片C含量均显著增加,草地叶片P含量显著升高,而刺槐、柠条叶片N和P含量则显著降低。刺槐、柠条及草地土壤C、N、P含量随着恢复年限的延长而增加,比耕地分别增加了70%—349%、27%—202%、13%—62%(P0.05),其中刺槐的增幅最大。从增速来看,刺槐和柠条林土壤表层C、N增速表现为前期(0—20a)大于后期(20—40a),而草地则相反。在20—40a的恢复过程中,刺槐、柠条叶片C∶N、C∶P均显著增加,草地叶片C∶P、N∶P则显著降低。恢复过程中,土壤C∶P在刺槐和草地中显著增加,而土壤N∶P仅在草地中显著增加,土壤C∶N则没有显著变化。相关性分析显示叶片C和土壤C、N、P显著正相关,叶片N、P和土壤N显著正相关,叶片和土壤N∶P显著正相关,叶片P、C∶P与土壤C、N增速显著相关,表明叶片P可以指示土壤C、N增速的变化,而N∶P可以将植物和土壤联系起来。植被恢复过程中,叶片和土壤C、N、P含量及增速均发生显著变化,且存在密切的联系,这种变化的趋势在刺槐、柠条和草地中有所不同。     

内蒙古高原针茅草原群落土壤水分和碳、氮分布的小尺度空间异质性

用地统计学的方法,研究比较了内蒙古高原4类地带性针茅草原群落,贝加尔针茅（Stipa baicalensis)群落,大针茅（S.grandis)群落,克氏针茅（S.krylovii)群落和小针茅（S.kelemenzii)群落0-20cm土壤水分和碳,氮的小尺度空间异质性特征,结果表明;4类群落土壤水分,有机碳和全氮均表现出显著的小尺度空间结构特征。自相关尺度为1.91m-10.81m,结构性方差占样本方差的35.31%-99.74%。从贝加尔针茅群落到小针茅群落空间自相关的尺度逐渐增大,纹理有逐渐变粗的趋势,土壤水分,碳和氮的小尺度空间格局共同作用于群落的生态学过程,即土壤水分格局→植物种群格局（基本斑块的大小）→土壤碳空间格局→土壤氮空间格局,同时,由于生态学过程的反馈作用,土壤氮空间格局→种群格局→土壤水分格局,土壤属性空间自相关尺度的改变可能是导致群落演替的驱动力,草原退化可能与土壤异质性尺度的改变相关。     

香鳞毛蕨DfDREB基因克隆与表达模式分析

DREB(dehydration-responsive element-binding)转录因子是响应非生物胁迫反应的主要调节因子,为探索DREB在多年生草本药用植物香鳞毛蕨[Dryopteris fragrans(L.) Schott]抗逆过程中的功能,该研究克隆了DfDREB基因并进行生物信息学分析,采用qRT-PCR方法分析了DfDREB基因在不同激素及干旱、NaCl、高温和低温等逆境胁迫处理下的表达模式。结果表明:(1)成功获得DfDREB基因全长1 203 bp,其编码401个氨基酸,相对分子质量为43.66 kD,等电点为6.13,是亲水性非分泌蛋白,该蛋白具有AP2保守结构域,属于AP2家族。(2)实时荧光定量PCR分析表明,DfDREB基因在香鳞毛蕨根、叶柄和叶中均有表达,其中在叶中表达量最高,根中表达量最低;在水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和乙烯利(ETH)处理时,DfDREB基因表达上调,并都在1 h时表达量达到峰值;在脱落酸(ABA)处理时,DfDREB基因的相对表达量仅在12 h和24 h时呈上调表达,其余时间为下调表达;在干旱、NaCl和高温处理时,DfDREB基因表达均上调;低温处理0.5 h和12 h时DfDREB基因表达显著上调,但在低温处理1～6 h和24 h时无明显变化。研究表明,DfDREB基因响应激素和非生物胁迫处理,且基因表达受胁迫诱导。该研究结果为进一步探索香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定了基础。     

植被光能利用率:模型及其不确定性

光能利用率（Light use efficiency： LUE）指植物截获的光能转化为化学能的效率,表示为生产力和吸收光能之比。基于LUE概念的模型对模拟预测全球变化下碳循环、植被生产力及其潜力具有重要意义。全球变化和人类活动影响给植被生产力和碳循环的评估带来了巨大挑战。系统梳理了LUE模型的不确定性并分析其原因,以期提高生产力模拟预测的准确度。分析发现LUE模型准确度仅为62%-70%且模型间差异较大（32%）,误差随着植被类型、时间尺度和空间区域的不同存在显著差别。目前计算LUE的误差是模型不确定性的关键,原因主要在于LUE与影响因素尤其是水分的关系并不清楚。一方面不能准确区分水分胁迫指标对LUE的影响机制,另一方面无法准确模拟水分等影响因素与LUE关系的时空演变特征。未来该领域研究的重要方向是发展集成样地和区域尺度的叶绿素荧光、光化学指数等研究方法,厘定LUE与影响因素特别是的水分关系,并分析其时空演变特征。     

Nasal delivery of broadly neutralizing antibodies protects mice from lethal challenge with SARS-CoV-2 delta and omicron variants

Multiple new variants of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) have constantly emerged, as the delta and omicron variants, which have developed resistance to currently gained neutralizing antibodies. This highlights a critical need to discover new therapeutic agents to overcome the variants mutations. Despite the availability of vaccines against coronavirus disease 2019 (COVID-19), the use of broadly neutralizing antibodies has been considered as an alternative way for the prevention or treatment of SARS-CoV-2 variants infection. Here, we show that the nasal delivery of two previously characterized broadly neutralizing antibodies (F61 and H121) protected K18-hACE2 mice against lethal challenge with SARS-CoV-2 variants. The broadly protective efficacy of the F61 or F61/F121 cocktail antibodies was evaluated by lethal challenge with the wild strain (WIV04) and multiple variants, including beta (B.1.351), delta (B.1.617.2), and omicron (B.1.1.529) at 200 or 1000 TCID50, and the minimum antibody administration doses (5-1.25 mg/kg body weight) were also evaluated with delta and omicron challenge. Fully prophylactic protections were found in all challenged groups with both F61 and F61/H121 combination at the administration dose of 20 mg/kg body weight, and corresponding mice lung viral RNA showed negative, with almost all alveolar septa and cavities remaining normal. Furthermore, low-dose antibody treatment induced significant prophylactic protection against lethal challenge with delta and omicron variants, whereas the F61/H121 combination showed excellent results against omicron infection. Our findings indicated the potential use of broadly neutralizing monoclonal antibodies as prophylactic and therapeutic agent for protection of current emerged SARS-CoV-2 variants infection.     

绵羊的卷唇行为及其生物学意义

本文研究了绵羊对不同品种公母羊的尿液、母羊粪便、阴道分泌物、身体的气味等刺激物诱导卷唇行为的发生,持续约60-120秒。实验得出:母羊尿液是诱导公羊释放卷唇行为最强的刺激物,尤以发情母羊尿液更甚,公羊、幼羊以及其它的尿液诱导卷唇行为发生的频次低。卷唇行为发生的频次有季节变化,10月最高。卷唇行为与犁鼻器的功能紧密联系,是绵羊繁殖行为的一个构成部分,通常只有公羊发生卷唇行为,但个别母羊亦有表现。     

天南星科植物的花多样性与传粉策略

天南星科植物具有特殊的佛焰苞花序及多样化的传粉策略, 是研究被子植物花的分化与动植物之间进化生态学联系的理想材料。本文简述了天南星科不同类型的花序结构及其传粉适应意义, 总结了天南星科传粉策略的基本类型与演化历史。天南星科的苞片结构主要包括原始型、外展平面型、直立宽佛焰苞型和直立狭佛焰苞4种类型, 呈现出从简单的片状与外展平面状结构向复杂的立体包裹状的佛焰苞结构演化的趋势。肉穗花序可分为两性花花序、单性花雌雄同序和单性花雌雄异序3种类型, 演化路线为两性花花序→单性花雌雄同序→单性花雌雄异序。天南星科的传粉者主要有鞘翅目、双翅目、膜翅目昆虫, 表现出5种主要传粉策略: 食物报酬型互利传粉、气味吸引型欺骗性传粉、交配场所型互利传粉、产卵场所型互利传粉和致死陷阱型欺骗性传粉。天南星科植物通过花序的形状、颜色、产热以及花部挥发物来吸引传粉者, 其中最主要的挥发物有二甲基硫化物、甲基吲哚化合物、萜类和苯类化合物, 模拟食物或产卵场所信号吸引鞘翅目甲虫和双翅目昆虫为其传粉。天南星科植物的佛焰苞被认为是促进该科物种分化的一个重要结构, 但该性状的演化历史及其与传粉系统分化之间的内在联系尚不明确。利用现代分子生物学技术以及模型模拟等手段, 结合生理生态学方法深入探究传粉事件与天南星科植物的花多样性以及物种分化之间的联系, 有望提升关于植物-传粉者互作与植物的花多样性分化之间关系的认识, 并丰富对被子植物多样性演化相关研究的理解。     

<Emphasis Type="Italic">R</Emphasis>-acetoin accumulation and dissimilation in <Emphasis Type="Italic">Klebsiella pneumoniae</Emphasis>

Klebsiella pneumoniae is a 2,3-butanediol producer, and R-acetoin is an intermediate of 2,3-butanediol production. R-acetoin accumulation and dissimilation in K. pneumoniae was studied here. A budC mutant, which has lost 2,3-butanediol dehydrogenase activity, accumulated high levels of R-acetoin in culture broth. However, after glucose was exhausted, the accumulated R-acetoin could be reused by the cells as a carbon source. Acetoin dehydrogenase enzyme system, encoded by acoABCD, was responsible for R-acetoin dissimilation. acoABCD mutants lost the ability to grow on acetoin as the sole carbon source, and the acetoin accumulated could not be dissimilated. However, in the presence of another carbon source, the acetoin accumulated in broth of acoABCD mutants was converted to 2,3-butanediol. Parameters of R-acetoin production by budC mutants were optimized in batch culture. Aerobic culture and mildly acidic conditions (pH 6–6.5) favored R-acetoin accumulation. At the optimized conditions, in fed-batch fermentation, 62.3 g/L R-acetoin was produced by budC and acoABCD double mutant in 57 h culture, with an optical purity of 98.0 %, and a substrate conversion ratio of 28.7 %.