Pelagiphages in the Podoviridae family integrate into host genomes

The Pelagibacterales order (SAR11) in Alphaproteobacteria dominates marine surface bacterioplankton communities, where it plays a key role in carbon and nutrient cycling. SAR11 phages, known as pelagiphages, are among the most abundant phages in the ocean. Four pelagiphages that infect Pelagibacter HTCC1062 have been reported. Here, we report 11 new pelagiphages in the Podoviridae family. Comparative genomics classified these pelagiphages into the HTVC019Pvirus genus, which includes the previously reported pelagiphages HTVC011P and HTVC019P. Phylogenomic analysis clustered HTVC019Pvirus pelagiphages into three subgroups. Integrases were identified in all but one HTVC019Pvirus genome. Site-specific integration of HTVC019Pvirus pelagiphages into host tRNA genes was verified experimentally, demonstrating the capacity of these pelagiphages to propagate by both lytic and lysogenic infection. Evidence of pelagiphage integration was also retrieved from the Global Ocean Survey database, showing that prophages are found in natural SAR11 populations. HTVC019Pvirus pelagiphages could impact SAR11 populations by a variety of mechanisms, including mortality, genetic transduction and prophage-induced viral immunity. HTVC019Pvirus pelagiphages are a rare example of cultured lysogenic phage that can be implicated in ecological processes on broad scales. These pelagiphages have the potential to become a useful model for investigating strategies of host infection and phage-dependent horizontal gene transfer.     

Gut microbiota in patients after surgical treatment for colorectal cancer

Colorectal cancer (CRC) is a common disease worldwide that is strongly associated with the gut microbiota. However, little is known regarding the gut microbiota after surgical treatment. 16S rRNA gene sequencing was used to evaluate differences in gut microbiota among colorectal adenoma patients, CRC patients, CRC postoperative patients and healthy controls by comparing gut microbiota diversity, overall composition and taxonomic signature abundance. The gut microbiota of CRC patients, adenoma patients and healthy controls developed in accordance with the adenoma-carcinoma sequence, with impressive shifts in the gut microbiota before or during the development of CRC. The gut microbiota of postoperative patients and CRC patients differed significantly. Subdividing CRC postoperative patients according to the presence or absence of newly developed adenoma which based on the colonoscopy findings revealed that the gut microbiota of newly developed adenoma patients differed significantly from that of clean intestine patients and was more similar to the gut microbiota of carcinoma patients than to the gut microbiota of healthy controls. The alterations of the gut microbiota between the two groups of postoperative patients corresponded to CRC prognosis. More importantly, we used the different gut microbiota as biomarkers to distinguish postoperative patients with or without newly developed adenoma, achieving an AUC value of 0.72. These insights on the changes in the gut microbiota of CRC patients after surgical treatment may allow the use of the microbiota as non-invasive biomarkers for the diagnosis of newly developed adenomas and to help prevent cancer recurrence in postoperative patients.     

复方安神精油吸入给药的镇静催眠作用及化学成分的GC-MS分析

为研究复方安神精油吸入给药的镇静催眠作用,本实验采用动物自主活动测试和戊巴比妥钠诱导的睡眠潜伏期与睡眠时间实验:GC-MS分析复方安神精油的挥发性化学成分与入脑的主要化学成分;基于网络药理学预测和筛选出治疗失眠症相关靶蛋白与活性成分,旨在为复方安神精油治疗与改善失眠症提供理论依据。研究发现,复方安神精油具有镇静催眠作用,可显著减少动物自主活动,缩短睡眠潜伏期,延长睡眠时间;复方安神精油主要化学成分与入脑主要化学成分中含有多种具有神经中枢镇静催眠作用以及抗焦虑、抗抑郁作用的化学成分;基于网络药理学预测和筛选出25个治疗失眠症相关活性成分作用于39个治疗失眠症相关作用靶点,体现复方安神精油多成分、多靶点发挥镇静催眠作用的特点。     

一株高产Monacolin K紫红曲霉菌株筛选、鉴定及发酵条件优化

为从天然发酵红曲米中分离的30株红曲霉菌株中筛选高产MonacolinK的菌株,并对其产MonacolinK的发酵条件进行优化。实验采用高效液相色谱法(HPLC)筛选到9株具有产MonacolinK能力的红曲霉菌株,其中以编号ZX26的菌株产MonacolinK能力最高,发酵液中Monacolin K产量达到107.6mg/L,并且产MonacolinK能力具有良好的稳定性。微生物形态学结合ITS基因同源性分析结果表明,编号ZX26菌株为紫红曲霉。进一步采用单因素试验和正交试验法优化紫红曲霉ZX26产MonacolinK的发酵条件,结果表明在培养基组分为葡萄糖70g/L,牛肉膏15g/L,NaNO32g/L,MgSO4·7H2O0.5g/L,KH2PO41.5g/L时,其最优发酵条件为:发酵初始pH4.0,接种量为7%,培养温度30℃,发酵10天,在此条件下,紫红曲霉ZX26发酵液中MonacolinK产量达到271.36mg/L,相对于培养条件优化前MonacolinK产量提高152.19%,经验证此培养条件下MonacolinK产量最佳。     

在矿山废弃地上发展可再生能源的潜力——以辽宁省为例

在国内外碳减排压力和我国能源结构调整需求下,我国可再生能源的开发压力较大.矿山具有丰富的废弃土地,发展可再生能源的潜力巨大,在矿山废弃地上开发可再生能源对我国的能源战略具有重要意义.本研究以辽宁省矿山废弃地为例,提出矿山废弃地的生物质能与太阳能发展预案,估算辽宁省矿山废弃地的可再生能源发展潜力.结果表明:辽宁省1227.6 km2的矿山废弃地面积发展可再生能源的潜力较大,不同预案的潜力差异显著.预案1以光伏发电最大化为目标模式,总计可发电量为79.4 TWh,折标煤量32.1 Mt,碳减排量为79.1Mt CO2.预案2以生物质能源利用最大化为目标模式,光伏与生物质能总的发电量可达到31.2~33.1 TWh,折标煤量12.7~13.4 Mt,碳减排量为31.1~33.0 Mt CO2.预案3以矿山能源综合利用最大化为目标并兼顾生态修复的发展模式,光伏与生物质能总的发电量可达到62.3~63.7 TWh,折标煤量25.1~25.7 Mt,碳减排量为62.1~63.5 Mt CO2.3种预案的发电量在31.2~79.4 TWh,占辽宁省2016年总电力消费量的15.3%~38.9%,折标煤量12.7~32.1 Mt,碳减排量为31.1~79.1 Mt CO2.本研究对在矿山废弃地上发展可再生能源潜力及其替代化石能源能力的评估,对于碳减排、能源结构的调整以及矿山废弃地的生态修复具有重要的研究意义.     

转mCry1Ac基因玉米BT799对斑马鱼的生态毒理学效应

转基因作物的饲用安全性问题一直是人们关注的焦点之一.为评估转mCry1Ac基因玉米BT799对鱼类的生态毒理效应,本研究以斑马鱼为受试动物,设置5个处理:含20%转基因玉米膨化饲料组(GMF)、含20%亲本玉米膨化饲料组(PF)、转基因玉米粉(GMM)、亲本玉米粉(PMM)以及商业饲料对照组(CF),通过98 d的喂养试验,调查斑马鱼的生长表现、组织病理、繁殖、肝脏中抗氧化酶活性及敏感蛋白mRNA的表达水平.结果表明:转mCry1Ac基因玉米对斑马鱼的各项生长指标、肝脏、脑和肠道的组织病理、产卵量、受精卵孵化率、肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及SOD、CAT、热激蛋白70(HSP70)和卵黄蛋白原(VTG)mRNA表达量均无显著影响.但在试验后期,饲料组(GMF和PF)和玉米粉组(GMM和PMM)斑马鱼的体重、体长和特定生长率显著低于商业饲料组;饲料组斑马鱼的孵化率显著低于玉米粉组和商业饲料组;饲料组(3.85±0.76)雄鱼肝脏中的VTG mRNA表达量显著高于玉米粉组(1.60±0.56).研究表明,转mCry1Ac基因玉米对斑马鱼没有明显生态毒理效应,但由于配制的膨化饲料与商业饲料在营养成分和适口性上的差异,可能导致个别指标与商业饲料组相比有显著差异.     

福建省主要入侵植物空间分异及其影响因素

在实地调查数据的基础上,本研究结合GIS空间分析技术和地理探测器模型,分析福建省入侵植物空间分布情况,以及地理与社会环境因子及其交互作用对入侵植物分布的影响.结果表明:福建省共记录入侵植物82种,其中,优势科为菊科,小蓬草、藿香蓟和空心莲子草出现频次最高.沿海区域的入侵植物物种数量多于内陆区域,福州和厦门为福建省外来入侵植物的两大热点地区.入侵植物在不同海拔均有分布,但入侵植物的种类随着海拔的升高总体呈下降趋势.地理探测器分析显示,自然环境因子中降水和社会经济因子中路网密度、人口密度是入侵植物空间分布的主要影响因子.各因子的空间交互作用会正向影响入侵植物的空间分布,这反映出入侵植物空间分布影响要素的复杂性.综上,将地理探测器应用到入侵植物研究领域是可行的,筛选出的环境指示因子可用于监测福建省入侵植物的适生区,从而为采取有效的防控措施提供科学依据.     

深圳市基本生态控制线对景观生态风险的影响

深圳市基本生态控制线自2005年实施至今已超过10年,对生态空间具有显著的保护作用.景观生态风险指在自然或人为因素影响下景观格局与生态过程相互作用可能产生的不利后果,科学地管理生态风险是人类可持续发展的重要前提.探究政策实施以来控制线内外区域景观生态风险变化具有重要意义.本研究结合生态敏感性和景观脆弱性两种指标,对2005和2015年深圳市景观生态风险进行综合评估,并利用倍差法探究基本生态控制线政策的实施对控制线内区域景观生态风险的影响.结果表明:深圳市景观生态风险呈现西高东低的空间结构,2005—2015年间景观生态风险有所降低,降幅为13.5%;生态控制线线内和线外区域的降幅分别为0.7%和14.4%,除东部滨海分区之外,线外区域的景观生态风险比线内区域降幅更显著.控制其他变量的影响后,在市级尺度,相对于控制线外区域,控制线内区域景观生态风险高1.8%;在分区尺度,中心城区、西部滨海分区、中部分区、东部分区,控制线内区域景观生态风险比控制线外区域分别高1.6%、1.6%、1.4%、1.9%,而东部滨海分区控制线内外差异不显著.基本生态控制线政策的实施降低了控制线内的生境质量和景观脆弱性,但对归一化植被指数和人口密度影响不显著.     

基于景观格局和连接度评价的生态网络方法优化与应用

景观生态学中常凭借最小累积阻力模型构建目标种生态网络,以提升破碎栖息地间的景观连接度,缓解生境破碎化负面影响.但传统最小累积阻力生态网络方法缺乏对生态网络的效用验证,对研究地的景观结构变化与生态过程的影响认识不足.本研究运用景观格局指数与连接度概率指数,定量评价生态网络构建前后的研究地景观结构与连接度特征,并以崇左白头叶猴栖息地生态网络为例,详尽叙述此生态网络方法的优化与应用过程.通过对白头叶猴栖息地斑块进行辨认、踏脚石斑块识别,对研究地用地类型进行划分并进行阻力赋值,运用最小累积阻力模型生成了20条白头叶猴栖息地生态网络廊道;然后利用景观结构指数与连接度概率指数结合的方法,对生成的生态网络结构和功能连接度进行评价.结果表明: 凭借最小累积阻力模型构建的目标种生态网络,能有效提升栖息地生境的完整性和连续性,降低总体破碎化水平,并改善生境质量.同时,该生态网络构建能提升生境景观的结构连接度与功能连接度,且两方面的连接度变化在结果上具有极显著的一致性(R²=98.3%,P<0.01).生态网络带来的景观结构方面变化与功能连接度的关联性不强,两种指数间的相互关系不如结构与功能的内在关系显著.     

闽江口鱼类功能多样性

根据2016年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)和冬季(2月)在闽江口海域进行底拖网作业的渔业资源调查样品,应用鱼类形态功能特征点数据分析了福建闽江口海域的鱼类功能多样性现状及时空变异.结果表明: 功能多样性与物种丰度具有相同的变化趋势,各站位鱼类物种丰度分别为:春季(17.8±5.1);夏季(22.4±5.6);秋季(17.7±6.3);冬季(12.1±2.3).鱼类集群功能多样性指数夏季最高,为(33.94±28.70),冬季最低(9.93±8.83),春季为(11.30±7.55),秋季为(19.05±19.32).群落内功能种呈现显著的季节演替,春季为太的黄鲫(占比为26%),夏季为六指马鲅(26%),秋季为龙头鱼,占比高达69%,显著高于其他物种的总和,冬季为棘头梅童鱼(38%).鱼类功能的季节性变动主要受其生活史及与其他物种之间的种间关系影响.