材料表面特征对生物膜形成的影响及其应用

生物膜是微生物细胞粘附于材料表面的群体性生长方式。在实践应用中,有目的地调控微生物在材料表面的成膜进程具有重要意义。本文概述了生物膜在材料表面的形成机制及其影响因素,综述了材料表面的电荷特征、亲疏水性、形貌模式和功能性化学修饰等物化特性对细胞粘附和生物膜形成的影响,并介绍了目前在不同实际应用场景中抑制成膜和促进成膜材料的研发现状。     

ELK-1/JNK/c-Fos对左归降糖解郁方(ZGJTJYF)体外培养的模拟糖尿病并发抑郁症(DD)大鼠海马神经元凋亡中的作用

目的:研究信号通路ELK-1/JNK/c-Fos在左归降糖解郁方(ZGJTJYF)对模拟糖尿病并发抑郁症(DD)环境下抗海马神经元凋亡中的作用。方法:原代培养海马神经元,加入高糖(150 mmol/L)+皮质酮(200μmol/L),构建DD体外细胞模型;将培养的海马神经元细胞随机分为5组:空白血清组、正常组、左归降糖解郁方含药血清组、阳性药(二甲双胍+氟西汀)含药血清组和模型组(每组3个复孔)。模型组和正常组给予等量培养液,其余组加入相应体积分数10%的相应血清,均干预18 h。分别采用Hoechst染色、高内涵细胞成像分析技术和RT-PCR技术分别检测海马神经元凋亡情况及检测凋亡相关ELK-1、JNK和c-Fos蛋白和基因的表达。结果:与空白组比较,模型组细胞凋亡明显,其海马神经元凋亡数量明显增多,ELK-1、JNK和c-Fos的mRNA及蛋白表达水平均显著升高(P<0.05);与模型组比较,左归降糖解郁方含药血清组和阳性药含药血清组大鼠海马神经元可见局部亮点明显减少,凋亡细胞数显著减少,ELK-1、JNK和c-Fos蛋白及mRNA表达均明显下调(P<0.05),且神经网络及树突连接情况得到明显改善。结论:左归降糖解郁方可以减低DD环境下海马神经元中Elk-1、JNK、c-fos表达而起到抗凋亡的效果。     

蚯蚓纤溶酶基因（Efp-Ⅰ）在大肠杆菌中的克隆、表达及活性分析

从GenBank查询到的蚯蚓纤溶酶（earthworm fibrinolytic enzyme,EFE）基因序列中,只有AY438624翻译的蛋白质序列与天然EfP-Ⅰ在N-端具有较高的相似性。根据该基因的5′与3′序列设计引物,通过RT-PCR从赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)获得一个完整的基因（GenBank,DQ418454）。序列分析证明,由该基因编码蛋白质的N-末端与天然EfP-Ⅰ的N-末端的氨基酸顺序完全相同。ScanProsite prediction programs分析显示,该基因与AY438624相似性极高,二者均属于胰蛋白酶家族;不同的是,该基因编码蛋白质的序列中含有N-糖苷键的结构域,所以DQ418454是EfP-Ⅰ中的一个新基因。在此基础上,构建了该基因的原核表达载体pMAL-c2X-Efp-Ⅰ,并进行了转化、诱导和表达。Western blotting证明,表达产物同时具有MBP和EfP-Ⅰ的抗原特异性,是MBP和EfP-Ⅰ的融合蛋白（MBP-EfP-Ⅰ）。经亲和层析分离纯化的MBP-EfP-Ⅰ,在酪蛋白平板和纤维蛋白平板上表现出明显的纤溶酶活性。     

高寒退化草地狼毒种群株丛间格局控制机理

在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地,应用Ripley's K函数检测种间格局控制关系的技术方法,按狼毒个体分枝数设置Ⅰ级株丛(1-10枝)、Ⅱ级株丛(11-20枝)、Ⅲ级株丛(21-30枝)、Ⅳ级株丛(31-40枝)、V级株丛(40以上)5个株丛,研究了各株丛之间的格局控制关系和空间关联性.结果表明:Ⅲ和Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛有一定的格局控制作用,尤其是Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛格局控制的程度和尺度最大;Ⅳ级狼毒株丛在20cm尺度内和Ⅰ、Ⅱ以及Ⅴ级狼毒株丛表现出正关联,Ⅲ级狼毒株丛在0-10cm尺度上和Ⅰ级狼毒株丛表现为正关联.狼毒种群中两个形体大小越相近的株丛之间存在格局控制关系的可能性相对较小,尤其是在种群内处于劣势地位或受其他株丛格局控制的株丛之间存在格局控制关系的可能性更小,Ⅳ级狼毒株丛表现出较强的格局控制作用,同时对其他狼毒个体有保护作用,在种群内具有重要作用和地位.     

荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用

植物生理功能的发挥以结构为基础,因此,植物光合器官(叶片或同化枝)解剖结构会对水分利用效率(WUE)有一定的指示作用。通过对黑河流域优势种灌木光合器官的解剖特征和表征WUE的稳定碳同位素比率(δ13C)进行分析,试图从解剖结构的角度为荒漠植物WUE寻求一个有效的指示指标。结果显示:(1)除花棒外,轴状光合器官植物的δ13C值均高于叶状。(2)不同荒漠植物光合器官及不同组织厚度变化范围较广,叶厚度(Tl)或轴直径(Da)、角质层厚度(Tc)、表皮厚度(Te)、栅栏组织厚度(Tp)、海绵组织厚度(Ts)、贮水组织厚度(Ta)的最大值分别约为最小值的6.9、5.8、11、4、3.5和3.5倍。荒漠区多数轴状光合器官植物的Da以及Te高于叶状。(3)所研究优势种灌木的δ13C值与Tl或Da之间存在极显著的正相关关系(r=0.719,P<0.01),与不同组织厚度(Tc、Te、Tp、Ts和Ta)之间相关性不显著。由此可知,从植物光合器官的解剖结构来看,荒漠区植物的WUE可以用Tl或Da来表征,叶片越厚,越有利于植物高效利用水分,且轴状光合器官植物的WUE高于叶状。     

人为干扰对武汉市城市绿地鸟类群落结构的影响

城市绿地生态系统是城市景观的重要组成部分,具有重要的生态与文化价值。鸟类是城市绿地生态系统的指示类群,研究人类活动对鸟类资源的影响能够为城市生态景观的建设与维护提供重要理论依据。本研究于2021年10月至2022年5月,采用样线法对武汉市不同干扰强度的城市绿地内林鸟群落进行调查。共记录到鸟类11目34科100种,其中国家二级重点保护鸟类9种,在物种组成上以雀形目为主(76种,占调查到总鸟种数的76%),在居留型上以留鸟为主(42种,42%),在区系上主要属于东洋界(45种,45%)。繁殖季鸟类物种数高于非繁殖季,主要是由于夏候鸟和旅鸟的增加导致。在不同干扰强度中,重度干扰斑块的平均鸟类个体数最多,轻度干扰斑块的鸟类物种丰富度、多样性指数和均匀度指数最高,而中度干扰斑块的鸟类个体数、物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均为最低,且繁殖季和非繁殖季鸟类群落结构在不同人为干扰强度中的格局未发生变化。综上所述,武汉市城市绿地的鸟类多样性较为丰富,随着干扰强度增加,鸟类多样性出现非线性差异,揭示了人为干扰与自然干扰对生态影响的差异;在面积狭小、破碎化严重的斑块中,人为干扰可能有利于城市绿地鸟类多样性的维持。     

拉布拉多犬的母性行为水平对幼犬胆量的影响

母性行为是动物以维持幼崽的生存及生理健康为主要目的的一种基本行为,母性行为作为重要的早期经历对动物的个体发展有深远影响。动物的行为在时间和环境中具有一致性,多个行为特征的一致性加权被称为气质特征,气质特征的差异是犬(Canis lupus familiaris)能否顺利通过培训成为导盲犬的决定性因素。其中,胆量是决定导盲犬培训成功与否的重要气质特征。本研究以中国导盲犬大连培训基地的拉布拉多种犬及幼犬为研究对象,探究母性行为水平对幼犬胆量的影响。本研究通过视频观察记录拉布拉多犬哺乳期前21 d的母性行为变量时长,对在哺乳区内、身体接触、哺乳和舔舐幼犬4项变量进行主成分分析后将7只实验犬分为母性行为高水平与低水平两组。对两组犬生产的共54只幼犬于6 ~ 8周龄时进行幼犬胆量行为测试,根据胆量行为测试的评分标准对幼犬的行为表现进行评分,统计分析母性行为高水平组与低水平组其幼犬的胆量是否存在差异。本研究结果表明,母性行为低水平组的幼犬在胆量测试中面对陌生环境、突然出现的响声刺激、突然打开的雨伞刺激以及陌生人的游戏邀请时均表现出更大的胆量。在被动测试中,母性行为低水平组幼犬的探索潜伏时长显著短于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05),探索范围显著大于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05),紧张程度极显著低于母性行为高水平组幼犬(P < 0.01);在金属响声测试中,母性行为低水平组幼犬的惊吓反应(P < 0.01)和紧张程度(P < 0.01)均极显著低于母性行为高水平组幼犬;在雨伞测试中,母性行为低水平组幼犬的紧张程度显著低于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05);在玩具测试中,母性行为低水平组幼犬的玩耍兴趣显著高于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05),紧张程度显著低于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05);在斜坡隧道测试中,母性行为低水平组幼犬的紧张程度显著低于母性行为高水平组幼犬(P < 0.05),通过斜坡的用时短于母性行为高水平组幼犬,但经统计检验无显著差异(P > 0.05)。本研究的结论为低母性行为水平带给幼犬强度适当的早期生活压力,使幼犬面对新环境刺激时表现出更好的适应能力和较大的胆量。本研究为工作犬种犬的筛选提出新的建议：母性行为水平低的种犬对幼犬胆量的发展有更好的影响。     

耐非生物胁迫转基因水稻的培育——现在和未来

环境胁迫严重降低了作物产量,日益减少的耕地和膨胀的人口对世界粮食安全造成了威胁。长期以来,改善作物的抗逆性一直是农业生产的主要目标。水稻是重要的粮食作物之一,培育具有抗逆性的水稻品种对全球的粮食生产将产生重要影响。在改善水稻的抗逆性方面,转基因比传统方法更有发展潜力。近年来,已有许多抗逆相关基因转入水稻并获得了一些提高抗逆性的转基因植株,文章重点讨论了耐非生物胁迫转基因水稻的研究进展。     

亚洲树轮平均敏感度分布特征及其影响因素

树轮敏感度是指示树轮对气候变化敏感程度的重要统计参数,研究大尺度树木敏感度的分布特征及其影响因素有助于理解树木生长和气候的相互关系.本文使用来自国际树轮库(ITRDB)的573条树轮宽度记录,研究亚洲树轮敏感度的分布特征及可能的影响因素.结果表明: 在干旱地区和温度较低的区域,树木的平均敏感度更高,降水对敏感度的影响强于温度.平均敏感度随海拔的上升表现出下降-上升-下降的波动变化.这种波动与降水随着海拔表现的上升-下降-上升的变化相吻合,说明海拔变化导致的降水改变可能是导致平均敏感度变化的重要因素之一.不同树种生理性状的差异导致其敏感度差异较大,祁连圆柏、西藏白皮松等阳生树种由于耐旱性而具有更高的敏感度,而阴生树种如云杉属和冷杉属则敏感度较低;老龄树可能具有更高的敏感度.     

外源氮输入和水分变化对荒漠草原凋落物分解的影响

全球气候变化背景下,大气氮沉降和降水变化日益显著,其对荒漠草原凋落物分解的影响存在很大的不确定性.采用裂区设计,设置主区为自然降雨、增雨30%和减雨30% 3个水分处理,副区为0(N₀)、30(N₃₀)、50(N₅₀)和100 kg·hm^-2·a^-1(N₁₀₀)4个氮素水平,经过21个月(2016年1月—2017年10月)水氮处理,研究水氮共同作用对荒漠草原常见物种猪毛菜、短花针茅和木地肤3种植物凋落物分解的影响.结果表明: 3种凋落物干物质残留率随时间增加而减少,用Olson负指数衰减模型拟合效果较好,凋落物分解系数(k)大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤.增雨30%N₁₀₀处理分解系数最高,为0.028.单因素处理下,增雨30%和N₅₀的凋落物分解最快.水氮共同作用下,增雨 30%N₁₀₀处理凋落物分解最快.3种凋落物初始化学全氮含量大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤,猪毛菜和短花针茅k值与全氮含量呈显著正相关;全碳含量、纤维素含量、木质素含量、C/N、木质素/N和纤维素/N大小为木地肤>短花针茅>猪毛菜,猪毛菜k值与各指标均呈显著负相关,短花针茅和木地肤k值与C/N、木质素/N和纤维素/N均呈显著负相关.猪毛菜分解最快,木地肤分解最慢.适量的水、氮添加有利于荒漠草原凋落物的分解,可以促进土壤养分循环,对荒漠草原可持续发展及生态平衡有积极作用.