创新发展中的我国环境微生物学研究

2016年11月,"第十九次全国环境微生物学学术研讨会"在重庆市召开。八百多名国内外与会者围绕环境微生物学前沿基础、污染物降解与微生物修复、废弃物资源化利用与环境生物技术、微生物生态、微生物资源与分布等五个主题进行了多种形式的交流讨论。会议充分展现了我国环境微生物学研究、应用进展和良好的发展前景,其中部分领域的研究工作国际领先。《微生物学通报》针对本次研讨会组织出版了本期《环境微生物学主题刊》,旨在展示我国环境微生物学最新的研究进展和成果,促进环境微生物学及相关学科的交流和发展。     

作物分枝的分子调控研究进展

分枝的数量及角度是决定作物株型的重要农艺性状.有效分枝数决定着作物的穗数或荚果数,进而决定着作物的产量;而分枝角度与光合效率、种植密度和抗病性密切相关,不仅影响作物的产量,也会影响作物的品质.由于分枝在作物生产中具有十分重要的作用,吸引了越来越多的研究者的注意,多个与分枝性状相关的关键基因被鉴定,分枝数目调控的分子机制...     

岷江干旱河谷黄蔷薇和川滇蔷薇更新能力及其限制因素

植物种子、种子库和幼苗库的研究是种群更新和植被恢复的重要内容.研究了岷江干旱河谷两种乡土灌木(黄蔷薇和川滇蔷薇)的种子、种子库和幼苗库特征.黄蔷薇和川滇蔷薇种子产量较高, 分别为(627±216)和(7832±4347)果/丛,但种子质量较差,饱满率分别为(49.62±1.03)%和(73.83±3.42)%,活力为(32.25±0.67)%和(55.38±2.5)%.黄蔷薇种子产量和活力低于川滇蔷薇,但其种子重量和休眠程度却远高于川滇蔷薇.两种蔷薇土壤种子库的水平和垂直分布格局相似:在水平分布上,离植株基部越近,种子密度越高;在垂直分布上,种子主要分布在地表层.黄蔷薇和川滇蔷薇种子库密度均较高,分别为(560±90)粒m2和(1955±235)粒/m2,但活力种子数量较少,分别为(26±4)粒/m2和(152±18)粒/m2, 处于休眠状态的种子,黄蔷薇(60.6%)较川滇蔷薇(18.4%)高,可萌发的种子,两者分别为(10±1)粒/m2和(124±14)粒/m2.黄蔷薇(65.3%)的种子库中被啮齿动物取食的比例较川滇蔷薇(0.5%)高.两种蔷薇的幼苗密度差异不大,黄薇幼苗密度((4.28±0.49)株/m2)略小于川滇蔷薇((5.24±1.28)株/m2).幼苗组成的总体趋势是高度级低的幼苗所占的比例相对较高,且Ⅰ级幼苗数显著高于较其他级幼苗数.研究表明,两种蔷薇种子存在休眠,能形成持久种子库,种子特征对种子库和幼苗库具有深刻影响.两种蔷薇更新状况不佳,比较而言,黄蔷薇更新较川滇蔷薇好.黄蔷薇更新的主要限制因素是动物对种子的破坏,而川滇蔷薇更新的主要限制因素是幼苗存活定居.     

外来木本植物入侵的生态预测与风险评价综述

外来植物引种导致的入侵已经成为当前生物多样性保育和引种工作面临的一个紧要研究课题。综述了木本植物入侵的生态预测和生态风险评价方面的国内外相关研究进展。首先介绍了目前国内外木本植物引种的概况,对木本植物入侵的生态预测基本原理做了较为详细的总结。目前比较被认可的生态预测途径主要包括编辑入侵植物名录利用入侵历史纪录预测、物种特征作为入侵的预测指标、繁殖体压力作为建群概率的决定性因素、环境匹配作为入侵潜力的预测工具及专家意见等,并对物种特征进行了归类和分析。物种特征指标主要包括物种的繁殖和快速生长性状指标、对入侵地区局部条件和干扰体系的适应性指标、生物地理分布指标等,并指出在生态预测中单独使用这些指标是不严谨的,而应当多途径互相结合验证。同时还简介了WRA等几个应用较为广泛的实用性植物入侵风险评价系统。分析了目前国内外在木本植物入侵的生态预测方面面临的一些困难,包括入侵机理的复杂性导致的预测难度增大和可信性下降,所用数据库标准的不统一和更新的困难等,指出在进行木本植物引种的生态预测和风险评价研究的同时,必须加强相关法律法规建设,重视入侵机理研究,完善相关的数据库。出于实际情况的限制,可以借鉴国际上实用性杂草风险分析和有害生物风险分析的方法,逐步建立我国的入侵风险评价系统,以满足目前对木本植物入侵的预测和风险评价的需求。     

DLGCN:基于图卷积网络的药物-lncRNA[]关联预测

为实现高通量识别新的药物-长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)关联,本文提出了一种基于图卷积网络模型来识别潜在药物-lncRNA关联的方法DLGCN(Drug-LncRNA graph convolution network)。首先,基于药物的结构信息和lncRNA的序列信息分别构建了药物-药物和lncRNA-lncRNA相似性网络,并整合实验证实的药物-lncRNA关联构建了药物-lncRNA异质性网络。然后,将注意力机制和图卷积运算应用于该网络中,学习药物和lncRNA的低维特征,基于整合的低维特征预测新的药物-lncRNA关联。通过效能评估,DLGCN的受试者工作特性曲线下面积(Area under receiver operating characteristic, AUROC)达到0.843 1,优于经典的机器学习方法和常见的深度学习方法。此外,DLGCN预测到姜黄素能够调控lncRNA MALAT1的表达,已被最近的研究证实。DLGCN能够有效预测药物-lncRNA关联,为肿瘤治疗新靶点的识别和抗癌药物的筛选提供了重要参考。     

城市河道污水中好氧反硝化菌的分离鉴定与特性

采用富集培养和BTB(溴百里酚蓝)平板法从城市河道污水中筛选、分离获得了一株高效的好氧反硝化菌株ADZ1, 48 h内对硝酸盐的降解率为93.1%, 总氮的去除率为34.7%。16S rRNA测序及系统发育分析结果表明该菌株属于Pseudamonas sp., 经VITEK? 2系统鉴定为Pseudomonas putida。对该菌株的反硝化特性进行了研究, 结果表明, 该菌株以乙醇为最佳碳源, 在碳氮比达到12:1时, 对硝酸盐的去除率达到98%以上, 总氮去除率达到41.3%。该菌株对溶解氧、pH有着广泛的适应性, 菌体活力强, 有着良好的应用前景。     

1961-2013年东北三省玉米低温冷害强度的时空分布特征

基于东北三省1961-2013年气象数据、《北方春玉米冷害评估技术规范（QX/T167-2012）行业标准》,结合具有生物学意义的热量指数,给出了东北三省低温冷害强度分级,利用经验正交函数（EOF）分解法和旋转经验正交函数（REOF）分解法分析了东北三省玉米低温冷害强度时空分布特征。结果表明：东北三省玉米低温冷害强度具有明显的空间分布特点,可分为全区一致型、南北反相位分布型以及东西反相位分布型。东北三省玉米低温冷害强度的时间变化具有较好的一致性,1961-2013年东北三省低温冷害的发生强度呈波动减小趋势。低温冷害强度区域差异显著,按照低温冷害强度强弱可分为黑龙江-吉林北部区（Ⅰ区）、吉林南部-辽宁北部区（Ⅲ区）和辽宁南部区（Ⅱ区）。研究结果可为东北三省低温冷害风险区划和采取有效的减灾避灾措施提供依据。     

甲基对硫磷水解酶基因的高效表达及酶活性分析

假单胞菌WBC 3的甲基对硫磷水解酶基因mph在大肠杆菌系统AD494(DE3) pET32a ( + )中实现了高效可溶性融合表达。表达的重组酶能够有效地被亲合层析纯化。酶学性质分析表明 ,重组酶对底物乙基对硫磷水解能力较野生酶相比有近 4倍的提高 ,对甲基对硫磷和杀螟松的水解活力无明显变化。以融合蛋白形式存在的重组酶在室温及 4℃下的贮存稳定性明显优于野生型酶。     

盐生植物星星草叶表皮具有泌盐功能的蜡质层

利用扫描电镜和 X射线电子探针研究了星星草 (Puccinellia tenuiflora)的叶表皮及其与生境高盐的关系。结果表明 ,叶表皮由表皮细胞和气孔器组成 ,下表皮气孔器多于上表皮 ,且常下陷 ,表皮具表皮毛。表皮细胞外存在丰富的蜡质纹饰和蜡质颗粒 ,这些蜡质包含盐离子 ,具有泌盐的功能。这些特征表明星星草受外界生态因素的影响 ,而演化出具有泌盐功能的蜡质层来适应所生长的高盐生境     

松嫩平原羊草草地土壤-植物间铁的动态研究

羊草草地土壤-植物间营养元素Fe的动态研究结果表明,土壤中全铁和有效铁含量均较低,羊草中Fe含量比较丰富．在生长季各时期,全铁和有效铁含量在土壤剖面分布上从上向下呈下降趋势,有效铁与有机质含量呈显著正相关,而与pH值呈显著负相关．全铁各月平均含量变化在生长季呈“V”型曲线,7月含量最低;有效铁平均含量从5～8月与全铁相似,8月后则逐渐减少．羊草各器官及枯落物Fe含量有很大变化,总的趋势是根>根茎>叶>枯落物>茎;羊草叶、茎的Fe含量在生长季中为波动型下降曲线,根茎、根及枯落物的Fe含量在生长季中为“V”型曲线．A层土壤富集有效铁的能力稍强．土壤中Fe活性平均为0．640％。从5月至8月逐渐升高,8月后逐渐下降,10月份最低．地下部的Fe向地上部的转移强度为5～7月下降,8月升高,随后又下降．地上部Fe向枯落物的转移强度平均为105．0％,与地下部Fe向地上部转移强度呈显著负相关。