生态系统健康研究的一些基本问题探讨

目前有关生态系统健康研究的一些基本问题尚未达成共识。本文分析了健康、系统与生态系统3个与生态系统健康关联的概念,在此基础上,对生态系统健康的概念及其内涵、研究价值、研究的内容框架、研究的合理尺度以及生态系统质量诊断与质量等级评价进行了探讨。指出生态学上的生态系统是系统科学意义上系统的一类,整体性、稳定性和可持续性是生态系统的重要特征,生态系统健康可通过它的充分必要条件给出,即具备良好的整体性,能够维持较高的稳定性,并能实现良好的可持续性。生态系统质量标准分为质量诊断标准和质量等级评价标准,质量诊断是一种是与非的事实判断,而质量等级评价是一种价值判断。生态系统质量等级评价指标可分为限制可比型和非限制可比型两类。生态系统的复杂性决定了生态系统健康研究须借助于系统科学和非线性科学的理论与方法,生态系统病变的滞后性决定了生态系统健康研究必须加强生态系统质量预测与预警,而生态系统健康的跨学科性决定了生态系统健康研究需要生态学、环境学、医学、社会学以及经济学等领域研究人员的广泛合作。     

周龄和激素水平对长爪沙鼠超数排卵效果的影响

目的探讨不同周龄和激素水平对长爪沙鼠超数排卵效果的影响,以期确定长爪沙鼠最佳超排周龄和激素使用剂量。方法腹腔注射10 IU PMSG/HCG对4～18周龄8个年龄段的雌性长爪沙鼠进行超数排卵,末次注射16～17 h内对各组动物卵母细胞计数,确定最佳超排周龄后,对该年龄动物以5、10、15 IU3个剂量水平腹腔注射PMSG/HCG,观察各组动物的卵母细胞计数差异。结果与其它周龄组相比,6周龄组长爪沙鼠超数排卵后的卵母细胞数最多,各组间有统计学意义（P〈0.05）,而5、10、15IU等3个剂量组的超排效果也有一定的差异,10 IU组数量最高。结论对长爪沙鼠而言,采用10 IU激素注射和6周龄的动物进行超数排卵,获得的卵母细胞数量最多而且超排效果稳定性。     

祁连山天然气水合物赋存区钻孔细菌多样性

分析了青海省祁连山冻土区天然气水合物赋存区DK-6钻孔的4个样品,对岩心样品进行处理提取微生物总基因组,采用PCR构建了细菌16S rDNA基因文库,4个文库包括44个OTU,其中有厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形杆菌门(Proteobacteria)(包括α-、β-和y-变形杆菌亚群)、放线菌纲(Actinobacteria)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)5类,煤、泥岩、粉砂岩等不同岩性的微生物群落之间显示出较大的组成差异,优势菌不同.细菌菌群多样性随采集点地质环境不同而有较明显的变化,天然气水合物含量、水含量、有机质含量等环境因素对冻土区天然气水合物赋存区中细菌菌群有一定的影响.4个样品中存在的微生物大部分可以代谢有机烃类,在天然气水合物环境的特殊条件下,外界环境因素制约了微生物的种类.     

玉米C4光合叶不同部位解剖结构和光抑制特性的比较

以玉米第5位全展叶(C4光合叶)为材料,分别测定基部、中部和顶部的光合速率后,将叶片置于强光(2000μmol·m-2·s-1)下处理3h和暗中恢复3h,再测定这3个部位在处理期间的叶绿素荧光参数变化;然后分别从叶片的基部、中部和顶部取样观察显微结构和超微结构,测定叶绿素含量。结果表明,3个部位光合速率和叶绿素含量的大小依次为:中部>顶部>基部。基部的维管束鞘细胞叶绿体数量少,体积小,排列无规律,类囊体膜有部分垛叠;中部和顶部维管束鞘细胞叶绿体数量多,体积大,大部分围绕维管束呈离心排列,类囊体膜垛叠消失。在强光下,基部、中部和顶部均发生光抑制,但光抑制程度不同,根据严重度依次为:基部>顶部>中部,3个部位在暗中的光抑制恢复能力依次为:中部>顶部>基部。与叶基部相比,叶中部在强光下能维持较高的电子传递效率(φEo)和较低的热耗散比率(φDo)。这表明,C4光合循环是保持较高电子传递效率、减轻光抑制的重要因子。     

基于主体功能区划的湖南省生态系统服务供需关系演变

生态系统服务供需关系研究是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管控的重要依据,基于主体功能区划视角的研究对构建生态安全格局、促进区域经济可持续发展具有重要意义。以湖南省各县域为研究单元构建湖南省生态系统服务供需评估指数,运用ESSD系数、局部空间自相关等方法,将湖南省主体功能区划实施前（2006-2011年）和实施后（2012-2017年）两个时间段作对比,分析生态系统服务供需关系的时空变化及空间相关性特征。研究结果表明：（1）主体功能区划政策对湖南省有效保护生态系统,稳定供需关系产生积极导向作用。（2）湖南省生态系统服务供需系数存在显著的空间异质性,始终呈现西高东低的空间分布特征。各类功能区的生态系统服务供需关系存在较大差异,重要开发区主要表现为供不应求,重要生态功能区主要表现为供过于求,农产品主产区主要表现为供需均衡。（3）湖南省生态系统服务供需关系空间负相关性增强,生态系统服务供需空间平衡性差异加剧。     

狭叶坡垒传粉生物学初探

狭叶坡垒(Hopea chinensis)为常绿乔木,是我国热带季雨林的代表树种之一。它树型优美,具一定的耐寒性,是我国珍稀濒危保护植物。为阐明其传粉生物学特征和迁地保护的繁殖潜力,该文在引种地桂林植物园对狭叶坡垒的开花物候、花尺寸和花气味进行了观察和测量,运用杂交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)、花粉活力、柱头活性检测和人工自交等方法对其繁育系统进行了检测,观察了访花昆虫并检验了其传粉效率,通过人工异交检验了繁殖潜力和可能的传粉限制。结果表明:(1)桂林植物园内狭叶坡垒的花期为7月底到9月底,持续60 d左右,一个花序花期约12 d,单花期约3 d,花朵开放时间为17:00—18:45。(2)雌雄同熟,雌蕊空间位置高于雄蕊,高花粉活力和高柱头可授性出现时间基本一致。(3) OCI等于4,P/O为10 788±984。(4)无自动自花授粉能力且自交不亲和,自然条件下和异交授粉能坐果且坐果率无显著差异。(5)蕈蚊是狭叶坡垒唯一的传粉者。(6)主要花香成分为β-榄香烯、(E)-7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯和1-石竹烯。综上所述,狭叶坡垒繁育系统为异交,在迁地保...     

产瓦伦西亚烯酿酒酵母的表达载体适配及发酵碳氮源优化

瓦伦西亚烯是一种倍半萜类化合物,广泛应用于香水、香皂、食品和饮料等工业制造上。但由于其自然含量极低,且目前获取瓦伦西亚烯的方法较为麻烦且花费高,因而构建细胞工厂进行瓦伦西亚烯的生物合成是更为高效和环保的方法。选取酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)作为宿主构建细胞工厂,先在酿酒酵母基因组上引入黄扁柏的瓦伦西亚烯合成酶(Valencene synthase from Callitropsis nootkatensis,CnVS),实现瓦伦西亚烯的初步合成,初始产量为4.16 mg/L。随后利用CRISPR/Cas9系统对酿酒酵母中Mevalonate(MVA)途径的erg9和rox1基因进行敲除,提高通往瓦伦西亚烯合成的碳流量。不同碳氮源浓度发酵的结果表明,细胞生长积累过高可能不利于瓦伦西亚烯的积累。最后探究了不同CnVS表达载体对瓦伦西亚烯产量的影响,并获得17.54 mg/L的最高产量,是出发菌株的4.2倍。     

木聚糖酶与XIP型木聚糖酶抑制蛋白相互作用分子机制的研究进展

Xylanase inhibitor protein (XIP)型木聚糖酶抑制蛋白对大部分GH10、GH11家族的真菌木聚糖酶具有抑制作用,但是却不能抑制细菌来源和植物自身所产生的木聚糖酶。XIP型木聚糖酶抑制蛋白对木聚糖酶的抑制作用主要是通过模拟底物接触酶的活性位点,迅速阻塞底物进入活性位点区域的通道。然而,在对XIP型木聚糖酶抑制蛋白具有抗性的GH10和GH11木聚糖酶晶体结构中,连接二级结构的Loop构象严重阻碍了XIP型木聚糖酶抑制蛋白的抑制功能。与对XIP型木聚糖酶抑制蛋白敏感的木聚糖酶相比,氨基酸残基的插入突变导致抗性木聚糖酶的Loop具有明显的凸出构象;而在GH11家族抗性木聚糖酶中,"拇指"结构中部分氨基酸的替换致使XIP型木聚糖酶抑制蛋白与"拇指"结构无法形成稳固的氢键和疏水建,从而削弱XIP的抑制作用。     

hTNFR1在大肠杆菌中可溶性表达及纯化

将人源肿瘤坏死因子Ⅰ型受体（hTNFR1）基因克隆到pET-22b表达载体,成功构建了重组表达质粒pETH1,电转到Escherichia coli BL21（DE3）表达菌株中进行摇瓶发酵。实现了hTNFR1在大肠杆菌表达系统中的重组表达。但目的蛋白全部以包涵体的形式存在于沉淀中。为了提高hTNFR1在大肠杆菌中的可溶性表达,融合标签和分子伴侣两种策略被实施用于辅助hTNFR1的可溶性表达。结果表明,在hTNFR1的N端融合NusA标签后,hTNFR1的可溶性有一定提高;在NusA-hTNFR1基础上,过表达了7种分子伴侣,筛选出tig分子伴侣对hTNFR1蛋白可溶性表达有明显的促进作用,可溶性表达量约占总量的90％;对优化后的hTNFR1表达系统的可溶性蛋白进行Ni-NTA亲和层析纯化后,TEV蛋白酶酶切去除N端的NusA标签,结合Western blot分析鉴定,获得了大量高纯度的hTNFR1蛋白。研究结果为进一步研究hTNFR1的生理学活性及其在疾病治疗方面的应用奠定了良好基础。     

大气CO2浓度升高对不同层次水稻土有机碳稳定性的影响

研究大气CO₂浓度升高对不同层次土壤有机碳(SOC)稳定性的影响对深入理解高浓度CO₂下SOC转化具有重要意义.以FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台长期定位试验水稻土为研究对象,通过SOC物理分级及矿化培养试验,研究大气CO₂浓度升高对稻田SOC含量、颗粒有机质(POM)含量、SOC矿化强度和酶活性变化的影响,探讨CO₂浓度升高对不同层次稻田SOC稳定性的影响.结果表明:大气CO₂浓度升高对表层SOC含量无显著影响,但使表层土壤POM-C显著增加了93.7%,同时使表层土壤蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别提高了61.1%和83.7%,从而降低了表层SOC稳定性;大气CO₂浓度升高对深层SOC含量及其稳定性均无显著影响.研究结果将有助于评估土壤固定和储备碳的能力,为今后温室效应下农田管理提供科学依据.