城市代谢研究评述:内涵与方法

随着城市发展面临的生态问题日益显著,部分研究者试图通过对自然生态系统进行类比来寻求解决途径,城市代谢理论应运而生。当以系统科学来研究城市生态系统时,哲学思想的引入为探索和城市及城市代谢的内涵提供了最原始的桥梁。因此,在介绍城市代谢内涵与研究进展的基础上,融合产业、家庭、社会等多尺度代谢理论,对城市代谢的边界进行扩展,将其分为狭义与广义两类,结合亚里士多德的"四因说"对其质料因(组分)、形式因(结构)、动力因(驱动力)和目的因(功能)进行识别分析,据此将城市代谢研究方法归纳为质料、形式和混合研究方法三类,并提出未来研究的主要动向和解决手段。城市代谢"四因图"可为相关研究者提供参考。     

利用代谢组学研究血流剪切力对内皮细胞类二十烷酸代谢产物的影响

本文旨在研究血流剪切力对内皮细胞多不饱和脂肪酸产生的类二十烷酸代谢产物的影响,以阐明不同模式的血流剪切力对内皮细胞功能的影响及机制。首先,分别给予人脐静脉内皮细胞对照静止(Static)、层流型剪切力(laminar shear stress,LSS)、振荡型剪切力(oscillatory shear stress, OSS)处理6 h后,用新鲜的M199培养液孵育内皮细胞3 h,利用超高效液相色谱-质谱联用技术检测孵育培养液中内皮细胞分泌的类二十烷酸代谢产物的水平。结果显示:在不同的血流剪切力作用下,类二十烷酸代谢的水平有显著改变。我们筛选出OSS组相对于LSS组显著上调的10种代谢物,包括由环氧合酶产生的代谢产物PGD2、PGE2、PGF2α以及PGJ2,由脂氧合酶或自发氧化作用产生的11-HETE、15-HETE、13-HDoHE,以及由细胞色素P450氧化酶和可溶性环氧化物水解酶产生的12,13-EpOME、9,10-EpOME、9,10-DiHOME,并从离体和在体水平验证了类二十烷酸代谢酶mRNA表达水平升高。以上结果表明OSS可能通过上调代谢酶基因的转录水平促进类二十烷酸代谢产物的升高,从而在动脉粥样硬化发生与发展中起关键作用。本研究利用代谢组学技术从整体上研究了类二十烷酸代谢产物对血流剪切力的响应,为血流动力学的系统生物学研究做出了重要的补充。     

垦殖对新疆绿洲农田土壤有机碳组分及团聚体稳定性的影响

土壤有机碳是土壤质量变化的重要指标,土壤活性有机碳组分在土壤质量变化方面发挥重要作用。采用有机碳分组技术,研究了干旱荒漠区自然土壤开垦对绿洲农田土壤有机碳活性组分及团聚体稳定性的影响。结果表明:低有机碳含量的自然土壤垦殖后,有利于干旱荒漠区绿洲棉田土壤有机碳的积累,且垦殖(0-5a)增加显著,年均增加在0.65gkg-1以上,上升幅度为76%-286%,5a后维持在相对平衡的水平;土壤活性有机碳、轻组有机碳在垦殖0-5a显著增加,平均增加72%和99%,5a后下降;颗粒有机碳则表现出垦殖0-10a明显增加,增加在275%以上,10a后下降;土壤水稳性团聚体含量随垦殖年限的延长显著增加,0-20a内较自然土壤提高了75%。垦殖可能是干旱区绿洲农田潜在碳汇的重要影响因素;但随垦殖年限延长,土壤有机碳活性组分下降,土壤质量又存在一定的退化风险。     

荒漠植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)EST-SSR标记的识别与开发

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区的特有珍稀植物,为古地中海孑遗物种.自然环境恶化和人类活动干扰,使其生境发生了严重的破碎化,甚至消失.有限的分子标记限制了对该植物种质遗传多样性和生存现状的认识.本研究通过转录组测序,构建了含有119603条Unigenes的四...     

基于沟眶象属两近缘种不同虫态转录组的气味受体基因鉴定及表达分析

[目的]基于沟眶象属Eucryptorrhynchus两近缘种沟眶象E.scrobiculatus和臭椿沟眶象E.brandti不同虫态的转录组数据进行气味受体(odorant receptor,OR)基因的鉴定及表达特征分析,补充两种象甲的气味受体信息,为之后的功能研究提供理论依据.[方法]从沟眶象(幼虫、蛹和成虫)...     

烟曲霉的细胞外囊泡蛋白质及RNA分析

目的 分析烟曲霉的细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)中的重要成分,以进一步明确曲霉致病机制。方法 通过离心法分离烟曲霉的囊泡,用电镜观察形态。采用马尔文纳米颗粒跟踪分析仪分析溶液中EVs的大小分布。通过质谱仪对囊泡内处理后的肽段进行分析。二级质谱数据使用Maxquant (v1.5.2.8)进行检索。检测RNA分布,通过数据库分析烟曲霉EVs中miRNA可能参与的一些通路。结果 电镜下烟曲霉的EVs可见明显的双层脂质结构。NTA发现烟曲霉分析的EVs大小主要集中在130 nm左右。EVs蛋白中不稳定蛋白为9种(15%),其余为稳定蛋白,而等电点(isoelectric point, PI)>7的为6种蛋白。EVs中大部分是胞浆蛋白,其余比较多的是细胞外分泌蛋白,但仍有25%的蛋白不能定位。通过跨膜蛋白预测(transmembrane prediction, TMPred)和糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol, GPI)预测,有5种蛋白存在于双层脂质膜上的蛋白。检测到RNA中rRNA和tRNA分别占59.7%和...     

亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂工蜂嗅觉学习行为的影响及其脑部转录组分析

[目的]分析吡虫啉处理对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica嗅觉学习行为及脑部基因转录的影响,为新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的负面影响提供依据.[方法]实验室条件下一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含有4 ng吡虫啉的50％蔗糖溶液,以饲喂不合吡虫啉的50％蔗糖溶液为对照,通过伸吻反应(proboscis ex...     

耕作方式对紫色水稻土轻组有机碳的影响

以位于西南大学实验农场的长期免耕试验田为研究对象,通过0—60cm分层采集土壤样品的方法,探讨了不同耕作方式———冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)及垄作翻耕(LF)对土壤轻组有机碳的影响。结果表明,重组有机碳是土壤总有机碳的主体,约占土壤总有机碳的69.56%—95.66%,在土壤剖面上随土壤深度的增加其分配比例逐渐升高;其次是自由轻组有机碳,约占土壤总有机碳的5.03%—26.43%,从土壤表层向下,其分配比例迅速下降;闭合轻组有机碳最低,仅占土壤总有机碳的1.37%—4.93%,其分配比例随土壤深度的变化不明显。在0—60 cm土壤深度内,不同耕作方式下自由轻组有机碳的平均含量为LM(4.36 g/kg)>DP(2.11 g/kg)>LF(1.74 g/kg)>SH(1.46 g/kg),相应的有机碳分配比例分别为17.1%、14.0%、12.2%和11.3%;闭合轻组有机碳的平均含量为LM(0.82 g/kg)>DP(0.51 g/kg)>LF(0.36 g/kg)>SH(0.34g/kg),相应的有机碳分配比例分别为3.36%、3.45%、2.71%和3.00%。因此,在西南地区紫色水稻土上实行垄作免耕能提高轻组有机碳的含量及其分配比例,从而改善土壤有机碳质量。另外,与土壤总有机碳、重组有机碳及闭合轻组有机碳相比,自由轻组有机碳对耕作方式的变化最敏感,是指示土壤有机碳变化的良好指标。     

薰衣草叶片对低温胁迫的生理与分子响应机制

薰衣草(Lavandula angustifolia)作为名贵的芳香植物,其生长、繁育、品质和产量均受低温影响。前期研究已获得1个耐低温薰衣草品种。该研究将对其处理的温度从20℃降至0℃,揭示薰衣草响应冷胁迫的生理及分子调控机制,同时结合薰衣草的细胞质膜透性、可溶性糖和蛋白质含量及抗氧化酶活性等生理变化。采用转录组学和生物信息学方法挖掘分析相关耐寒基因,并探讨外施水杨酸缓解–10℃冻胁迫的可行性。研究发现7个编码脂肪酸去饱和酶和转移酶的基因(LaFADs)、3个参与合成可溶性糖的基因(LaBAM1和LaSS2)、19个编码胚胎晚期丰富蛋白的基因(LaLEAs)及7个编码过氧化物酶的基因(LaPODs),这些基因在低温胁迫下均上调表达,指导薰衣草合成并积累保护物质,维持膜稳定性以应对胁迫。此外, 150 mg·L^-1水杨酸预处理能有效缓解植株冻害,可作为低温保护剂。该研究丰富了薰衣草重要抗逆基因家族的遗传背景,为后续分子遗传学功能分析和定向品种改良奠定基础。     

水稻恢复系M630稻瘟病抗性改良及其代谢组研究

稻瘟病是水稻的主要病害之一,改良水稻稻瘟病抗性对水稻生产、推广具有重要意义.本研究以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9材料9311-Pi9为供体,水稻优良恢复系M630为受体,将杂交、回交与分子标记辅助选择和背景筛选相结合,获得改良恢复系M630-Pi9.主要农艺性状和稻米品质分析显示改良后的M630-Pi9及其杂交组合徽两优...