海洋酸化对微藻关键生理过程的调控机制及环境因素的影响

人类活动排放大量的CO₂通过海气界面进入海洋,打破原有海水碳酸盐平衡进而造成海洋酸化(OA)。OA会影响海水和海洋污染物的理化性质,进而对生活在海洋表层的浮游藻类生理过程产生显著调控作用。海洋微藻作为海洋中主要的初级生产者,其生理功能与过程的正常进行对于海洋生态系统具有重要作用。本文综述了OA对海洋微藻光合固碳、钙化过程、固氮作用3个关键生理过程的调控作用和具体机制,总结了OA条件下,环境因素(如太阳辐射、温度、营养元素)对微藻生理过程和生长的影响,以及OA通过改变典型海洋污染物(如有机污染物、重金属、微塑料)的环境行为而对微藻生理过程的调控作用。最后,结合研究现状,对未来需要开展的研究方向进行展望。本文为进一步了解OA对海洋生态系统的潜在影响提供了重要信息。     

杉木采伐迹地营造阔叶树种对土壤微生物生态化学计量特征的影响

研究土壤微生物生物量及其生态化学计量特征对造林树种转换的响应,对深入了解森林生态系统土壤养分循环和有效性具有重要意义。本研究以1993年春在二代杉木采伐迹地上营造的26年生米老排和杉木人工林为对象,采用氯仿熏蒸法测定了0～40 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)的变化。结果表明: 与杉木人工林相比,米老排人工林0～10 cm土层MBC和0～20 cm土层MBN和MBP均显著提高, 0～20 cm土层MBC/MBP和10～20 cm土层MBN/MBP显著降低。两种人工林所有土层MBC/MBN均无差异。相关分析显示,土壤含水率、总有机碳、总氮、全磷、有效磷与MBC、MBN和MBP呈显著正相关,而与MBC/MBP和MBN/MBP呈显著负相关。逐步线性回归分析表明,MBN和MBP主要受土壤总氮和有效磷的影响,而MBC/MBP和MBN/MBP主要受有机碳和有效磷的驱动。研究表明,造林树种从杉木转换成米老排能够增加表层土壤微生物生物量,加速氮磷养分周转,增加土壤氮磷养分供应能力。米老排人工林土壤MBP的增加可能在一定程度上缓解了树木生长的磷限制。     

特定化合物同位素分析技术在树木非结构性碳水化合物研究中的应用

特定化合物同位素分析(CSIA)可以实现对复杂基质中特定化合物稳定碳同位素组成(δ¹³C)的精确测定。应用此方法测定树木非结构性碳水化合物(NSC)中特定成分(如糖类、有机酸和糖醇)的δ¹³C,不仅能够追踪新同化的光合产物在树木中的运移及与外界的碳交换,还能够更敏感地指示树木生理状况对环境变化的响应。本文首先系统介绍了CSIA从样品采集、处理到δ¹³C测定的方法,然后综述了树木NSC中各成分之间及各成分在不同器官之间的δ¹³C差异,阐述了树木NSC的δ¹³C时间动态变化特征及内在机制,最后分析了NSC作为主要呼吸底物,其δ¹³C与树木呼吸释放CO₂的δ¹³C(δ¹³C_R)之间的联系,并针对CSIA分析技术在后光合分馏、树木逆境生理和年轮δ¹³C形成机制等研究的应用前景提出了展望。     

赤松枯梢病叶内生真菌多样性研究

在微生物层面研究枯梢病与植物针叶内生微生物的互作关系,分析内生真菌的多样性差异,为松枯梢病的防控提供基础数据。利用高通量测序技术测定赤松(Pinus densiflora)不同染病程度的针叶内生真菌的多样性。结果显示,随着病害的加重,P. densiflora针叶内生真菌丰富度呈现出上升的趋势,多样性指数表现为先下降后上升的趋势。无病斑针叶内生真菌中,子囊菌门(Ascomycota)与担子菌门(Basidiomycota)相对丰度最高,优势属为Lapidomyces和Selenophoma,病害导致优势菌相对丰度的降低。通过对不同染病情况的P. densiflora针叶内生真菌的测定,明确了枯梢病不同发病程度的P. densiflora针叶内生真菌的多样性及群落结构组成。     

不同郁闭度对野外回归的梓叶槭幼树形态和生理特征的影响

濒危植物野外回归是扩大极小种群野生植物种群的有效途径。适宜的回归生境是物种生长的必要条件, 研究植物的生理生态特征对不同野外回归生境的适应性, 是科学评价濒危物种种群回归生境适宜性的关键指标。本文以野外回归的极小种群野生植物梓叶槭(Acer catalpifolium)为研究对象, 探讨了无遮荫、林缘、林隙以及林下(郁闭度由小到大) 4种不同光照条件对梓叶槭幼树的形态特征、光合特征、类黄酮指数及叶绿素含量等的影响。结果表明: (1)随着郁闭度的增大, 梓叶槭幼树的基径、冠幅以及新生枝条数量产生差异, 均呈现先增大后减小的趋势; (2)在林缘生境中, 梓叶槭幼树的单叶面积及单叶质量均最大, 比叶面积随着郁闭度的增大而增大; (3)随着郁闭度的增大, 梓叶槭叶片胞间CO₂浓度、蒸腾速率及气孔导度均呈现先减小后增大的趋势, 叶绿素含量呈现上升趋势, 类黄酮指数则呈现先增大后减小的趋势。综上可知, 林缘适宜的光照条件更适合梓叶槭野外回归。这一结果可为梓叶槭以及其他极小种群野生植物的回归生境适宜性的探索研究提供借鉴。     

圈养黑猩猩血液生理生化指标测定

正动物园作为综合保护、科普宣传与公众教育的重要场所,在濒危物种的迁地保护工作中发挥着十分重要的作用(Kleiman et al.,2010)。然而,不同的濒危物种在生理学及生活史方面存在很大差异;加之部分物种的生物学信息匮乏,使得动物园的饲养繁育和疾病防控工作面临重大挑战。在常规体检及疾病诊断时,血液参数值有助于对动物机体的临床检查与诊断,解读动物的生理、营养和病理状态(胡翊群,2004;Etim et al.,2014),是及时发现动物     

光氮互作对闽楠幼苗叶片光合生理特性的影响

以5月龄闽楠幼苗为材料,采用4种光照水平(100%、41.3%、14.3%、3.6%自然光)和4种氮素水平(0、0.5、1、2 mol/L纯氮)的双因素盆栽试验,研究光氮互作下闽楠幼苗的光合生理特性,以探讨其对环境适应性的生理机制。结果表明:(1)遮荫和施氮均能显著提高闽楠叶片光合色素含量;在同一氮素水平下,随光照强度下降,闽楠幼苗叶片可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大净光合速率(P_(max))、暗呼吸速率(R_d)、表观量子系数(AQY)均呈先增后降趋势,并在41.3%自然光照水平时最高;而同期叶片胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)均呈下降趋势;闽楠幼苗的叶片PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)则随光照减弱逐渐增加。(2)同一光照水平下,随着氮素施用量增加,闽楠幼苗叶片SS、SP、光合气体交换参数、光响应曲线特征参数总体呈现先升高后降低的趋势,F_v/F_m和F_v/F_o呈先降后增趋势。(3)不同光照和氮素水平之间存在显著的互作效应,隶属函数分析结果以41.3%自然光照、0.5 mol/L纯N处理的效果最优。研究表明,闽楠幼苗为喜光耐荫植物;适宜遮荫和施氮处理组合可显著改善闽楠渗透调节能力,提高光能利用率,促进光合作用进行,而全光照、过度遮荫、缺氮、或过量施氮均不利于闽楠正常生理代谢。     

不同缓释过氧化钙对潜育环境下水稻土微生物特性的影响

为了解不同缓释过氧化钙对潜育化稻田土壤微生物特性的影响,于网室内进行潜育化稻田环境模拟试验,以不施过氧化钙为对照,探究过氧化钙粉末、过氧化钙颗粒与4种不同释氧效果的包膜过氧化钙在早稻分蘖期同等时期对潜育化稻田土壤活性有机碳、有效养分及微生物特性的影响。结果表明: 施用过氧化钙均能提高土壤活性有机碳、有效养分、微生物生物量及可培养微生物数量和酶活性,包膜过氧化钙对土壤微生物和酶活性的改善效果较好,其次依次为过氧化钙颗粒和过氧化钙粉末。包膜过氧化钙处理中,以乙基纤维素包膜效果最好,与不施过氧化钙处理相比,其土壤活性有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷分别显著提高19.4%、11.4%、121.5%、127.2%,土壤碱解氮和有效磷分别提高4.0%和45.5%;土壤可培养细菌和可培养微生物总量分别显著提高137.3%和113.7%,真菌和放线菌数量分别提高33.6%和44.7%;蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性分别显著提高92.4%、91.8%和112.5%,过氧化氢酶活性提高17.1%。研究结果可为包膜过氧化钙对潜育化稻田改良提供参考。     

利用宏基因组学方法分析健康人群肠道微生物与其生理指标的关系

目的探究亚洲健康人群的肠道菌群组成特征及其与血压和年龄相关生理指标的关系。方法应用WGCNA分析,对22个健康个体肠道微生物细菌基因组进行解析。结果亚洲健康人肠道微生物相对丰度最高的细菌门水平分别是Firmicutes(厚壁菌门)、 Bacteroidetes(拟杆菌门)以及Proteobacteria(变形菌门),并且在Proteobacteria中显示高差异性。WGCNA分析结果表明两个模块(yellow,green)中微生物物种丰富度分别与收缩压和舒张压以及年龄呈正相关(t=3.098 1,P=0.005 6;t=3.015 9,P=0.006 8;t=2.390 8,P=0.026 7)。其中Ruminococcus sp.(瘤胃球菌)、Oscillospiraceae sp.(颤螺菌)、Clostridium hathewayi(哈氏梭菌)与血压呈现显著正相关;Intestinibacter(肠杆菌)、Clostridium(梭菌)、Blautia(劳特菌)以及Veillonella(韦荣球菌)属下的Aypic、Tobetsuensis rogosae与年龄呈现正相关。抗性基因注释结果表明,年龄和血压相关核心菌群均富集有较多的大环内酯-林可酰胺-链霉素类、杆菌肽类以及四环素类抗生素抗性基因。其中多黏菌素类抗性基因仅存在于年龄相关核心菌群而氯霉素抗性基因仅存在于血压相关核心菌群。结论健康人肠道微生物物种丰度与血压以及年龄相关,肠道菌群可能在心血管疾病以及衰老过程中发挥重要影响。     

糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性的系统评价

目的对糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性进行系统评价。方法检索知网、维普、万方、PubMed、Cochrane library、Embase等数据库关于糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性的文献,同时追踪纳入文献的参考文献,时限为2009年3月至2019年3月,采用统一提取表,由两名研究者独立按照规定的纳入排除标准进行文献提取和方法学质量评估。最后采用RevMan 5.3软件进行Meta合并,Stata 12.0软件进行亚组分析与发表性偏倚识别。结果共纳入25篇研究,合计2 209例患者。Meta分析显示:(1)糖尿病患者菌群总量(SMD=-0.30,P=0.53)、乳杆菌数量(SMD=-0.79,P=0.20)下降,拟杆菌数量(SMD=1.43,P=0.12)、梭菌数量(SMD=0.28,P=0.40)增加,差异均无统计学意义,双歧杆菌数量(SMD=-1.82,P=0.02)下降,差异有统计学意义。(2)糖尿病患者菌群Shannon指数I~2=91%,r=-0.21[-0.32,0.09],P0.05;Chao1指数I~2=0%,r=-28.17[-40.85,-15.48],P0.05;均下降。(3)拟杆菌、双歧杆菌、梭菌与空腹血糖的相关性分别为:I~2=0%,r=-0.15[-0.27,-0.03];I~2=0%,r=-1.16[-1.42,0.91];I~2=0%,r=-0.28[-0.42,-0.14],均P0.05。而乳杆菌的相关性差异无统计学意义:I~2=47%,r=-0.00[-0.30,0.29],P=0.98。(4)乳杆菌和拟杆菌与炎症因子(TNF-α、IL-6)呈负相关,乳杆菌(r=-0.43;r=-0.60),P0.05;拟杆菌(r=-0.58;r=-0.58),P0.05,差异有统计学意义。结论糖尿病患者肠道菌群总量无明显变化,但有益菌含量和多样性下降,拟杆菌、双歧杆菌和梭菌含量与血糖水平呈负相关,而乳杆菌无相关,其结果还需要大样本、高质量的研究加以论证。