三江并流核心区亚高山森林非生长季净生态系统CO2交换量及其影响因素

采用开路式涡度相关系统,针对三江并流核心区西藏红拉山滇金丝猴国家自然保护区,通过测量和分析非生长季亚高山常绿针叶林净生态系统碳交换量(NEE),探讨了亚高山森林非生长季CO₂通量特征及其主要影响因子。保护区常绿针叶林NEE值在非生长季具有明显“U”型变化曲线,白天表现为碳吸收,夜间表现为碳释放,日间CO₂吸收高峰介于12:00到15:00之间,平均每天碳汇时间在10 h左右。非生长季各月NEE大小依次为：4月> 3月>2月>11月>1月>12月。研究期内气温(T)、相对湿度(RH)、饱和水汽压差(VPD)和光合有效辐射(PAR)等气象因子对净生态系统CO₂交换量影响显著。此外,森林碳吸收对温度响应敏感,光合作用在整个非生长季较为明显。各影响因子中光合有效辐射对碳交换影响最大;夜间NEE与5 cm土壤温度呈极显著相关性(P<0.01)且NEE随着土壤温度升高而增大;整个非生长季NEE、生态系统呼吸量(Re)和总生态系统CO₂交换量(GEE)分别为-596.759 g...     

学会用生化逻辑去理解和诠释代谢生物化学

生物化学包括结构生物化学(以下简称生化)、代谢生物化学和分子生物学,其中代谢生化是最富有挑战性的部分。不论教师还是学生,教好或者学好这一部分的内容都不容易。据我所知,不少老师在讲代谢的时候,就是按照PPT上的内容,走马观花地把每一步反应念出来。试想这样的代谢生化课谁会喜欢?笔者在多年的生物化学教学实践中发现,如果将生化逻辑引入这一部分的教和学,一方面会大大提高教学效果,另一方面还会大大激发学生的学习兴趣。本文就以糖酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径为例,深入剖析它们各自的生化逻辑,希望对同行们的代谢生化教学有所帮助。     

不同种源白桦根CO2释放通量地点和根径级间的差异

以草河口和帽儿山的12个种源13年生白桦(Betula platyphylla Suk.)为实验材料,在生长季分别取直径<0.5 mm、2.0~5.0 mm和> 5.0 mm三个径级根,采用红外线气体分析法离体测定根系CO2释放速率。探讨根系径级、试验地点和种源对白桦根系CO2释放通量的影响。结果表明:根直径和环境对根系CO2释放速率影响显著(P <0.01),而种源对根系CO2释放速率影响不显著(P> 0.05)。根CO2释放速率随径级的升高而显著降低(P <0.01)。草河口试验地的白桦各径级根CO2释放速率均显著高于帽儿山试验地的白桦(P <0.01)。草河口试验地和帽儿山实验地白桦直径<0.5 mm根CO2释放速率值分别为104.21和81.07 mol·g^-1·s^-1,直径2.0~5.0 mm根CO2释放速率分别为41.08和30.91 mol·g^-1·s^-1,直径> 5.0 mm根CO2释放速率分别为24.87和11.37 mol·g^-1·s^-1。白桦12个种源间的树高和胸径均差异显著(P <0.05),树高和胸径均与根系CO2释放通量呈负相关。相关研究结果将为更准确评估林木根系CO2释放通量提供重要基础。     

Effects of nitrogen enrichment on root exudative carbon inputs in Sibiraea angustata shrubbery at the eastern fringe of Qinghai-Xizang Plateau

Aims Understanding the responses of root exudative carbon (C) to increasing nitrogen deposition is important for predicting carbon cycling in terrestrial ecosystems. However, fewer studies have investigated the dynamics of root exudation in shrubbery ecosystems compared to forests and grassland ecosystems. This objective of this study was to determine the effects of nitrogen fertilization on the rate and C flux of root exudates.Methods Three levels of nitrogen addition treatments were applied to a Sibiraea angustata shrubbery ecosystem situated at the eastern fringe of Qinghai-Xizang Plateau, including N₀ (without nitrogen application), N₅ (nitrogen addition rate of 5 g·m^-2·a^-1), and N₁₀ (nitrogen addition rate of 10 g·m^-2·a^-1), respectively, in 5 m ´ 5 m plots. Root exudates were collected in June, August and October of 2015, using a modified culture-based cuvette system. Root biomass in each plot was measured with root core method.Important findings The rates of root exudates on biomass, length, and surface area basis all displayed apparent seasonal variations during the experimental period, with the magnitude ranked in the order of: August > June > October, consistent with changes in soil temperature at 5 cm depth. With increases in the nitrogen addition rate, the rate of root exudates on biomass, length, and area basis all trended lower. Compared with the control (N₀), the N₅ and N₁₀ treatments significantly reduced fine root biomass in the Sibiraea angustata shrubbery, by 23.36% and 33.84%, respectively. The decreasing root exudation and fine root biomass in response to nitrogen addition significantly decreased C flux of root exudates. Our results provide additional evidences toward a robust theoretical foundation for better understanding soil C-nutrient cycling process mediated by root exudation inputs in Alpine shrubbery ecosystems under various environmental changes.     

鼎湖山针阔混交林旱季能量平衡研究

运用涡度相关(Eddycovariance,EC)法开路系统、常规微气象观测系统及土壤热通量板等设施对鼎湖山季风常绿阔叶林旱季(2003／1／9—2003／1／23)的能量分量进行测定。结果表明,平均净辐射通量(Net radiation,Rn)为53．14Wm^2,与下行短波辐射具有相同的变化趋势。林冠上层EC法潜热通量(Latent heat,LE)、显热通量(Sensible heat,Hs)实测平均值分别为57．18Wm^-2,43．40Wm^-2,林冠下层分别为12．61Wm^-2、7．61Wm^-2。白昼EC法所测得的LE和Hs数据与利用波文比．能量平衡法(Bowen ratio and energy balance,BREB)计算出的数据相比,略偏低,而夜间及凌晨数据差异较大。土壤热通量日变化曲线呈“S”形,平均土壤热通量为．1．50Wm^-2,表面土壤总热通量(Gt)仅为5cm处土壤热通量的84．0％,可见表层土壤尽管很薄,但其热储量不能忽略。将LE、Hs之和与可供能量(Rn—Gt)进行闭合,回归直线斜率为0．9128,相关系数达0．8517,与许多研究结果的60％-90％的区间相符,这说明鼎湖山涡度相关法通量观测数据是非常可靠的。     

闽江下游水体硅的组成及营养盐化学计量比

在过去几十年里，河流在人类活动的影响下向沿海生态系统输送不平衡的营养盐负荷导致了严重的区域或全球富营养化问题。闽江受人类活动影响比较明显，为了研究闽江水体营养盐输送比例的变化特征，于2019年7月至2020年7月对闽江下游表层水体碳、氮、磷、硅营养盐进行了季节观测。结果表明：闽江下游表层水体溶解态硅(DSi)、成岩硅(LSi)和生物硅(BSi)的年平均含量分别为5.30、4.58和2.37 mg·L^-1,但季节性差异大，夏季表现为溶解态硅>成岩硅>生物硅，秋季为溶解态硅>生物硅>成岩硅，而冬季为成岩硅>溶解态硅>生物硅。其中溶解态硅在总硅中的比例沿向海方向呈逐渐降低趋势，而生物硅与之相反。从化学计量比来看，闽江水体明显地受碳、磷限制，基本不受硅、氮限制。据估算，闽江每年向河口输送1.03×10¹⁰ mol溶解态硅和0.46×10¹⁰ mol生物硅，并且呈现逐年下降趋势，而碳、氮、磷负荷则呈上升趋势，这种营养盐比例关系会导致河口及近海生态系统结构和功能发生变化。研究闽江水体碳、氮、磷、硅...     

荷叶碱抑制Akt/mTOR/4EBP1-糖酵解通路抗胆管癌细胞增殖作用研究

本研究基于网络药理学探究荷叶碱抑制人肝内胆管癌细胞HuCCT1增殖的分子机制。采用MTT比色法、克隆形成实验检测荷叶碱对HuCCT1细胞增殖的影响；采用比色法、分光光度法检测荷叶碱对糖酵解生化指标的影响；通过网络构建和富集分析预测荷叶碱作用于肝内胆管癌的潜在靶点及通路，以此为基础探究荷叶碱影响HuCCT1细胞增殖的可能机制。结果表明荷叶碱能抑制HuCCT1增殖，显著降低细胞葡萄糖消耗及乳酸生成，并呈时间和剂量依赖性；网络药理学分析显示荷叶碱主要通过PI3K/Akt、MAPK、HIF-1信号通路影响肝内胆管癌生长、运动；聚合酶链式反应(PCR)和蛋白免疫印迹(Western blot)结果显示(30、60、120μmol/L)荷叶碱能降低低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、己糖激酶2(HK2)和丙酮酸激酶2(PKM2)的mRNA水平和蛋白表达，同时下调p-Akt^Thr308、p-mTOR、p-4EBP1蛋白表达。综上，荷叶碱可能通过影响Akt/mTOR/4EBP1信号级联调控的糖酵解活性抑制HuCCT1细胞增殖。     

不同生境下氮沉降对土壤N2O通量影响的整合分析

基于在我国开展的66个野外氮沉降模拟试验的290组数据，采用整合分析方法，探究实验样地特征(气候因子、土壤性质)和施氮因素对施氮后土壤N₂O通量变化的影响。结果表明：样地的年均降水量、年均温、自然氮沉降量和土壤C/N与施氮后N₂O通量增幅呈显著正相关，土壤pH与施氮后N₂O通量增幅呈显著负相关。湿地生态系统土壤对施氮最敏感，森林生态系统次之，草原生态系统最小。所有的样地因子中，土壤pH和C/N对施氮后N₂O通量变化幅度的影响最大。施加硝态氮后土壤N₂O通量增幅最大，施加尿素与铵态氮后N₂O通量增幅相当，而施加硝酸铵后N₂O通量增幅最小。综上，在准确评估和预测土壤N₂O通量对氮沉降的响应时，应综合考虑样地特征及氮源种类的影响。     

敲低序列相似家族172成员A 抑制肝癌细胞增殖和糖酵解

序列相似家族172成员A(family with sequence similarity 172 member A, FAM172A)已被证实与多种肿瘤的发生和恶性转化有关，但是FAM172A在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)中的作用尚不完全清楚。本研究分析了肿瘤与癌症基因组图谱数据库中50例正常肝组织和50例肝癌组织信息，结合实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹结果，发现肝癌组织中FAM172A的表达高于正常肝组织。利用短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)将肝癌细胞系中FAM172A进行敲低，细胞活力检测和细胞克隆形成实验结果表明，FAM172A的敲低显著抑制了细胞的增殖(P<0.01)。此外糖酵解压力测试和Western印迹结果显示，敲低FAM172A可以有效抑制肝癌细胞的糖酵解能力，糖酵解酶己糖激酶2(hexokinase 2, HK2)、肝内磷酸果糖激酶(phosphofructokinase-liver, PFKL)、乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A, LDHA)及其转录因子c-M...