EM复合菌对新疆色素辣椒生长及根际细菌群落的影响

【背景】Effective microorganisms （EM）复合菌在我国农业种植上的应用越来越广泛,但对色素辣椒的促生作用与根际细菌群落结构的影响未见报道。【目的】评估EM复合菌对新疆色素辣椒的促生长作用,并分析其对色素辣椒根际细菌群落组成的影响。【方法】通过随水灌溉方式将EM复合菌接种到色素辣椒根部,在收获期测定辣椒生长指标、土壤养分和酶活活性,明确EM复合菌对辣椒生长和土壤质量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术测定EM复合菌对辣椒根系细菌群落组成和结构的影响。【结果】与对照组相比,EM复合菌的施用使辣椒株高、鲜重、单个果重和单株结果数分别提高23.89%、85.41%、42.31%和46.04%;土壤中碱解氮和速效磷含量分别提高5.83%和13.39%,土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化物酶的活性分别提高11.47%、9.42%和21.43%;施用EM复合菌显著改变辣椒根际微生物群落的α多样性和β多样性,提高有益菌群变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,其中变形菌门黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）的相对丰度增加119.32%;在属的水平上,施用EM复合菌显著增加了藤黄色杆菌属（Luteitalea）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、鞘脂单胞菌属（Sphingobacterium）和盐单胞菌属（Halomonas）的相对丰度,尤其是藤黄单胞菌属的丰度提高244.17%,同时显著降低黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度。此外,与土壤理化指标呈正相关的微生物菌群相对丰度也显著升高。【结论】EM复合菌能够通过提高土壤营养成分与酶活活性,调控根系微生物群落结构,富集大量在盐碱地生存能力较强的有益菌群,进而起到促进色素辣椒生长的功效。     

自然保护区管理中生态与娱乐属性的权衡:一个选择实验的应用

随着自然保护区多样化的发展以及旅游需求的日益增长,保护区管理者面临着保护生态环境与满足娱乐需求的双重压力,这使得保护区管理者需要更多的信息进行决策。以中国东北部的扎龙国家级自然保护区为例,进行了一项选择实验,选取生物多样性、预期游客数量、景区的环境教育设施、门票价格等4个属性,分别采用多项logit模型、随机参数logit模型和潜在分类模型,探究游客在可能存在冲突的管理优先级之间的偏好。目的是揭示游客如何评价保护区不同的管理属性,以及各属性的边际支付意愿和偏好,并根据这些信息制定有效的保护区管理指南。研究结果表明生物多样性是保护区游客最关注的属性,并且游客对于生态属性的关注度高于娱乐属性。因此,保护区管理者应首先维持并改善生物多样性及其生态环境,在不破坏生态环境的基础上开发具有环境教育作用的娱乐服务。此外,研究发现游客可分为生态友好型和价格敏感型两种类别,不同类型的群体对游览保护区存在不同偏好,女性和年轻的受访者对生态更友好,男性和年长的受访者对价格更敏感。本文的贡献是将某一方面属性价值的描述扩展到涵盖多个管理属性的研究,并为保护区管理中生态与娱乐的权衡问题提供了更具体的见解。     

科尔沁沙地典型固沙人工林地土壤水分时空特征及其对环境因子的响应

土壤水分时空动态特征对于干旱地区人工林的可持续经营与管理起着至关重要的作用。以位于科尔沁沙地南缘的樟子松和柠条固沙人工林为对象,于2018年11月-2019年11月连续观测了林地0-200 cm土壤剖面的含水量、温度及微气象因子,系统分析了土壤水分的时空变化特征及其对环境因子的响应。研究期内,两种林地土壤水分的季节变化可分为冻结期、补充期、消耗期和稳定期;依据土壤剖面的水分特征可分为易变层、活跃层和稳定层,但两种林地的分层深度有一定差异。在生长季内（5-10月）,土壤含水量对大气降雨的响应随着土层深度的增加而减弱;降雨对樟子松人工林0-20 cm层土壤水分的影响极显著（P<0.01）,对柠条人工林0-10 cm层的影响极显著（P<0.01）、20-60 cm层显著（P<0.05）。在土壤冻融周期内（2018年11月-2019年4月）,两种林地的土壤均表现为"单向冻结"和"双向融化"的特点;土壤温度是影响冻融期内土壤含水量的关键因素,两者呈极显著的指数函数关系;樟子松和柠条人工林土壤的最大冻结深度分别为170 cm和190 cm,前者10 cm土层解冻时间要比后者晚11 d,可能与乔木树冠的遮阴作用有关。潜在蒸散与柠条林0-60 cm层、樟子松林0-20 cm和200 cm层的土壤水分呈极显著相关（P<0.01）,而与樟子松林60 cm和160 cm层呈显著相关（P<0.05）,这与树木蒸腾和土壤蒸发等综合作用有关。研究表明,由于两种人工林的树种组成、树冠大小、郁闭程度和根系分布等结构特征不同会导致林地土壤水分时空特征的异质性及其对环境因素响应的差异。     

受体相互作用蛋白质激酶3通过上调整合素β3促进骨关节炎相关病变

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是最常见的慢性致残性关节疾患,目前尚无针对病因的有效治疗手段。程序性坏死在多种疾病中扮演关键角色,受体相互作用蛋白质激酶3（receptor-interacting protein kinase 3, RIP3）是程序性坏死进程的关键调控因子。有研究显示,RIP3在人与鼠骨关节炎退变软骨组织中表达水平显著上调,提示程序性坏死的发生,但RIP3在软骨中的具体病生理角色仍不明确。本研究拟对过表达RIP3前后的软骨细胞转录物组进行测序分析,探索RIP3在骨关节炎进程中发挥作用的具体机制。RNA测序结果显示,RIP3的过表达诱发软骨细胞中244个基因表达上调,277个表达下调。通过进一步构建基因间共表达作用网络,筛选出16个候选靶基因在mRNA水平进行验证,证实RIP3对磷脂酰肌醇3激酶调节亚单位5（phosphoinositide-3-kinase, regulatory subunit 5,Pik3r5）、整合素β3（integrin subunit beta 3,Itgb3）及成髓细胞瘤转录因子第2亚型（MYB proto-oncogene like 2,Mybl2）的表达上调作用最为显著。CCK-8以及乳酸脱氢酶活性检测结果表明,利用siRNA沉默Itgb3的表达可显著抑制RIP3诱发的软骨细胞活力下降及程序性坏死,同时也抑制了RIP3对软骨细胞中分解代谢相关基因Mmp1、Mmp13与Il6的表达上调作用,以及其对合成代谢相关基因Acan、Col2a1与Sox9的下调作用。本研究证实,RIP3通过上调软骨细胞中Itgb3的表达诱发软骨细胞坏死与软骨基质代谢紊乱,并最终导致软骨退变,为骨关节炎的临床治疗提供了新靶点,同时进一步明确了程序性坏死的病理生理学意义。     

Cloning,purification and characterization of a cellulase-free xylanase from <Emphasis Type="Italic">Geobacillus thermodenitrificans</Emphasis> AK53

Geobacillus thermodenitrificans AK53 xyl gene encoding xylanase was isolated, cloned and expressed in Escherichia coli. After purifying recombinant xylanase from G. thermodenitrificans AK53 (GthAK53Xyl) to homogeneity by ammonium sulfate precipitation and ion exchange chromatography, biochemical properties of the enzyme were determined. The kinetic studies for GthAK53Xyl showed K_M value to be 4.34 mg/mL (for D-xylose) and V_max value to be 2028.9 μmoles mg^–1 min^–1. The optimal temperature and pH for enzyme activity were found out to be 70°C and 5.0, respectively. The expressed protein showed the highest sequence similarity with the xylanases of G. thermodenitrificans JK1 (JN209933) and G. thermodenitrificans T-2 (EU599644). Metal cations Mg²⁺ and Mn²⁺ were found to be required for the enzyme activity, however, Co²⁺, Hg²⁺, Fe²⁺ and Cu²⁺ ions caused inhibitor effect on it. GthAK53Xyl had no cellulolytic activity and degraded xylan in an endo-fashion. The action of the enzyme on xylan from oat spelt produced xylobiose and xylopentose. The reported results are suggestive of a xylanase exhibiting desirable kinetics, stability parameters and metal resistance required for the efficient production of xylobiose at industrial scale.     

小分子药物BNTA通过上调Insig1缓解高胆固醇引起的骨关节炎

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是运动系统常见的退行性疾病,具有高发病率和高致残率。骨关节炎的发病机制目前尚不明确,既往研究认为骨关节炎发病主要与创伤因素相关,而近期研究表明,以胆固醇代谢异常为主的代谢性因素同样与骨关节炎密切相关,骨关节炎的治疗以早期对症治疗和晚期手术治疗为主,尚无针对病因的特效药物。既往研究中发现,有一种具有软骨保护作用的小分子药物BNTA,其在创伤引起的骨关节炎中具有较好的疗效,但其对高胆固醇引起的骨关节炎的作用尚不明确。本研究为探究BNTA对高胆固醇引起的骨关节炎的治疗作用及其机制,采用高胆固醇饮食构建了大鼠骨关节炎模型,取膝关节石蜡切片进行组织学评估,使用油红O染色评估大鼠软骨细胞内的脂质积聚情况,使用RT-qPCR、免疫荧光和免疫组化评估软骨细胞合成代谢、分解代谢及胆固醇代谢相关基因和蛋白质的表达。结果显示,BNTA可缓解高胆固醇大鼠骨关节炎模型中的病理表现,改善OARSI评分。在大鼠软骨细胞中,BNTA可促进合成代谢相关基因col2、sox9、acan的表达,抑制分解代谢相关基因mmp13、adamts5的表达,可改善高胆固醇引起的大鼠软骨细胞脂质积聚。在大鼠软骨细胞和高胆固醇大鼠骨关节炎模型中BNTA均可上调Insig1表达。本研究证实,高胆固醇可在体内和体外实验中加重骨关节炎,可引起大鼠软骨细胞脂质积聚增加。在体内和体外实验中BNTA均能缓解高胆固醇引起的骨关节炎表型,改善软骨细胞内的异常脂质积聚,其作用可能为通过上调Insig1抑制细胞内的胆固醇生物合成,从而缓解脂质异常积聚。     

青藏高原丽蝇科昆虫物种多样性初探

本文从种数、特有物种和区系构成等角度分析了青藏高原丽蝇科昆虫的物种多样性。青藏高原已知丽蝇5亚科35属120种,占中国已知种数的44.28%,其中特有种55种,占该地区总种数的45.83%;区系构成以特有种、古北界 东洋界共同种及典型的东洋界种和古北界种为主,但澳洲界、新北界、非洲界和新热带界共同种也占一定比例。文中讨论了该地区特有种丰富的原因及地质历史环境对其的影响,分析了区系构成中各种区系成分的比例及形成原因。     

Cdkn2a示踪小鼠:研究创伤性骨关节炎软骨退变细胞衰老的新模型

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是临床上最为常见的老年性运动系统疾病之一。研究表明,衰老是OA发生发展的重要影响因素之一,但其具体作用及机制尚未完全清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术,建立了Cdkn2a-e(Luc-2A-tdTomato-2A-CreERT2-WPRE-pA)1定点敲入的杂合子小鼠模型,可在小鼠活体内追踪衰老经典标记物Cdkn2a(p16, p16INK4a)的表达情况,结合前交叉韧带横断术(ACLT)诱导OA小鼠模型,将OA病理进程中的衰老变化在体外直观呈现,明确衰老与OA之间的关系。本研究选取10 ～ 12周龄Cdkn2a小鼠,随机分为非手术对照组、假手术组和ACLT组,通过ACLT手术在小鼠中构建OA的模型,术后4周收取动物进行活体荧光成像检测显示,ACLT组术后4周的小鼠膝关节局部Cdkn2a荧光表达升高(P＜0.05),小鼠膝关节组织切片的番红O固绿染色显示,4周时ACLT组膝关节软骨出现退变(P＜0.05),对小鼠膝关节组织进行Cdkn2a免疫组织化学染色,相较其他2个组,ACLT组的小鼠膝关节组织软骨表面Cdkn2a染色更深。研究结果显示,通过手术诱导的OA模型在局部具有衰老的表现,这进一步验证了衰老和OA的关系。同时,该Cdkn2a示踪小鼠模型能够在活体小鼠内体现衰老的进展。结合影像学检查,可以实时观察衰老和OA发生、进展的关系,为衰老与OA疾病机制的研究提供了良好的模型,也为今后进行靶向衰老进行OA的治疗提供了很好的研究工具。     

多巴胺D4受体基因启动子区功能多态性与海洛因依赖的相关性研究

目的:探讨多巴胺D4受体(DRD4)基因启动子区的3个功能多态性位点与海洛因依赖的相关性.方法:严格按照诊断标准,选取无亲缘关系的海洛因依赖患者212例及健康对照组200例提取基因组DNA,采用聚合酶链反应及等位基因特异性扩增技术检测DRD4基因启动子区-521C/T、-616C/G、及-1240L/S 3个功能多态性位点的基因型,采用HaploView及SPSS11.5软件分析各位点基因型、等位基因频率及组间差异.结果:DRD4基因-521C/T的基因型及等位基因频率分布在海洛因依赖组与正常对照组存在显著性差异(p＜0.05).结论:多巴胺D4受体(DRD4)基因-521C/T多态性与海洛因依赖相关联,T等位基因可能是海洛因依赖的风险因子.     

多巴胺D2受体基因多态性位点与海洛因依赖的关系

目的:探讨多巴胺D2受体(Dopamine D2 receptors,DRD2)基因3'非翻译区Taq ⅠA、启动子区-141 Ins/Del 2个多态性位点和海洛因依赖的相关性.方法:采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态(PCR-RFLP)技术检测320例海洛因依赖患者及300例健康对照组的TaqⅠA和-141 Ins/Del2个多态性位点的基因型.采用HaploView4.0及SPSS11.5软件分析这2个多态性位点的基因型、等位基因频率及组间差异.结果:DRD2基因Taq ⅠA位点的基因型及等位基因频率分布在海洛因依赖组与正常对照组存在显著性差异(p<0.01),海洛因依赖组TaqⅠA位点的等位基因A1频率显著高于正常对照组(x2=11.156,p=0.001,OR=1.463,95%CI=1.170～1.830);DRD2基因-141 Ins/Del位点的基因型及等位基因频率分布在海洛因依赖组与正常对照组之间无统计学差异(p<0.05).结论:DRD2基因TaqⅠA位点多态性可能与海洛因依赖有关,携带有TaqⅠA多态性位点A1等位基因的个体可能更容易对海洛因产生依赖.