应用与环境生物学报 /oa 三星堆出土古象牙表面病害微生物分离鉴定及抑菌剂效果评价 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202203004 为科学有效防控三星堆出土古象牙的微生物病害,采用可培养技术对三星堆出土古象牙残片表面滋生的细菌和真菌进行分离鉴定,并测定苯扎氯铵、苯并咪唑、制霉菌素、三氯生、特泯菌5种抑菌剂对微生物的最小抑菌浓度(MIC),分析抑菌效果,确定科学的使用剂量. 通过可培养方法从三星堆古象牙残片上分离出4株分属于4个属的细菌,分离出29株分属于3个门16个属的真菌,其中子囊菌门(Ascomycota)7个属、担子菌门(Basidiomycotina)7个属以及半知菌门(Deuteromycetes)2个属. 抑菌结果表明,除苯并咪唑外,其他4种抑菌剂的抑菌浓度虽然存在差异,但在一定浓度范围内都能达到完全抑菌的效果. 苯扎氯铵、三氯生、特泯菌能够抑制所有细菌生长的MIC分别为64、256、8 mg/L,在复配处理中,3种抑菌剂苯扎氯铵(MIC 16 mg/L)、三氯生(MIC 64 mg/L)、特泯菌(MIC 2 mg/L)两两随机复配均能达到完全抑菌效果;苯扎氯铵、三氯生、制霉菌素能够抑制所有真菌生长的MIC分别为8 000、400、400 mg/L,在复配处理中,制霉菌素与苯扎氯铵MIC分别为200、4 000 mg/L时复配能完全抑制所有供试真菌的生长. 可见,三星堆出土古象牙表面分布着种类丰富的微生物,不同抑菌剂对不同种类微生物的抑制效果存在差异,复配抑菌剂的抑菌效果优于单一菌剂;结果可为三星堆出土古象牙微生物病害防治和古象牙保护工作提供科学依据. (图8 表6 参46) 2022年07月01 00:00 2022年03期 543 552 2577513 何砚秋,蒋璐蔓,陈俊橙,王宁,肖嶙,王冲,李思凡,曲靖文,程乾,石雪雪,谭玉兰,曹雪笛,张紫薇,邹立扣,赵珂 枯草芽孢杆菌ZK8产伊枯草菌素A发酵过程中的氮代谢 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202103009 在分批发酵和氨基酸蛋白胨补料分批发酵两种工艺条件下,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ZK8产伊枯草菌素A(Iturin A)发酵过程中的胞外中性蛋白酶、细胞内外游离氨基酸、蛋白质及总氮含量进行测定及规律分析. 结果表明,相较于分批发酵工艺,补料分批发酵工艺条件下胞外中性蛋白酶活力受到抑制,且在发酵中后期含量急剧下降;两种工艺条件下18种胞外游离氨基酸含量变化规律差别较大,分批发酵过程中有15种氨基酸在发酵开始第6或12小时便迅速耗尽,而补料发酵工艺使氨基酸供给相对充足;补料分批发酵过程中胞外蛋白质含量都呈现积累的趋势;至60 h发酵结束,分批发酵和补料分批发酵工艺条件下,Iturin A的氮源转化率分别为3.6%和5.13%. 结果发现通过氨基酸蛋白胨补料优化了培养基中的氨基酸组成结构,使更多氮元素流向Iturin A合成方向,使Iturin A产量由0.6 g/L提高至1.64 g/L. 本研究从氮代谢水平揭示了氨基酸蛋白胨补料分批发酵工艺下B. subtilis ZK8高产Iturin A的机制,可为后续发酵过程精细化调控及菌种代谢工程改良提供理论依据. (图6 参25) 2022年07月01 00:00 2022年03期 553 560 3095466 庞琰,岳华,钟娟,舒丹,罗笛,杨杰,周金燕,李哲敏,谭红 钝齿棒杆菌黄素血红蛋白Hmp在L-精氨酸合成中的作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101071 钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)SYPA5-5是本实验室选育的一株L-精氨酸高产菌,基于前期转录组和蛋白组数据分析,发现黄素血红蛋白(flavohemoglobin,Hmp)在高氮源相对于低氮源条件下表达水平上调,进一步研究Hmp的抗氧化胁迫功能和在L-精氨酸合成中的作用. 构建了hmp过表达和敲除菌株,首先以Hmp蛋白为研究对象,分析Hmp的圆二色谱结构,用SWISS-MODEL建模分析,测其NAD(P)H氧化酶酶活,验证了Hmp的结构与功能. 接下来研究Hmp与氧化应激之间的关系,首先测定发酵过程胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活,最后通过5-L发酵罐扩大发酵体系来探究Hmp在L-精氨酸合成中的作用. 过表达hmp在发酵过程中降低了活性氧水平,分别提高了9.2%和8.7%的SOD和CAT酶活,促进了菌体生长代谢和提高目标代谢产物的积累. 通过检测发酵过程的细胞干重、葡萄糖含量和L-精氨酸产量,发现hmp过表达菌株Cc-hmp 的L-精氨酸产量和得率相比于原始菌株Cc5-5分别提高了19.7%和29.6%,hmp敲除菌株Cc-Δhmp 的L-精氨酸产量和得率相比于原始菌株Cc5-5分别减少37.9%和14.8%. 本研究表明高氮高溶氧条件下,使用发酵法生产L-精氨酸的过程中,氧化应激的产生及带来的氧化损伤不可避免,Hmp可以有效抵抗胞内氧化应激,改善胞内的氧化还原状态,维持一个良好的胞内环境,从而提高L-精氨酸的产量. (图10 表3 参31) 2022年07月01 00:00 2022年03期 561 568 1789238 孙聪,陈鑫,上官春雨,张显,杨套伟,徐美娟,饶志明 高蛋白芜萍株系筛选及蛋白积累条件优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202203055 以积累总蛋白为目标,评估40个芜萍株系的干物质积累速率、蛋白质含量和蛋白质积累速率,筛选出1株最优株系D0039开展进一步系统研究. 在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计(Central Composite Design,CCD)响应面法对D0039的培养条件进行优化. 根据实验模型预测最优的条件组合为尿素氮(NH2+-N)浓度90 mg/ L、光照强度150 μmol m-2 s-1、覆盖率150%,该条件下的干物质积累速率为9.72 g m-2 d-1,蛋白含量为46.96%,蛋白积累速率为7.53 g m-2 d-1. 对预测条件进行实验验证,结果显示实际干物质积累速率为10.38g m-2 d-1,蛋白含量为47.13%,蛋白积累速率为6.68 g m-2 d-1. 实际实验结果与模型预测值比较,相对误差分别为6.79%、0.36%、11.29%. 可见,响应面分析法提供的实验模型能真实地拟合实际情况;根据上述优化条件,D0039积累蛋白质效率高;结果可为利用芜萍作为蛋白质资源提供技术参考. (图5 表3 参29) 2022年07月01 00:00 2022年03期 569 575 2564922 苏羽华,方扬,何开泽,靳艳玲,谭力,杨贵利,李瑾萌,赖烦,杜安平,赵海 基于55K SNP芯片检测小麦株高QTL /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202102059 株高是小麦遗传改良的重要性状之一,为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点(quantitative trait locus,QTL),以小麦品系W7268和小麦品种川育12杂交得到的包含180个家系的重组自交群体(RIL)为材料,利用55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,根据3年共5个环境的数据对株高性状进行QTL定位分析. 结果表明,该图谱包含1 598个SNP标记,全长2 363.54 cM,含有22个连锁群,覆盖全部21条染色体. A、B、D三个基因组分别含有428、703和467个标记;覆盖染色体长度分别为741.89、678.17和943.48 cM. 对株高性状进行QTL分析,共检测出52个QTL,分布于1A、4A、5A、3B、4B、6B、7B、2D、3D、5D和7D染色体上,有25个QTL的加性效应来源于母本W7268,其余来自父本川育12. 单个QTL表型解释变异率为1.34%-27.61%,其中稳定主效的QTL有两个,分别为QPh.cib-4B.1和QPh.cib-2D.1,其贡献率分别为6.43%-27.61%和4.90%-11.97%. 亲本及群体的Ppd-D1标记检测及遗传效应分析结果表明,QPht.cib-2D.1可能为Ppd-D1,相较于Ppd-D1b,单倍型Ppd-D1a可降低株高 0.77-5.55 cm(0.83%-5.86%). 本研究建立的遗传图谱可用于有效识别和发掘优异的遗传位点,鉴定的小麦株高QTL可用于小麦株高的分子标记辅助育种. (图3 表3 参29) 2022年07月01 00:00 2022年03期 576 581 881552 廖思敏,冯波,徐智斌,樊小莉,周强,纪光思,刘小凤,余琴,王涛 外源ABA对番茄抗性相关基因表达的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_201904036 植物胁迫激素脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长发育、逆境适应以及生物防御应答等方面均发挥重要作用,但其在抗病生理方面的功能还有待进一步阐明. 基于我们已构建的番茄(Solanum lycopersicum)叶片ABA处理比较转录组数据库,进一步挖掘对ABA响应的番茄抗性相关基因,在转录水平上探讨ABA在抗病生理中的作用;分析与抗性相关转录因子和抗病相关蛋白基因对ABA的应答. 在ARF、GRAS、NF-YC、SPL和GATA等家族基因196个转录本中,110个转录本对ABA产生显著应答(占比56.12%),其中82个上调表达. 抗病相关蛋白激酶STK、RLK、TPK和HPK等家族成员共994个转录本,其中555个转录本产生应答(占比55.83%),436个上调. 共鉴定到209个抗病蛋白NBS-LRR家族基因转录本,138个对ABA产生显著应答(86.12%),101个上调表达. 可见ABA提高了多数抗性相关基因的表达,有利于提高植物对多种生物和非生物胁迫的适应性;本研究拓展了ABA诱导基因表达的新认知,为进一步深入研究ABA在植物抗病生理中的作用机理打下了基础,并为外源ABA在农业生产中的应用提供了重要理论依据和实践指导. (图4 表3 参29) 2022年07月01 00:00 2022年03期 582 587 2348356 栾威,李鑫雨,代娅,王艳,李彩侠,马欣荣 基因组关联分析地衣芽孢杆菌LCDD6对核桃苗的促生作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012010 为挖掘地衣芽孢杆菌LCDD6的应用价值,将LCDD6基因组测序并进行初步分析;通过鉴定培养基检测菌株的促生功能;将LCDD6发酵液灌根处理核桃苗,60 d后测定核桃苗长势、核桃叶片的光合作用和植株系统抗性;利用Illumina Miseq高通量测序分析根际土壤的微生物菌群结构. 预测到与促生、生防相关的功能基因/基因簇10个;LCDD6具有产吲哚乙酸(IAA)、铁载体、降解蛋白和解磷的能力;与LB对照组相比,处理组核桃苗株高、茎粗、分枝数分别增加了24.68%、7.03%和28.35%,植株鲜重和干重分别提高了12.96%和21.55%;叶片叶绿素含量提高了47.50%,达到极显著性差异(P < 0.01),在暗适应下光系统Ⅱ的最大光化学效率提高了9.43%,达到显著性差异(P < 0.05);叶片SOD、POD和CAT酶活分别增强了20.58%、26.10%和16.67%;根际土壤微生物菌群的丰富度提高,有益菌的相对含量增加. 本研究表明LCDD6对核桃幼苗具有稳定的促生生防作用和丰富的基因资源,在绿色农业发展中具有重要的研究和应用价值. (图7 表4 参43) 2022年07月01 00:00 2022年03期 588 595 4273122 邴辉,王仲康,杜秉海,马海林,汪城墙,陈安镜,刘方春,丁延芹 香蕉TLP基因家族的鉴定及表达 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101054 类甜蛋白(thaumatin-like proteins,TLPs)是重要的病程相关蛋白,在植物抵御生物和非生物逆境中扮演着重要角色. 为揭示香蕉类甜蛋白基因家族序列及表达特性,利用生物信息学方法对香蕉TLPs(MaTLPs)进行全基因组鉴定,分析MaTLPs的理化性质、亚细胞定位、系统进化和染色体定位情况以及该基因家族的基因结构和基因复制事件,并基于转录组数据研究它们在低温、高温和香蕉枯萎病菌(FocTR4)胁迫下的表达情况. 结果显示:香蕉共包含40个MaTLP成员,编码长度在106-333 aa之间、相对分子量介于11 779.98-34 292.20、等电点为4.28-9.10的蛋白质,大部分MaTLPs定位于胞外. 系统进化分析显示MaTLPs可分为Group1-9,MaTLPs在进化中发生了13次片段重复和2次串联重复事件. MEME分析结果显示,MaTLP家族成员含有10个motif,且大多数成员具有相同的motif数量和分布方式. MaTLPs启动子上含有大量逆境胁迫和植物激素相关顺式作用元件,同时还存在11种转录因子家族的结合位点. MaTLPs在低温、高温和FocTR4胁迫下呈现不同程度的响应,其中MaTLP2-2和MaTLP7-1受3种逆境处理影响显著;高温和低温处理显著抑制MaTLP5-6和MaTLP11-1的表达,显著促进MaTLP9-3的表达;MaTLP4-1的表达受低温和FocTR4影响显著,而MaTLP5-3和MaTLP6-1仅受高温显著影响. 本研究表明全基因组、串联和片段重复事件三者共同作用促进MaTLP基因家族成员数量的扩展,该家族部分成员在抵抗非生物胁迫和病原菌过程中发挥作用. (图7 表3 参42) 2022年07月01 00:00 2022年03期 596 605 4584560 刘范,王斌,武欢,田娜,伍俊为,刘嘉鹏,黄玉吉,程春振 香蕉MaBBX基因家族的鉴定、进化及表达 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202011063 B-box(BBX)蛋白是一类锌指结构转录因子,在植物光形态建成、开花调控和逆境胁迫响应等过程发挥着重要作用. 为了解香蕉MaBBX转录因子的结构和表达特征,对MaBBX进行全基因组鉴定和进化分析,并研究MaBBX在低温胁迫下的表达模式. 结果显示,MaBBX家族共有38个成员,包含5种类型(I-V),且与拟南芥、水稻分别存在19、40对共线性成员;MaBBX家族成员的基因结构差异较小,其中7个MaBBX成员包含2BBX + CCT(CONSTANS、CO-like和TOC1)结构,10个成员包含BBX + CCT结构,11个成员包含2BBX结构,10个成员包含1BBX结构,此外还有8个成员在C端包含能够结合COPI蛋白的缬氨酸-脯氨酸基序VP(valine-proline)基序;11个MaBBX家族成员可能与HY5存在蛋白互作,且MaBBX家族成员主要受到miR2673与miR9494的靶向调控. 此外,在13、4和0 ℃低温处理下,分别有12、6和9个MaBBX成员上调表达. 上述结果表明MaBBX可能参与香蕉的光形态建成以及低温胁迫响应过程. (图7 表3 参35) 2022年07月01 00:00 2022年03期 606 613 3776151 张梓浩,唐佳美,张春渝,赖瑞联,林玉玲,陈振光,王晶,赖钟雄 文心兰PLC基因家族鉴定及其应答软腐菌侵染转录模式 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202011061 磷酸肌醇信号途径广泛参与生物体内多种细胞信号转导过程,PLC是该信号途径中的关键酶,在植物先天性免疫反应中起核心作用. 为鉴定文心兰PLC基因家族成员、了解成员特征及其在应答软腐病菌侵染过程中的表达模式,基于‘南茜’文心兰应答软腐病菌侵染的转录组数据,利用生物信息学方法对其蛋白理化性质、亚细胞定位、二级结构、系统进化特征、保守氨基酸序列、蛋白互作网络及在文心兰感病过程中的表达模式(RPKM值)进行分析. 共鉴定得到9个文心兰PLC基因家族成员,其编码蛋白的长度在332-600 aa,分子量(Mr)约为36.92 × 103-68.44 × 103,等电点介于5.42-8.50,均属于不稳定亲水蛋白. 亚细胞定位预测结果表明,文心兰PLC蛋白在过氧化物酶体、细胞核、细胞质、叶绿体和线粒体中均有分布. 根据进化树和保守基序分析,文心兰PLC蛋白可分为PI-PLC和NPC 2个亚族,包含18个保守基序. String构建蛋白互作网络发现,PLC家族成员可能与PTEN3、PIP5K、PIS1以及G蛋白存在互作关系. RNA-seq表达量分析表明,9个文心兰PLC家族基因在‘南茜’文心兰不同感病时期(12 h和36 h)有明显不同的表达规律. 其中,OhNPC1、OhPLC3以及OhPLC5在病原菌侵染初期与后期均显著上调表达,OhPLC4和OhPLC6在病原菌侵染后期显著上调表达. 本研究表明OhNPC1、OhPLC3、OhPLC4、OhPLC5和OhPLC6可能在文心兰抵御软腐菌侵染过程中发挥重要作用. (图8 表5 参50) 2022年07月01 00:00 2022年03期 614 622 2372999 林争春,倪珊珊,张春渝,吴秋桢,张舒婷,张梓浩,林玉玲,赖钟雄 苋菜生长素响应因子AtrARF7克隆及表达 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012049 为了解苋菜生长素响应因子(ARF)的表达特性及功能,采用RT-PCR方法从全红苋菜(Amaranthus tricolor L.)中克隆获得1个生长素响应因子AtrARF7基因(GenBank登录号:MW036654)并进行生物信息学分析,同时利用qRT-PCR分析AtrARF7在不同浓度生长素处理下的苋菜幼苗及苋菜愈伤组织中的表达模式. 结果表明:苋菜AtrARF7基因含有一个3 324 bp的开放阅读框(ORF),编码1 107个氨基酸,预测分子量为12.34 × 103,等电点为6.07,是亲水不稳定蛋白. AtrARF7包括B3、Auxin-resp和AUX_IAA这3个ARF基因特有的结构域;多序列比对和系统进化树分析发现,苋菜AtrARF7蛋白与其他植物ARF7蛋白具有高度一致性,且与甜菜BvARF7蛋白亲缘关系最近. 荧光定量结果表明,AtrARF7在不同浓度NAA处理下的苋菜幼苗中呈上调表达;在MS + 6.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L 2,4-D培养基中诱导的苋菜愈伤组织处于诱导期时,AtrARF7的表达量达到最高;在添加了不同浓度NAA的继代培养基(MS + 6.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L 2,4-D)中AtrARF7均受到调控. 本研究表明AtrARF7可能具有ARF家族正调控因子表达特征,其转录水平受到生长素的诱导,且AtrARF7在苋菜愈伤组织形成的3个时期中均有响应,初步推测其参与生长素信号传导途径调控苋菜愈伤组织形成的过程. (图10 表2 参29) 2022年07月01 00:00 2022年03期 623 630 8992516 王乐,陈何,肖昉,郑友峰,安子贤,李宜轩,刘生财 半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶caspase-1抑制剂体外筛选模型的构建及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202102064 半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白水解酶caspase-1(Cystein-containing aspartat-specific protease-1)通过介导白介素-1β和18(interleukin-1β,IL-1β;interleukin-18,IL-18)及Gasdermin D的成熟,启动炎症反应并诱导细胞焦亡,参与多种疾病的发生发展. 因此构建出高效稳定的caspase-1抑制剂筛选模型对于发现新型caspase-1小分子抑制剂并深入研究caspase-1功能具有重要意义. 通过应用大肠杆菌系统克隆表达可溶的人源caspase-1蛋白活性区域,以VX-765为阳性抑制剂,建立caspase-1抑制剂体外筛选模型,对实验室化合物文库中868个化合物进行筛选. 结果显示,黄酮类化合物E-3-(4-(diethylamino)-benzylidene)-5-hydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)-7-methoxychroman-4-one(CIB-1710),在体外对caspase-1活性有良好的抑制作用,其IC50为36.27 μmol/L. 进一步研究发现CIB-1710在小鼠单核巨噬细胞系J774A.1上可抑制由脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)及尼日利亚菌素(nigericin)刺激所诱导的IL-1β释放,且在高浓度下不影响细胞活力;分子对接显示CIB-1710可与caspase-1蛋白的催化活性结构域高亲和力结合来抑制蛋白的剪切活性;透析实验显示CIB-1710可逆抑制caspase-1剪切活性. 综上所述,本研究所建立的caspase-1抑制剂体外筛选模型为发现新型高效的caspase-1小分子抑制剂提供了高效低成本的途径,所发现的活性化合物CIB-1710可作为caspase-1抑制剂开展进一步研究. (图7 表1 参30) 2022年07月01 00:00 2022年03期 631 637 1163264 李润择,曹东怡,张中辉,李晟,吴嘉思,王飞 蝉花的化学成分 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012045 采用树脂、硅胶、Sephadex-LH 20等现代色谱分离技术对蝉花(Cordyceps cicadae)90%甲醇提取物进行分离纯化,结合NMR、MS等多种波谱数据进行化学成分的鉴定,共分离得到13个化合物. 分别为白僵菌素(1),白僵菌酮(2),cordycepamide E(3),(E)-(2R,3S)-2-(3′,4′-dihydroxyphenyl)-3-acetylamino-7-(N-acetyl-2″-aminethylene)-1,4-benzodioxane)(4),(E)-(2R,3S)-2-(3′, 4′-dihydroxyphenyl)-3-acetylamino-6-(N-acetyl-2′′-aminoethylene)-1,4-benzodioxane(5),(2R,3S)-2-(3′,4′-dihydroxyphenyl)-3-acetylamino-7-(N-acetyl-2′′-aminoethyl)-1,4-benzodioxane(6),(2R,3S)-2-(3′,4′-dihydroxyphenyl)-3-acetylamino-6-(N-acetyl-2′′-aminoethyl)-1,4-benzodioxane(7),(Z)-(2R,3S)-2-(3′,4′-dihydroxyphenyl)-3-acetylamino-7-(N-acetyl-2″-aminethylene)-1,4-benzodioxane(8),5-hydroxy-4-(4-hydroxyphenyl)-3-methyl-2(5H)-furanone(9),1H-indole-3-carboxaldehyde(10),对羟基苯甲醛(11),对羟基苯甲酸甲酯(12),对羟基苯乙酸甲酯(13). 化合物3、5-13均为首次从蝉花C. cicadae中分离. 采用MTT法对化合物进行肿瘤细胞毒活性测定,并利用脂多糖(LPS)诱导的小鼠巨噬细胞RAW 264.7对化合物4-8进行抗炎活性测试. 细胞毒活性测试结果表明,化合物1对Hela、SH-SY5Y、HCT116、MCF-7、MDA-MB-231、4T1细胞株具有一定的抑制作用,IC50值分别为3.511 ± 0.325、3.555 ± 0.232、4.367 ± 0.320、9.395 ± 1.014、16.92 ± 3.444、7.476 ± 0.634 μmol/L. 抗炎活性测试结果表明化合物4-8均能降低LPS诱导的RAW 264.7细胞释放NO、TNF-α和IL-6的量,具有抗炎活性. (图4 表1 参42) 2022年07月01 00:00 2022年03期 638 644 801483 巨凤,郭文秀,陈瑶,左艺,李新爱,郭大乐,罗禹,邓赟 采收期和采收年限对三七农艺性状和皂苷的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012025 为确定我国名贵中药材三七[Panax notoginseng (Burk.) F.H. Chen]最佳采收期和采收年限. 测定分析一年生、两年生、三年生三七植株不同生长期的农艺性状、生物量以及药效成分皂苷含量和产量. 结果表明,一年生三七根长、根直径和根体积在5月和7月增长速率较快,两年生三七增长率较快的月份是6月和10月,三年生三七在6月、10月和11月增长速率较快. 一年生三七根冠比(root shoot ratio,RSR)在5月、7月和10月增长速率较快,增长率分别为52.8%、40.0%和28.00%;两年生三七10月的RSR增长率达最大值95.2%;三年生三七在6月、10月、12月的RSR增长速率分别为33.2%、87.6%和47.0%,且三年生三七在12月RSR达最大值. 两年生三七单株总皂苷含量比一年生三七增加90.9%,三年生三七比两年生三七增加66.3%,且三年生三七皂苷产量在12月份达到最大值. 综合考虑经济效益及中药材品质有效性和安全性,三七最佳采收期为12月份,以种植3年为最佳采收年限. (图2 表5 参47) 2022年07月01 00:00 2022年03期 645 654 937340 寸竹,张玲,张金燕,武洪敏,双升普,陈军文 异源表达伴矿景天SpHMA2基因提高拟南芥对重金属镉的耐性及地上部分积累 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101065 植物修复技术(phytoremediation)是指使用超富集植物去除环境污染物的技术,但是野生超富集植物往往具有生物量低、生长缓慢等缺点,因此限制了该技术的广泛应用. 从野生重金属耐性植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)中克隆到一个重金属响应基因,分析序列和系统进化关系,并探讨其在大肠杆菌和模式植物拟南芥中的表达能否提高重金属镉(Cd)耐性及积累量. 该基因表达的蛋白是一个典型的重金属转运ATP酶(heavy metal ATPase,HMA),将该基因命名为SpHMA2. SpHMA2基因在伴矿景天根、茎、叶中均表达并受Cd处理的诱导,Cd处理后各组织中表达量提高了0.50-1.45倍. 大肠杆菌Cd耐性及积累试验显示,转SpHMA2基因的大肠杆菌在0.8 mmol/L Cd胁迫处理时细胞的生长明显好于对照菌株,且吸附量提升了2.54倍. 进一步采用基因工程的手段将SpHMA2转化拟南芥发现,转基因植株在75、150 μmol/L Cd胁迫处理下地上部分生物量、根长、发芽率及吸附量普遍高于野生型(wild type,WT). 在75 μmol/L Cd处理时,转SpHMA2拟南芥株系M3、M4和M5的根长是WT的1.34-1.63倍,发芽率是WT的1.16-1.23倍,M3、M4吸附量较WT分别提升了1.93、0.34倍;150 μmol/L Cd处理时,转基因株系根长是WT的1.89-9.43倍,发芽率是WT的1.73-2.02倍,吸附量较WT提升了0.18-1.47倍. 50 μmol/L Cd 处理24 h,转基因植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性及H2O2、O2-含量整体低于WT. 上述研究结果表明,SpHMA2在拟南芥中一定水平的高表达量能赋予植株更高的Cd耐性和地上部分积累,是Cd地下向地上部转运的重要基因,可作为重金属污染植物修复的候选基因. (图7 表1 参41) 2022年07月01 00:00 2022年03期 655 661 4381355 吴海涛,袁博,刘佳兰,杨子,杨帆,陈坤明,刘捷,罗颜荣,胥建卫 对氯苯酚胁迫下李氏禾的净化性能、生长状态及生理生化响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101004 研究不同浓度(0、1、5、10、25、50和75 mg/L)李氏禾(Leersia hexandra Swartz)在对氯苯酚(4-chloro phenol,4-CP)污染水体的净化效果及植物的生长状态和生理生化响应,揭示该植物对4-CP胁迫的耐受性等特性. 结果显示:李氏禾对污水中的4-CP具有较好的净化去除作用,在大于10 mg/L 4-CP浓度下去除率有所下降但仍可达95%以上. 低浓度(< 5 mg/L)4-CP胁迫能够促进李氏禾生长,而高浓度(> 5 mg/L)胁迫对植物生长具有明显的抑制作用. 随着4-CP浓度增加,叶组织中可溶性蛋白含量下降至8.23 mg/g,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量显著升高,分别升高到6.03 nmol/mg (prot)、31.1 mmol/mg (prot),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别先升到66.45 U/mg (prot)、25.33 U/mg (prot)后降至51.92 U/mg (prot)、17.68 U/mg (prot),过氧化物酶(POD)活性上升,达到55.80 U/mg (prot). 上述结果表明李氏禾对4-CP胁迫具有一定的耐受性和净化作用,可作为4-CP污染水体的一种潜在可利用修复植物,结果可为后续采用植物修复方法治理酚类污染水体的研究提供依据. (图6 参42) 2022年07月01 00:00 2022年03期 662 667 635711 王超,王义安,林华,覃辉,甘淑萍,KONG Chhuon 不同沉水植物-黄河鲤综合种养模式中养殖水体理化因子的变化特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101056 水生动植物的综合种养模式是缓解水产动物养殖环境问题的重要途径之一,近年来在渔业中逐渐受到重视. 以黄河鲤(Cyprinus carpio haematopterus)为养殖对象,探讨金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)及混合种植在不同种植密度下7种综合种养模式中养殖水体主要水质指标的变化状况,并进行综合评价分析. 主要结果显示,正常密度-篦齿眼子菜+黄河鲤组对总磷、总氨氮、硝酸盐氮、化学需氧量、5日生化需氧量、叶绿素a的净化效果最好,并且黄河鲤成活率最高;高密度-金鱼藻+黄河鲤组对正磷酸盐的净化效果较好,高密度-金鱼藻+篦齿眼子菜+黄河鲤组对5日生化需氧量的净化效果较好. 根据《淡水养殖尾水排放要求》,所有种养模式养殖水体水质均达到一级标准;根据《地表水环境质量标准》,所有种养模式养殖水体的总氮级别均达III类或以下,而溶解氧、化学需氧量、5日生化需氧量、总氨氮、总磷级别均达到III类或以上;根据综合营养状态指数(TLI)法,所有种养模式养殖水体水质均处于中营养或轻度富营养水平,其中正常密度-篦齿眼子菜+黄河鲤组的TLI最低(46.0). 综合而言,在不换水的前提下,为期81 d的正常密度-篦齿眼子菜+黄河鲤组种植模式的养殖水体较其他沉水植物-黄河鲤种养模式好,但考虑实际养殖成效,建议在植物-水产动物综合种养过程中适当换水,以维持符合鱼类生长的养殖水体. (图6 表4 参46) 2022年07月01 00:00 2022年03期 668 676 2428632 田源,杨新月,陈雪梅,金斐,代清玉,祝国荣 洋澜湖浮游动物群落结构对生态修复的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101018 生态修复广泛应用于温带湖泊并取得了良好效果,但在亚热带湖泊中的应用还较少. 亚热带浅水湖泊中浮游动物群落主要以小型枝角类和轮虫为主,往往缺乏大型浮游动物. 因此,经典生物操纵理论在亚热带湖泊的应用效果受到质疑. 为探究亚热带浅水湖泊中浮游动物群落结构对生态修复的响应及其影响因子,于2017年8月开始在湖北鄂州洋澜湖实施鱼类去除、添加锁磷剂和聚合氯化铝及重建沉水植被等生态修复措施. 修复后,修复区水体营养盐、叶绿素a的浓度显著低于未修复区,水体透明度显著上升;浮游动物种类数(43种)高于未修复区(33种);大型枝角类的密度和生物量增加并在冬季成为优势种类,但在春末消失,而未修复区优势类群主要以轮虫(晶囊轮属、臂尾轮属)和小型枝角类为主;体长在1.60-2.25 mm的个体仅出现在修复区,而未修复区浮游动物体长< 0.6 mm的个体占94%. 本研究表明包括鱼类去除在内的修复手段可以提高洋澜湖大型浮游动物的密度,但难以长时间维持;因此,亚热带浅水富营养化湖泊修复必须结合沉水植物恢复等其他手段,才能建立稳定的清水态生态系统. (图6 参44) 2022年07月01 00:00 2022年03期 677 682 1387616 刘素霞,吴家乐,何小林,钟萍,何虎,于谨磊,刘正文 利用差异代谢组学分析寻找海洋防污天然小分子 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012032 海洋防污性能较好的涂层表面生物膜中是否含有某些代谢小分子,可以驱赶污损生物幼虫附着,值得持续探索. 使用6种碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)和氯化橡胶防锈漆制备复合防污涂层,得到具有不同的防污性能的两类涂层. 采集涂层表面生物膜样本,利用GC-MS和LC-MS/MS的非靶向代谢组学,发现较好涂层中有43种代谢物含量显著高于较差涂层,涉及的差异代谢通路主要包括β-丙氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、嘧啶代谢和精氨酸和脯氨酸代谢. 选购5种(carnosine、1-hexadecanol、N-acetyl-L-phenylalanine、spermidine、glutaric acid)小分子添加到较差涂层中进行挂板试验,结果显示这些小分子并未显著提高防污性能;同时测定了几种主要污损生物(藤壶、牡蛎、海鞘、贻贝、草苔虫、管虫)的代谢组成分,发现主要污损生物代谢组数据中含量匮乏的5种小分子(A:D-glucose;B:glycine;C:L-alanine;D:chitosan;E:azithromycin dihydrate),作为涂层添加剂却可以起到提高防污性能的作用,其中CD、E和ACD的抑制率分别可达61.91%、58.41%和54.12%. 本研究基于差异代谢组学技术寻找污损生物代谢组学成分中含量匮乏的小分子,发现了新的有潜力的防污试剂. (图5 表4 参56) 2022年07月01 00:00 2022年03期 683 692 4012957 聂琦,黄婕,刘宗玄,吉鸿睿,潘雨声,张治洲 子囊菌Sordaria tomento-alba的筛选及其木质素降解特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202102027 木质素结构复杂、难降解,是木质纤维素利用的限速步骤. 以碱木质素为唯一碳源从玉米秸秆堆体中筛选出一株能快速降解碱木质素的菌株MSDA1,培养1 d和5 d后对碱木质素降解率分别为48.11%和71.81%. 该菌在30 ℃条件下24 h之内长满直径9 cm平皿,最适生长温度30 ℃,最适生长pH为5.0,结合系统发育树及形态特征鉴定该菌株为子囊菌(Sordaria tomento-alba),目前尚未发现该菌降解木质素的报道. 对碱木质素降解的影响因素开展研究,发现该菌在pH 4.0-9.0范围内具有较高的碱木质素降解能力,最佳pH为5.0,最佳NH4Cl浓度为2.0 g/L,最佳Cu2+浓度为0.1 mmol/L,最佳Mn2+浓度为0.8 mmol/L. 生物质固态发酵结果表明该菌能够高选择性降解农作物秸秆,大豆秸秆、油菜秸秆和水稻秸秆发酵10 d后,木质素降解率分别为40.69%、37.16%和31.73%,选择性系数分别为2.34、3.07和2.82. 本研究获得了能够高效降解碱木质素和农作物秸秆的菌株MSDA1,丰富了降解木质素的微生物菌种库. (图6 表2 参38) 2022年07月01 00:00 2022年03期 693 698 1700651 刘金艳,周攀,周小路,李东 高产漆酶革耳的分离鉴定、培养条件、液体发酵及偶氮染料脱色 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012050 漆酶能够高效降解木质素、酚类、胺类等难降解化合物,在造纸、纺织、环保等诸多领域具有良好应用前景. 以采集自广西十万大山国家森林公园的高产漆酶革耳属真菌为材料,开展分类鉴定、菌丝最适培养条件、液体发酵产漆酶条件以及染料脱色活性研究. 结合形态鉴定与ITS鉴定,确定目标菌株F1625为野生革耳(Panus rudis);结合生长速度和长势,菌丝生长最适碳源为葡萄糖,氮源为酵母浸粉,碳氮比为10/1-20/1,生长因子为维生素B1或维生素C,pH为6-8,温度为32 ℃,该菌株为高温菌株. 液体发酵产漆酶研究表明,PD培养基优于菌丝最适培养条件培养基,Cu2+对产漆酶有抑制作用,而愈创木酚能够诱导漆酶表达. PD培养基添加3.20 mmol/L愈创木酚,在144 h时达到最大酶活,为(4.59 ± 0.04)× 103 U/L. F1625菌株发酵液对偶氮染料脱色效果显著,24 h对伊文思蓝和铬黑T的脱色率分别为60.83% ± 1.40%和65.03% ± 0.67%. 本研究表明F1625菌株在产胞外漆酶和染料降解方面具有潜在应用价值. (图7 参26) 2022年07月01 00:00 2022年03期 699 704 2308269 李小凤,韩鹏,陈青君,赵智靖,徐诗毅,王秋颖,关体坤,张国庆 平菇培养料不同处理工艺的理化性质与微生物菌群动态 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012041 为了解平菇栽培过程中培养料不同处理工艺的理化性质和微生物动态差异,采用诱导灭菌(Y)和发酵料短时高温(D)两种工艺,测定培养料混料期、发酵后、灭菌后和菌丝满袋期4个时期的理化性质,采用高通量测序技术研究培养料中细菌群落演替、木质纤维素降解优势菌群、共生网络分析,并统计产量和生物学效率. 结果表明,Y工艺的成棒率、产量和生物学效率均高于D工艺,分别为99.20%、136.90 kg和110.62%. Y工艺在发酵后pH值(7.95)和含氮量(1.23%)高于D工艺的pH值(6.28)和含氮量(0.99%). 在发酵后至满袋期,Y工艺木质素的降解率快速升高(升高37.21%),而D工艺木质素降解率提升了21.4 %. 厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和放线菌门微生物在两种工艺中均为优势类群,但Y工艺中厚壁菌门和变形菌门丰度最高,D工艺中厚壁菌门丰度最高. SparCC相关分析表明,与D工艺相比,Y工艺中丰度排名前15的优势细菌(属水平)与木质纤维素各组分含量的相关性更显著. 相关性网络图显示,虽然D工艺的网络更复杂,但是Y工艺微生物之间的正相关关系比例更大. 本研究表明Y工艺能够创造更好的微生物环境和较高的木质纤维素降解率,其产量和生物学效率更高. (图4 参23) 2022年07月01 00:00 2022年03期 705 711 1692858 曹娜,王祎璠,陈青君,张国庆,胡晓艳 模拟氮沉降对内蒙古草原物种组配规则和物种互作用网络的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012009 通过为期5年的野外试验,包括6个氮添加量(年氮添加量分别为0、5、10、15、20、50 g m-2 a-1),每月进行1次氮添加处理,每个实验处理重复10次,基于物种有无和地上生物量两类数据,分析氮添加对内蒙古草原植物群落的影响. 结果显示:内蒙古草原植物群落存在非随机的组配规则,存在4组四物种优势组合. 氮添加量的增加会削弱组配过程中确定性驱动力,物种优势组合在氮添加量50 g m-2 a-1下最弱. 氮添加量对群落组成有显著影响,氮添加量与群落的第一主成分和第二主成分均在0.05水平上显著正相关,相关系数分别是0.367和0.436. 随着氮添加量的增加,基于Spearman相关系数的物种互作用网络的节点数(物种丰富度)和连接数(物种互作用数)减少,网络的拓扑结构越来越松散. 植物群落耦合性(物种互作用的均值)在氮添加量20 g m-2 a-1及以下始终保持在0.7以上. 本研究表明氮沉降的增加会弱化植物群落的组配规则,减弱物种互作用,因此必须加强草原氮沉降管理,控制草原氮沉降浓度. (图3 表3 参44 附表1) 2022年07月01 00:00 2022年03期 712 719 1106029 王珊,孙晴晴,杨俊杰,张光明,李金山 川西亚高山-高山草甸植物群落多样性及其放牧强度的海拔梯度特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012031 为明确川西高山-高山草甸植物多样性和放牧强度随海拔梯度的变化特征及其主要影响因素,进一步为该区域经济发展和生态保护政策的制定提供科学依据,在川西地区贡嘎山东北坡雅加埂峡谷地带,沿海拔3 000-4 400 m范围内设置7个亚高山-高山草甸研究样地作为研究对象,以铁丝笼模拟围栏放牧,调查其笼内外植物群落物种组成和结构,获取逐月地上生物量,采集土壤样品并分析土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、总磷(TP)、有效氮(AN)和有效磷(AP)含量. 结果显示:香农-维纳(Shannon-Wiener)多样性指数随着海拔的增加而增加,均匀度指数随海拔的升高逐渐降低,丰富度指数在海拔梯度上呈明显单峰曲线,峰值出现在海拔3 850 m样地;放牧强度随着海拔升高整体呈下降趋势,且草地实际载畜量并未超过理论载畜量;冗余分析结果显示表层土壤有效氮和总磷含量是影响亚高山-高山草甸植物群落多样性的主要非生物因子,放牧干扰对该区域植物群落多样性没有影响. 上述结果表明增加表层土壤中的氮含量有助于维持山区草地的多样性,同时盈余的载畜量允许当地扩大发展畜牧业,以增加当地牧民的经济收入. (图4 表1 参46) 2022年07月01 00:00 2022年03期 720 726 872817 曾芳,王根绪,张莉,杨凯,唐川川,赵小祥,吕雅琼,段宝利,冉飞,张社梅,杨阳,杨燕 干热河谷优势草本植物叶片、根系与土壤碳氮磷含量及关系 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101008 分析干热河谷优势草本植物叶片、根系和土壤养分含量,有助于了解植物在恶劣生境下的养分循环、限制情况及生存策略. 以干热河谷扭黄茅、拟金茅、芸香草3种优势草本植物为研究对象,研究叶片、根系和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征及其相关性. 结果显示:(1)3种植物根系C含量随径级增大而增大,N、P则相反.(2)除扭黄茅叶片N含量显著低于Ⅰ级根,3种植物叶片C、N、P含量均显著高于根系.(3)3种植物土壤C含量与叶片、根系C含量均无显著相关性,叶片C含量与Ⅱ级、Ⅲ级根C含量的正相关性要强于Ⅰ级根.(4)除芸香草N,3种植物叶片N(P)含量仅与Ⅰ级根对应元素呈显著正(负)相关.(5)扭黄茅和拟金茅土壤N含量与叶片、Ⅰ级根N含量呈显著正相关;拟金茅和芸香草土壤P含量与叶片P含量呈显著正相关,与Ⅰ级根P含量呈显著负相关. 此外,仅拟金茅土壤与叶片C:N间、N:P间呈显著正相关,其叶片与根系化学计量比的相关性强于扭黄茅和芸香草. 综上,扭黄茅采取提高养分循环和根系更新速率的“胁迫忍耐型”生存策略来适应恶劣的环境;芸香草和拟金茅主要采取“竞争型”生存策略,具有较强的抵抗贫瘠环境的能力. (图3 表8 参42) 2022年07月01 00:00 2022年03期 727 735 1896307 余杭,高若允,杨文嘉,杨柳生,李松阳,林勇明,王道杰,李键 岩溶地区草地凋落物对石漠化的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012053 凋落物生产和周转是草地生态系统养分释放和物质循环的重要环节. 为探明岩溶地区不同草地凋落物对石漠化的响应,采用凋落物收集器法和分解袋法研究潜在、中度和强度石漠化草地的凋落物组成、分解和周转动态. 结果表明,3种石漠化草地凋落物组成以叶为主,叶占比为84.39%-89.73%,随着石漠化程度的增加,凋落物年产量均呈现逐渐降低的趋势,分别为222.40、186.40和157.16 g/m2. 强度、中度、潜在石漠化草地凋落物年分解速率分别为59.20%、50.38%、41.24%,分解系数k为0.78、0.60、0.59. 凋落物分解达到50%和95%时,潜在石漠化草地需要0.89和3.86年,中度石漠化草地需要1.15和4.99年,强度石漠化草地需要1.16和5.02年. 凋落物现存量随石漠化程度的增加均呈先降低后增加的趋势. 凋落物的周转率大小范围为25.25%-43.10%,周转期为2.32-3.96年. 影响石漠化草地凋落物动态的主要因素有土壤含水量、土壤电导率、土壤温度和pH值. 综上所述,石漠化程度对研究区域凋落物生产和分解影响显著. (图2 表6 参39) 2022年07月01 00:00 2022年03期 736 741 616580 王昭懿,柳鑫,陈超,张乾,王吉高,金宝成,赵学春 川东山地马尾松林枯落物和土壤层持水能力特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012008 为研究不同坡度川东山地马尾松林枯落物层和土壤层持水特性,选取马尾松-小叶青冈-香樟针阔混交林、马尾松-杉木针叶混交林、马尾松针叶纯林,按20°-30°、30°-40°和40°-50° 3个坡度范围测定林下枯落物和土壤的持水能力,探讨3个坡度水源涵养能力最佳的林分类型. 结果表明:(1)同一坡度不同林分枯落物总蓄积量差异显著(P < 0.05),在20°-30°坡针叶纯林总蓄积量最大,为8.33 t/hm2;30°-40°和40°-50°坡分别是针叶混交林和针阔混交林最大,其值分别为12.79和17.77 t/hm2. 同一坡度不同林分枯落物有效持水量均为针阔混交林最大,其值分别为10.38、18.37和21.59 t/hm2. (2)土壤有效持水量在20°-30°和30°-40°坡分别是针叶纯林和针叶混交林最大,其值为82.54和50.02 mm,40°-50°坡为针阔混交林最大,其值为60.28 mm. (3)同一坡度不同林分土壤渗透系数和累积入渗量大小排序均为针叶混交林>针阔混交林>针叶纯林. (4)综合有效持水量表现为20°-30°坡针叶纯林最高,其值为82.61 mm;30°-40°坡针叶混交林最高,其值为50.04 mm;40°-50°坡针阔混交林最高,其值为60.50 mm. 土壤层持水占综合有效持水量的90%以上,是该地区马尾松林地水源涵养能力的主体. (图6 表5 参37) 2022年07月01 00:00 2022年03期 742 750 932111 陈涛,周利军,齐实,孙保平,伍冰晨 板根对海南岛吊罗山热带低地雨林土壤理化性质的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012051 热带雨林作为最复杂的森林生态系统之一,一直是生态学领域的研究热点. 为揭示热带雨林中普遍存在的板根现象对于土壤理化性质的影响,在海南省吊罗山自然保护区的典型低地雨林中,选择板根树及非板根树根盘区域取样,分析板根区与非板根区土壤理化性质差异,进一步探讨板根对热带森林的生态作用. 结果显示:旱雨两季,所有板根分布区和非板根区各土层的土壤机械组成大小顺序均为粉粒>砂粒>黏粒,黏粒组分雨季时变异系数明显高于旱季;板根区和非板根区坡位间土壤温度无显著差异,但土壤水分差异显著,尤其是旱季(P < 0.05);在旱季时板根区土壤pH值高于非板区,而在雨季时无显著差异. 板根对不同季节和土层间土壤化学指标产生较大的影响,在旱季仅板根区域的土壤总有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷均显著高于非板根区域,而雨季时所有指标均高于非板根区,其中板根对土壤有机碳、全氮和有效磷的含量提高最明显,分别提高了21.04%-86.30%、23.60%-99.74%和36.00%-103.45%;板根不仅对土壤水分有拦截作用,还对土壤养分具有拦截作用. 因此,板根的发生有利于提高热带雨林生态系统生境异质性,形成板根上坡位养分的富集区和土壤高固碳区. (图2 表10 参32) 2022年07月01 00:00 2022年03期 751 758 668935 王旭,韩天宇,阮璐坪,孟京辉 福建平潭大练岛典型森林群落特征及物种多样性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202012002 为揭示福建平潭大练岛典型森林群落特征及生态学意义,向大练岛森林植被的更新演替、恢复及可持续性发展提供参考,应用样方法对其植被类型、物种组成、区系特征、植物功能性状和物种多样性进行调查分析,并用冗余分析法分析群落物种多样性与环境因子的相关性. 结果表明:(1)在18个样方中,共记录到维管束植物65科151属178种,种子植物科、属的R/T值(热带分布的科或属数与温带分布的科或属数的比值)分别为3.1、2.1,均以热带成分为主,热带性质突出;(2)在生活型谱上,以矮小型高位芽植物(35.53%)和一年生植物(25.75%)占比高,在叶性状方面以小型叶(67.66%)、纸质叶(45.51%)、单叶(85.03%)、非全缘叶(52.69%)、叶有被毛(54.49%)、落叶(67.66%)占据优势;果实以瘦果(19.76%)、微型果(83.23%)居多;传播方式以动物传播(44.91%)和风传播(31.14%)为主;(3)通过组平均聚类法将研究区植被划分为4类群系和10类群丛;(4)不同植物群落的物种多样性的大小顺序为台湾相思和木麻黄混交林>台湾相思林>黑松和台湾相思混交林>木麻黄林. 各植物群落的草本层和灌木层的Simpson优势度指数、Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数均大于乔木层. (5)RDA排序表明,土壤全磷含量、土壤全钾含量、碱解氮、土壤pH值(P < 0.05)是影响研究区植被多样性指数的主要环境因子,四者对植被多样性的总解释量为56.90%,仍存在43.10%未知环境因子及人为干扰等因素影响着植被多样性. 本研究表明大练岛植物为适应强风干旱、辐射强、土壤贫瘠的恶劣环境,其功能性状表现出适应能力、繁殖能力与传播能力相应增强的特征;不同植被类型和群落不同层片的多样性指数存在差异,主要受土壤全磷、土壤全钾、碱解氮含量和土壤pH值的影响. (图2 表7 参52) 2022年07月01 00:00 2022年03期 759 769 913103 何雅琴,曾纪毅,陈国杰,肖集泓,邓传远 基于群决策和层次分析法的雄安新区公园绿地植物综合评价体系构建与物种筛选 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202102002 雄安新区的建设是我国千年大计,将规划建设成为绿色生态宜居城市. 植物为城市绿地的主体,其种类选择影响着绿地改善城市生态环境等综合功能的充分发挥. 为科学指导公园绿地植物合理选择及资源引种,从植物的生态适应性、生物学特性、观赏价值、生态效益、经济价值、社会文化价值和环保安全7个方面,选择33项评价指标,构建雄安新区公园绿地植物的综合评价体系. 通过文献资料分析,对筛选的216种植物指标层指标进行赋分. 在专家判断矩阵的基础上,采用群决策方法计算专家权重,通过层次分析法计算评价指标个体权重,进而计算评价指标的群体权重. 最后,利用线性加权综合法计算每种植物的综合得分,并进行分级. 根据216种植物的综合评价结果,可分为3个等级,其中1级植物51种,包括乔木植物19种、灌木植物20种、藤本植物4种、草本植物8种;2级植物116种,包括乔木植物58种、灌木植物38种、藤本植物5种、草本植物15种;3级植物49种,包括乔木植物22种、灌木植物18种、草本植物5种. (表4 参47) 2022年07月01 00:00 2022年03期 770 778 657938 刘本本,孙清琳,柳鑫,易三桂,郭姣姣,周继华,来利明,郑元润 微生物电化学法处理氨氮废水研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202102015 氨氮污染可引起水体富营养化,严重危害水生生态系统和人类健康. 微生物电化学系统作为一种极具潜能的污水处理技术正被广泛研究用于处理氨氮废水,了解各种处理氨氮废水的微生物电化学原理对未来污水处理的发展具有重要意义. 对微生物电化学法处理氨氮废水的基本原理和研究进展进行综述,主要介绍微生物电化学氨回收、微生物电化学同步硝化反硝化、微生物电化学阳极氨氧化、微生物电化学厌氧氨氧化和微生物电化学厌氧铁铵氧化等技术. 其主要原理是在生物反应的基础上结合微生物电化学系统,通过促进电子传递加快生物反应. 相关研究重点关注氨氮污染物的回收效率、降解效率、产能效率以及结合微生物电化学系统的氨氧化新机制,可为氨氮废水处理提供重要参考. 未来微生物电化学法处理氨氮废水主要应将传统脱氮工艺与微生物电化学系统相联用,将氨回收和氨氧化技术高效结合,更多地对实际污水进行研究,更多地关注功能微生物及功能基因,有效精简构型,减少运营成本. (图1 表1 参62) 2022年07月01 00:00 2022年03期 779 786 1891490 周钦茂,郑德聪,杨暖,张礼霞,田畅,李大平 CRISPR/Cas9基因编辑技术在微生物细胞中的应用研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101051 CRISPR/Cas系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)是原核生物中广泛存在的、用于抵御外源遗传物质入侵的获得性免疫防御系统. 由II型CRISPR/Cas系统改造而来的CRISPR/Cas9技术,是继锌指核酸酶和转录激活样效应因子核酸酶后的第三代基因编辑技术. 基于近年文献综述CRISPR/Cas9系统的发现、免疫防御过程和作用机制,并总结其在微生物细胞中的应用研究进展. CRISPR/Cas9系统由tracrRNA、crRNA和Cas9蛋白组成的复合物识别PAM序列并行使切割功能,不同微生物来源的CRISPR/Cas9系统识别的PAM序列存在差异;CRISPR/Cas9技术对微生物尤其是传统遗传操作较难微生物的基因组编辑,例如碱基或大片段的插入、缺失或突变等更为简单、高效和易操作;CRISPR/Cas9以及CRISPRa和CRISPRi技术,在原核和真核微生物基因表达调控、代谢工程等领域具有巨大的应用潜力,如医药、食品以及工业等相关重要产品的获得. 未来,结合微生物组学大数据等,需继续挖掘不同微生物来源的CRISPR/Cas系统或其他新型基因编辑工具,并对已有CRISPR/Cas9系统继续优化升级,降低脱靶率、提高编辑效率并扩大CRISPR/Cas9的应用范围. (图1 表1 参72) 2022年07月01 00:00 2022年03期 787 795 1081506 邓名,丁俊美 表面增强拉曼散射光谱新型基底及其在环境 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101016 表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)光谱作为一种新型的快速分析技术,在灵敏度、分辨率、重现性等方面的进一步提高及应用领域的不断扩大,主要取决于该技术的核心组成部分基底的发展,新型基底研究一直是该技术领域的热点之一. 从基底组成类型出发,围绕SERS增强机理(电磁增强与化学增强),综述近几年零维(0D)纳米胶体与颗粒、一维(1D)纳米棒、二维(2D)平面载体与三维(3D)立体载体作为新型基底材料的研究进展,对典型材料的结构特性、拉曼增强机理、优缺点、性能优化方法及应用等进行分析和对比;介绍SERS及相关联用技术在环境微生物分析中的应用进展. SERS通过材料维度的增加及形状的改变而增加基底的稳定性,改善其检测“热点”的均匀度,提高获得的谱图重现性;SERS通过基底材料的功能化修饰进一步提高其检测的特异性;SERS通过与微流控、稳定同位素标记、机器学习等联用提高其对复杂样品的检测能力,从而使其在环境微生物的鉴别、分类、监测等方面发挥着不可替代的作用. 由于环境微生物种类繁多,个体组成与取样环境复杂,非目标物质干扰较多,环境微生物SERS谱图目前仍在一定程度上存在重现性差、分辨率低等问题,SERS对微生物的定性准确度有待提高,定量分析有待突破. 另外,SERS在环境微生物群感效应研究及微生物膜动态分析应用相对较少. 构建具有高特异性识别能力和高密度“热点”的新型基底,并联用高效分离纯化技术、原位杂交技术、化学计量学及人工智能等技术,将进一步激发SERS在环境微生物分析中的应用潜力. (图2 表1 参80) 2022年07月01 00:00 2022年03期 796 804 923397 杨泽帆,陈颖欣,黄晓桐,袁勇,周丽华 木材花斑真菌对木材的影响及应用研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj_202101047 木材花斑真菌种类繁多、绿色环保,具有重要的应用价值. 就木材花斑真菌的分类、对木材材性的影响以及在生产生活中的应用进行综述. 木材花斑真菌主要包括变色真菌、菌纹线真菌及腐朽真菌3种类型,其中变色真菌和菌纹线真菌对木材的材性影响不大,且在制备天然染料和提升木材观赏价值方面具有重要价值,而腐朽真菌对木材的破坏力极强,但在土壤修复、生物制浆、处理工业废水等方面应用广泛. 目前发现小孢绿杯菌分泌的蓝绿色素相比于黄色素和红色素在染色织物时的效果更佳,国内外已制作出木碗、耳环和U盘等菌纹木工艺品,且腐朽真菌中主要以白腐真菌应用于生物制浆及有机污染物的降解. 未来重点研究方向包括:(1)真菌资源的开发;(2)探索各变色真菌的最优生长条件;(3)色素的提取应用;(4)高端菌纹线工艺品的开发;(5)腐朽木材的有效利用. (图4 表4 参63) 2022年07月01 00:00 2022年03期 805 812 1460419 宋丽琴,宋太泽,祝席文,程芳超,孙建平