入侵植物小蓬草的细菌群落组成和多样性研究

生物入侵现象严重危害生态系统的健康,其中外来植物入侵是生物入侵中的重要组成,会对农业、林业、畜牧业产生直接的经济危害。选取生长状况良好的菊科外来入侵植物小蓬草(Conyza canadensis L.,Asteraceae)植株,利用16S rRNA基因的高通量测序技术和后续分析,探索小蓬草生境中的土壤及其根和叶的细菌群落组成和多样性,并分析表面消毒、冷冻干燥保存和不同研磨方法等处理方式对研究结果的影响。结果表明:小蓬草根样本细菌群落中OTU的数目最多,其次是土壤,小蓬草叶样本的细菌群落中OTU的数目最低;小蓬草细菌群落Alpha多样性在土壤样本中最高,其次是小蓬草根,小蓬草叶的细菌群落Alpha多样性最低;在门的水平,在土壤和小蓬草叶、根的细菌群落均以变形菌门和放线菌门丰度最高,此外在小蓬草根和叶的细菌群落丰度较高的还有厚壁菌门,在土壤细菌群落丰度较高的则是拟杆菌门;小蓬草根和叶细菌群落的优势属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、甲基杆菌属(Methylobacterium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)和无色杆菌属(Achromobacter)等,这些优势属可能包含植物益生菌,并对小蓬草适应不良环境提供一定的帮助;是否进行表面消毒处理的小蓬草叶和根样本的细菌群落组成和多样性有明显的差异,表明小蓬草的根表和根内以及叶表和叶内的细菌群落存在明显的差异;机器研磨、冷冻干燥保存处理的小蓬草样本与人工研磨并及时处理的小蓬草样本相比,其细菌群落组成并没有明显的差异,表明这些处理方式对植物微生物组的研究结果不会产生明显的影响。该研究结果可为微生物在植物入侵机制中所起的作用提供数据支持。     

中国后生耳蕨组和新生耳蕨组（耳蕨属）的叶表皮解剖研究

利用光学显微镜对国产耳蕨属后生耳蕨组和新生耳蕨组３１个种４０个样品成熟叶表皮的细胞的形态特征的研究结果表明，后生耳蕨组和新生耳蕨组植物的气孔均分布在叶片下表皮，为气孔多形型，气孔基本类型有四细胞型和极型两种；气孔的类型、大小、气孔指数、表皮细胞形状等有一定的稳定性，可以作为后生耳蕨组和新生耳蕨组植物系统与分类研究的依据之一．     

土地利用方式对土壤碳库影响的敏感性评价指标

综述了目前国内外在监测土地利用方式对土壤有机碳动态的影响时所采用的一些敏感性指标：微生物量碳和微生物商、CO2通量和qCO2、轻组有机质和颗粒态有机质、溶解态有机碳(DOC)。大量的研究表明，与土壤有机碳相比，微生物量碳库的周转率更大，周转时间更短，在土壤总有机碳变化可检测之前，土壤微生物部分的变化可能被检测到，是土壤碳动态的敏感性指标。轻组和颗粒态有机质是自然土壤肥力的决定因素，也是土地管理方式影响最明显的部分，对于准确评价土地利用变化对土壤碳过程的影响具有重要意义。CO2，通量和qCO2，可以综合反映土壤微生物的活性、利用土壤有机碳的效率及土壤中碳的代谢作用等，也是土壤碳动态的敏感性指标。DOC通量比全球植物和大气间碳交换量小1-2个数量级，所以生物圈碳平衡的很小变化会导致DOC的巨大变化，DOC浓度和通量是土壤温度和湿度变化的敏感指标。     

对孤峰组的新认识

过去地层划分,偏重年代地层顺序,强调时、空、岩的统一.由于化石的不断发现或年代解释的变化,对孤峰组的划分命名就常有变动且争论不休.在"八五"期间,江苏开展了多重地层划分对比研究,经这一地层清理发现,孤峰组不仅限于苏皖及广西来宾地区,而且在华南各省几乎均有分布并含多种矿产资源.尤其在华南地块北缘-自宁镇山脉,巢湖经黄石、武昌至四川旺苍、广元一带更为发育.它自东向西由老变新,即由茅口早期变至茅口晚期.孤峰组是一明显的穿时岩石地层单位,其与茅口组灰岩段还呈翘翘板式的沉积.     

机动车排放模型的研究进展

综述了美国机动车的排放模型，讨论了美国环保局(USEPA)颁布的机动车源排放模型(MOBILE)、加州空气资源局(CARB)认证的排放因子模型(EMFAC)以及由加州大学河边分校和密西根大学主持研究的综合模式排放模型(CMEM)的发展、分类及最新重点模型版本，提出了建立基于我国情况的排放因子模型组的思路。     

C/N对SBR生物脱氮硝化过程微生物结构的动态影响

为揭示碳氮比（C/N）对硝化过程影响的机理本质,试验以人工模拟废水为研究对象,采用4组平行的SBR（R₀、R₅、R₁₀、R₁₅）反应器,基于16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了4种C/N（0、5、10、15）对硝化过程功能微生物组成和结构特征的影响.结果表明：4种C/N条件下,系统均获得了较好的去除氨氮（去除率>95%）和COD（去除率>90%）效果,TN也有不同程度的降低.此外,C/N会显著影响系统内微生物的多样性、种群结构和功能.R₀系统Chao1指数（922）、ACE指数（1232.4）、Shannon指数（6.76）和Simpson指数（0.96）均最大,故微生物多样性最丰富,而R₅的物种丰富度最低.在微生物门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）等9个相对丰度较高的门是重要的微生物门,其中变形菌门（Proteobacteria）约全部微生物的40.7%~65.2%,是4个系统中最优势的菌门.硝化过程的关键菌群亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）及硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度表现出随着C/N升高而急剧降低的趋势.基于LEfSe分析共获得了34组具有显著差异的微生物,从而得到了每种C/N条件下在微生物学分类水平上的菌群关键生物标记物.     

宏组学方法及在污水生物处理系统研究中的应用

近年来随着测序、质谱等技术的高速发展,基于核酸分子信息为基础的包含宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学与代谢组学等核心内容的生物分子宏组学方法逐渐成熟,成为揭示污水生物处理系统中的关键微生物菌群结构和功能特征的有力工具,也在检测污水系统中多种ARGs以及探究其传播机制上发挥出无法替代的巨大优势,在污水生物处理研究中应用宏组学,对于深化认知污水处理系统本质、提高污水处理效率以及控制ARGs在环境中的传播具有重要指导意义.本文对宏组学方法进行了简单的介绍,着重综述了其在污水生物脱氮、强化生物除磷及探究抗生素抗性基因等方面的进展,并展望了其在污水生物处理系统中的广泛应用前景.     

利用GC/MS代谢组学技术检测纳米TiO2对多头绒泡菌代谢途径的扰动作用

纳米TiO_2(n TiO_2)具有广泛的应用价值.但n TiO_2在阳光或紫外线下具有很强的氧化作用,可对细胞产生强烈的毒害作用,因此其对生态环境的可能破坏作用值得关注.有关n TiO_2在暗环境中对生物的毒性作用报道还不多,还不能全面揭示n TiO_2的毒性作用机理.代谢组学分析是发现代谢差异、识别被干扰的代谢途径、了解n TiO_2毒性作用机理、评估n TiO_2细胞毒性的重要手段.本文采用GC/MS(气相色谱/质谱)技术检测了n TiO_2在暗环境下对多头绒泡菌原质团(单细胞)代谢组的影响,根据多变量识别模式分析发现了60余个被n TiO_2显著干扰的代谢物.这些代谢物涉及糖代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、多胺生物合成、次生代谢途径等,为全面了解n TiO_2对细胞的毒性作用机理提供了有益补充.     

“大数据”预测分析与三丁基锡暴露有关疾病

通过毒理学“大数据”,挖掘三丁基锡（TBT）潜在的生物影响信息,预测分析TBT暴露与人类相关疾病的关系.通过比较毒理组学数据库（CTD）搜集到488个和TBT具有相互作用的基因.基因相互作用网络图显示TP53拥有相关联基因最多,处于中心地位;其次是ESR1和FN1.CTD分析与TBT相关的疾病,发现前10类疾病分别是癌症、神经系统疾病、心血管疾病、泌尿生殖系统疾病（女）、消化系统疾病、代谢疾病、泌尿生殖系统疾病（男）、内分泌系统疾病、免疫系统疾病、呼吸道疾病.KEGG通路和DAVID基因功能注释分析,发现TBT不仅和代谢性疾病有较高的关联性,其相互作用基因在糖代谢途径上亦有较密集的基因功能注释.PASS的活性预测也发现TBT可能影响多种与糖代谢相关的酶生物活性.这提示TBT对糖代谢相关疾病的影响应引起人们的注意.     

暴露组及其研究方法进展

过去20年中,基因组学的研究成果未能对疾病发生原因提供本质的认识,人们较早意识到环境因素对于人体健康的重要性.早期对于人体暴露的研究主要集中在内外暴露的研究,未综合考虑人体总的环境暴露.自暴露组(exposome)概念提出以来,得到了广泛关注,也使暴露科学的内涵和外延得到了延伸.暴露组是指一个人从出生至生命结束全过程各种暴露的总和,真正意义上探讨污染暴露、人体健康和疾病发生的实在本质,包括了外暴露、内暴露和社会暴露.研究方法上结合了基于生物监测的"自上向下"法和基于监测空气、水和食物等"自下向上"法,而在研究手段上涉及了环境科学的外暴露和基因组学的分子生物学等中广泛应用的研究技术.然而当前准确测量暴露组仍然是一个巨大的挑战,只有多学科技术手段和研究方法发展和融合才能更好地促进暴露组研究的进步.我国暴露科学研究起步较晚,目前学者对于暴露组的研究仍然薄弱,本文主要从暴露组的概念、研究方法以及测量技术手段入手,介绍这一新兴的研究科学.