我国典型森林土壤微生物驱动的氮代谢途径特征解析

微生物介导的氮代谢途径对生态系统结构和功能稳定性的维持起着重要作用,阐明微生物群落与氮代谢途径之间的关系可以从微观水平上扩展对氮代谢途径的理解.然而,微生物的基因水平转移使得基于分类学的方法并不能说明两者之间的关系.有研究表明,功能性状影响着群落构建和生态系统功能,将基于功能性状的研究方法应用于土壤微生物能更好地说明氮代谢途径的特征.因此,本文选择5种我国典型森林土壤,包括黑土（黑龙江哈尔滨）、暗棕壤（吉林长白山）、黄棕壤（湖北武汉）、红壤（福建福州）和砖红壤（海南乐东）,利用可以量化微生物功能性状的宏基因组技术对不同森林土的氮代谢途径特征进行了研究,主要包括氨同化、硝酸盐异化还原、硝酸盐同化还原、反硝化、硝化、固氮和厌氧氨氧化过程.结果表明,细菌序列在宏基因组文库中占主导位置,占所有序列的98.02%,且所涉及的几种氮代谢途径在细菌中都被检测到.5种森林土有着相同的氮代谢途径特征,即氨同化是细菌中检出频率最高的氮代谢途径,每百万个带注释的细菌序列平均检测到2830个氨同化途径的功能基因,固氮和厌氧氨氧化代谢途径检出频率较低,每百万个序列分别只检测到28.3和10.7个功能基因.不同森林土壤中同一氮代谢过程可由不同的微生物参与,且负责整个氮代谢途径的微生物的群落结构不完全相同.     

基于加权线性回归模型组的湖北省工矿事故死亡人数分析预测

以2005-2014年湖北省工矿企业事故死亡人数为基础,通过对时间序列图分析可知,该省工矿企业事故具有明显的周期性、季节性。另外,依据安全系统特征属性,系统近期的状况相对远期的状况对未来预测更具有影响力。因此,各个季节数据的权重应有所不同。综合考虑以上两种情况,提出对4个季节建立不同的线性加权线性回归模型,并进行组合,形成加权线性回归模型组,进而对2015-2016年各个季度进行预测。最后,与传统的时间序列分析方法比较可知,加权线性回归模型组的方法建立的模型显著性、拟合度更高,并且模型的可读性更强、更简单。     

巨枝人工林灌木层优势种的种间联结性分析

种间联结的研究对于人工林群落的生物多样性保育和可持续经营与管理具有重要的意义,目前对巨桉人工林灌木层物种之间的作用关系知之甚少。根据野外60个样方的调查数据,运用x^2检验、Jaccard指数和Spearman秩相关系数研究了巨桉（Eucalyptusgrandis）人工林灌木层18个优势种的种间关联和相关关系。结果表明,灌木层优势种具有总体上的正联结性,但在153个种对中,具有显著正联结性的种对数约占总种对数的10％,绝大数种对表现为弱联结性或无联结性,种间关系较为松散,表明巨桉林下灌木种群具有相对独立分布的特性。研究种间关系时,种间关联结合种间相关得出的结果较好。根据分析结果将18个优势种划分为4个生态种组,生态种组内的种其资源利用方式和生态要求相似,而组间表现出明显的差异。生态种组的划分能为巨桉人工林林下灌木层的管理提供理论依据。     

根际化学与生物多样性的表征方法：组学技术的机遇与挑战

根际是联结植物、土壤和微生物的重要界面,是化学与生物过程耦合最活跃的区域.根际环境影响土壤中有机和无机污染物的行为,而研究方法的完善与提升有助于阐释根际中复杂的过程与作用机制.本文从传统的化学和生物学方法到新兴的组学技术对根际科学的方法学研究进展进行了综述,重点讨论了当今组学技术在根际研究中应用机遇与挑战,同时展望了今后需要关注的科学问题.根际化学组分的传统分析方法涵盖了光谱、色谱、质谱和色质联用等技术,主要聚焦于低分子量有机酸等小分子的定性定量测定,导致对根际化学多样性的认知偏差;传统的根际微生物研究依赖于培养技术,对微生物多样性的描述存在很大的局限.揭示根际异质性和复杂性,亟需采用高端的技术,组学方法显示出极大的优势,显著提高了研究者对根际科学的认识.基于靶向和非靶向代谢组学有利于深入研究根际复杂的化学多样性过程;基于宏基因组学、转录组学和蛋白组学等组学工具能够提供微生物组基因和蛋白的表达、功能特性等更详细的信息,可以全面地揭示根际微生物的多样性.应该强调的是,未来多组学整合分析更是表征根际化学与生物多样性的一个强有力工具,但需要更多的模型、框架和计算基础来实现根际基因、蛋白、转录...     

纳米TiO2对幼年小鼠血浆代谢谱影响的代谢组学研究

观察不同染毒剂量的纳米TiO2对ICR幼年小鼠血浆代谢谱变化的影响,寻找潜在的毒性效应的生物标志物.将幼年小鼠随机分为对照组以及10、30、100和300 mg·kg-1不同纳米TiO2染毒组进行28 d短期毒性试验,利用代谢组学技术初步筛选出TiO2毒性作用潜在的生物标志物,运用KEGG数据库对生物标志物进行拓扑分析...     

天然红树林土壤微生物大片段宏基因组文库的构建

采用改良及优化后的原位裂解法提取红树林土壤环境DNA,通过脉冲场电泳图谱显示所得DNA片段主要集中于23～50 kbp范围, 表明大片段DNA在总DNA中的比率明显提高; 对改良后的原位裂解提取法与不同DNA纯化方法的组合进行比较分析, 确定电洗脱为最佳纯化方法; 运用改良后的原位裂解提取法与电洗脱纯化法联用实验方案,构建了4个季节天然红树林土壤Cosmid宏基因组文库. 随机挑取克隆子,提取质粒后经BamHI酶切验证, 平均插入片段均大于35 kbp,且片段类型各不相同, 推测该文库至少包含了335 Mbp潮间带微生物基因组信息. 该方法的建立使得开发红树林湿地生态系统的特色微生物资源成为可能, 并为探索其它生境的未培养微生物资源提供借鉴.     

环境浓度氧化石墨烯和多环芳烃复合暴露诱发成年斑马鱼脑组织的分子响应研究

氧化石墨烯(graphene oxide, GO)是目前十分重要的人工纳米材料,且极有可能被排放到环境中。因而GO与环境中的共存污染物多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)对水生生物的复合暴露毒性及其相关机理值得进一步研究。使用成年斑马鱼为动物模型,选取水环境浓度的典型污染物16种优控PAHs与环境预测浓度的GO对成年斑马鱼进行21 d亚急性暴露,研究GO和PAHs复合暴露对成年斑马鱼脑组织的毒性效应及其分子机理。结果表明,GO暴露组和PAHs-GO复合暴露组在21 d的亚急性暴露中均不会诱发成年斑马鱼的死亡和畸形,但会降低斑马鱼脑组织细胞色素P4501B1酶(CYP1B1)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)的含量;在分子水平上,0.1 mg·L^-1 GO组(GO组)、5μg·L^-1 PAHs组(PAHs组)和0.1 mg·L^-1 GO&5μg·L^-1 PAHs组(PAHs-GO组)诱发的差异基因数量和差异基因通路数量排序为PAHs组>GO...     

城市轨道交通系统组元脆弱性评价研究

为有效降低城市轨道交通系统的脆弱性,在脆弱性理论的基础上,界定城市轨道交通系统组元脆弱性的概念与内涵,并将其影响因素划分为人员、设备与环境3个指标组。整合DEMATEL、ANP与模糊VIKOR这3种系统分析评价方法,构建集成DEMATEL-ANP-FVIKOR方法的城市轨道交通系统组元脆弱性评价模型,并通过对北京地铁典型车站的评价来验证该评价模型的有效性。研究结果表明,该评价模型切实可行,能够对城市轨道交通系统组元脆弱性进行有效量化评价分析。     

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.     

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．