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, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260147
摘要:
目的 金属耐受蛋白(MTP)参与植物重金属耐受与转运过程,伴矿景天Sedum plumbizincicola为镉超积累植物,其MTP基因家族的系统特征与镉胁迫响应机制尚未明确。鉴定该家族成员并解析其结构、进化及镉(Cd)胁迫表达规律,可为阐明伴矿景天镉超积累分子机制提供理论依据。 方法 采用生物信息学方法,基于阳离子扩散辅助蛋白(CDF)家族保守结构域(PF01545)鉴定SpMTP基因;通过MEGA、MEME、TBtools等软件分析其系统进化、保守基序、基因结构及共线性关系;利用PlantCARE预测启动子顺式作用元件;结合RNA-seq数据分析14个SpMTP基因在镉胁迫(400 μmol·L−1)下根、茎、叶组织(0、1、4 d)的表达特征,并通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)验证部分基因表达可靠性。 结果 共鉴定出14个SpMTP基因,编码蛋白含4~16个跨膜结构域,多定位于液泡膜或细胞膜;系统进化分析将其划分为7个亚族,与近缘非积累植物东南景天S. alfredii同源蛋白亲缘关系最近。共线性分析显示:复制是SpMTP家族扩张的主要驱动因素;启动子区域富含胁迫响应、激素信号及组织特异性表达相关顺式作用元件。表达谱分析表明:SpMTP基因呈现显著时空特异性,SpMTP9在根部持续高表达,SpMTP8.2在根部早期诱导上调,SpMTP3在叶部持续高表达,三者分别参与镉的吸收、转运及液泡区隔化。RT-qPCR验证显示:所选基因表达趋势与RNA-seq数据高度一致,证实转录组数据可靠。 结论 伴矿景天SpMTP基因家族通过进化扩张与功能分化,形成了根-茎-叶协同的镉胁迫响应网络,其组织特异性表达特征是伴矿景天镉超积累能力的重要分子基础。图6表1参30
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250583
摘要:
目的 探明外源褪黑素与施氮量协同作用缓解甘薯Ipomoea batatas高温胁迫、调控产量与品质形成的机制,为浙南丘陵山区甘薯抗高温栽培技术提供理论依据。 方法 于2023—2025年设3个外源褪黑素浓度[0 (M0)、100 (M1)、200 (M2) μmol·L−1)和4个施氮水平[0 (N0)、75 (N1)、150 (N2)、225 (N3) kg·hm−2],探究高温胁迫下不同处理对甘薯叶片抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、光合特性、碳氮代谢、根系形态生理、产量品质及经济效益的影响。 结果 高温胁迫下,甘薯叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)及硝酸还原酶(NR)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和块根蔗糖合成酶(SS)活性均随胁迫时间延长呈下降趋势,而丙二醛(MDA)质量摩尔浓度持续上升。以胁迫20 d为例,相较于M0N0处理,M1N2可提升SOD、POD抗氧化酶活性,有效提高Pn和Fv/Fm,还可上调NR、SPS、SS相关酶活性,降低植株体内MDA质量摩尔浓度。高温胁迫解除后,与M0N0处理相比,M1N2可使植株根长、根系活力明显提升,进而有效改善作物产量与品质,提升种植经济效益。相关性分析表明:产量、品质与MDA呈极显著负相关,与其他指标均呈极显著正相关(P<0.01);隶属函数确定M1N2为最优处理。 结论 外源喷施100 μmol·L−1褪黑素配施150 kg·hm−2氮肥可有效增强甘薯叶片抗氧化能力,缓解膜脂过氧化损伤和维持光合功能,进而协同调控碳氮代谢平衡,促进根系发育,提升产量与品质,有效提高经济效益,可在浙南丘陵山区甘薯种植中推广应用。图9表7参36
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260233
摘要:
目的 针对传统单相体系下苯甲醚加氢脱氧反应条件苛刻、选择性调控难的问题,构建十氢萘/水两相催化体系,并探究其催化性能。 方法 制备两亲性钌氧化铌-介孔碳(Ru/xNb2O5-yMC,x和y为二者的质量分数,省略%,x+y=100)催化剂,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)等手段表征其理化性质;在十氢萘/水两相体系中考察催化剂组成、溶剂比例、反应温度、氢气压力等因素对苯甲醚加氢脱氧性能的影响。 结果 Ru/40Nb2O5-60MC催化剂具有最大的比表面积(366.7 m2·g−1)及适宜的亲水亲油平衡。在200 ℃、0.6 MPa氢气初始压力下反应6.0 h,苯甲醚转化率达62.7%,苯选择性高达91.9%;催化剂循环使用5次活性无明显下降。反应活化能为49.57 kJ·mol−1,远低于碳氧键断裂的预期活化能(>240 kJ·mol−1)。 结论 Ru/40Nb2O5-60MC两相催化体系通过Ru纳米颗粒的加氢/脱氢功能与Nb2O5-MC复合载体的酸性位点及可调润湿性的协同作用,在温和条件下实现苯甲醚高选择性转化为苯,这可为农林废弃物中木质素衍生酚类化合物的高值化利用提供了新路径。图6表2参41
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250511
摘要:
目的 农业中氮肥过量施用加剧了土壤中温室气体氧化亚氮的排放,成为全球气候变化的重要驱动因素。本研究旨在探讨硅氮耦合对毛竹Phyllostachys edulis林土壤氧化亚氮排放的影响,为优化氮肥管理策略、削减土壤氧化亚氮排放提供科学依据。 方法 以毛竹林土壤为研究对象,设置3种氮水平和2种硅水平进行室内培养实验,在培养期第0、1、3、7、15、30天测定氧化亚氮排放通量、土壤铵态氮、硝态氮及pH,并在关键时间点第0、7、30天检测脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。 结果 硅添加显著降低了氧化亚氮排放通量和累积排放量(P<0.05)。硅氮耦合对氧化亚氮累积排放量具有显著拮抗效应(P<0.05),且这种效应随着氮添加水平的增加而增强。在无氮、中氮和高氮水平下,硅添加使氧化亚氮累积排放量分别减少0.1%、6.6%和11.9%。硅通过提高土壤pH、降低铵态氮和硝态氮质量分数,显著抑制脲酶(21.0%)、硝酸还原酶(49.0%)和亚硝酸还原酶(41.0%)的活性(P<0.05),从而改变氮素转化过程。此外,硅添加推迟了氧化亚氮排放高峰的出现时间(从第7天延缓到第15天)。 结论 硅通过调节土壤pH和关键酶活性,调控了氮素转化过程,从而减少氧化亚氮的排放。图5表1参43
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260181
摘要:
目的 探索科学合理的草地管理模式,维持草地生态系统结构和功能稳定。 方法 以青藏高原东缘高寒草地为对象,通过长期围封与适度放牧进行对比试验,探究了2种管理方式对草地植物群落结构、物种多样性及生产力的影响。 结果 ①与放牧相比,长期围封显著降低了草地群落的植物多样性(P<0.05),其中豆科Fabaceae、莎草科Cyperaceae和杂类草功能群的物种丰富度下降最为明显。②围封未显著改变草地总地上生物量,但显著改变了群落各功能群间的生物量分配,如显著促进了豆科与杂类草的生物量积累(P<0.05)。同时,围封也导致凋落物大量积累(约为放牧草地的5.5倍)。③相比适度放牧草地,长期围封极显著降低了草地植物物种的均匀度(P<0.001),导致植物群落结构和功能发生明显分异。 结论 长期围封驱动草地植物群落向高生产力,即生物量与凋落物积累的方向发展,而放牧则有利于维持较高的物种多样性水平。对于未退化高寒草地,适度放牧更有利于维持物种多样性和生态系统功能的稳定。图6表1参54
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250506
摘要:
目的 揭示中国多刺蚁属Polyrhachis物种的多样性及生态位分化现象,为中国蚁科Formicidae昆虫多样性保护和利用提供参考。 方法 依据1990—2025年野外调查获得的多刺蚁属标本及其栖息生境、觅食场所、筑巢场所、地理分布数据和文献记录数据,采用形态分类、采获频数法和Levins生态位分析等方法,对多刺蚁属物种的分布格局及生态位宽度进行研究。 结果 共记录多刺蚁属物种52个。分布格局分析显示:中国多刺蚁属物种在水平与垂直分布、栖息生境选择、觅食与筑巢行为上均存在明显的生态位分化。云南省多刺蚁属物种丰富度最高,所有物种之中双齿多刺蚁Polyrhachis dives的生态位最宽,且该属在热带雨林中栖息的物种多样性最高。多刺蚁属物种主要在植物上和地表觅食,多在树上筑巢。 结论 多刺蚁属物种的空间分布格局受海拔梯度、气候因子及植被丰度等多维生态要素的协同调控。大多数物种生态位宽度和生态适应幅度狭窄,属于特化种,在进化中处于劣势地位,当赖以生存的生境遭受干扰、破坏或丧失时,极易触发区域性物种灭绝事件。图4表2参40
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260146
摘要:
目的 探究铁镁双金属改性椰壳生物炭(FCBC)在不同水分条件下对热带稻田土壤中砷、镉的钝化效果及对微生物群落结构的影响特征。 方法 于2025年8—9月开展了为期30 d的室内土壤培养试验,设置淹水与湿润2种水分处理,系统分析FCBC施加后土壤中砷、镉迁移特性,土壤理化性质及微生物群落结构的响应规律。 结果 与不加生物炭(对照)及未改性生物炭处理相比,在湿润条件下FCBC显著(P<0.05)降低了土壤中有效态砷(降幅为8.74%~12.5%)、有效态镉(降幅为92.88%~93.50%);在淹水条件下降低了有效态镉(降幅为76.92%~86.2%),但显著(P<0.05)促进了砷的迁移转化(增幅为24.95%~33.45%),增加其潜在生态风险。Mantel分析结果表明:FCBC对砷的钝化效果主要受水分变化驱动的铁、硫元素循环调控,而对镉的钝化则主要通过调节土壤pH等理化性质实现。FCBC的施加整体降低了土壤微生物α多样性,并改变了不同水分条件下的细菌群落结构。与其他处理相比,FCBC降低了热脱硫杆菌门Thermodesulfobacteriota、梭菌属Clostridium等类群的相对丰度,提高了变形菌门Pseudomonadota、微枝形杆菌属Microvirga和芽孢杆菌属Neobacillus等类群的相对丰度,进而影响砷、镉的迁移转化,且水分条件进一步影响了细菌群落的组成差异。共现网络分析表明:FCBC降低了土壤细菌网络的复杂性和稳定性,而厌氧环境增强了细菌物种间的协同共生关系。PICRUSt2功能预测结果显示:在好氧环境下FCBC的施入增强了与砷、镉抗性相关的蛋白功能,并促进了氨基酸代谢及有机质合成等关键代谢过程。 结论 水分管理与铁镁改性椰壳生物炭的协同作用通过调控微生物群落结构与功能,进而影响砷、镉在稻田土壤中的迁移转化过程。图8表3参38
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250495
摘要:
目的 通过分析不同大叶榉树Zelkova schneideriana无性系幼龄材的材性差异及相互关系,构建综合评价体系,为榉树优良无性系的早期选育提供科学依据。 方法 以‘冲天’‘Chongtian’、‘红3’‘Hong 3’、‘阅城’‘Yuecheng’、‘壮榉’‘Zhuangju’和‘赵庄’‘Zhaozhuang’7年生榉树无性系为研究对象,采用富兰克林离析法测定纤维形态特征,按照国家标准测试物理性质(密度、干缩性、吸水性)和力学性质(弯曲强度、弯曲模量、顺纹抗压强度)。运用方差分析、相关性分析及主成分分析,构建加权综合评价函数。 结果 5个无性系在纤维形态、物理性质和力学性质上均存在极显著差异(P<0.001)。无性系‘赵庄’纤维长度最长、长宽比最高,‘阅城’纤维宽度和腔径比最大。无性系‘壮榉’‘冲天’和‘赵庄’基本密度和气干密度达Ⅳ级重级标准,干缩系数均低于2.0,尺寸稳定性良好。力学性能上,无性系‘壮榉’表现最优,弯曲模量达Ⅱ级标准;无性系‘赵庄’虽密度较低,但力学性能优于‘阅城’。相关性分析显示:密度与力学性能呈显著正相关(P<0.05),最大吸水率与力学强度呈负相关。 结论 榉树无性系幼龄材的材性差异显著,其力学性能不仅受密度影响,还与纤维结构密切相关。无性系‘壮榉’和‘冲天’在综合性能上表现突出,适宜作为优质材种早期选育的重点对象。图6表4参27
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250414
摘要:
目的 探明濒危植物百山祖冷杉Abies beshanzuensis原生母树与1982年嫁接的嫁接树生长状况的差异,为百山祖冷杉原生母树精准保护提供科学依据。 方法 2023年4—9月,以百山祖冷杉原生母树和嫁接树1年生枝叶为材料,测量1年生小枝上叶的生长指标(叶长、叶宽、叶鲜质量、叶片数)和1年生小枝的生长指标(小枝长度、小枝直径、小枝鲜质量)等及其叶片的叶绿素荧光参数。 结果 8月,百山祖冷杉嫁接树的叶长(45.85±0.38 mm)、叶片数(79.33±2.40片)、叶鲜质量(4.93±0.21 g)、小枝长(78.66±5.87 mm)、小枝直径(3.71±0.21 mm)、小枝鲜质量(0.69±0.02 g)等生长指标均显著(P<0.05)大于原生母树的叶长(33.76±2.56 mm)、叶片数(67.33±2.91片)、叶鲜质量(2.32±0.25 g)、小枝长(56.39±2.66 mm)、小枝直径(3.20±0.15 mm)、小枝鲜质量(0.36±0.03 g),而叶宽在原生母树(3.49±0.22 mm)和嫁接树(3.93±0.45 mm)之间无显著差异。4—9月,百山祖冷杉嫁接树的光合量子产量、电子传递速率、光化学淬灭系数和最大光化学量子产量等叶绿素荧光参数均大于原生母树,而嫁接树的非光化学淬灭系数均小于原生母树。 结论 原生母树的光能利用效率较低,嫁接树生长状况优于原生母树。应加强原生母树的保护措施,通过改善生境条件提高原生母树光能利用效率,促进其生长。图6表1参38
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260140
摘要:
目的 应对人类活动对生态空间的扰动造成的生态系统完整性和连通性下降的问题。 方法 选择2000、2010、2020年,在计算杭州市生境质量、水源涵养、固碳释氧、水土流失等4项生态系统服务供需比的基础上,构建连接孤立生境斑块的生态网络,以生态网络功能与拓扑结构相关性为依据优化生态网络,并借助鲁棒性评价检验生态网络的优化效果。 结果 ①较2000年,2020年水源涵养供需比上升27%,固碳释氧、生境质量、水土流失供需比下降明显。②2020年,核心源地132块,阻力面由中心城区向外部逐渐递减,识别到廊道334条,总长1 027 km。③2010—2020年,特征向量中心性在末期提升34%,核心节点影响力逐步恢复,平均度值与聚类系数较低。拓扑结构重要性与生态系统服务供需比呈显著正相关,与固碳释氧、水源涵养服务供需比相关性最强。④优化方案新增网络踏脚石31个,廊道56条。基于鲁棒性验证的网络韧性评估证实了优化的科学性与可行性。 结论 优化框架能够有效识别并修复具有高生态系统服务价值和结构联通性的生态夹点,形成更具有稳定性的生态网络,为高度城市化地区生态网络功能与结构的协同优化提供思路。图8表4参34
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250488
摘要:
目的 植被覆盖演变与长势变化体现了地区生态环境变化。探讨喀斯特石漠化地区——重庆市的植被恢复状况及其驱动机制,可为地区生态保护与可持续发展提供参考。 方法 依托谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云计算平台,分析2000—2020年重庆市不同地区植被变化趋势时空格局,并通过广义可加模型(Generalized Additive Model,GAM)从社会经济和自然因子2个方面探讨植被变化驱动机制。 结果 ①重庆市93%区域的归一化植被指数呈上升趋势,植被恢复效果突出的区域集中于西部和东北部。②社会经济因子中,国内生产总值对植被覆盖影响较弱;路网密度增加与植被覆盖面积减少呈现同步性;人口密度对植被覆盖变化整体呈负面影响,且具有重要意义。③自然因子中,降水和土层厚度增加不同程度促进植被恢复,气温升高对植被生长呈负面影响。相较于石漠化地区,非石漠化地区的植被对自然驱动因子的响应更加显著和敏感,且土层厚度和气温能够较好地解释植被变化趋势。④ 21 a间重庆市石漠化面积减少了5.3%,整体改善显著。石漠化面积减少明显的区域,其植被覆盖增加趋势也较明显。 结论 重庆市植被整体恢复效果较好,人口密度、土层厚度和气温对植被变化趋势影响较大。石漠化面积减少与植被覆盖增加具有一定协同演化关系。在进行生态恢复与管理时,须考虑石漠化的中介作用,实施分区、分类精准施策。图5表5参42
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250611
摘要:
目的 探索濒危植物蛛网萼Platycrater arguta的天然群落结构、物种多样性特征,为保护区制定科学保护策略提供理论依据。 方法 利用样方调查法,于浙江钱江源-百山祖国家公园候选区百山祖园区(百山祖国家公园)设立19个代表性样方开展群落学调查。 结果 ①19个样方中共记录到224种维管植物(含变种和变型),隶属于89科162属,其中蛛网萼在8个样方中重要值居前,呈优势状态;区系组成以温带成分为主,具显著东亚特征。②群落各层次物种分布均匀,处于演替过渡期,受环境干扰较强。③蛛网萼与草本植物玉山针蔺Trichophorum subcapitatum的生态共现关系最为显著,显示出相似生境偏好。④群体整体以及乔木层与灌木层的谱系结构呈谱系聚集,草本层呈谱系发散。⑤群落功能丰富度变异显著,多数功能性状的系统发育信号较弱。⑥物种α多样性与谱系多样性和功能丰富度均呈显著正相关,但谱系结构与功能多样性的相关性较弱。 结论 百山祖国家公园蛛网萼天然群落维管植物种类丰富,以温带区系为主;群落处于演替过渡阶段,整体谱系结构呈弱聚集格局,不同层次间存在一定差异;功能性状主要受环境异质性驱动,系统发育约束作用有限。蛛网萼倾向于与喜湿阴生物种共存,应协同保护其关键共现物种及生境,维持群落结构稳定性。此外,群落监测与评估应综合多维度多样性指标,避免仅依赖单一指标。图4表2参57
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250479
摘要:
目的 系统研究陕西省榆林市生态环境质量的时空演变特征及其驱动机制,对维护黄土高原生态安全具有重要的理论价值与现实意义。 方法 选取榆林市2000、2005、2010、2015、2020及2025年6期Landsat遥感影像数据,构建综合遥感生态指数(IIRSE),结合Theil-Sen趋势、Mann-Kendall检验、Hurst指数方法与地理探测器模型,分析近25年来榆林市生态环境质量的时空分布与演变趋势,并定量评估各驱动因子对生态质量的解释力及其交互作用。 结果 ①2000—2025年,榆林市生态环境质量由东南向西北递减。IIRSE均值上升0.124,年均增长率为1.34%;良好等级区域面积占比从6.4%增加至17.72%,极差与较差等级区域明显缩减,分别下降至16.76%和30.44%。②生态质量变化以低频为主,频繁变化区域集中于佳县、吴堡县、绥德县等地。空间自相关分析显示:高-高集聚区面积逐年扩大,生态空间格局持续优化。③榆林市生态环境整体向好,但区域差异较大,Hurst指数表明仅48.44%区域具备持续改善潜力,23.31%区域面临生态退化风险。IIRSE变化主要受自然因子驱动,降水量、高程是关键影响因子,土地利用变化和人类活动也会对生态质量产生重要干扰。 结论 2000—2025年,榆林市生态环境质量整体呈改善趋势,空间格局为东南高、西北低。优良等级区域扩张,低等级区域收缩,生态格局优化。然而生态质量空间分异,仍有一定比例区域面临退化风险。驱动机制上以自然因子主导,叠加人为因素影响。为巩固生态成效,榆林市应重点加强生态退化高风险区系统修复,协同推进生态保护和综合治理。图8参42
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260132
摘要:
目的 探究2种有机改良剂处理对干旱区葡萄园土壤理化性质、微生物群落及葡萄果实品质的调控效应,为产区筛选高效土壤改良方案提供数据支撑。 方法 2024年5月以葡萄‘赤霞珠’Vitis vinifera ‘Cabernet Sauvignon’为研究对象,采用随机区组设计,设置矿源黄腐酸钾+护卫根(LKY)、微生物改良菌剂(LW)以及不施有机改良剂[对照(ck)]等3种处理,分析测定葡萄园不同时期的土壤理化指标、团聚体特征,采用高通量测序分析土壤、果实表皮微生物群落结构,同时测定果实品质、酚类物质及产量。 结果 ①LKY处理显著降低土壤pH、提升土壤碱解氮等速效养分(P<0.05);LW处理则增加土壤有机质与全氮质量分数。②LKY显著提高土壤中团聚体占比及团聚体稳定性(P<0.05),LW处理则主要增加大团聚体占比。③2种改良剂均显著影响土壤细菌群落结构(P<0.05)。④LKY处理后果实可滴定酸、百粒重、果皮总酚、果皮总类黄酮、果籽总酚、果籽总类黄酮及产量均显著高于LW和ck处理(P<0.05)。⑤Spearman和Mantel test分析表明:土壤全磷、>0.25 mm团聚体、土壤pH等是影响土壤细菌群落结构及果实品质的关键因子。 结论 LKY与LW处理均能通过改良土壤理化性质、优化土壤细菌群落结构,改善果实品质,其中LKY处理通过调控土壤pH、增加土壤速效养分,实现了果实产量、风味及功能成分的综合提升。图7表5参32
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250522
摘要:
目的 乐清湾是典型生态敏感区,拥有中国成规模分布最北的红树Rhizophorceae林带。探究该区域近22 a植被覆盖度的演变趋势及与气候因子之间的关系,可指导该地生境恢复与生态海堤建设,为同类区域应对生物入侵与生态风险提供参考。 方法 基于2003—2024年的Landsat数据,通过计算归一化植被指数,应用像元二分法估算模型、Theil-Sen Mediam趋势分析、相关分析等方法,分析植被覆盖度的时空变化和驱动因子。 结果 清江口22 a植被覆盖度总体呈现波动增长态势,年际植被覆盖度由2003年的0.601增加至2024年的0.694,年平均增速为0.008。植被覆盖等级的空间分布呈现较为明显的变化特征,低覆盖度及中低覆盖度区域面积占比之和明显缩减,由30.33%降至11.17%,而中覆盖度与中高覆盖度区域面积占比之和呈明显增加趋势,由27.93%升至54.54%。年平均最高气温、年平均最低气温、年降水量、年降水日数对植被覆盖度均呈现负向驱动作用。 结论 2003—2024年,清江口植被覆盖水平及其空间格局呈现积极发展态势。各影响因子中,年平均最低气温对植被覆盖度的负面影响最显著。该区域人类活动频繁,历经破坏至修复过程,人工主导的红树林修复、滩涂治理及外来物种清除等工程是推动植被覆盖度提升的关键因素。图3表2参40
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260129
摘要:
目的 观察花椒‘小龙袍’Zanthoxylum bungeanum‘Xiaolongpao’花芽分化进程,明确花芽形态与结构的对应关系,解析内源激素及其比值的动态变化对花芽分化的影响,为花椒花果调控和栽培管理提供科学依据。 方法 于2024年5月23日至2025年3月31日,在云南省昭通市鲁甸县龙树镇花椒基地连续采样32次。采用石蜡切片技术结合形态观测,分析‘小龙袍’花椒花芽分化进程的形态与结构变化,划分典型阶段并确定其起始及延续时间;运用超高效液相色谱串联质谱法测定花芽不同分化阶段的脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和玉米核苷素(ZR)质量分数,分析其质量分数及比值的动态变化。 结果 ‘小龙袍’花椒花芽分化过程分为6个时期:未分化期(Ⅰ期)、分化开始期(Ⅱ期)、花序轴分化期(Ⅲ期)、花蕾分化期(Ⅳ期)、萼片分化期(Ⅴ期)和雌蕊分化期(Ⅵ期),花芽分化进程历时约10个月,不同分化期存在重叠现象;Ⅱ期为花芽分化的启动临界期,始于5月下旬下半期;Ⅰ~Ⅵ期的腋芽尺寸与形态呈现极显著的阶段变化(P<0.01)。不同分化期的内源激素质量分数及比值变化均呈现极显著的差异(P<0.01):Ⅰ~Ⅴ期ABA和GA3质量分数持续极显著下降(P<0.01),Ⅵ期略回升;IAA和ZR质量分数则均在Ⅲ期达到峰值,Ⅴ期最低;ABA/GA3和ZR/GA3从Ⅰ~Ⅳ期逐渐升高,Ⅳ期达最高后下降;ABA/IAA和ZR/IAA则在Ⅴ期达到峰值。 结论 ‘小龙袍’花椒花芽不同分化期花芽解剖结构与形态密切相关,分化延续时间较长;内源激素质量分数及比值的变化极显著地影响花芽分化的启动与结构建成。生产中可在其关键期人为调控花芽的分化。图3表2参38
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250514
摘要:
目的 辽东栎Quercus liaotungensi是华北地区油松Pinus tabulaeformis人工林改造的优选混交树种。明确造林措施对油松人工林下辽东栎苗木生长的影响,为低效油松林改造和松栎混交林构建提供依据。 方法 以山西省吉县蔡家川流域油松人工林为研究对象,在林外、林缘、林内分别设置样地,开展辽东栎栽植试验。试验共设置15种处理方式,包括无处理(ck)、浇水处理(500、1 000、1 500、2 000 mL·株−1)、覆盖处理(覆盖地膜、覆盖凋落物45、90、135、180 g·株−1)及保水剂处理(10、20、30、40、50 g·株−1)。定期监测存活率、苗高、地径、冠幅、叶片数量和单叶面积等指标,探究不同造林措施的效果。 结果 ①林外、林缘、林内所需的最优浇水用量依次减少,分别为2 000、1 500和1 000 mL·株−1;②林外、林缘、林内所需的最优覆盖量逐渐递减,分别为135、90和45 g·株−1;③林外、林缘、林内栽植时保水剂最佳使用量逐渐递减,分别为40、20和10 g·株−1;④林缘栽植的辽东栎存活率和生长状况最好,林内次之,林外最差;⑤熵权-TOPSIS法综合评价表明:林外使用保水剂40 g·株−1、林缘使用保水剂20 g·株−1和林内覆盖凋落物45 g·株−1时,对辽东栎苗木生长效果的促进作用最佳。 结论 利用辽东栎对油松人工林进行更新改造时,需根据生境特点选择适配性措施,营造块状混交林时宜优先选用保水剂,株间混交或行间混交时宜加强栽植穴的覆盖,以提升苗木成活率与生长质量。图3表8参38
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260119
摘要:
目的 探究色季拉山杜鹃花属Rhododendron植物的叶功能性状及其组合特征,系统分析该区域杜鹃花属植物的生态策略差异,为高寒山地生物多样性保护和管理提供理论依据。 方法 选取色季拉山13种杜鹃花属植物为研究对象,选择叶面积、叶厚度、叶干物质质量分数等16个叶功能性状,计算各性状的变异系数,探究叶功能性状特征及其相互关系,构建杜鹃花属植物的叶经济谱。 结果 色季拉山杜鹃花属植物叶功能性状的变异系数为10.67%~120.29%,其中叶干质量和叶面积属于强变异,比叶面积、海绵组织厚度、栅栏组织厚度、叶碳氮比、叶氮质量分数、叶磷质量分数、叶形指数、叶碳磷比、叶厚度、叶氮磷比属于中等变异,其余性状属于弱变异,且杜鹃花属植物叶性状种间变异系数普遍高于种内变异系数。杜鹃花属植物在生长和防御能力之间存在“此消彼长”的权衡关系,达到平衡植物生存、生长、繁殖的目的。山育杜鹃R. Oreotrephes、草莓花杜鹃R. fragariiflorum、鳞腺杜鹃R. lepidotum、雪层杜鹃R. nivale、林芝杜鹃R. nyingchiense、柳条杜鹃R. virgatum和三花杜鹃R. triflorum倾向于“快速投资-收益型”策略,白毛杜鹃R. vellereum、鲁朗杜鹃花R. lulangense、光蕊杜鹃R. coryanum、硬毛杜鹃R. hirtipes、栎叶杜鹃R. phaeochrysum和黄杯杜鹃R. wardii倾向于“缓慢投资-收益型”策略。 结论 色季拉山杜鹃花属植物通过调整叶片功能性状,形成了2种不同的资源权衡策略,反映了植物功能性状间的资源权衡关系以及不同物种生态位的分化。图4表3参73
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250339
摘要:
目的 土壤剖面碳组分及生态化学计量特征能够客观反映森林凋落物碳氮磷向土壤输入的过程。研究栎类人工林土壤剖面发育过程中碳氮磷的生态化学计量特征,可为栎林土壤生态功能的科学评估以及长期生产力维持提供理论依据。 方法 以地处暖温带的山东省药乡国有林场麻栎Quercus acutissima人工林为研究对象,将土壤剖面按照腐殖质层、淋溶层和淀积层进行划分并取样,分析不同剖面层次间土壤总有机碳及其各碳组分、土壤氮磷钾等养分的差异。 结果 ①麻栎人工林土壤剖面有机碳及各碳组分质量分数、氮磷钾等养分质量分数从大到小依次为腐殖质层、淋溶层、淀积层,且腐殖质层碳及养分质量分数显著高于淋溶层和淀积层(P<0.05)。②麻栎人工林养分和碳组分具有很强的耦合性,土壤主要受碳氮的协同影响,其中碳元素的影响强度高于氮元素。③碳氮比(C/N)随着土层深度的增加而增大,碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)都随着土层深度的增加而降低。 结论 麻栎人工林土壤剖面层次间碳氮磷存在较大差异,有机碳组分与土壤养分的强耦合性指示麻栎林土壤养分转化效率较高,森林土壤养分循环处于良性状态。因此,在经营管理中应注重土壤剖面层次间的差异性,保留林下凋落物层,确保森林凋落物养分的可持续归还。图4表1参41
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250518
摘要:
目的 探究多胺对银杏Ginkgo biloba悬浮细胞生长和类黄酮代谢的调控作用,为构建和优化银杏遗传转化体系、酶活性底盘控制、规模化生物合成有用药物提供理论和技术支持。 方法 以银杏悬浮细胞为材料,分别将不同浓度(0.5、1.0、3.0 mmol·L−1)的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)加入到悬浮细胞培养液中,分别标记为Put 0.5、Put 1.0、Put 3.0,Spm 0.5、Spm 1.0、Spm 3.0,Spd 0.5、Spd 1.0和Spd 3.0,以不添加多胺的处理为对照,培养7 d后,研究多胺对细胞液pH、电导率、细胞光合色素、总类黄酮及总萜内酯质量分数及黄酮合成关键酶活性的影响。 结果 多胺处理的浓度越大,细胞液的电导率和pH越高;低浓度的腐胺处理(Put 0.5~Put 1.0)有利于细胞团的生长,细胞颜色呈黄绿色,总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和萜内酯质量分数提高,如Put 0.5处理的总类黄酮和总萜内酯分别比对照增加了65.1%和38.5% (P<0.05);Spm 0.5~Spm 1.0 及Spd 0.5处理的细胞呈黄褐色,类胡萝卜素、总类黄酮和总萜内酯的积累也显著提高,如Spm 1.0处理的总类黄酮、 Spm 0.5及Spd 0.5处理的总萜内酯分别比对照提高了27.4%、27.1%和 20.1% (P<0.05)。3种多胺对悬浮细胞类黄酮合成关键酶活性的影响也表现出浓度效应,Put 1.0 处理的4-香豆酸辅酶A连接酶、Spm 1.0处理的苯丙氨酸解氨酶和查尔酮合成酶活性比对照提高的程度最大,分别达36.8%、21.5%和61.9% (P<0.05);Put 0.5、Spm 1.0与Spd 0.5处理的肉桂酰辅酶A还原酶的活性分别比对照提高2.0倍左右;Put 0.5处理的肉桂醛脱氢酶及Put 0.5、Spm 1.0 处理的二氢黄酮醇还原酶分别比对照提高了52.6%、123.2%和105.2% (P<0.05)。 结论 Put 0.5~Put 1.0、Spm 1.0处理对细胞生长和总类黄酮、总萜内酯的积累都是最有利的。多胺,特别是腐胺能够促进类黄酮的生物合成,但Spd 3.0和Spm 3.0处理对细胞生长、总类黄酮和总萜内酯的积累不利。图6参42
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250264
摘要:
目的 探究宁夏贺兰山东麓产区不同风土条件对葡萄Vitis vinifera果实中氨基酸积累及葡萄酒香气形成的影响,为优化该产区葡萄种植风土选择及提升葡萄酒品质提供理论依据。 方法 以宁夏贺兰山东麓永宁、青铜峡、银川3个产区4个地块(玉泉、御马、西鸽和志辉)的‘霞多丽’V. vinifera ‘Chardonnay’葡萄果实及其酿造的葡萄酒为研究对象,检测果实氨基酸组成与质量浓度,并解析葡萄酒中的挥发性成分。 结果 在4个地块的葡萄果实中,氨基酸总量志辉地块最高,为6 876.62 mg·L−1,玉泉最低,为3 873.65 mg·L−1,4个地块中御马与西鸽之间差异不显著,但其他2个地块之间差异显著(P<0.05);不同地块葡萄果实的丙氨酸、精氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的质量浓度差异显著(P<0.05),而甘氨酸和脯氨酸的差异更为突出。4个地块葡萄酒的香气成分主要由4大类物质构成,共占总香气成分的95.1%,其中高级醇类占49.3%,脂肪酸乙酯类占22.2%,其他酯类占12.6%,脂肪酸类占11.0%。利用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)可较好地区分4个地块,其中御马和西鸽组间差异较小,可归为一类。通过变量投影重要性(VIP)得分图可显著区分地块的香气物质为8种,其中异戊醇、十三酸乙酯、乙基9-癸烯酸酯、辛酸乙酯、异丁醇为御马和西鸽葡萄酒的主要特征物质;苯乙醇、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯为玉泉葡萄酒的主要特征物质。 结论 宁夏贺兰山东麓各子产区‘霞多丽’葡萄果实氨基酸积累和葡萄酒的香气特征均受到风土条件差异的影响,其中,丙氨酸受生态条件影响最大,并对葡萄酒的香气物质高级醇类有突出贡献。图5表5参33
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250612
摘要:
目的 探讨生物炭施用对杨树Populus 人工林生态系统固碳增汇能力的影响及主要调控机制,为中国人工林兼顾木材生产及固碳增汇能力提升的经营实践提供理论与技术支撑。 方法 2023—2025年于江苏泗洪马浪湖林场,以1年生杨树人工幼林为研究对象,设置3种处理:未施用生物炭的空白对照(ck)、低生物炭施用量(B1,30 t·hm−2)、高生物炭施用量(B2,60 t·hm−2),探讨不同生物炭施用量对杨树人工幼林各碳层碳汇能力的短期影响。 结果 ①与ck相比,B1、B2处理连续2 a显著促进杨树胸径、树高生长(P<0.05),其中B2处理促进效果最显著。②施用生物炭1 a后,B1、B2处理较ck均显著提升乔木层、草本层、凋落物层及土壤层的碳增量(P<0.05);在第2年各碳层碳增量较ck无显著差异,表明生物炭1次施用养分不足以维持杨树长期生长,而是通过更稳定的土壤基础改良效应持续发挥作用。③生物炭施用1 a后各处理均显著增加0~40 cm土层碳储量(P<0.05),对40~100 cm土层无显著影响,反映出土壤碳储量的增加主要来源于生物炭在0~40 cm土层的一次性施用。④相关分析表明:各碳层碳储量与土壤全氮、全磷、速效磷、铵态氮(\begin{document}${\mathrm{NH}}_4^+ $\end{document} -N)、硝态氮(\begin{document}${\mathrm{NO}}_3^- $\end{document} -N)、碳氮比、pH呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01);冗余分析表明:全氮是影响生态系统各层碳储量的主要贡献因子。 结论 生物炭施用可显著促进杨树人工幼林乔木层、草本层、凋落物层及土壤层的碳汇能力,且有利于持续稳定促进杨树林木胸径、树高快速生长,进而长期提升杨树人工幼林综合固碳增汇能力,其中,在B2处理下,即60 t·hm−2的高生物炭施用量可实现短期快速稳定固碳。图5表1参36
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20260156
摘要:
目的 原位杂交技术广泛应用于基因时空表达模式及功能研究。本研究以桂花不同品种不同组织不同发育阶段为材料,建立高效且稳定的桂花原位杂交体系,为桂花功能基因时空表达定位提供技术方法。 方法 以桂花生长素响应因子OfIAA14为检测基因,在常规原位杂交流程基础上,对样品抽真空时间、蛋白酶K消化时间、是否进行预杂交、杂交温度和杂交时间等关键参数进行比较,同时在不同品种、不同组织及其不同发育阶段等方面进行相关基因功能验证。 结果 在抽真空30 min、0.08 MPa(2次)、蛋白酶K 消化20~25 min、无需预杂交、杂交温度50 ℃、杂交时间20 h的条件下,可获得最佳杂交信号。进一步选用OfPIF4、OfPIF5、OfUFO、OfYAB2和OfAUX5等基因,对原位杂交优化体系在桂花不同品种、不同组织及不同发育阶段中的适用性进行验证,均获得良好的组织结构保持和清晰稳定的信号表达,表明该方法具有较好的可靠性和一定的普适性。 结论 本研究建立了一套适用于桂花组织的原位杂交优化技术体系,可为深入解析桂花开花发育相关基因的时空表达特征及分子调控机制提供可靠的技术支撑。图9表1参25
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250540
摘要:
目的 挖掘油桐Vernicia fordii腺体发育相关的组织特异性模块并筛选核心基因,为后续深入解析腺体发生机制奠定基础,并为植物分泌组织(如分泌腔、腺毛)的发育机制研究提供理论依据。 方法 基于油桐12个组织部位与发育阶段组合样本的转录组测序(RNA-seq)数据,结合加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定腺体相关组织特异性模块;通过模块内枢纽基因的功能富集分析、蛋白互作网络构建和基因互作网络聚类分析,筛选核心基因;利用实时荧光定量逆转录PCR (RT-qPCR)验证基因在油桐不同部位中的表达模式。 结果 WGCNA分析将过滤后的12 943个基因划分为27个共表达模块,获得与腺体高度相关的greenyellow模块。参考基因本体论数据库(GO)与京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明:模块内枢纽基因涉及生长、解剖结构发育、细胞分化、蛋白质代谢、光信号感知反应、生物胁迫响应等生物过程,富集于转运蛋白、泛素系统、信号转导及环境信息处理等相关通路。根据模块内基因的互作网络以及基因功能注释,筛选得到LSH4、RAD4、GHI、HDG5、LOB、SWEET10等基因可能在腺体发育中起关键调控作用。RT-qPCR验证结果显示:候选基因在油桐不同部位中的表达呈现显著的组织特异性,其表达趋势与RNA-seq数据高度吻合。 结论 鉴定到1个与腺体相关组织特异性模块,筛选到RAD4、GHI、SWEET10等与腺体形成发育密切相关的核心基因。图8表3参44
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250505
摘要:
目的 分析广布种狗尾草Setaria viridis器官间的养分化学计量模式及其驱动因子,揭示狗尾草在大区域尺度下的资源获取策略和生长适应性。 方法 选取中国东南湿润区至西北干旱区降水梯度带上10处样点,以广布种狗尾草为目标植物,测定其根、茎、叶碳、氮、磷化学计量指标,采用单因素方差分析与主成分分析等方法,探究狗尾草化学计量沿降水梯度带的变异规律,用结构方程模型和层次分割法进一步揭示驱动化学计量变异的主要环境因子。 结果 ①狗尾草各器官全碳质量分数变异系数最低(根9.13%,叶11.70%),而全氮、全磷变异较大,反映了限制性元素对环境变化的敏感响应。②纬度与海拔等地理因子对化学计量特征无显著直接效应,其影响主要通过调控气候与土壤条件而间接实现。③器官间环境驱动因子存在分化:根化学计量变异主要由土壤因子解释,茎变异主要受气候因子主导,叶化学计量特征则与年均降水量、光合有效辐射和土壤全磷呈显著正相关(P<0.01)。 结论 狗尾草器官间化学计量特征在不同样点间存在显著分异,主要由环境因子(气候、土壤)驱动。植物的化学多样性是由大尺度气候条件筛选出的基础资源利用策略(第1主成分)与局部土壤异质性(尤其是磷)所细化的具体适应性特征(第2主成分)通过层级调控共同决定的。这些发现强调了从器官尺度理解植物适应性分异的重要性,为更精准地预测未来气候变化下植物的响应与适应轨迹提供了新的视角。图7表2参26
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250398
摘要:
目的 在雨季排水不畅的地区,频繁的涝渍严重限制了香榧Torreya grandis ‘Merrillii’产量与品质提升。系统开展不同香榧品种砧木在淹水胁迫下的生理响应与耐涝性研究,不仅有助于筛选和培育耐涝香榧品种,也为揭示香榧耐涝机制提供重要的理论依据。 方法 以香榧‘珍珠榧’‘Zhenzhufei’、‘早缘榧’‘Zaoyuanfei’、‘玉山鱼榧’‘Yushanyufei’、‘金叶红象牙榧’‘Jinyehongxiangyafei’、‘茄榧’‘Qiefei’、‘长叶榧’‘Changyefei’、‘小籽象牙榧’‘Xiaozixiangyafei’、‘龙凤细榧’‘Longfengxifei’、‘芝麻榧’‘Zhimafei’等9个品种的砧木为供试材料,设定正常水分(对照)和淹水2种处理,通过测定香榧叶片组织的叶绿素a质量分数、叶绿素b质量分数、过氧化氢(H2O2)质量摩尔浓度、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、电解质渗透率、脯氨酸(Pro)质量分数、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等10个生理指标,再依据主成分分析及隶属函数对各品种的耐涝指数进行分析,综合评价各品种的耐涝能力。 结果 在淹水处理下,不同品种砧木的叶绿素a和叶绿素b较对照组均有不同程度的降低,H2O2质量摩尔浓度、MDA质量摩尔浓度、电解质渗透率、SOD活性和POD活性等氧化胁迫相关生理指标均有不同程度的升高,脯氨酸质量分数、APX活性、CAT活性在不同品种中呈现升高或降低的趋势。根据主成分分析及隶属函数对不同生理指标进行综合评价,得到9个品种的耐涝性综合评价值。 结论 不同品种的香榧砧木在淹水胁迫下的渗透物质变化与抗氧化防护能力不同。‘长叶榧’‘金叶红象牙榧’与‘玉山鱼榧’表现出较强的耐涝性,‘小籽象牙榧’‘龙凤细榧’与‘早缘榧’中等耐涝,‘珍珠榧’‘茄榧’‘芝麻榧’最不耐涝。图1表3参29
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250331
摘要:
目的 基于网络药理学、分子对接和细胞实验探究芦丁(rutin)抗心肌纤维化(MF)的作用机制。 方法 基于药物与疾病数据库挖掘芦丁及心肌纤维化相关的疾病基因靶点。运用Cytoscape构建多维度“药物-靶点-疾病”互作网络模型,采用R软件对核心靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。通过分子对接技术模拟芦丁与核心靶蛋白的相互作用。采用CCK-8法检测芦丁对心肌成纤维细胞(CFs)增殖的影响,并通过体外细胞实验检测芦丁对纤维化转录因子、标志蛋白和网络药理学核心靶点表达的影响。 结果 网络药理学分析显示:芦丁作用于91个心肌纤维化相关靶点,其中IL-6、TNF、TP53及SRC等为核心靶点,且富集于PI3K-Akt、MAPK及IL-17等信号通路。分子对接表明:芦丁与核心靶蛋白之间均具有较好的结合活性。分子生物学实验结果显示:芦丁可以逆转转化生长因子(TGF-β1)诱导的小鼠Mus musculus心肌成纤维细胞纤维化标志物的表达,并显著下调MAPK-JNK/ERK信号通路相关蛋白的表达(P<0.05)。 结论 芦丁可能通过抑制MAPK-JNK/ERK信号通路的激活,减轻TGF-β1诱导的小鼠心肌成纤维细胞纤维化的发生。图7表2参31
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250477
摘要:
解析刺五加Eleutherococcus senticosus三萜皂苷(triterpenoid saponins)的生物合成途径与调控机制,对刺五加资源的高效利用具有重要科学意义与应用价值。近年来,对刺五加三萜皂苷的研究主要集中于:①三萜皂苷的化学构成与生物活性;②生物合成途径中重要合成酶及其编码基因的功能特性;③转录因子与表观遗传修饰层面的调控机制。主要结论为:刺五加三萜皂苷以齐墩果烷型、羽扇豆烷型等为主要结构类型,其生物活性与糖基化修饰、母核结构密切相关。刺五加三萜皂苷以细胞质中的甲羟戊酸(mevalonate, MVA)途径和质体中的2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(2-C-methl-D-erythritol-4-phospate, MEP)途径协同生成的异戊烯基焦磷酸(isopentenyl diphosphate, IPP)和二甲基烯丙基焦磷酸(dimethylallyl diphosphate, DMAPP)为核心起始物质,经香叶基焦磷酸合成酶(geranyl pyrophosphate synthase, GPPS)、法尼基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase, FPPS)、鲨烯合成酶(squalene synthase, SS)、鲨烯氧化酶(squalene epoxidase, SE)缩合环氧化得2,3-氧化鲨烯(2,3-OS),环氧鲨烯环化酶(oxidosqualene cyclases, OSCs)环化出骨架,细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450, CYP450)羟基化、尿苷二磷酸糖基转移酶(uridine diphosphate-dependent glycosyltransferase, UGT)糖基化后生成具有多样结构和生物活性的三萜皂苷。刺五加三萜皂苷生物合成调控研究主要围绕基因调控展开,一方面挖掘出485条分属36个家族的转录因子基因,解析这些转录因子对皂苷合成关键酶基因启动子的表达调控;另一方面围绕DNA甲基化与组蛋白修饰的协同表观遗传修饰,发现其通过催化甲羟戊酸二磷酸脱羧酶(mevalonate diphosphate decarboxylase, MDD, EC 4.1.1.33)等重要酶基因启动子甲基化/去甲基化平衡影响基因表达,且干旱、光照等环境信号可通过调控表观修饰及基因启动子甲基化状态影响皂苷合成,为分子调控刺五加三萜皂苷含量提供靶点与理论依据。未来刺五加三萜皂苷的研究应围绕多层级调控网络解析、多基因协同效应挖掘及优质种质资源鉴定展开,依托多组学整合分析与合成生物学技术,为刺五加的开发利用及优质种质创新培育提供坚实理论支撑与关键技术参考。图1参53
解析刺五加Eleutherococcus senticosus三萜皂苷(triterpenoid saponins)的生物合成途径与调控机制,对刺五加资源的高效利用具有重要科学意义与应用价值。近年来,对刺五加三萜皂苷的研究主要集中于:①三萜皂苷的化学构成与生物活性;②生物合成途径中重要合成酶及其编码基因的功能特性;③转录因子与表观遗传修饰层面的调控机制。主要结论为:刺五加三萜皂苷以齐墩果烷型、羽扇豆烷型等为主要结构类型,其生物活性与糖基化修饰、母核结构密切相关。刺五加三萜皂苷以细胞质中的甲羟戊酸(mevalonate, MVA)途径和质体中的2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(2-C-methl-D-erythritol-4-phospate, MEP)途径协同生成的异戊烯基焦磷酸(isopentenyl diphosphate, IPP)和二甲基烯丙基焦磷酸(dimethylallyl diphosphate, DMAPP)为核心起始物质,经香叶基焦磷酸合成酶(geranyl pyrophosphate synthase, GPPS)、法尼基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase, FPPS)、鲨烯合成酶(squalene synthase, SS)、鲨烯氧化酶(squalene epoxidase, SE)缩合环氧化得2,3-氧化鲨烯(2,3-OS),环氧鲨烯环化酶(oxidosqualene cyclases, OSCs)环化出骨架,细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450, CYP450)羟基化、尿苷二磷酸糖基转移酶(uridine diphosphate-dependent glycosyltransferase, UGT)糖基化后生成具有多样结构和生物活性的三萜皂苷。刺五加三萜皂苷生物合成调控研究主要围绕基因调控展开,一方面挖掘出485条分属36个家族的转录因子基因,解析这些转录因子对皂苷合成关键酶基因启动子的表达调控;另一方面围绕DNA甲基化与组蛋白修饰的协同表观遗传修饰,发现其通过催化甲羟戊酸二磷酸脱羧酶(mevalonate diphosphate decarboxylase, MDD, EC 4.1.1.33)等重要酶基因启动子甲基化/去甲基化平衡影响基因表达,且干旱、光照等环境信号可通过调控表观修饰及基因启动子甲基化状态影响皂苷合成,为分子调控刺五加三萜皂苷含量提供靶点与理论依据。未来刺五加三萜皂苷的研究应围绕多层级调控网络解析、多基因协同效应挖掘及优质种质资源鉴定展开,依托多组学整合分析与合成生物学技术,为刺五加的开发利用及优质种质创新培育提供坚实理论支撑与关键技术参考。图1参53
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250605
摘要:
微藻-细菌共生系统(microalgal-bacterial symbiosis,MABS)通过菌藻间的互利共生去除废水中的有机物、氮和磷等污染物,兼具高效净化、低能耗与环境友好等优势,受到广泛关注。群体感应(quorum sensing,QS)作为微生物间重要的化学通信机制,通过信号分子调控基因表达与群体行为,深刻影响着微藻-细菌共生系统的形成、结构稳定性、代谢功能及环境适应能力。本文系统综述了微藻与细菌之间的相互作用机制,包括物质交换与信号交流;梳理了现有微藻-细菌共生系统及其在污水处理中的应用。在此基础上,进一步阐明群体感应如何调控生物膜的发育与结构完整性,并在污染物降解过程中协调双方的代谢合作,从而增强系统整体性能与弹性。最后,展望了通过干预群体感应信号通路来定向优化微藻-细菌共生系统功能的前景,强调了群体感应调控对于发展高效、稳定、智能的新型污水处理技术具有重要意义,有望推动该技术向更节能、可控与资源化的方向发展。表2参92
微藻-细菌共生系统(microalgal-bacterial symbiosis,MABS)通过菌藻间的互利共生去除废水中的有机物、氮和磷等污染物,兼具高效净化、低能耗与环境友好等优势,受到广泛关注。群体感应(quorum sensing,QS)作为微生物间重要的化学通信机制,通过信号分子调控基因表达与群体行为,深刻影响着微藻-细菌共生系统的形成、结构稳定性、代谢功能及环境适应能力。本文系统综述了微藻与细菌之间的相互作用机制,包括物质交换与信号交流;梳理了现有微藻-细菌共生系统及其在污水处理中的应用。在此基础上,进一步阐明群体感应如何调控生物膜的发育与结构完整性,并在污染物降解过程中协调双方的代谢合作,从而增强系统整体性能与弹性。最后,展望了通过干预群体感应信号通路来定向优化微藻-细菌共生系统功能的前景,强调了群体感应调控对于发展高效、稳定、智能的新型污水处理技术具有重要意义,有望推动该技术向更节能、可控与资源化的方向发展。表2参92
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250592
摘要:
园林绿化废弃物作为一种高木质纤维素、高碳氮比(C/N)的生物质资源,其堆肥化处理是促进资源化利用的有效途径。然而,堆肥过程中产生的温室气体[二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)]和氨气(NH3)不仅会污染生态环境,还会造成营养元素流失,成为“双碳”目标下亟待解决的难题。本文系统综述了园林绿化废弃物堆肥的原料组成、理化特性,深入分析了堆肥过程中CO2、CH4、N2O和NH3的产生机制与排放规律,探讨了温度、pH、C/N、水分等关键因素的影响,并全面总结了原料预处理、混合原料调控、堆肥工艺优化及添加剂应用等主要减排技术的作用机制与实施效果。未来应进一步研究气体精准监测、微生物作用机制、专用菌剂、温室气体和NH3排放预测模型,并研发多气体协同减排技术,以促进园林绿化废弃物堆肥的绿色低碳转型和可持续发展。表1参84
园林绿化废弃物作为一种高木质纤维素、高碳氮比(C/N)的生物质资源,其堆肥化处理是促进资源化利用的有效途径。然而,堆肥过程中产生的温室气体[二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)]和氨气(NH3)不仅会污染生态环境,还会造成营养元素流失,成为“双碳”目标下亟待解决的难题。本文系统综述了园林绿化废弃物堆肥的原料组成、理化特性,深入分析了堆肥过程中CO2、CH4、N2O和NH3的产生机制与排放规律,探讨了温度、pH、C/N、水分等关键因素的影响,并全面总结了原料预处理、混合原料调控、堆肥工艺优化及添加剂应用等主要减排技术的作用机制与实施效果。未来应进一步研究气体精准监测、微生物作用机制、专用菌剂、温室气体和NH3排放预测模型,并研发多气体协同减排技术,以促进园林绿化废弃物堆肥的绿色低碳转型和可持续发展。表1参84
, 最新更新时间 doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250354
摘要:
目的 阐明杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤团聚体微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、微生物量磷(MBP)、水解酶活性及其化学计量特征对长期氮添加的响应,为评估氮沉降对亚热带森林土壤微域过程的影响提供依据。 方法 基于2004年建立的氮添加长期试验(N0:0,N 1:60,N2:120,N3:240 kg·hm−2·a−1),于2024年采集0~10 cm土层团聚体,分离出粗大(>2.00 mm)、细大(0.25~2.00 mm)和微团聚体(<0.25 mm)3个粒径,分析团聚体MBN、MBN、MBP质量分数、水解酶活性及其化学计量特征。 结果 相较于微团聚体,细大和粗大团聚体的MBN质量分数分别低23.61%和32.65%,而MBP质量分数分别高16.74%和27.27%,MBC/MBN分别高13.87%和22.84%;N1处理下微团聚体MBC/MBP和MBN/MBP分别比N0高97.57%和85.51%,且细大和粗大团聚体的MBC/MBP较微团聚体分别低53.72%和64.43%,MBN/MBP分别低60.25%和72.89%。长期施氮使微团聚体酸性磷酸酶(AP)活性降低了44.14%~56.67%,N0处理下细大和粗大团聚体的AP活性分别比微团聚体低54.84%和53.92%,而其他酶活性无显著变化。团聚体酶碳磷比和酶氮磷比低于全球水平,且不受氮添加影响。MBC/MBN与AP活性呈负相关。 结论 在长期氮添加下,微团聚体响应最敏感;氮输入通过重构团聚体结构驱动微生物养分分配策略转变,表现为大团聚体中微生物增强磷捕获能力并减少氮储存,而微团聚体则维持高磷固持策略;同时,微生物通过减少生物量积累并调控磷酸酶合成来应对亚热带杉木林生态系统的磷限制。图5参42