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水稻秸秆生物质炭对Shewanella oneidensis MR-1异化铁还原过程的抑制作用及其潜在机制分析

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农业环境科学学报 2022年第4期41卷 841-848页

作者：钱永明任东唐凤琳杨浈吴云当路璐彭超西华师范大学生命科学学院四川南充637009 西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637009 西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室四川南充637009 北京大学城市与环境学院北京100871 广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广州510650

为进一步明晰生物质炭影响微生物异化铁还原过程的机制,本研究综合采用微生物细胞悬浮液培养、激光扫描共聚焦显微镜成像、介导电化学分析等技术手段,探究了铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在不同生物质炭和水铁矿浓度下的铁还原动... 详细信息

为进一步明晰生物质炭影响微生物异化铁还原过程的机制,本研究综合采用微生物细胞悬浮液培养、激光扫描共聚焦显微镜成像、介导电化学分析等技术手段,探究了铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在不同生物质炭和水铁矿浓度下的铁还原动力学规律及其潜在反应机制。结果表明:水稻秸秆生物质炭能够强烈抑制微生物的铁还原速率,且其抑制效应极大地受Fe(Ⅲ)浓度的影响,而具有较强给电子能力的生物质炭能化学还原水铁矿,降低微生物铁还原过程中的初始Fe(Ⅲ)浓度。同时,显微成像发现生物质炭表面附着有微生物细胞并形成聚合体,但在聚合体中未观察到水铁矿。研究表明,水稻秸秆生物质炭能够抑制微生物铁还原过程,其抑制作用可能与生物质炭对水铁矿的化学还原降低初始Fe(Ⅲ)浓度以及对细胞进行吸附有关。

关键词：微生物铁还原生物质炭水铁矿 Shewanella oneidensis MR-1

溶氧浓度调控嗜水气单胞菌的砷还原:效应与机制

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生态环境学报 2023年第2期32卷 381-387页

作者：尹浩均龙明亮刘维倪春林李芳柏吴云当华南农业大学材料与能源学院广东广州510640 广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东广州510650

砷是一种强致癌有毒类金属元素,广泛存在于自然水体环境之中。微生物还原As(Ⅴ)产生As(Ⅲ),可致使砷移动性增强,毒性升高,环境风险增加。前期有氧条件下的报道中,研究者更多关注微生物砷氧化,但对于溶氧浓度如何影响砷抗性微生物的砷还... 详细信息

砷是一种强致癌有毒类金属元素,广泛存在于自然水体环境之中。微生物还原As(Ⅴ)产生As(Ⅲ),可致使砷移动性增强,毒性升高,环境风险增加。前期有氧条件下的报道中,研究者更多关注微生物砷氧化,但对于溶氧浓度如何影响砷抗性微生物的砷还原缺乏定量研究。嗜水气单胞菌HS01(Aeromonas hydrophila HS01)为该文研究团队分离得到的一株具有系列环境功能的菌种,前期已证明其包含厌氧铁还原、硝酸盐还原、偶氮染料还原脱色、DDT生物转化等能力。选取其为研究对象,通过基因组测序分析,确定了该菌具有arsB砷载体蛋白基因和arsC胞内砷还原基因,明确了它的砷还原功能;通过构建砷还原微宇宙反应体系,解析了不同电子供体、不同氧气浓度条件下嗜水气单胞菌HS01的砷还原动力学,发现其砷还原能力受氧气调控显著。在该研究使用的多种电子供体条件下,嗜水气单胞菌HS01均不能在厌氧环境中还原产生As(Ⅲ)。而微氧(297μg·L^(−1))条件下,砷还原速率常数达到0.09/d,反应速率约25.3μmol·L^(−1)·d^(−1);随溶氧浓度增加,砷还原速率在氧含量为414μg·L^(−1)的体系中达到最大值,速率常数达到1.46/d。功能基因RNA定量结果显示,砷还原基因的表达量随溶氧浓度升高而先增后降,其趋势与砷还原速率一致,基因表达与速率常数之间呈显著正相关关系,预示着氧气调控了功能基因的表达进而影响砷的还原速率。该研究确定了嗜水气单胞菌HS01的砷还原功能,明确了氧气对其砷还原能力的调控规律,可为理解有氧与微氧水体环境中砷的转化提供理论依据,也将为砷的风险防控提供理论支持。

关键词：砷嗜水气单胞菌砷抗性氧气基因表达 arsC arsB

漫透射光谱电化学研究活菌细胞色素c蛋白介导的胞外电子传递过程

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中国科学：技术科学 2019年第12期49卷 1473-1482页

作者：吴云当刘同旭李芳柏广东省生态环境技术研究所广东省农业环境综合治理重点实验室

微生物膜蛋白(细胞色素c)介导的微生物胞外电子传递过程,是元素生物地球化学循环、微生物修复、微生物燃料电池等领域的研究热点与重要科学问题.阐明细胞色素c的氧化还原变化规律是从分子层面解析该过程的基础.然而,由于技术手段限制,... 详细信息

微生物膜蛋白(细胞色素c)介导的微生物胞外电子传递过程,是元素生物地球化学循环、微生物修复、微生物燃料电池等领域的研究热点与重要科学问题.阐明细胞色素c的氧化还原变化规律是从分子层面解析该过程的基础.然而,由于技术手段限制,活菌细胞色素c氧化态和还原态的含量及其电位难以同时测定,其氧化还原状态的变化规律仍知之甚少.本文构建了漫透射光谱电化学联用装置,原位测试了活菌细胞色素c及电子受体的氧化态和还原态含量变化,并同时在线监测了反应体系的氧化还原电位值,从而实现了实测电位与各反应物计算电位之间相互关系的系统研究.结合动力学与热力学的分析,定量阐明了细胞色素c所处的氧化还原状态因电子受体的电位不同而发生变化的规律;解释了不同电子受体存在时,细胞色素c所处的平衡状态截然不同的原因.该技术手段在活菌层面实现了细胞色素c蛋白的动力学与热力学分析,可为胞外电子传递微观机制的研究提供新的方法与理论基础.

关键词：胞外电子传递光谱电化学细胞色素c 热力学与动力学

真菌性外耳道炎患者耳道环境菌群结构及多样性

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菌物学报 2020年第12期39卷 2251-2260页

作者：刘昊斓吴云当阮岩广州中医药大学第一临床医学院广东广州510405 广州中医药大学第一附属医院广东广州510405 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东广州510650

本研究针对广东地区真菌性外耳道炎患者,采集健康对照组以及患病组外耳道分泌物,提取其总DNA,分析其微生物群落结构、多样性变化以及真菌与细菌之间的相关关系。结果显示,对于细菌而言,致病细菌不仅存在于患病组耳道,也存在于健康人群... 详细信息

本研究针对广东地区真菌性外耳道炎患者,采集健康对照组以及患病组外耳道分泌物,提取其总DNA,分析其微生物群落结构、多样性变化以及真菌与细菌之间的相关关系。结果显示,对于细菌而言,致病细菌不仅存在于患病组耳道,也存在于健康人群的耳道当中;对于真菌而言,虽然健康组也检出了真菌,但与细菌不同的是,患病组与健康组的真菌群落差异显著。健康组耳道真菌以担子菌门Basidiomycota为主,该类真菌并不是真菌性外耳道炎的致病菌,而在患病组中,子囊菌门Ascomycota的曲霉属Aspergillus占据绝对优势地位。曲霉是重要的致病菌,在10个患病组样本中,8个样本的曲霉属占比超过90%。此外,真菌与细菌之间,仅有极少数菌种的丰度变化存在正相关关系,多数细菌与真菌的丰度变化并不相关,这意味着在耳道环境中,真菌与细菌群落变化的依存关系不明显。总的来说,健康人群与患病人群的耳道环境均存在致病菌,致病菌的存在并不必然导致耳道炎症的发生,菌群变化只是炎症产生的前提。而曲霉在耳道的大量繁殖是真菌性外耳道炎发病的重要原因,维持一种不利于该菌繁殖的耳道环境,可能是预防真菌性外耳道炎发病的有效措施。

关键词：人体菌群微生物群落高通量测序真菌感染

电子穿梭体及其介导的环境与地球化学过程研究进展

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生态环境学报 2021年第1期30卷 213-222页

作者：张玉龙陈雪丽吴云当华南农业大学资源环境学院广东广州510640 广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东广州510650

电子穿梭体是一类可通过自身氧化还原介导电子转移的化学物质的统称。在地球表层系统中,电子穿梭体可加速微生物向细胞外部进行的电子传递,参与矿物的微生物还原,驱动碳、氮、硫元素循环,并偶联有机污染物降解和重金属迁移转化。电子穿... 详细信息

电子穿梭体是一类可通过自身氧化还原介导电子转移的化学物质的统称。在地球表层系统中,电子穿梭体可加速微生物向细胞外部进行的电子传递,参与矿物的微生物还原,驱动碳、氮、硫元素循环,并偶联有机污染物降解和重金属迁移转化。电子穿梭在自然界中存在广泛,对于元素循环、污染物环境行为以及微生物的生存行为影响深远,具有重要的环境地球化学意义。因此,该文以自然界存在的典型电子穿梭体为阐述对象,综述了以腐殖质、硫单质和生物炭为代表的三类典型穿梭体的反应特性。其中,腐殖质是土壤中天然存在的分布最广的穿梭体,硫单质是碱性环境下最典型的穿梭体,而生物炭则是稻田系统中人为输入的穿梭体。以上述三类穿梭体为核心,该文系统阐述了穿梭过程与碳氮循环、铁循环和污染物迁移转化的相互关系、以及穿梭体对微生物菌群变化产生的影响。在碳氮循环过程中,穿梭体主要参与有机碳的厌氧消耗、二氧化碳向甲烷的转化、氨氧化以及氧化亚氮向氮气的转化过程;在铁循环过程中,穿梭体主要影响氧化铁的还原溶解、含铁矿物的晶型转变以及氧化铁还原耦合的砷、铬污染物转化过程;而穿梭体作为电子受体,还可改变微生物的生长与竞争关系,调控微生物菌群。文章深入分析了穿梭过程在地球表层系统中产生的环境效应与生态效应,并提出了本领域今后需关注的重点,可为穿梭行为的进一步研究提供思考依据。

关键词：电子穿梭体氧化铁胞外电子传递胞外呼吸希瓦氏菌地杆菌

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新时代土壤化学前沿进展与展望

土壤学报 2020年第5期57卷 1088-1104页

作者：李芳柏徐仁扣谭文峰周顺桂刘同旭石振清方利平刘承帅刘芳华李晓敏冯雄汉吴云当广东省科学院广东省生态环境技术研究所广东省农业环境综合治理重点实验室广州510650 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广州510650 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 福建农林大学资源与环境学院福州350002 华南理工大学环境与能源学院广州510006 华南师范大学环境研究院广州510631

土壤化学是重要的土壤学基础分支学科。在回顾了土壤化学发展历程的基础上,梳理了土壤化学的四个前沿交叉方向,并展望了土壤化学与其他相关学科的交叉发展趋势,以期寻求新的学科增长点。土壤化学经历了从恒电荷到可变电荷土壤学说演变,... 详细信息

土壤化学是重要的土壤学基础分支学科。在回顾了土壤化学发展历程的基础上,梳理了土壤化学的四个前沿交叉方向,并展望了土壤化学与其他相关学科的交叉发展趋势,以期寻求新的学科增长点。土壤化学经历了从恒电荷到可变电荷土壤学说演变,我国在土壤电化学、根际土壤化学、土壤化学-物理-微生物界面反应等方向逐步领跑。新时代中国已经发展成为国际土壤化学的研究中心之一,尤其在土壤化学与微生物学、地球化学、矿物学、环境化学等交叉领域取得了突破性发展。同时,发展并运用同步辐射、微流控联用光谱能谱、高分辨显微镜、光谱电化学等实时、原位、高精度研究方法,推动土壤化学研究取得了长足的进步。新时代的土壤化学具有三个重要发展趋势,首先系统揭示地球表层系统中物质循环与能量交换的土壤化学机制,实现“0到1”的土壤化学原创性成果的突破;其次需要综合运用地球表层系统理论,从多界面、多要素、多过程的“三多”交互耦合;再次,需要加强与地球宜居性这一人类重大命题的交叉融合,为生态文明建设、土壤污染防治攻坚战、全球变化等国家重大需求提供理论支持。

关键词：土壤化学植物营养元素化学生物电化学反应动力学界面反应土壤矿物

从道德政治走向人类解放:马克思对“卢梭悖论”的超越

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教学与研究 2024年第6期 46-56页

作者：张当中国人民大学马克思主义学院中国人民大学北京高校思想政治理论课高精尖中心北京100872

在对以自然原则为核心的近代政治哲学批判中,卢梭强调现代社会及其不平等关系使人陷入精神贫困之中,并且在重构社会历史理论的过程中指出私有财产是造成贫富矛盾以及奴役状态的主要原因。尽管卢梭着重批判了私有财产权所导致的贫富分化... 详细信息

在对以自然原则为核心的近代政治哲学批判中,卢梭强调现代社会及其不平等关系使人陷入精神贫困之中,并且在重构社会历史理论的过程中指出私有财产是造成贫富矛盾以及奴役状态的主要原因。尽管卢梭着重批判了私有财产权所导致的贫富分化问题,但是他却无法摆脱对私有财产的承认,主张在私有财产权的基础上重建以道德政治为核心的社会,由此形成“卢梭悖论”。在对卢梭政治哲学的继承与批判中,马克思不仅认识到人的异化的深层原因,而且从无产阶级视角阐明道德政治的无效性,进而指出只有通过消灭私有制和重建个人所有制,才能实现人类解放和真正平等的社会关系。这既是马克思对“卢梭悖论”的超越,也是马克思政治哲学的核心要义。

关键词：道德政治人类解放卢梭悖论政治哲学

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吐蕃时期古藏文占卜文书的存量调查及其分类

敦煌学辑刊 2024年第2期2卷 102-109页

作者：扎西当知西北民族大学铸牢中华民族共同体意识研究院甘肃兰州730030

吐蕃时期遗留的古藏文文献数量庞大,内容丰富,就占卜类文书而言,目前存有72件,其中出自敦煌藏经洞的61件,出自吐鲁番、麻扎塔格等西域的11件,均为手抄本.以文献的载体而言,写在纸上的69件,简牍上的2件,羊肩胛骨上的1件,多为首尾残缺,内... 详细信息

吐蕃时期遗留的古藏文文献数量庞大,内容丰富,就占卜类文书而言,目前存有72件,其中出自敦煌藏经洞的61件,出自吐鲁番、麻扎塔格等西域的11件,均为手抄本.以文献的载体而言,写在纸上的69件,简牍上的2件,羊肩胛骨上的1件,多为首尾残缺,内容完整的较少.按照文书的藏地而言,法国国家图书馆藏27件,均为敦煌藏经洞出品;英国国家图书馆藏35件,其中敦煌文献33件,西域简牍2件;德国国家图书馆藏5件,均为吐鲁番出土品;俄罗斯圣彼得堡藏2件,均为西域出土品;日本藏2件,即龙谷大学藏吐鲁番写卷1件和杏雨书屋藏敦煌写卷1件;我国新疆维吾尔自治区博物馆藏西域出土品1件.按照占卜的方法,可分为八大类,即鸦鸣占、十二铜子占、四面骰子占、占星术、解梦术、羊胛骨占、未记载或残缺卜法的文书和其他类.

关键词：吐蕃占卜文书调查分类

多方向条状卷积与金字塔双池化的视网膜血管分割

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激光与光电子学进展 2024年

作者：孔林锋吴云贵州大学公共大数据国家重点实验室贵州大学计算机科学与技术学院

视网膜血管的自动化分割在许多眼科疾病的辅助诊断和治疗方面至关重要。针对视网膜血管分割中存在血管丢失、血管断裂和背景误分割成血管等问题，提出一种结合多方向条状卷积与金字塔双池化的视网膜血管分割方法。首先，使用四方向条状... 详细信息

视网膜血管的自动化分割在许多眼科疾病的辅助诊断和治疗方面至关重要。针对视网膜血管分割中存在血管丢失、血管断裂和背景误分割成血管等问题，提出一种结合多方向条状卷积与金字塔双池化的视网膜血管分割方法。首先，使用四方向条状卷积(Four-Direction Strip Convolution, FDSC)模块来加强血管特征提取，其中四方向是指水平、垂直、反对角线和主对角线方向。其次，引入一个金字塔双池化特征融合(Pyramid Dual Pooling Feature Fusion, PDPF2)模块，该模块通过多种尺度的平均池化和最大池化提取特征，再将得到的多尺度特征进行融合，使模型能够更全面地理解和利用局部细节和全局上下文。最后，在跳跃连接中使用通道-空间双注意力(Channel-Space Dual Attention, CSDA)模块，使模型能够更好地关注重要特征。在CHASE-DB1和DRIVE数据集上的实验结果表明，所提方法在AUC和Acc评价指标上优于现有主流分割方法，说明其对临床相关眼科疾病的辅助诊断具有一定的应用价值。

关键词：视网膜血管分割四方向条状卷积金字塔双池化通道-空间双注意力