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基于菌群分析的子宫内膜异位症早期无创诊断模型的开发

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基于菌群分析的子宫内膜异位症早期无创诊断模型的开发

作者：黄柳菁南方医科大学

学位级别：硕士

目的子宫内膜异位症(Endometriosis,EM)的早期诊断对于疾病治疗与提升患者生命质量均具有重要意义。近期有研究表明,肠道微生物和生殖道微生物在辅助诊断EM方面具有较好的效用,然而尚未有研究利用配对样本阐明肠道、生殖道及盆腔的微生... 详细信息

目的子宫内膜异位症(Endometriosis,EM)的早期诊断对于疾病治疗与提升患者生命质量均具有重要意义。近期有研究表明,肠道微生物和生殖道微生物在辅助诊断EM方面具有较好的效用,然而尚未有研究利用配对样本阐明肠道、生殖道及盆腔的微生物与EM的关系,也未有研究基于配对样本探索更适于构建EM诊断模型的生物标志物。本研究首次通过采集粪便、宫颈粘液、盆腔液样本并结合生物信息学手段和机器学习方法系统地探索EM患者与对照人群不同部位微生物结构和功能的差异,并开发新的子宫内膜异位症早期无创诊断新途径。方法本研究共招募了 41名育龄期妇女(对照组20例;EM组21例),并收集了 122个匹配良好的粪便、宫颈粘液和盆腔液样本。本研究利用高通量16S rRNA测序技术、生物信息学及机器学习模型,分析EM和对照人群肠道、宫颈及盆腔液微生物组的差异与联系,寻找潜在生物标志物,并建立EM的预测模型。结果结果表明,三个不同部位的微生物组成显著不同,存在24个重叠的菌群,其中乳杆菌目和双歧杆菌属同时在肠道及宫颈粘液中富集;乳杆菌科和乳杆菌属主要在宫颈粘液中富集;肠道中富集的共生菌包括:罗斯拜瑞氏菌属、栖粪杆菌属、巴恩斯氏菌属、瘤胃球菌属、梭菌属、拟杆菌属等;盆腔液中富集的共生菌为草酸杆菌科。此外,EM患者与对照人群相比具有不同的微生物群落,尤其是肠道和盆腔液微生物差异显著。EM患者肠道微生物多样性降低、菌群结构失衡,并且保护性微生物减少,如产丁酸菌(毛螺菌科、梭菌目、多尔氏菌属)和肠道基石菌(普雷沃氏菌属),而盆腔液中的病原体丰度增加。多尔氏菌属(Dorea)和假单胞菌属(Pseudomonas)分别被鉴定为肠道和盆腔液中的潜在生物标志物,且多尔氏菌属与血清中的CA125水平呈负相关关系。此外,通过稳健的机器学习模型筛选的不同部位的疾病特异菌分别构建了 EM诊断模型,结果表明肠道微生物在区分EM患者与对照人群的效应要优于宫颈粘液微生物,模型效应分别为 0.850(95%CI:0.7312-0.9688)和 0.723(95%CI:0.5491-0.8959)。结论肠道、宫颈、盆腔的微生物组虽然存在共同的菌群,但整体构成具有巨大的差异。EM患者的肠道菌群失调,体现在产丁酸菌群和肠道基石菌的减少、菌群多样性降低以及整体结构区别于非内异症人群。基于机器学习模型筛选的肠道特异微生物在EM早期无创诊断具有价值,且效应优于宫颈粘液微生物。本研究全面分析了 EM的微生物特征,为早期无创诊断EM提供新的思路与途径,对未来探索微生物群在子宫内膜异位症的作用具有一定的指导意义。

关键词：子宫内膜异位症肠道菌群盆腔液菌群诊断模型

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广东省自然保护区野生观赏草开发应用评价

草业科学 2023年第1期40卷 258-270页

作者：李祖婵庄长伟玄锦黄柳菁福建农林大学风景园林与艺术学院福建福州350002 广东省环境科学研究院广东广州510045

为了丰富广东省园林草本植物的多样性和突出华南地区亚热带城市园林特色,解决目前观赏草绿化种类少、应用形式单一等问题,本研究通过对广东省14个自然保护区的280种野生观赏草进行筛选,得到149种观赏性较高的本土野生观赏草,并采用灰色... 详细信息

为了丰富广东省园林草本植物的多样性和突出华南地区亚热带城市园林特色,解决目前观赏草绿化种类少、应用形式单一等问题,本研究通过对广东省14个自然保护区的280种野生观赏草进行筛选,得到149种观赏性较高的本土野生观赏草,并采用灰色关联度分析法对149种本土野生观赏草进行综合评价,旨在筛选出适宜于广东省的优良园林造景材料。结果表明:1)野生观赏草适应性广,原生境以林缘湿地及山谷溪边为主,占总数的54.36%,山坡草地和疏林灌木的物种占41.61%。2)抗性较强,以耐水湿为主,占65.10%,耐干旱的物种占27.52%,7.38%耐盐碱。3)观赏性高,有53种野生观赏草花序和植株观赏性得分≥2。4)有22种与理想种的加权关联度≥0.70,有较高的观赏性、适应性和开发应用潜力。5)筛选出5种与理想种的加权关联度≥0.80,综合价值高的野生观赏草,包括甜根子草(Saccharum spontaneum)、金色狗尾草(Setaria pumila)、射干(Belamcanda chinensis)、小花鸢尾(Iris speculatrix)、芒(Miscanthus sinensis),可直接应用于园林造景。

关键词：野生观赏草灰色关联度分析法观赏价值生态适应性本土植物园林应用生境

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澳门墙壁植物物种多样性研究

安徽农业科学 2010年第26期38卷 14193-14194,14197页

作者：张荣京曾凤黄柳菁华南农业大学生命科学学院广东广州510642 中国科学院华南植物园广东广州510650

对澳门墙壁植物进行了实地调查。结果表明,澳门共有墙壁维管植物31科62属76种,其中乡土种类44种,外来种类29种,栽培种类3种。乡土种类中有种子植物36种,其中19种为热带亚洲分布类型。生活型分析结果表明,墙壁植物中草本种类最多(54种),... 详细信息

对澳门墙壁植物进行了实地调查。结果表明,澳门共有墙壁维管植物31科62属76种,其中乡土种类44种,外来种类29种,栽培种类3种。乡土种类中有种子植物36种,其中19种为热带亚洲分布类型。生活型分析结果表明,墙壁植物中草本种类最多(54种),占总种类的71.05%。

关键词：澳门墙壁植物垂直绿化

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城市绿地土壤呼吸速率的变化特征及其影响因子

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生态学报 2016年第22期36卷 7462-7471页

作者：吴亚华肖荣波王刚黄柳菁邓一荣陈敏广东工业大学广州510006 广东省环境科学研究院广州510045 福建农林大学福州350002

城市绿地土壤呼吸作用深刻影响着城市生态系统碳循环过程,强化城市绿地土壤呼吸速率(Rs)的变化特征及其影响因素的研究,可揭示绿地在城市生态系统碳循环过程中的作用,为优化布局城市绿地和实现低碳排放目标提供科学依据。以广州市海珠... 详细信息

城市绿地土壤呼吸作用深刻影响着城市生态系统碳循环过程,强化城市绿地土壤呼吸速率(Rs)的变化特征及其影响因素的研究,可揭示绿地在城市生态系统碳循环过程中的作用,为优化布局城市绿地和实现低碳排放目标提供科学依据。以广州市海珠湖公园的疏林、灌丛和草地3种典型植被类型的土壤为研究对象,于2013年11月-2014年10月采用静态箱—气相色谱法对公园绿地Rs进行跟踪观测。结果表明:海珠湖公园城市绿地在干湿季节中Rs差异显著;干季Rs较低且波动幅度较小疏林、灌丛和草地的凡变化范围分别为(1.66±0.18)-(3.26±0.20)μmol m^(-2)s^(-1)、(1.27±0.15)-(3.67±0.16)μmol m^(-2)s^(-1)和(1.94±0.08)-(6.82±1.13)μmol m^(-2)s^(-1);湿季Rs较高且波动幅度较大,疏林、灌丛和草地的Rs变化范围分别为(3.53±0.46)-(13.81±1.31)μmol m^(-2)s^(-1)、(2.82±0.22)-(12.72±1.16)μmol m^(-2)s^(-1)和(2.80±0.30)-(9.83±0.96)μmol m^(-2)s^(-1)。T_(10)和VWC_(10)均对土壤呼吸过程有重要的影响,进一步通过回归分析得出,土壤10cm处温度(T_(10))和体积含水量(VWC_(10))分别解释Rs时间变异的40%左右和10-24%左右。T_(10)和VWC_(10)相互影响、共同作用于土壤呼吸过程,双因素复合模型的解释能力较单因素模型明显提高,均在50%以上,复合模型为Rs=α·exp(β·T_(10)+γ·VWC_(10))。干湿季土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))有明显差异,湿季的Q_(10)比干季的分别高0.44、0.70和0.46。

关键词：土壤呼吸速率城市绿地植被类型土壤温度土壤体积含水量

基于MSPA和MCR模型的海岛型城市生态网络构建——以福建省平潭岛为例

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水土保持研究 2023年第2期30卷 303-311页

作者：秦子博玄锦黄柳菁刘兴诏福建农林大学园林学院福州350000

为解决快速发展导致的生态环境问题,探究平衡海岛型城市发展与生态保护的有效途径,以福建省平潭岛为研究区,采用形态学空间格局分析模型(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)和重力模型构建平潭岛生态网络,通过构建踏脚石斑块对生态网络进行... 详细信息

为解决快速发展导致的生态环境问题,探究平衡海岛型城市发展与生态保护的有效途径,以福建省平潭岛为研究区,采用形态学空间格局分析模型(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)和重力模型构建平潭岛生态网络,通过构建踏脚石斑块对生态网络进行优化。结果表明:(1)初步构建的生态网络包括20个重要生态源地和190条生态廊道,重要生态源地主要分布在西部和东北部,生态廊道在中部和南部地区分布较少。(2)阻力较大的地区主要分布在平潭县城及研究区南部和中部。这些地区几乎都是建成区,很大程度上阻碍了生态系统的流动,导致研究区生态网络体系不完整。(3)增加了8个踏脚石斑块作为补充重要生态源地,同时也新增加188条生态廊道,以实现生态网络的优化。(4)优化后的生态网络连通性提高,网络闭合指数(α指数)、网络连接度指数(β指数)和网络连通率指数(γ指数)分别增加了1.99,4,1.33。研究能够阐明构建踏脚石在海岛型城市生态网络完善中的实践路径,并为平潭岛未来生态规划及城市健康发展提供有效的理论支撑,同时也为其他海岛型城市的生态保护和优化提供参考。

关键词：生态网络生态源地形态学空间格局分析(MSPA) 最小累积阻力模型(MCR) 平潭岛

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在ArcGIS支持下的广州生物多样性保护廊道规划

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中国园林 2014年第10期30卷 98-101页

作者：黄柳菁肖荣波李智山广东省环境科学研究院

城市的快速发展和不合理的土地利用一般会导致区域生物多样性急剧下降。不少研究表明,生境适宜性评价和生态连接度能较好地指导生物多样性保护规划。以广州市为例,在ArcGIS支持下,借助广州市2006年的林班图和2009年土地利用现状图,开展... 详细信息

城市的快速发展和不合理的土地利用一般会导致区域生物多样性急剧下降。不少研究表明,生境适宜性评价和生态连接度能较好地指导生物多样性保护规划。以广州市为例,在ArcGIS支持下,借助广州市2006年的林班图和2009年土地利用现状图,开展生境适宜性评价,结合建设用地影响下的景观阻力计算生态连接度。结果表明,广州市适宜生境以大型连续斑块为主,但聚集于开发难度大的低山和沿海地区;建成区内的斑块连接度较低,破碎化程度较高。将连接度结果与广州市生态廊道规划边界相比较,明确了未来需保护的重要生境和修复的生态廊道,提出落实城市生物多样性保护的规划途径和措施,其中建立生态保护区和强化生态廊道的管理是关键,研究成果可为城市规划决策提供依据。

关键词：风景园林生境适宜性生态连接度生物多样性城市

海岛植物不同演替阶段植物功能性状与环境因子的变化规律

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生态学报 2019年第10期39卷 3749-3758页

作者：张增可郑心炫林华贞林欣黄柳菁福建农林大学园林学院福州350002 云南大学生态学与环境学院昆明650500

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,环境因子驱使植物功能性状发生变化,进而推动群落发生演替。以平潭岛4个不同演替阶段的森林植被(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特... 详细信息

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,环境因子驱使植物功能性状发生变化,进而推动群落发生演替。以平潭岛4个不同演替阶段的森林植被(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群落结构,分析海岛不同演替阶段茎、叶功能性状的变化规律,以及功能性状与环境因子的关系。结果表明:(1)随着演替的进行,土壤养分和水分逐渐增加,土壤 pH逐渐下降。比叶面积(SLA)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、茎氮含量(SNC)、茎磷含量(SPC)下降后上升,叶厚度(LT)、叶片碳含量(LCC)、茎碳含量(SCC)与之相反,叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)逐渐上升。(2)冗余分析表明,演替早期植物主要分布在土壤pH、容重高的贫瘠环境,拥有较高SLA、SNC、SPC、LPC的性状组合;演替后期植物主要分布在土壤养分和水分高的肥沃环境,拥有较高的STD、LDMC、LCC、LNC的性状组合。其中,土壤有机质和全氮含量是影响海岛植物演替过程中功能性状变化的关键环境因子。研究海岛植物功能性状与环境之间的关系随演替的变化规律,探讨各演替阶段功能性状和环境特征,以及功能性状如何响应环境变化。旨在为今后选择合适的树种进行海岛植被修复和重建提供依据。

关键词：植物功能性状海岛演替阶段土壤因子生态策略

基于CiteSpace植物功能性状的研究进展

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生态学报 2020年第3期40卷 1101-1112页

作者：张增可王齐吴雅华刘兴诏黄柳菁福建农林大学园林学院

植物功能性状不仅反映植物对生存环境的适应和响应,而且能够强烈影响生态系统功能,是生态学重要研究领域。利用CiteSpace软件,全面系统梳理植物功能性状的研究成果,分析当前国际研究现状,挖掘其知识基础,归纳研究热点和发展趋势。研究发... 详细信息

植物功能性状不仅反映植物对生存环境的适应和响应,而且能够强烈影响生态系统功能,是生态学重要研究领域。利用CiteSpace软件,全面系统梳理植物功能性状的研究成果,分析当前国际研究现状,挖掘其知识基础,归纳研究热点和发展趋势。研究发现:(1)国际上植物功能性状研究领域的发文数量经历了缓慢增长-波动增长-平稳增长-快速增长4个阶段;(2)植物功能性状研究分为探索阶段、发展阶段、平稳阶段和扩展阶段,各阶段均由相应的关键文献引领发展。4个阶段的研究热点不同,当前研究热点为"叶性状"、"经济谱"、"植物功能多样性"、"性状生态位";(3)植物功能性状研究内容从大尺度、单一生境、单个性状扩展到小尺度、多生境、多性状组合的演变趋势;(4)美国、德国、法国和中国是该领域贡献最多的国家,中国科学院是发文量最多的机构;Sandra Lavorel,Peter B Reich,Johannes H C Cornelissen等科学家奠定了植物功能性状的研究基础;(5)今后应运用先进技术手段,结合植物不同器官和系统发育信息,研究植物功能性状在不同空间和时间尺度的变化。

关键词： CiteSpace 研究热点知识基础植物功能性状

中国部分大中城市居住区园林土壤碱化现状及主要成因

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西北林学院学报 2019年第6期34卷 202-207页

作者：刘兴诏黄旻黄柳菁福建农林大学园林学院福建福州350002 福建农林大学美丽乡村人居环境研究院福建福州350002

由于受到剧烈地人为活动的影响,城市园林土壤具有碱化的趋势。为了评价中国园林土壤的碱化现状、验证土壤碱化的原因,对中国不同区域的12个大中型城市的60个住宅项目进行调查取样,并设置了排水处理(+P)、混凝土处理(+C)、排水+混凝土处... 详细信息

由于受到剧烈地人为活动的影响,城市园林土壤具有碱化的趋势。为了评价中国园林土壤的碱化现状、验证土壤碱化的原因,对中国不同区域的12个大中型城市的60个住宅项目进行调查取样,并设置了排水处理(+P)、混凝土处理(+C)、排水+混凝土处理(+PC)和对照(CK)4个处理的控制试验。结果表明:1)中国园林绿化土壤普遍存在碱化的现象,12个城市的平均土壤pH达到8.03。2)经过12个月的控制试验后,不同处理的土壤的pH值均提高。4个处理pH值的排序为+C(7.44±0.16)>+PC(6.73±0.03)>CK(6.28±0.18)>+P(5.69±0.08)(土壤本底的pH值为4.98±0.26)。基于以上结果探讨了园林土壤的不透水性和建筑垃圾的混入提高土壤的pH值的机理,并提出了相应的应对措施。通过增加土壤透水性和预防建筑垃圾的掺入等人工措施可以有效地减缓土壤的碱化。

关键词：园林土壤碱化混凝土排水居住区