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食用菌多糖的提取纯化及生物活性研究进展

中国生物工程杂志 2022年第1期42卷 146-159页

作者：赵炳杰郭岩彬中国农业大学资源与环境学院北京100193 生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

食用菌多糖因具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂等生物活性而备受关注。食用菌多糖的结构影响其生物活性,具有(1→3)、(1→4)、(1→6)及混合糖苷键的β-D-葡聚糖是高活性食用菌多糖的结构特征之一,展现出提高抗氧化酶活性... 详细信息

食用菌多糖因具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂等生物活性而备受关注。食用菌多糖的结构影响其生物活性,具有(1→3)、(1→4)、(1→6)及混合糖苷键的β-D-葡聚糖是高活性食用菌多糖的结构特征之一,展现出提高抗氧化酶活性、促进分泌抗癌因子、刺激脾脏和胸腺细胞增殖等不同功能。酸碱、超声波及微波、Sevag法、树脂法、亲和层析等不同提取纯化方法会影响食用菌多糖得率,同时会改变食用菌多糖结构,影响其生物活性。详述食用菌多糖的提取纯化方法及其对结构与活性的影响,食用菌多糖的组成结构和构效关系,以及食用菌多糖在抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、降血糖和降血脂等方面的功能、结构特征及生物活性,并提出了食用菌多糖形成的分子机制、多糖活性位点修饰、多糖代谢动力学等未来研究方向。

关键词：食用菌多糖提取纯化结构生物活性

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蚯蚓对土壤-植物系统生态修复作用研究进展

应用生态学报 2021年第6期32卷 2259-2266页

作者：王丙磊王冲刘萌丽生物多样性与有机农业北京市重点实验室/中国农业大学资源与环境学院北京100193

土壤-植物系统是生物圈的基本结构单元,土壤与植物之间存在密切的相互反馈。土壤退化导致植物面临各种非生物胁迫,植物的生理代谢遭到干扰,养分获取受到抑制。蚯蚓被称为"生态系统的工程师"。蚯蚓能够通过调控土壤物理-化学-生物学特性... 详细信息

土壤-植物系统是生物圈的基本结构单元,土壤与植物之间存在密切的相互反馈。土壤退化导致植物面临各种非生物胁迫,植物的生理代谢遭到干扰,养分获取受到抑制。蚯蚓被称为"生态系统的工程师"。蚯蚓能够通过调控土壤物理-化学-生物学特性,改良退化土壤(盐碱土、重金属和有机污染物污染土壤),缓解植物所受胁迫,增加土壤养分有效性,促进植物生长,并通过自身分泌的信号物质提高植物的抗逆性。蚯蚓对土壤-植物系统的生态修复作用,对于改善植物生长环境、维持土壤生态系统健康和稳定具有重要意义。

关键词：蚯蚓盐碱土酸化土壤污染土壤植物抗逆性

不同类型化感物质抑制蓝藻效益比较及联合抑藻效应评述

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水生生物学报 2023年第1期47卷 177-194页

作者：郭钟惠李洁明张明霞中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

世界范围内的蓝藻水华持续威胁着水生生态系统功能和人类健康,化感物质凭借其环境安全和对微藻有特异毒性等特征可以短期抑制蓝藻水华的暴发和生长。文章分别概括了酚类化合物、含氮化合物、脂肪酸/酯类、萜类化合物四类化感物质及其衍... 详细信息

世界范围内的蓝藻水华持续威胁着水生生态系统功能和人类健康,化感物质凭借其环境安全和对微藻有特异毒性等特征可以短期抑制蓝藻水华的暴发和生长。文章分别概括了酚类化合物、含氮化合物、脂肪酸/酯类、萜类化合物四类化感物质及其衍生物对蓝藻的杀藻效果、潜在机制及特异作用靶点,并依据高效抑藻化感物质(EC_(50)性:脂肪酸/酯类的性价比最优,能以较少剂量对蓝藻产生极强毒性,对蓝藻多样的作用靶点是其具有极强抑制效果的关键,可在0.015-52.95 mg/L浓度范围内将目标蓝藻抑制50%;酚类化合物总数最多、活性普遍较高,半数效应浓度(EC50)为0.05-162.53 mg/L,可通过抑制光合作用、破坏细胞氧化应激平衡和损害细胞壁/膜结构等多种机制抑制蓝藻生长,但高效杀藻酚类化合物的理论成本差异较大,性价比次于脂肪酸位于第二位;含氮化合物对蓝藻生长存在特异性和均匀高效的杀藻作用, EC50集中于0.3-8.14 mg/L,主要通过破坏蓝藻的光合作用、阻断电子传递和破坏细胞结构(包括超微结构)而对蓝藻造成不可逆转的严重损伤,但成本较高、性价比最低而难以广泛实际应用;萜类化合物杀藻作用弱于其他三个类别的化感物质,主要集中于多途径破坏蓝藻细胞的光合功能,但EC50高达25.3-228 mg/L,实际应用也受限。为减少各种化感物质用量、降低经济成本并实现更高效的杀藻效果,文章总结归纳相同和不同类型化感物质联合作用方式和特点,指出化感物质所产生的联合作用效果取决于混合化感物质的数量、作用靶点、混合比例和混合物含量四个因素。综述还提出抑藻靶点多样且互补的化感物质混合(“多靶点组合”)可产生协同杀藻作用,且在混合物中应增加具有高杀藻活性化感物质的比例(“新木桶效应”协同效应)。同时指出依据植物实际分泌物的种类、含量及比例进行多元混合抑藻更易出现协同杀藻作用,为科学、综合、合理地选择和应用化感物质并优化其配比以控制蓝藻水华提供新见解。

关键词：化感物质蓝藻抑藻活性化感机制杀藻作用靶点联合抑藻作用

欧美主要国家与我国传粉昆虫多样性保护政策和研究比较分析

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生态与农村环境学报 2023年第1期39卷 1-11页

作者：阿如汗张启宇刘云慧中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

传粉昆虫作为主要的传粉者,为植物繁育和进化提供了所需的传粉服务,是农业可持续发展的重要资源。面对过去几十年间各种环境压力导致的全球传粉昆虫数量及多样性急剧减少,传粉昆虫多样性及其保护研究逐渐得到重视,也大力推进了各国关于... 详细信息

传粉昆虫作为主要的传粉者,为植物繁育和进化提供了所需的传粉服务,是农业可持续发展的重要资源。面对过去几十年间各种环境压力导致的全球传粉昆虫数量及多样性急剧减少,传粉昆虫多样性及其保护研究逐渐得到重视,也大力推进了各国关于传粉昆虫多样性保护国家政策的制定。从政策发展历程、保护措施和激励措施3个方面,对比分析欧美主要国家与我国现行传粉昆虫保护国家政策,并对欧美国家传粉昆虫保护政策效益进行分析,结合Citespace文献计量与可视化方法解析传粉昆虫研究进程与概况,对我国传粉昆虫多样性保护措施、政策和科学研究提出如下建议:(1)加强传粉昆虫资源评估和传粉昆虫多样性可持续利用;(2)加强推进以保护和提升野生传粉昆虫栖息地和传粉服务为主、优先保护濒危物种和特有种的生物多样性保护政策,将传粉昆虫保护纳入生物多样性主流化进程;(3)开发传粉昆虫友好型农药使用政策和措施;(4)研究制定传粉昆虫多样性保护与传粉服务管理的生态补偿机制,鼓励农户参与传粉昆虫多样性保护;(5)加强政策评估和追踪。

关键词：传粉者传粉服务农业景观生物多样性

北京昌平区景观复杂度和局地管理对苹果园传粉蜂多样性的影响

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应用生态学报 2022年第2期33卷 527-536页

作者：王美娜王子睿宇振荣徐环李刘云慧中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学植物保护学院北京100193 中国农业大学生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

传粉蜂为作物生产和粮食安全提供重要的生态系统服务。随着农业经济的不断发展,土地利用强度加剧,大量自然或半自然生境已经转变为农业用地。景观均质化和集约化管理导致野生蜂多样性下降,从而威胁到农业可持续生产。本研究以北京市昌... 详细信息

传粉蜂为作物生产和粮食安全提供重要的生态系统服务。随着农业经济的不断发展,土地利用强度加剧,大量自然或半自然生境已经转变为农业用地。景观均质化和集约化管理导致野生蜂多样性下降,从而威胁到农业可持续生产。本研究以北京市昌平区苹果园为对象,探究景观复杂度(半自然生境比例)、局地管理强度(地表开花植物多样性和土壤全氮)及其交互作用对传粉蜂多样性的影响。结果表明:共捕获传粉蜂8642头,其中人工蜂5125头,野生蜂分属5科14属49种3517头。传粉蜂多样性对景观复杂度和局地管理强度响应的最优尺度在500 m。样点半径500 m范围内,总传粉蜂和野生蜂多度随周围半自然生境增加均呈显著上升趋势。景观复杂度与开花植物多样性的交互作用对总传粉蜂和野生蜂物种丰富度有显著影响。当景观复杂度较低时(≤29.9%),总传粉蜂和野生蜂物种丰富度与开花植物多样性呈显著正相关;而当景观复杂度较高时(>29.9%),总传粉蜂和野生蜂物种丰富度与开花植物多样性呈显著负相关。此外,人工蜂多度随果园内局地开花植物多样性和土壤全氮增加呈显著升高趋势。土壤全氮与开花植物多样性的交互作用对人工蜂多度有显著影响。当土壤全氮含量较低时(≤1.9 g·kg^(-1)),人工蜂多度与开花植物多样性呈显著正相关;而当土壤全氮含量较高时(>1.9 g·kg^(-1)),人工蜂多度与开花植物多样性呈显著负相关。农业景观中半自然生境比例的增加有利于提高野生蜂多度,而地表开花植物多样性可以促进传粉蜂多样性,但是受到景观尺度(半自然生境比例)和局地尺度(氮肥施用)的影响。因此,农业景观中野生蜂多样性的维持需要综合考虑多尺度因素来制定保护策略。尽可能保留更高比例的耕地仍然是生产的长期需求,而保持中等景观复杂度,增加地表开花植物多样性,减少氮肥施用量将是促进苹果园传粉蜂多样性的有效方式。

关键词：农业景观土壤全氮开花植物多样性野生蜂多样性人工蜂多度

蚯蚓基因组学的研究进展:基于全基因组及线粒体基因组

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生物多样性 2022年第12期30卷 207-217页

作者：翟俊杰赵慧峰商光申孙振钧张玉峰王兴中国农业大学资源与环境学院北京100193 生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193 廊坊师范学院河北省动物多样性重点实验室河北廊坊065000

蚯蚓被喻为土壤中的“生态系统工程师”,具有高度的多样性且在全世界都有分布,被用作土壤健康的指示生物。蚯蚓具有极强的环境适应能力,在不断适应的过程中促进了自身基因组的进化。本文对近年来蚯蚓全基因组以及线粒体基因组的研究进... 详细信息

蚯蚓被喻为土壤中的“生态系统工程师”,具有高度的多样性且在全世界都有分布,被用作土壤健康的指示生物。蚯蚓具有极强的环境适应能力,在不断适应的过程中促进了自身基因组的进化。本文对近年来蚯蚓全基因组以及线粒体基因组的研究进展进行了综述。蚯蚓全基因组的测序、拼装和分析为研究蚯蚓生态学、污染物对蚯蚓致毒的分子机制、免疫防御的分子机制、蚯蚓再生的分子机制等奠定基础。而线粒体基因组多应用于蚯蚓分子系统发育方面的研究,目前已有多种蚯蚓通过线粒体基因组测序完成了物种的鉴定。本文建议今后重点开展以下几方面的研究:(1)针对现有的4种蚯蚓全基因组测序结果,进一步进行比较基因组学、进化基因组学和功能基因组学的研究。(2)完善不同种蚯蚓的基因文库和表达序列标签。(3)建立线粒体基因组、全基因组与蚯蚓物种多样性的关联分析。

关键词：蚯蚓基因组学全基因组线粒体基因组蚯蚓多样性

根系分泌物在作物多样性体系中对种间地下部互作的介导作用

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第8期30卷 1215-1227页

作者：尹晓童杨浩于瑞鹏李隆中国农业大学资源与环境学院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室/生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

根系分泌物介导植物种间的地下部相互作用在生物多样性-生态系统功能关系中发挥着重要作用。本文综述了在作物多样性种植体系中,根系分泌物介导的种间相互作用及其机制。具体包括:作物的根系分泌物能够活化土壤难溶性养分,有利于自身和... 详细信息

根系分泌物介导植物种间的地下部相互作用在生物多样性-生态系统功能关系中发挥着重要作用。本文综述了在作物多样性种植体系中,根系分泌物介导的种间相互作用及其机制。具体包括:作物的根系分泌物能够活化土壤难溶性养分,有利于自身和相邻植物的养分吸收;粮食作物与超累积植物间作,根系分泌物中有机酸含量改变,促进超富集作物对重金属的吸收,降低粮食作物对重金属的吸收;作物多样性通过改变根系分泌物的种类和组成,调控微生物群落结构,减少病原菌;信号物质介导的物种间相互识别作用,引起相邻植物一系列的表型可塑性和生理响应,比如化感物质会抑制相邻植物,抑制杂草的萌芽和生长。与此同时,新方法的引入和学科间的交叉,为未来根系分泌物在作物多样性体系中的研究和应用提供了新的手段、角度和方向。这些进展有助于通过利用不同物种根分泌物和信号物质,实现种间促进作用来提高资源利用率,降低病虫和杂草发生危害,减少化肥农药的投入,为构建可持续的农业生态系统提供理论依据。

关键词：根系分泌物生物多样性种间相互作用资源竞争土壤微生物重金属毒害土传病害

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中国特有种贯顶大帽藓西藏新分布及分布预测

植物科学学报 2021年第4期39卷 358-366页

作者：樊英杰廖雨佳王梦真刘凌宋晓彤邵小明中国农业大学资源与环境学院生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

贯顶大帽藓(Encalypta asiatica J.C.Zhao&L.Li)为中国特有种,于2006年首次在河北发现,其后未见相关报道。本研究对2012-2020年期间在西藏采集的大帽藓科植物标本进行了整理和鉴定。通过形态结构的详细观察,新增了对蒴帽横切和气孔器等... 详细信息

贯顶大帽藓(Encalypta asiatica J.C.Zhao&L.Li)为中国特有种,于2006年首次在河北发现,其后未见相关报道。本研究对2012-2020年期间在西藏采集的大帽藓科植物标本进行了整理和鉴定。通过形态结构的详细观察,新增了对蒴帽横切和气孔器等结构的描述,显示蒴帽横切由1~2层厚壁细胞和1~2层透明薄壁细胞构成;孢蒴表面从上到下密被气孔器。利用最大熵(MaxEnt)模型预测了贯顶大帽藓在当前气候情景下在西藏的潜在分布区,研究结果表明其潜在分布区面积约为2.84×10^(5)km^(2),主要分布于高海拔的那曲地区和昌都地区,影响其分布的主要环境变量是年最大归一化植被指数(NDVI)和最干季降水量。

关键词：贯顶大帽藓 MaxEnt模型归一化植被指数雨量西藏

蚯蚓粪基质中添加菌根真菌和混合矿物对西瓜苗期生长的影响

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中国农业大学学报 2020年第2期25卷 44-53页

作者：夏思瑶王冲王新宇薛瑞刘萌丽中国农业大学资源与环境学院/生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193

为探究蚯蚓粪基质中添加菌根真菌和混合矿物对西瓜苗期生长的影响,于2018年10—11月在中国农业大学温室内进行盆栽试验,设置4个处理,分别为:CK(接种灭菌菌根真菌)、AM(接种菌根真菌)、KW(添加混合矿物并接种灭菌菌根真菌)、AM+KW(添加... 详细信息

为探究蚯蚓粪基质中添加菌根真菌和混合矿物对西瓜苗期生长的影响,于2018年10—11月在中国农业大学温室内进行盆栽试验,设置4个处理,分别为:CK(接种灭菌菌根真菌)、AM(接种菌根真菌)、KW(添加混合矿物并接种灭菌菌根真菌)、AM+KW(添加混合矿物并接种菌根真菌),42 d后采样测定基质养分含量、西瓜幼苗生物量、叶绿素含量以及根系生长指标。结果显示:在蚯蚓粪中添加混合矿物可以将基质容重降低42.18%,并显著提高基质的全氮、速效磷的含量(P<0.05),进而促进西瓜幼苗地下部的养分吸收,其中对Ca、Fe以及Mg的吸收量分别增加了60.97%、21.21%以及84.52%。同时接种菌根真菌和添加混合矿物可以显著增加西瓜幼苗的赤霉素含量(P<0.05),进而显著提高西瓜幼苗的地下部鲜重和根长(P<0.001)。综上所述,在蚯蚓粪中添加混合矿物及接种菌根真菌可以改善西瓜幼苗的根系生长和养分吸收,最终促进西瓜幼苗生长。

关键词：养分吸收生长激素生物量微量元素