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蓝藻-细菌互作及其对碳、氮循环的影响研究进展

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湖泊科学 2025年

作者：张玉晴刘佳音蔡元锋张民史小丽杜瑛珣苏雅玲施丽梅吴庆龙中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室湖泊与环境国家重点实验室中国科学院大学南京大学生命科学学院中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室

藻类与细菌之间存在多种互作关系，二者间的相互作用会影响水体初级生产力、藻类群落组成、藻类之间的竞争和演替以及藻类水华的发展等。藻菌间的多种紧密互作和代谢耦联对水体中碳、氮、磷、硫等多种生源要素的循环产生影响。在淡水生... 详细信息

藻类与细菌之间存在多种互作关系，二者间的相互作用会影响水体初级生产力、藻类群落组成、藻类之间的竞争和演替以及藻类水华的发展等。藻菌间的多种紧密互作和代谢耦联对水体中碳、氮、磷、硫等多种生源要素的循环产生影响。在淡水生态系统中，蓝藻水华仍然是威胁水环境健康的重要因素，部分水体中形成了周而复始发生蓝藻水华的稳定状态。蓝藻与其附生细菌间的互作和代谢关联是蓝藻水华维持的关键，在水体碳氮循环中发挥了重要作用。本文综述了蓝藻与细菌间的互作对蓝藻生长、产毒、群体维持和多样性的影响以及影响藻菌互作的因素，综述了蓝藻藻际环境中碳氮相关功能微生物类群以及藻菌互作对水生态系统中碳氮循环的影响，分析了蓝藻群体颗粒、附着作用和环境因素(如温度、营养盐、新型污染物和铁硫磷元素等)对藻菌之间碳氮代谢关联和转化的影响及其对环境的反馈机制，并探讨了藻菌互作中碳氮转化过程与转化通量的主要研究方法，为深入了解蓝藻水华介导的藻菌互作机制和水体生源要素循环的微生物过程提供参考。

关键词：蓝藻藻菌互作碳氮循环环境因素

镉镍胁迫对杂交狼尾草和高羊茅幼苗生长及生理特性的影响

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生态学杂志 2025年

作者：关正张粉果梁芙蓉张三庆关正萍王永吉山西师范大学生命科学学院中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室山西师范大学食品科学学院

为探讨草本植物对镉镍胁迫下的适应性特征及生理机制，以禾本科多年生草本植物杂交狼尾草（Pennisetum americanum × Pennisetum purpureum）、高羊茅（Festuca arundinacea）为研究材料，设计不同的镉、镍污染水平，研究两种植物幼苗... 详细信息

为探讨草本植物对镉镍胁迫下的适应性特征及生理机制，以禾本科多年生草本植物杂交狼尾草（Pennisetum americanum × Pennisetum purpureum）、高羊茅（Festuca arundinacea）为研究材料，设计不同的镉、镍污染水平，研究两种植物幼苗生物量和抗性生理特性的变化规律。结果表明：镉胁迫下，浓度为0～50 mg·L-1对杂交狼尾草地上部鲜重有促进效果，当镉浓度为200 mg·L-1时两种草本植物的幼苗生物量均降至最低水平，且超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均随镉浓度升高呈先升后降的趋势。镍胁迫下，两种植物丙二醛含量与超氧阴离子含量在镍浓度为300 mg·L-1时达到最大，杂交狼尾草的可溶性蛋白在镍浓度为300 mg·L-1达到最大，高羊茅的可溶性蛋白在镍浓度为200 mg·L-1达到最大。对两种植物的形态生理指标进行主成分分析和隶属函数评价，结果表明，镉胁迫下杂交狼尾草抗逆性最大，镍胁迫下高羊茅的抗逆性最大。本研究结果有望应用于植物修复镉镍污染。

关键词：重金属胁迫草本植物生理特性生长抑制

基于转录组学挖掘与分析NJ9108水稻种子寿命的关键基因

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遗传 2025年

作者：韩超飞陈灵王源秀程前左胜刘华彬王程亮西华师范大学生命科学学院安徽师范大学生命科学学院武汉大学高等研究院安徽科技学院生命与健康科学学院河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室

种子寿命是种子在贮藏期间维持生活力的一段时间，是衡量种子质量的重要指标，其寿命的改变直接影响种子在田间的出苗率、幼苗形态建成以及储藏时间。因此，挖掘种子寿命基因对培育耐储藏和长寿命种子具有重要的价值。本研究通过对不同... 详细信息

种子寿命是种子在贮藏期间维持生活力的一段时间，是衡量种子质量的重要指标，其寿命的改变直接影响种子在田间的出苗率、幼苗形态建成以及储藏时间。因此，挖掘种子寿命基因对培育耐储藏和长寿命种子具有重要的价值。本研究通过对不同水稻品系的种子进行人工加速老化处理，发现NJ9108种子是一种耐老化的水稻品系。利用转录组技术，对其未老化和老化后所注释的基因进行mfuzz模糊聚类，可分为6个亚类，共有8，384个基因被老化诱导上调/下调表达；对这些差异表达基因进行GO和KEGG富集分析显示，在生物学过程（biological processes，BP）、细胞组分（cellular components，CC）和分子功能（molecular functions，MF）中的差异显著基因有42个基因被富集到苯丙烷类生物合成、31个基因被富集到糖信号以及42个基因被富集到植物激素信号转导等通路中，它们作为最主要的通路参与NJ9108的耐老化过程。qRT-PCR结果显示，与ZH11相比NJ9108种子经老化处理后，苯丙烷类生物合成通路中的4-香豆酸辅酶A连接酶5（4CL5）、肉桂醇脱氢酶5（CAD5）以及过氧化物酶体3和86（PRX3和PRX86）等基因显著上调表达；糖信号通路中的β-葡萄糖苷酶18和22（BGLU18和BGLU22）及海藻糖-6-磷酸磷酸酶3（TPP3）基因同样显著上调表达；植物激素信号转导通路中的细胞分裂素响应12（RR12）和响应脱落酸（ABA）诱导的蛋白激酶5（SAPK5）基因老化后显著上调表达，而生长素响应12和20（IAA12和IAA20）基因显著下调表达，以上基因的表达趋势均与转录组数据结果一致，暗示它们可能是调控水稻种子寿命的关键基因，其中BGLU18、BGLU22、OsRR12和TPP3作为最新鉴定的种子寿命基因后续可重点进行研究。本研究结果为解析水稻种子寿命调控网络和培育耐老化的水稻品系提供了一定的理论基础。

关键词：种子寿命转录组植物激素糖信号苯丙烷合成

基于线粒体Cytb的新疆黑条小车蝗种群遗传多样性及谱系地理学研究

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昆虫学报 2025年

作者：马钰洁张晓清王一鸣钟圆佳季荣袁亮新疆师范大学生命科学学院中亚区域跨境有害生物联合控制国际联合研究中心新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室

[目的]本研究旨在揭示中国西部新疆地区黑条小车蝗Oedaleus decorus decorus不同地理种群的遗传多样性及谱系关系,为新疆迁飞蝗虫的历史迁飞规律提供分子遗传学证据。[方法]PCR扩增新疆28个黑条小车蝗地理种群线粒体Cytb上740 bp的核酸... 详细信息

[目的]本研究旨在揭示中国西部新疆地区黑条小车蝗Oedaleus decorus decorus不同地理种群的遗传多样性及谱系关系,为新疆迁飞蝗虫的历史迁飞规律提供分子遗传学证据。[方法]PCR扩增新疆28个黑条小车蝗地理种群线粒体Cytb上740 bp的核酸序列,基于Cytb片段序列利用DNAsp 5.0和Arlequin 3.1软件对黑条小车蝗地理种群的遗传多样性、遗传分化格局和基因流等进行分析。[结果]从新疆28个黑条小车蝗地理种群的338条Cytb片段中共检出27个单倍型,群体单倍型多样性指数(Hd)为0.8185,核苷酸多样性(π)为0.00611,暗示黑条小车蝗种群遗传多样性水平较高;基于单倍型构建的分子系统发育树及Median-joining网络关系分析表明,新疆地区黑条小车蝗地理种群被明显划分为2个地理遗传谱系:天山北麓谱系(谱系Ⅰ,包括温泉、沙湾、昌吉、乌鲁木齐和哈密种群及博乐种群的1头个体)和中哈边境谱系(谱系Ⅱ,包括伊犁、塔城和阿勒泰种群及博乐种群的11头个体);AMOVA分析显示新疆黑条小车蝗不同地理种群间的遗传变异较高(71.38%),而不同地理种群内的遗传变异水平较低(28.62%);28个地理种群间的遗传分化指数(Fst)为-0.097～0.987,2个地理遗传谱系之间遗传分化指数(Fst)为0.805;核苷酸错配分布呈现多峰,Tajima's D值为0.193,Fu's FS为-2.863,推测新疆地区黑条小车蝗未发生历史种群扩张。[结论]新疆地区黑条小车蝗具有丰富的遗传多样性和明显的系统地理分布格局;2个地理谱系间基因交流较弱,存在较大遗传分化,但2个地理谱系内各种群存在较强基因流,推测是高山、沙漠等地理隔离所致。该研究结果为重构新疆草原蝗虫历史迁飞路径及阐明当前分布格局提供分子遗传学依据。

关键词：黑条小车蝗 Cytb 遗传多样性谱系地理学基因流

食品级重组乳酸乳球菌强组成型分泌猪肠道益生的pEGF-p40

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畜牧兽医学报 2025年

作者：何容肖吴杨博张淑霞赵锃珏黄娟潘伟雄任芷欣黄浩滨吴佳辉吴海阳沈世彦孙崇军张玲华华南农业大学生命科学学院广东省农业生物发育与环境适应重点实验室

猪表皮生长因子（pEGF）与三叶因子协同给药已被证明能有效促进猪的肠道增殖与修复。本研究旨在构建食品级重组乳酸乳球菌强组成型表达系统并将其用于融合表达pEGF以及对猪肠道有益生作用的鼠李糖乳杆菌衍生蛋白p40，以克服目前乳酸乳... 详细信息

猪表皮生长因子（pEGF）与三叶因子协同给药已被证明能有效促进猪的肠道增殖与修复。本研究旨在构建食品级重组乳酸乳球菌强组成型表达系统并将其用于融合表达pEGF以及对猪肠道有益生作用的鼠李糖乳杆菌衍生蛋白p40，以克服目前乳酸乳球菌重组表达中组成型表达量低的现状以及避免抗生素使用的问题，并初步探索一种更强效的猪肠道益生制剂。首先，通过金黄色葡萄球菌核酸酶报告系统，以常用乳酸乳球菌组成型启动子P32为对照，从乳酸乳球菌NZ9000组成型高表达蛋白质的启动子以及前人研究发现的乳酸乳球菌强组成型启动子中，可视化地筛选出乳酸乳球菌NZ9000的伸长因子Tu的启动子（P1）活性最强。进一步地，将pNZ8148的氯霉素抗性基因替换为乳链菌肽抗性基因，成功构建了具有良好的乳链菌肽耐受性且完全失去氯霉素抗性的食品级重组乳酸乳球菌强组成型表达系统NZ9000/pP1NR。同时，本研究利用该系统成功表达pEGF和融合蛋白pEGF-p40。细胞增殖试验结果显示，含有pEGF-p40的菌株培养上清更有效地促进猪小肠上皮细胞IPEC-J2的增殖。通过qRT-PCR检测了刺激后IPEC-J2细胞的SGLT-1、GLUT-2、SUC、EGFR和GLP2R，结果显示含有pEGF-p40的培养上清调节相关基因的表达情况不同于仅含有pEGF的培养上清。本研究构建了食品级重组乳酸乳球菌强组成型表达系统，成功表达了对猪肠道具有益生作用的pEGF-p40，为其他益生物质的安全生产提供借鉴，为开发一种强效的猪肠道益生制剂做了先行探究。

关键词：乳酸乳球菌组成型表达 pEGF p40 肠道健康

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)群体生长与解散过程中的细菌群落变化

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湖泊科学 2025年

作者：刘佳音方道艳张玉晴王艺饶蔡元锋施丽梅李朋富吴庆龙南京大学生命科学学院中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室湖泊与环境国家重点实验室中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室

微囊藻藻际中生长着大量的细菌，它们影响微囊藻的生长以及藻群体的维持，在水华的生消中发挥着重要作用。在微囊藻群体的生长过程中，伴随着微囊藻群体的形成与解散，但在此过程中附生细菌群落的变化规律仍然未知。本文针对一株从太湖... 详细信息

微囊藻藻际中生长着大量的细菌，它们影响微囊藻的生长以及藻群体的维持，在水华的生消中发挥着重要作用。在微囊藻群体的生长过程中，伴随着微囊藻群体的形成与解散，但在此过程中附生细菌群落的变化规律仍然未知。本文针对一株从太湖中分离的群体铜绿微囊藻，在不同的培养温度下监测其生长和解散过程，揭示与微囊藻群体密切相关的细菌类群。结果表明：从15～30℃，该群体微囊藻展示出差异化的生长周期，温度越高群体解散越快，微囊藻群体数目达到峰值的时间越短。随着D2群体的生长，>20μm的微囊藻群体附生细菌群落从以Pseudomonadales为主转变为以Sphingomonadales为主；3～20μm的单细胞-小群体微囊藻附生细菌群落及游离细菌群落中的优势菌群均从Pseudomonadales转变为Cytophagales。Limnobacter只在游离细菌群落中相对丰度较高；Roseococcus只在>20μm的D2群体附生细菌群落中有较高的相对丰度；Porphyrobacter在游离细菌群落及3～20μm的单细胞-小群体微囊藻附生细菌群落中相对丰度较高；Mesorhizobium在3～20μm的单细胞-小群体微囊藻附生细菌群落及>20μm的D2群体附生细菌群落中有较高的相对丰度。对不同粒径及不同温度下的细菌群落进行Venn图及特异性-占有率（SPEC-OCCU）图分析发现，部分独有种及特化种只在15℃下出现，OTU669(Methylobacteriaceae)、OTU722(Brevundimonas sp.)和OTU682(Pseudoxanthobacter sp.)在所有温度下均为>20μm的D2群体附生细菌群落的特化种。网络分析结果表明，>20μm的微囊藻群体的附生细菌网络中的关键节点最多。本研究揭示了微囊藻群体生长过程中藻际细菌群落组成的变化，有助于深入了解附生细菌在微囊藻群体维持及水华中的作用。

关键词：蓝藻水华铜绿微囊藻群体细菌群落结构附着细菌游离细菌

链格孢菌Alternaria alternata化学成分及其下调TMSB10活性研究

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中国中药杂志 2025年第1期 139-156页

作者：王兰张暖袁涛江西师范大学健康学院江西师范大学生命科学学院

该文对链格孢菌Alternaria alternata大米发酵的次级代谢产物及下调胸腺素β10(thymosin beta 10,TMSB10)蛋白表达活性进行研究。采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱和半制备高效液相色谱等多种色谱分离技术对***的次级代谢产物进行... 详细信息

该文对链格孢菌Alternaria alternata大米发酵的次级代谢产物及下调胸腺素β10(thymosin beta 10,TMSB10)蛋白表达活性进行研究。采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱和半制备高效液相色谱等多种色谱分离技术对***的次级代谢产物进行分离纯化，并通过核磁共振波谱(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨电喷雾电离质谱(HR-ESI-MS)等波谱技术及文献数据比对方法，共鉴定出10个化合物，包括2个新化合物：(1S,3S)-2,3-dihydro-3,6-dihydroxy-8-methoxy-1-methylcyclopenta[c][2]benzopyran-5(1H)-one(1)、3,3a, 6-trihydroxy-8-methoxy-1-methyl-2,3,3a, 9b-tetrahydrocyclopenta[c]isochromen-5(1H)-one(2)和8个已知化合物：alternariol 9-methyl ether(3)、1-deoxyrubralactone(4)、(3aR)-3,3a-dihydro-1,6-dihydroxy-8-methoxy-3a-methylcyclopenta[c][2]benzopyran-2,5-dione(5)、altechromone A(6)、alternariol(7)、altenuene(8)、altenusin(9)、3′-hydroxyalternariol 5-O-methyl ether(10)。对分离得到的化合物进行TMSB10蛋白表达影响实验，发现化合物7对TMSB10蛋白表达有明显的下调作用，抑制率达40.5%。结果表明***中的苯并吡喃酮类化合物具有下调TMSB10蛋白表达的活性，为抗非小细胞肺癌的研究提供了一定的理论依据和科研价值。

关键词：链格孢菌苯并吡喃酮 TMSB10 非小细胞肺癌

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卡罗琳板块与穆绍海沟俯冲

中国科学:地球科学 2025年

作者：孙卫东张天羽中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心中国科学院海洋观测预报全国重点实验室崂山实验室中国科学院大学

1引言西太平洋俯冲带有太平洋中最古老的洋壳,年龄最老达到了200Ma.有意思的是,紧邻太平洋老洋壳的南缘有一个新生代形成的小板块——卡罗琳板块.卡罗琳板块的东侧为穆绍海沟.穆绍海沟呈现北端封闭的盲肠状,即北面尚未开始俯冲.由北向...

1引言西太平洋俯冲带有太平洋中最古老的洋壳,年龄最老达到了200Ma.有意思的是,紧邻太平洋老洋壳的南缘有一个新生代形成的小板块——卡罗琳板块.卡罗琳板块的东侧为穆绍海沟.穆绍海沟呈现北端封闭的盲肠状,即北面尚未开始俯冲.由北向南俯冲发育的程度逐渐加强.李春峰等(2025)通过综合地球物理分析等研究方法,刻画了穆绍海沟的结构,发现距离旋转极点越远,变形越大,由此提出卡罗琳板块的逆时针旋转导致了穆绍海沟的俯冲起始.这个新模型对研究穆绍海沟的俯冲起始机制有启发意义,促进了我们对相关科学问题的思考:卡罗琳板块是如何形成的?作为一个小板块,其逆时针旋转的动力是什么?旋转的力量有多大?是否可以引起穆绍海沟的俯冲?

关键词：

中国蓝藻新记录种--纤细双色藻(Cyanobium gracile)

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湖泊科学 2025年第1期37卷 229-237页

作者：刘洋委雅菲李效宇张榜军河南省水生态毒理与健康防护国际联合实验室新乡453007 河南师范大学生命科学学院新乡453007 河南省丹江口水库水域生态系统野外科学观测研究站南阳474450

随着基因测序技术的发展,环境中一些微藻不断被发现,超微蓝藻便是其中之一,但关于超微蓝藻的多相分类学研究在我国报道较少。本研究首次在某自来水厂分离纯化获得了一株超微蓝藻藻株Cyanobium gracile HNU001,并对其形态学、超微结构和... 详细信息

随着基因测序技术的发展,环境中一些微藻不断被发现,超微蓝藻便是其中之一,但关于超微蓝藻的多相分类学研究在我国报道较少。本研究首次在某自来水厂分离纯化获得了一株超微蓝藻藻株Cyanobium gracile HNU001,并对其形态学、超微结构和分子特征进行了研究。形态学研究发现,其藻细胞呈椭圆形或椭球形,在分裂过程中平行于短的细胞轴对称存在;超微结构显示了细胞二分裂繁殖以及类囊体膜平行于细胞膜排列;16S rRNA基因序列显示,该藻株与双色藻属Cyanobium的序列相似性大于99.9%,分子系统树聚为一束;该藻株与Cyanobium gracile PCC 6307的D1-D1′、Box-B螺旋结构一致。综合以上结果,将其命名为纤细双色藻(Cyanobium gracile),是在我国的首次报道。

关键词：蓝藻超微蓝藻双色藻分类分子系统

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