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微/纳米塑料对农作物的毒性效应研究进展

生态毒理学报 2025年

作者：姜丽思刘子瑞姜美琪夏丝雨刘佳滢杨洋雯迪李文远沈阳师范大学生命科学学院

塑料作为一种多功能型便捷材料被广泛应用于工农业等领域，为人类生活带来了极大的便利。在现代农业生产中，塑料具有多方面的应用，但与此同时，不完善的塑料回收与处理机制也对环境造成了塑料污染。不同尺寸的塑料包括纳米塑料(nanopl... 详细信息

塑料作为一种多功能型便捷材料被广泛应用于工农业等领域，为人类生活带来了极大的便利。在现代农业生产中，塑料具有多方面的应用，但与此同时，不完善的塑料回收与处理机制也对环境造成了塑料污染。不同尺寸的塑料包括纳米塑料(nanoplastics， NPs)、微塑料(microplastics， MPs)等在土壤中残留会对农作物产生毒性作用，导致农作物产量下降或影响其质量。基于此，本综述从塑料的分类及来源、微/纳米塑料对农作物影响的研究现状、微/纳米塑料对农作物产生的间接影响以及缓解策略4个方面展开，目的在于总结塑料对农作物的毒性作用机制，包括抑制农作物生物量积累，诱导氧化应激、光合作用的中断，干扰水和营养成分的吸收，抑制种子萌发并产生细胞和遗传毒性、影响土壤及土壤微生物进而间接影响农作物生理生长等以及相关缓解策略包括生物炭、植物激素、微生物及其他途径的研究现状，并从深入研究微/纳米塑料的老化与自然环境状态、关注作物种类差异、加强复合污染效应研究及探索农作物修复技术等方面进行展望，这将有助于更好地保护生态系统安全和人类健康。

关键词： MPs NPs 农作物毒性机制缓解策略

规模化畜禽养殖粪便中接合型耐药质粒污染及耐药基因赋存特征

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环境科学 2025年第2期46卷 1245-1254页

作者：李莹申磊高浩泽郭雅杰王旭明赵国柱仇天雷北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京市农林科学院生物技术研究所北京100097 廊坊师范学院生命科学学院廊坊065000

近年来,细菌病原体中抗生素耐药性的出现和传播对公众健康构成严重的威胁.为了解规模化养殖畜禽粪便中质粒介导的可移动抗生素耐药基因(ARGs)的赋存情况和转移特征,对北京、河北和宁夏等地区的蛋鸡、肉鸡和生猪规模化养殖场粪便进行耐... 详细信息

近年来,细菌病原体中抗生素耐药性的出现和传播对公众健康构成严重的威胁.为了解规模化养殖畜禽粪便中质粒介导的可移动抗生素耐药基因(ARGs)的赋存情况和转移特征,对北京、河北和宁夏等地区的蛋鸡、肉鸡和生猪规模化养殖场粪便进行耐药接合型质粒(CARP)的捕获与分析.采用滤膜接合法对养殖场畜禽粪便中的CARP进行捕获并计算转移频率和流行率.通过接合子基因组二代测序获得质粒携带ARGs信息,比对PlasimidFinder数据库鉴定耐药质粒的复制子类型.利用药敏纸片扩散法(Kirby-Bauer法)对接合子进行耐药表型测定.结果表明,35个规模化养殖场捕获了125个CARP,共携带13类65种ARGs,最常见的ARGs为floR、aac(6')-lb7和TEM-150.不同养殖动物粪便中CARP流行情况有一定差异,其中蛋鸡粪中CARP具有更高的转移能力和流行率,但其多重耐药程度要弱于肉鸡和猪粪.共检出49种共有的ARGs,其中64%属于氨基糖苷类、 β-内酰胺类、氟喹诺酮类和甲氧苄啶类.64株典型接合子的耐药表型也有类似特点,主要对β-内酰胺类(95.31%)、四环素类(89.06%)、氨基糖苷类(87.5%)和氟喹诺酮类(68.75%)抗生素耐药率较高.猪粪中检出IncH型、IncN型和IncR型这3种广宿主范围质粒,猪场中12.5%接合子携带5个及以上高风险ARGs,比例高于其他养殖场.研究表明,畜禽粪便中CARP普遍携带多种类型的ARGs,使宿主菌具有多种抗生素耐药能力;高风险ARGs被广宿主范围接合型质粒所携带,增加了其由养殖场向周边环境传播的风险.

关键词：畜禽养殖接合型质粒抗生素耐药基因(ARGs) 表型复制子

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动物个体等级排名算法

动物学杂志 2025年第01期 123-135页

作者：刘梦嘉夏灿玮生物多样性与生态工程教育部重点实验室北京师范大学生命科学学院

等级是指个体的地位具有一定顺序的现象，反映着动物种群的社会结构，在动物的生存、繁殖及种群调节中具有重要意义。动物种群的等级结构包括线性与非线性两种情况。Landau(1951)提出的线性指数h(Landau’s h)可用于量化种群等级结构的... 详细信息

等级是指个体的地位具有一定顺序的现象，反映着动物种群的社会结构，在动物的生存、繁殖及种群调节中具有重要意义。动物种群的等级结构包括线性与非线性两种情况。Landau(1951)提出的线性指数h(Landau’s h)可用于量化种群等级结构的线性程度，de Vries(1995)又对该指数的计算方式进行了优化。个体间的等级差异影响自然选择和性选择的作用强度。然而在多数动物中，个体等级在表型上的体现并不明显，需要根据观测数据，使用动物个体等级排名算法计算以确定。动物个体等级排名算法包括基于获胜概率排名的算法，基于获胜频率和对手实力的Clutton-Brock et al.’s index、David’s score算法、基于获胜次数的I&SI、Elo-rating、Randomized Elo-rating算法和基于图论的ADAGIO算法。本文介绍了这些算法的计算过程，对各自的优缺点进行了点评，并基于实际数据比较了不同算法给出的排名结果，最后对实际应用中算法的选择给出了建议。此外，本文还简要介绍了其他领域中排名算法的特点，以期为算法的引入提供借鉴。

关键词：等级结构争斗动物行为排名算法

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细胞衰老变化特征研究概述

生物学教学 2025年第1期50卷 2-6页

作者：朱玉婷禹娜华东师范大学生命科学学院上海200241

细胞衰老是细胞功能障碍、分化和增殖能力下降的生物学过程。衰老的细胞表现出几个显著的变化,包括染色质的表观遗传重塑、细胞器丰度和功能的变化以及促炎因子的分泌增加等。本文梳理出目前公认的细胞衰老的8种标志性的变化特征类型及... 详细信息

细胞衰老是细胞功能障碍、分化和增殖能力下降的生物学过程。衰老的细胞表现出几个显著的变化,包括染色质的表观遗传重塑、细胞器丰度和功能的变化以及促炎因子的分泌增加等。本文梳理出目前公认的细胞衰老的8种标志性的变化特征类型及其典型作用机制,以期为中学生物学教学提供细胞衰老方面的前沿拓展素材。

关键词：衰老细胞衰老变化特征信号通路

丛枝菌根真菌及接种方式对柳叶马鞭草幼苗生长和生理的影响

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草地学报 2025年第1期33卷 79-86页

作者：朱凡高王幼珊张颖李红沈阳师范大学生命科学学院辽宁沈阳110034 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097

为探讨不同菌种和接种方式对柳叶马鞭草(Verbena bonariensis)幼苗生长和生理特性的影响。研究了4种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)即幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis,Rir)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)、摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、2种接种方式(菌剂、砂子与蛭石混匀的D接种方式和蛭石装至穴盘穴位2/3处,接种菌剂、砂子,再覆蛭石的H接种方式)对柳叶马鞭草幼苗生长和生理的影响。结果表明:Ce接种柳叶马鞭草的菌根侵染率、侵染密度及丛枝丰度显著高于其他菌种。Ce在H接种方式下的株高、总生物量、地下生物量和光化学反射率指数显著高于D接种方式。相关分析表明,菌根侵染率、侵染密度和丛枝丰度与柳叶马鞭草的株高、总生物量和地下生物量呈显著正相关。AMF菌种及接种方式显著影响植物的生长和生理指标,以H接种方式下的Ce效果较好。其研究结果能为AMF在柳叶马鞭草育苗等方面的应用提供理论依据。

关键词：丛枝菌根真菌柳叶马鞭草幼苗生长生理特性

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甘薯组氨酸激酶蛋白IbHK5响应干旱和盐胁迫的功能分析

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作物学报 2025年第3期51卷 650-666页

作者：霍如雪葛祥菡石嘉李雪蕊戴圣杰刘振宁李宗芸临沂大学农林科学学院山东临沂276000 江苏师范大学生命科学学院江苏徐州221116

组氨酸激酶是植物双组分信号系统中的一类重要元件,参与了植物生长发育、逆境响应等多种生物学功能。本研究在甘薯中鉴定到一个与拟南芥AHK5同源的基因Ib HK5。亚细胞定位研究表明,Ib HK5蛋白主要定位于细胞质和细胞核中。利用拟南芥异... 详细信息

组氨酸激酶是植物双组分信号系统中的一类重要元件,参与了植物生长发育、逆境响应等多种生物学功能。本研究在甘薯中鉴定到一个与拟南芥AHK5同源的基因Ib HK5。亚细胞定位研究表明,Ib HK5蛋白主要定位于细胞质和细胞核中。利用拟南芥异源超表达和甘薯发状根遗传转化技术研究了Ib HK5参与干旱胁迫和盐胁迫的生物学功能。结果表明,Ib HK5在拟南芥中的异源超表达能够增强拟南芥的耐旱性和耐盐性,超表达株系中表现出较高的POD、SOD和CAT酶活,较少的H_(2)O_(2)和O^(2-)的积累,以及相对表达量较高的POD、SOD、CAT和GPX等ROS清除系统相关基因。同样,Ib HK5在甘薯中的超表达也能增强甘薯的耐旱性和耐盐性,甘薯发状根也表现出较高的POD、SOD和CAT酶活,较少的H_(2)O_(2)和O^(2-)的积累。酵母双杂交试验表明,Ib HK5能与拟南芥AHP1、AHP2、AHP3和AHP5蛋白互作。上述结果证实Ib HK5是参与干旱胁迫和盐胁迫的一个正调控因子。研究结果有助于解析甘薯抵御干旱胁迫和盐胁迫的生理机制与分子机制,也能够为耐干旱、耐盐的甘薯定向改良和品种选育提供一定的理论依据。

关键词：甘薯双组分信号系统组氨酸激酶 IbHK5 干旱胁迫盐胁迫

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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

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生物学科学史循证教学:为何与何为

课程.教材.教法 2025年第1期45卷 129-134页

作者：孟凡龙朱家华淮阴师范学院生命科学学院淮安223300 临沂大学生命科学学院临沂276000 人民教育出版社北京100081

科学史是科学及其知识发生与发展的历史。部分教师存在理解偏颇、目标单一、简单粗放等现实困境,影响了科学史教学的格局深度、整体视角和证据思维。鉴于科学史循证教学具有体验知识探究过程、领会科学思想观念、感悟科学家型特质等价值... 详细信息

科学史是科学及其知识发生与发展的历史。部分教师存在理解偏颇、目标单一、简单粗放等现实困境,影响了科学史教学的格局深度、整体视角和证据思维。鉴于科学史循证教学具有体验知识探究过程、领会科学思想观念、感悟科学家型特质等价值,为破解困境,应基于循证理念注重扎根实践、基于循证思维明确目标导向、基于循证实践发展逻辑思维的科学史循证教学路径。通过明确研究问题、获取有效证据、评估证据质量、应用证据决策、反思调整完善,细致刻画科学史循证教学过程。

关键词：科学史循证教学高中生物学

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年第1期68卷 98-109页

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乌鲁木齐830054 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乌鲁木齐830054 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乌鲁木齐830054

【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... 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 5.10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

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