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不同稻虾模式对硫酸盐还原菌群落结构及多样性的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第4期32卷 559-570页

作者：黎衍亮邱秀文江玉梅倪才英肖罗长梁以豪刘鑫江西师范大学地理与环境学院/鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 江苏农林职业技术学院风景园林学院镇江212499 江西师范大学生命科学学院南昌330022

硫酸盐还原菌(SRB)作为一种土壤中普遍存在的微生物,在生物地球化学循环中发挥关键作用。本研究以常规水稻单作模式为对照(CK),无环沟式稻虾(水稻和克氏原螯虾)共作模式(RS_(0))、有环沟式稻虾轮作模式(RS_(1))与有环沟式稻虾共作模式(R... 详细信息

硫酸盐还原菌(SRB)作为一种土壤中普遍存在的微生物,在生物地球化学循环中发挥关键作用。本研究以常规水稻单作模式为对照(CK),无环沟式稻虾(水稻和克氏原螯虾)共作模式(RS_(0))、有环沟式稻虾轮作模式(RS_(1))与有环沟式稻虾共作模式(RS_(2))为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术,探究不同稻虾模式对土壤硫酸盐还原菌(SRB)群落结构及多样性的影响。结果表明:与CK相比,3种稻虾模式均显著降低了水稻成熟期土壤氧化还原电位(Eh)和硫化物、硫酸盐、全硫含量,提高了pH和有机质、速效钾、碱解氮含量,其中RS_(0)提升效果最为显著;3种稻虾模式SRB群落结构存在差异:RS1、RS2和RS0处理的δ-变形菌纲相对丰度比CK分别下降46.00%、63.61%和51.94%,而α-变形菌纲则分别提高402.52%、441.01%和584.17%。3种稻虾模式硫酸盐还原菌Observed_species指数、Shannon指数和Simpson指数与CK相比均显著提高,但不同稻虾模式间丰富度及多样性没有显著差异。RDA分析表明,速效钾、Eh、有机质、有效磷、碱解氮、硫酸盐、硫化物、全硫和pH是影响稻田土壤SRB群落结构的影响因子,其中全硫和硫化物是主要因子。综上,稻虾模式能维持或者提高稻田土壤养分状况和SRB群落丰富度及多样性,改善稻田土壤SRB群落结构,结果可为稻虾种养土壤生态健康及稻田综合种养土壤微生物研究提供参考和支撑。

关键词：稻虾种养轮作共作硫酸盐还原菌群落结构多样性

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外源施加钙对土壤镉形态的影响研究

应用化工 2024年第6期53卷 1290-1292,1297页

作者：李宛蔚李海燕秦樊鑫贵州师范大学生命科学学院贵州贵阳550025 贵州省植物生理与发育调控重点实验室贵州贵阳550025

为探究钙对土壤重金属Cd的影响,通过向土壤中施加四种不同的钙化物,研究钙对土壤pH、土壤Cd的生物有效性以及土壤Cd的化学形态的影响。结果表明,随着钙的施加,土壤pH值逐渐升高,土壤逐渐呈现碱性。钙的施加能够促进土壤对Cd的吸附能力,... 详细信息

为探究钙对土壤重金属Cd的影响,通过向土壤中施加四种不同的钙化物,研究钙对土壤pH、土壤Cd的生物有效性以及土壤Cd的化学形态的影响。结果表明,随着钙的施加,土壤pH值逐渐升高,土壤逐渐呈现碱性。钙的施加能够促进土壤对Cd的吸附能力,导致土壤Cd的生物有效性降低,土壤Cd形态逐渐向稳定态转变,且土壤pH与土壤钙含量、土壤可氧化态Cd及土壤残渣态Cd成显著正相关。

关键词：土壤重金属化学形态 Cd污染

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高速波前整形系统的研究进展

激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 48-58页

作者：罗嘉伟伍代轩梁家俊沈乐成中山大学电子与信息工程学院广东广州510006 华南师范大学信息光电子科技学院广东广州510631 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241

生物组织折射率在微观上的不均匀分布造成了光学散射,进而导致了光在组织深处聚焦能力的丧失。波前整形技术通过补偿不同散射通道间的相位延迟,能够实现散射光的重新聚焦。该技术的有效实施依赖于散射过程的确定性,一旦散射过程在调控... 详细信息

生物组织折射率在微观上的不均匀分布造成了光学散射,进而导致了光在组织深处聚焦能力的丧失。波前整形技术通过补偿不同散射通道间的相位延迟,能够实现散射光的重新聚焦。该技术的有效实施依赖于散射过程的确定性,一旦散射过程在调控完成前发生变化,预补偿的相位将无法抵消散射带来的影响,最终会造成焦点强度的下降甚至是完全消失。然而在实际应用中,散射过程通常处于一个不断变化的动态状态,例如在生物活体内,血液的流动、心跳,以及呼吸等动态生理活动均会引起散射过程的动态变化。因此,为了保障波前整形技术在生物活体中的应用开展,提升波前整形系统的调控速度显得尤为关键。针对该问题,本综述主要对高速波前整形的发展现状进行了回顾,概述了调控速度的未来优化方向,分析并展望了其在生命科学中的潜在应用和前景。

关键词：波前整形高速调控散射介质光学相位共轭引导星超声调制

青藏高原东部高寒灌丛土壤养分有效性对增温的响应及其影响因素

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生态学报 2024年

作者：刘美马志良绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室西华师范大学生命科学学院西南野生动植物资源保护教育部重点实验室

高寒生态系统植物生长和土壤微生物生态过程受土壤氮、磷养分有效性的严重限制。全球气候变暖可显著改变青藏高原高寒生态系统植物群落生长与土壤微生物群落结构与活性，深刻改变土壤养分矿化与循环过程，进而影响土壤氮、磷养分有效性... 详细信息

高寒生态系统植物生长和土壤微生物生态过程受土壤氮、磷养分有效性的严重限制。全球气候变暖可显著改变青藏高原高寒生态系统植物群落生长与土壤微生物群落结构与活性，深刻改变土壤养分矿化与循环过程，进而影响土壤氮、磷养分有效性。然而，截至目前，我们对气候变暖如何影响青藏高原高寒灌丛土壤氮、磷养分有效性的认识还不够深入。为了揭示气候变暖对高寒灌丛土壤养分有效性的影响，以青藏高原东部典型的窄叶鲜卑花高寒灌丛生态系统为研究对象，探讨高寒灌丛生长季不同时期可溶性有机碳（DOC）、无机氮（DIN）和有效磷（AvP）含量与化学计量比的动态变化及其对增温的响应，并分析影响土壤养分有效性的主要环境因子。研究结果表明：高寒灌丛生长季土壤有效养分含量季节动态明显。土壤DOC含量表现出先降低后增加的趋势，在生长季中期达到最低值；土壤DIN含量、土壤铵态氮、硝态氮含量及土壤AvP含量在整个生长季均表现出增加的趋势，均在生长季末期达到最大值。增温没有显著改变高寒灌丛整个生长季空气温度，增温使整个生长季土壤温度显著提高1.3℃，同时使土壤水分显著降低2.2%。增温使高寒灌丛整个生长季土壤DOC和AvP含量分别显著增加3.5%—9.9%和4.8%—33.7%。然而，增温仅在生长季中期使土壤DIN含量显著增加17.5%，在生长季末期使土壤DIN含量显著降低21.8%；生长季末期土壤DIN含量降低主要源于土壤硝态氮含量降低；但增温对整个生长季土壤铵态氮含量没有显著影响。同时，增温使生长季末期土壤DOC:DIN比显著增加37.3%，使生长季中期土壤DOC:AvP比显著降低17.9%，使生长季中期和末期土壤DIN:AvP比显著降低12.2%—25.7%。冗余分析和Pearson相关分析表明，土壤温度、土壤水分、土壤微生物生物量碳含量和脲酶活性是影响高寒灌丛土壤养分有效性的主要因子，它们能解释土壤有效养分含量大部分变异。这些结果表明，未来全球气候变暖可通过提高土壤温度、促进土壤养分矿化过程，加速土壤有效养分转化与循环速率，从而显著影响土壤有效养分含量。以上结果可为深入认识气候变暖情景下青藏高原高寒灌丛土壤养分转化与循环过程提供基础数据，同时也可为青藏高原高寒灌丛生态系统可持续经营与管理提供科学参考。

关键词：增温高寒灌丛养分有效性养分矿化

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电化学发光化学与生物传感方法

中国科学:化学 2024年

作者：漆红兰李延张成孝陕西省生命分析化学重点实验室陕西师范大学化学化工学院合成与天然功能分子化学教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院

本文重点介绍了本实验室在电化学发光(ECL)化学与生物传感方法方面的研究工作,简要介绍了ECL化学传感方法(流动注射法、能量转移法和偶合化学反应法),重点介绍了ECL生物传感方法(均相免疫、DNA杂交、适配体、凝集素、DNA酶、寡肽等)测... 详细信息

本文重点介绍了本实验室在电化学发光(ECL)化学与生物传感方法方面的研究工作,简要介绍了ECL化学传感方法(流动注射法、能量转移法和偶合化学反应法),重点介绍了ECL生物传感方法(均相免疫、DNA杂交、适配体、凝集素、DNA酶、寡肽等)测定生物标志物的基本原理(包括ECL信号探针的设计、生物传感界面构筑和信号放大策略等),最后探讨了ECL化学与生物传感方法的挑战和发展前景.

关键词：电化学发光生物传感生物标志物分子识别物质

大别山南坡森林植物群落物种多样性及其与海拔因子的关系

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生态学报 2024年第12期44卷 5307-5317页

作者：童跃伟屈利利符庆响陈雨蓓项小燕朱卫东齐光代力民安庆师范大学生命科学学院安庆246133 皖西南生物多样性研究与生态保护安徽省重点实验室安庆246133 岳西古井园自然保护区管理中心安庆246670 平顶山学院平顶山467000 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

大别山地区植物资源丰富,区系组成复杂且起源古老,为连接华东、华北和华中三大植物区系的纽带,也是我国重要的生物多样性保护和水源涵养生态功能区。采用样方法,在大别山南坡的多枝尖、庵基坪和麒麟沟3个地区,沿着不同海拔高度选取了具... 详细信息

大别山地区植物资源丰富,区系组成复杂且起源古老,为连接华东、华北和华中三大植物区系的纽带,也是我国重要的生物多样性保护和水源涵养生态功能区。采用样方法,在大别山南坡的多枝尖、庵基坪和麒麟沟3个地区,沿着不同海拔高度选取了具有代表性的森林植物群落进行研究,从不同植物群落类型和层次的物种多样性、均匀度和丰富度及其与海拔因子的关系等方面,对大别山南坡的森林植物群落物种多样性进行综合分析。结果表明:1.共记录有植物108科270属449种,划分为20个森林植物群落类型;2.森林植物群落各层次物种丰富度表现为草本>乔木>灌木;Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数呈现出乔木>灌木>草本;Pielou均匀度指数变化较为复杂;3.森林植物群落各层次的物种丰富度随海拔升高而下降;Shannon-Wiener指数和Simpson指数也表现为随着海拔升高而下降,但草本层在1400m之后有上升的趋势。Pielou指数在乔木层中表现为随着海拔的升高而下降,在草本层中表现为先下降后出现上升,在灌木层中则随着海拔的升高而上升,但其波动更为剧烈。本研究对大别山南坡森林植被大范围的采样观测研究,能够全面的展现大别山南坡森林植物的种类分布、空间组成等整体概况及其与海拔因子的关系,能为以后大别山南坡生物多样性的保护提供较为全面真实的数据,从而为大别山地区生物多样性的保护和可持续利用提供理论依据和实践意义。

关键词：大别山森林植物群落物种丰富度物种多样性指数海拔

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我国三大河口沉积多环芳烃及其衍生物的赋存特征

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海洋环境科学 2024年第4期43卷 524-533页

作者：张瑞付瑜押淼磊吴玉玲南京理工大学环境与生物工程学院江苏南京210094 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044

多环芳烃(polycyclic aromatic compounds,PAHs)是河口环境中存在最为广泛的一类有机污染物,目前针对PAHs环境地球化学的研究大都围绕少数优先控制PAHs展开,这对于理解其环境行为和生态风险存在较大局限性和不确定性。为了全面探究我国... 详细信息

多环芳烃(polycyclic aromatic compounds,PAHs)是河口环境中存在最为广泛的一类有机污染物,目前针对PAHs环境地球化学的研究大都围绕少数优先控制PAHs展开,这对于理解其环境行为和生态风险存在较大局限性和不确定性。为了全面探究我国河口环境中PAHs类有机污染物的赋存特征,本研究以黄河口、长江口和珠江口三大典型河口表层沉积物为例,基于全二维气相色谱-飞行时间质谱建立了包含81种母体PAHs及其衍生物(包括20种未被取代的母体PAHs、11种含氧PAHs、9种氧杂环PAHs、3种硫杂环PAHs和38种烷基化PAHs等类别)的监测清单。结果表明,38种烷基化PAHs是三大河口沉积物中最主要的组分,在81种PAHs清单中的平均占比超过了50%,而16种母体PAHs所占的比例平均约为10%。虽然三大河口之间PAHs及其衍生物的总含量并不存在统计学上的显著性差异,但是不同类型的PAHs及其衍生物之间的相关关系并不一致,这可能表明三大河口不同的PAHs来源和沉积特征。以81种PAHs作为清单的生态风险评估结果相较于16种优控母体PAHs高出4倍以上,这表明基于扩大的PAHs及其衍生物的监测清单进行生态风险评估是非常有必要的。本研究思路有助于正确评估沉积物或其他水环境中芳香族有机污染物的生态风险。

关键词：多环芳烃及其衍生物监测清单黄河口长江口珠江口生态风险

紫色野生樱桃李提取物抗氧化和降血糖活性研究及化学成分鉴定

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食品与发酵工业 2024年第19期50卷 191-200,I0003,I0004页

作者：罗世博刘伟谢星冯亚萍彭春彦张露伊犁师范大学化学化工学院新疆生物质资源清洁转化与高值利用重点实验室新疆伊宁835000 江西师范大学健康学院江西南昌330022 江西师范大学生命科学学院国家淡水鱼加工高技术研发专业中心江西南昌330022

野生樱桃李富含多酚类化合物,具有“雪域珍果”之称,但其抗糖尿病活性和主要成分不明。该文以紫色野生樱桃李(purple Prunus cerasifera Ehrh.,PPE)为研究对象,采用体积分数70%乙醇提取和溶剂萃取法提取和富集多酚类化合物,通过自由基... 详细信息

野生樱桃李富含多酚类化合物,具有“雪域珍果”之称,但其抗糖尿病活性和主要成分不明。该文以紫色野生樱桃李(purple Prunus cerasifera Ehrh.,PPE)为研究对象,采用体积分数70%乙醇提取和溶剂萃取法提取和富集多酚类化合物,通过自由基清除能力、酶抑制能力、促进人肝癌细胞(HepG2细胞)葡萄糖消耗及抗糖基化能力实验评价醇提物和萃取组分的抗氧化和降血糖活性,通过液质联用技术鉴定主要化学组成。结果表明,PPE的乙酸乙酯相(ethyl acetate fraction,EAF)具有最高的总酚(219.27 mg GAE/g E)和总黄酮含量(165.58 mg QuE/g E),以及最强的ABTS阳离子自由基清除能力、α-葡萄糖苷酶抑制能力、抗糖基化能力和HepG2胰岛素抵抗细胞模型细胞葡萄糖消耗能力,其中α-葡萄糖苷酶抑制能力为对照品阿卡波糖的31倍。PPE的正丁醇相具有最高的DPPH自由基清除能力和二肽基肽酶-4抑制活性。采用高效液相色谱飞行时间质谱联用(HPLC-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry,HPLC-QTOF-MS/MS)技术从EAF组分中鉴定出43个化合物,包括12个有机酸、9个酚酸、16个黄酮类化合物和6个其他化合物。因此,乙酸乙酯和正丁醇是萃取富集野生樱桃李中活性成分的适宜溶剂,酚酸和黄酮类化合物是PPE中的主要抗氧化和降血糖成分,研究结果可为PPE在降血糖营养食品或膳食补充剂方面的应用提供理论指导。

关键词：野生樱桃李多酚抗氧化活性降血糖活性鉴定

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人工分子机器:分子尺度运动的精准化与可视化

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中国科学：化学 2024年第5期54卷 689-702页

作者：秦文煜施晨宇顾睿锐曲大辉华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心材料生物学与动态化学前沿科学中心精细化工研究所化学与分子工程学院上海200237

分子机器在自然界至关重要,其在生物过程中执行了大量复杂的功能,从而实现不同尺度的动态行为调控.受生物系统的启发,科学家致力于研究人工分子机器在分子尺度下的精准构筑和定向运动,并通过层级组装实现信号传递和功能放大,从而推动动... 详细信息

分子机器在自然界至关重要,其在生物过程中执行了大量复杂的功能,从而实现不同尺度的动态行为调控.受生物系统的启发,科学家致力于研究人工分子机器在分子尺度下的精准构筑和定向运动,并通过层级组装实现信号传递和功能放大,从而推动动态智能材料的设计发展.但如何利用新方法精准构筑复杂的人工分子机器,如何将分子尺度的运动动态进行“可视化”,以及如何在生命科学研究中发挥其功能,一直是分子机器领域的研究热点.本文基于本课题组的工作,系统介绍了人工分子机器在分子尺度的精准结构构筑、信号输出以及其在跨膜运输方面的研究.最后总结了该领域在多尺度精细化和功能化方面的挑战,并展望了分子机器在宏观智能材料领域的发展前景.

关键词：分子机器机械互锁分子分子马达光学信号表征跨膜运输