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氨对蚤状溞诱导型反捕食生活史防御的抑制效应

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生态与农村环境学报 2024年第2期40卷 245-254页

作者：刘琪孙运菲谷磊杨州南京师范大学生命科学学院江苏南京210023

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚... 详细信息

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚不清楚氨是否会干扰猎物诱导型反捕食防御性状的表达。为此,研究选择浮游动物代表性物种蚤状溞(Daphnia pulex)作为受试生物,检验了不同浓度氨对蚤状溞反捕食(鳑鲏鱼作为捕食风险源)生活史防御策略的影响以及处于诱导防御的蚤状溞对氨胁迫敏感性的变化。结果表明,氨会对蚤状溞的生活史表现产生毒害作用,例如,当氨浓度达到0.6 mg·L^(-1)时,首窝产卵时间延迟了4.2 h,成熟体长和尾刺长分别缩短了5.72%和3.74%,后代数量降低了39.7%。就蚤状溞的生活史防御而言,随着氨浓度的升高,蚤状溞响应鱼类捕食风险而表现出的体长减小(-11.13%)、生长速率减缓(-24.18%)、产卵提前等防御表现被明显抑制,并且这种对蚤状溞诱导型防御的抑制作用随着氨暴露时间的延长而累积。此外,经捕食者信息素诱导后形成反捕食防御的蚤状溞更容易受到环境压力的胁迫,即捕食风险会削弱蚤状溞对氨的耐受性。该研究不仅从种间关系的角度揭示了氨的广泛负面效应,同时也为捕食风险下生物个体应对环境胁迫能力的变化提供了新的见解。

关键词：蚤状溞诱导型防御氨污染捕食风险信息素

本科微生物学实验课程模块化体系构建与质量评价

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微生物学通报 2024年第9期 3743-3748页

作者：何伟刘中华贾永张石柱许凯张元炜戴亦军南京师范大学生命科学学院

将微生物学实验课程设计成微生物学科研项目，设置环境微生物多样性调查，产酶微生物的筛选、鉴定、培养与选育，以及水质微生物学检验等若干个模拟研究实验模块。每个实验模块围绕一个科学问题。同时，将微生物学基本实验技术和方法融... 详细信息

将微生物学实验课程设计成微生物学科研项目，设置环境微生物多样性调查，产酶微生物的筛选、鉴定、培养与选育，以及水质微生物学检验等若干个模拟研究实验模块。每个实验模块围绕一个科学问题。同时，将微生物学基本实验技术和方法融合在研究型实验过程中，增强其连续性、系统性，形成一种综合性、研究型微生物学实验课程教学模式。进一步实施了人员、教材、资料的配套和改革，并通过操作考试和调查问卷的形式对实验教学质量进行总体的评价。这种模块化课程模式为微生物学实验教学实践提供了有益的探索。

关键词：微生物学实验模块化实验教学改革和实践

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基于蓝藻生物炭粒子电极的3维电化学系统对磺胺甲恶唑的降解

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 24-34页

作者：张晴赵丽娜蒋欣边博杨维本赵俭波杨朕南京师范大学材料与化学科学学院江苏南京210023 南京师范大学环境学院江苏南京210023 塔里木大学生命科学学院新疆阿拉尔843300

遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX... 详细信息

遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX)。经过热解及酸/碱改性后,生物炭更大的比表面积和更丰富的孔道结构提高了SMX在粒子电极表面的富集能力;而蓝藻中原有的铁、氮等元素掺杂在热解生物炭中有效提高了体系中活性氧物种的产生量,使得体系对SMX的去除率和矿化率均显著提高。在最佳制备和运行条件下(粒子电极制备条件:700℃热解和碱改性;3DES运行条件:电流600mA、溶液pH为6、粒子电极用量1.00g/L、水流速300 mL/min、电解质Na_(2)SO_(4)浓度50mmol/L),SMX在120min内去除率可达96%以上;6h后,水体总有机碳(TOC)去除率可达94%。机理研究表明,3DES中,SMX降解的间接氧化作用(占比84.32%)大于直接氧化作用(占比15.68%);间接氧化中,HO^(·)和SO_(4)^(·-)在体系中均被检出,但是,未检测出超氧自由基和单线态氧;而相较于SO_(4)^(·-),HO^(·)对SMX的降解占主导地位(间接氧化中HO占比87.31%)。在连续循环使用6次后,3DES对SMX的去除效率仍能保持在85%以上。研究结果为基于蓝藻生物炭粒子电极的3DES在水处理领域的应用提供了技术支撑和理论依据。

关键词：蓝藻基粒子电极 3维电化学系统抗生素降解生物炭

水稻PEPCK基因家族的生物信息学和表达分析

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江苏农业科学 2024年

作者：宗琳皓吴彤徐僡高志萍南京师范大学生命科学学院

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）普遍存在于开花植物中，是将草酰乙酸（OAA）转变为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的关键酶，参与植物体多条代谢途径。PEPCK由PEPCK基因编码，本研究通过全基因组数据，鉴定编码水稻PEPCK蛋白的基因家族成员... 详细信息

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）普遍存在于开花植物中，是将草酰乙酸（OAA）转变为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的关键酶，参与植物体多条代谢途径。PEPCK由PEPCK基因编码，本研究通过全基因组数据，鉴定编码水稻PEPCK蛋白的基因家族成员，并围绕水稻PEPCK基因家族的理化性质、亚细胞定位、保守基序、顺式作用元件、组织特异性表达、胁迫下表达以及进化关系等方面进行生物信息学分析。结果显示，水稻全基因组共有4个PEPCK基因，其中一个成员（Os03g0255500）含有两条转录本，并且家族成员分布在水稻3号、4号以及10号染色体上，具有相似的保守基序；顺势作用元件分析以及基因表达分析显示，该基因家族在水稻光合作用碳反应、种子萌发、防御与应激、抵御干旱胁迫等生理功能方面具有重要作用；利用不同碳代谢类型植物的PEPCK基因家族蛋白进行系统发育树构建，并对禾本科植物PEPCK基因家族进行共线性分析，结果显示，植物PEPCK基因在不同碳代谢类型植物中较为保守，且其进化在禾本科不同物种间经历相似途径。本研究为明确水稻PEPCK基因家族各成员的功能提供了参考依据。

关键词：水稻磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶生物信息学表达特征

OsPCK1基因在水稻种子萌发过程中的作用

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江苏农业科学 2024年

作者：吴彤宗琳皓徐僡高志萍南京师范大学生命科学学院

通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，在水稻品种日本晴中获得了OsPCK1基因缺失的基因编辑突变体Ospck1。对比了突变体与野生型水稻种子在萌发过程中的差异，并进一步探究OsPCK1在该过程中可能的作用。结果表明，OsPCK1缺失后，突变体种子具... 详细信息

通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，在水稻品种日本晴中获得了OsPCK1基因缺失的基因编辑突变体Ospck1。对比了突变体与野生型水稻种子在萌发过程中的差异，并进一步探究OsPCK1在该过程中可能的作用。结果表明，OsPCK1缺失后，突变体种子具有更快的萌发速度、更优异的长势和更强的活力。进一步测定了总可溶性蛋白、游离氨基酸及糖组分，并检测了OsGA20ox、OsGA3ox和OsABA8OH家族基因的表达量以及水稻内源GAs与ABA含量。研究发现，突变体与野生型种子在萌发过程中的差异较为显著，突变体中通过促进种子贮藏物质水解为可溶性蛋白与游离氨基酸，以加强种子萌发初期的吸水能力与代谢活力，并通过调控ABA/GA的平衡，使得突变体种子相较于野生型更容易在适宜的生长条件下萌发。这些结果为揭示OsPCK1基因在水稻中的作用机制提供了参考依据。

关键词：水稻 OsPCK基因种子萌发激素

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中华鳖血液细胞的分层鉴定与转录组比较分析

动物学杂志 2024年 729-742页

作者：陈静怡屈彦福南京师范大学生命科学学院

本研究以中华鳖（Pelodiscus sinensis）为研究对象，利用Percoll分离法，成功从Percoll分离液不同密度层（浓度大于60%、20%～40%和50%～60%）中分别获得血液红细胞、淋巴细胞和血栓细胞。本研究对中华鳖血液细胞类型进行了更精确的鉴... 详细信息

本研究以中华鳖（Pelodiscus sinensis）为研究对象，利用Percoll分离法，成功从Percoll分离液不同密度层（浓度大于60%、20%～40%和50%～60%）中分别获得血液红细胞、淋巴细胞和血栓细胞。本研究对中华鳖血液细胞类型进行了更精确的鉴别和描述，并展示这3种类型细胞的转录组中重要标记基因的表达。转录组结果显示，淋巴细胞与红细胞间、血栓细胞与红细胞间以及血栓细胞与淋巴细胞间，分别筛选出1 701、1 570和1 280个差异表达基因。GO富集分析显示，红细胞上调基因具有溶菌酶活性和转移酶活性，参与活性氧代谢过程的调控；淋巴细胞上调差异基因与细胞因子活性有关，参与免疫反应调节细胞表面受体信号过程和对病毒的响应；血栓细胞差异基因主要参与髓样白细胞活化、粒细胞激活和防御反应。KEGG富集分析显示，淋巴细胞与红细胞的差异基因富集到NF-κB信号、EB病毒感染、T细胞受体信号等通路；血栓细胞与红细胞的差异基因富集到血小板激活和造血细胞谱系等；淋巴细胞和血栓细胞的差异基因富集于IL-17信号通路、病毒蛋白与细胞因子及细胞因子受体的相互作用等过程。同时，血液分层转录组的聚类分析结果为中华鳖血液红细胞、淋巴细胞和血栓细胞提供了潜在标记基因。

关键词：中华鳖血液细胞细胞分离转录组学

端黑萤和边褐端黑萤两性异形和雌性个体生育力

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生态学报 2024年第5期44卷 2127-2135页

作者：李悦赵家乐樊晓丽郑强战杜鹃陈玉娟林植华南京师范大学生命科学学院南京210023 丽水学院生态学院丽水323000

检测了端黑萤(Abscondita chinensis)和边褐端黑萤(Abscondita terminalis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。两因素方差分析表明,端黑萤的全长显著小于边褐端黑萤的全长,雌性个体显著大于雄性个体。以全长为协变... 详细信息

检测了端黑萤(Abscondita chinensis)和边褐端黑萤(Abscondita terminalis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。两因素方差分析表明,端黑萤的全长显著小于边褐端黑萤的全长,雌性个体显著大于雄性个体。以全长为协变量的两因素协方差分析显示,端黑萤的前胸背板宽、鞘翅长、复眼宽、胸长、腹宽、发光器面积及体重均显著小于边褐端黑萤,而腹长显著大于边褐端黑萤,触角长物种间差异不显著;雌性的前胸背板宽、腹长、腹宽及体重均显著大于雄性,而鞘翅长、复眼宽、胸长、触角长、发光器面积均显著小于雄性;物种和性别的交互作用对前胸背板宽、复眼宽、腹长、触角长及发光器面积影响显著,对其余的鞘翅长、胸长、腹宽及体重影响不显著。端黑萤和边褐端黑萤的两性异形指数分别为0.144和0.091。9个形态特征变量的主成分分析(Eigenvalue≥1)发现,前2个主成分共解释56.8%的变异;复眼宽和发光器面积在第一主成分有较高的负负载系数,腹长有较高的正负载系数(解释31.3%变异);前胸背板宽和鞘翅长在第二主成分有较高的负负载系数(解释25.5%变异)。端黑萤和边褐端黑萤的平均窝卵数分别为28.9粒和18粒。线性回归显示,端黑萤和边褐端黑萤的窝卵数均与母体的全长及体重呈显著的正相关。单因素方差分析表明,特定全长的端黑萤的窝卵数显著大于边褐端黑萤。端黑萤和边褐端黑萤均属于雌性偏大的两性异形,是生育力选择、能量分配和运动综合影响的结果。雌萤腹腔容量等关键局部特征的增大是对生育力选择的适应,且生育力大小与两性异形差异程度成正相关。

关键词：端黑萤边褐端黑萤两性异形个体生育力

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郑州城市公园鸟类群落嵌套分布格局及其影响因素

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生物多样性 2024年第3期32卷 48-58页

作者：王鹏隋佳容丁欣瑶王伟中曹雪倩赵海鹏王彦平河南大学生命科学学院河南开封450004 西藏大学生态环境学院拉萨850000 武汉大学生命科学学院武汉430072 信阳生态研究院河南信阳464000 南京师范大学生命科学学院南京210023

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decrea... 详细信息

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decreasing fill)分别计算郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落的嵌套分布格局,采用Spearman偏相关检验分析了公园嵌套序列与公园特征参数(公园面积、隔离度、生境类型数量和建筑指数)的关系,以及物种嵌套序列与物种生态学特征(体长、地理分布范围、窝卵数和最小面积需求)的关系。WNODF分析结果显示,郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落均是显著嵌套的。Spearman偏相关分析结果显示,公园面积和最小面积需求与鸟类群落嵌套程度显著相关,生境地点矩阵分析结果显示为显著嵌套,建筑指数也会影响水鸟群落的嵌套分布格局,但随机放置模型结果显示城市公园鸟类不符合被动取样假说。因此,选择性灭绝与生境嵌套是郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落嵌套分布格局的主要驱动因素。研究结果表明,为了更好地保护郑州城市公园的鸟类多样性,应优先保护面积较大和生境类型多的公园,以及最小面积需求大的鸟类;同时由于水鸟与林鸟对城市化的反应不同,在制定保护策略时应区别对待。

关键词：鸟类嵌套分布格局选择性灭绝城市公园生境嵌套 WNODF

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拮抗青枯雷尔氏菌的放线菌筛选及其防病作用

中国农业科学 2024年第7期57卷 1319-1334页

作者：廖鑫琳郭鑫杨季学邵嘉朱袁歆瑜胡佳燕陈晓晓蒋冬花浙江师范大学生命科学学院

【目的】青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是烟草的主要病害。本研究从不同生境的土壤中筛选出对青枯雷尔氏菌有较强拮抗作用的放线菌，探究其对青枯雷尔氏菌的生理特征影响以及对烟草青枯病的防治效果，为进一步开发... 详细信息

【目的】青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是烟草的主要病害。本研究从不同生境的土壤中筛选出对青枯雷尔氏菌有较强拮抗作用的放线菌，探究其对青枯雷尔氏菌的生理特征影响以及对烟草青枯病的防治效果，为进一步开发防病微生物菌剂提供理论依据。【方法】利用共培养法和牛津杯法筛出目标放线菌后，通过形态学研究、生理生化试验和多基因系统发育分析对目标菌株进行菌种鉴定。通过96孔板法测定目标放线菌粗浸膏对青枯雷尔氏菌的最低抑菌浓度(MIC)。粗浸膏对青枯雷尔氏菌处理后，检测青枯雷尔氏菌的生长动态变化，并用扫描电子显微镜观察其形态的变化；通过测定β-半乳糖苷酶活性和碘化丙啶(PI)荧光试验以及傅里叶变换红外光谱观察对细胞膜通透性和膜成分的影响；通过测定胞外多糖(EPS)、胞内活性氧(ROS)等探究目标放线菌株对青枯雷尔氏菌的影响。并通过盆栽试验测定目标放线菌株对烟草青枯病的防治效果。【结果】根据形态特征、生理生化试验结果和测序结果，将筛选得到的目标放线菌Sa-21菌株鉴定为雷帕链霉菌(Streptomyces rapamycinicus)，对青枯雷尔氏菌的抑菌圈直径达47.9 mm。Sa-21菌株粗浸膏抑制青枯雷尔氏菌的最低抑菌浓度为0.5μg·mL-1，对菌体增殖也有明显的抑制作用，并且试验范围内随着粗浸膏浓度的升高抑制作用增强。扫描电子显微镜观察到粗浸膏处理后的青枯雷尔氏菌菌体结构发生改变，导致菌体出现穿孔和皱缩等现象，试验范围内随着粗浸膏浓度的升高，破裂菌体数量增加，皱缩程度增强，并且粗浸膏处理后，碘化丙啶可以穿过细胞膜与胞内物质结合发出荧光，且β-半乳糖苷酶活性显著增加，说明处理后的青枯雷尔氏菌细胞膜通透性提高。进一步研究发现，粗浸膏处理可导致青枯雷尔氏菌胞内活性氧积累，胞外多糖产量下降，说明对细胞膜造成了一定程度的损伤。盆栽防病试验表明，先接种病原菌后喷施发酵滤液10倍稀释液的处理对烟草青枯病的相对防治效果为67.61%，而先喷施发酵滤液10倍稀释液再接种的处理对烟草青枯病的相对防治效果为85.89%。【结论】链霉菌Sa-21能抑制青枯雷尔氏菌菌体增殖、破坏细胞膜结构，对烟草青枯病有较好的防治效果，具有一定的开发潜力和应用价值。

关键词：青枯雷尔氏菌雷帕链霉菌放线菌生物防治