基于多源遥感数据协同的滇西北森林郁闭度估测

森林郁闭度(FCC)是评价森林资源和生物多样性的重要参数,利用多源遥感协同手段以较小成本高精度实现区域FCC反演是当前研究热点。本研究以星载激光雷达ICESat-2/ATLAS为主要信息源,结合54块实测样地数据,采用贝叶斯优化(BO)算法改进后的随机森林(RF)、K-最近邻值法(KNN)、梯度回归(GBRT)模型获取光斑尺度ATLAS光斑内FCC,协同多源遥感影像Sentinel-1/2及地形因子基于BO算法优化后的全连接深度神经网络模型(DNN)进行区域尺度的滇西北香格里拉市FCC遥感估测。结果表明：在提取的50个ATLAS激光雷达光斑参数指标中,经RF特征变量优选后,6个特征参数(乔木冠层百分比、冠层顶光子相对高度的标准差、冠层高度最小值、区段内98%冠层高度值与冠层高度中位数的差值、冠层顶部光子数、表观反射率)贡献率较大,可作为光斑尺度遥感估测模型变量。在BO-RF、BO-KNN、BO-GBRT模型中,以BO-GBRT模型估测的FCC结果最优,留一交叉验证的决定系数(R²)为0.65、均方根误差(RMSE)为0.10、绝对残差均值(RS)为0.079,预测...     

典型淹水稻田土壤微生物群落的基因转录活性及其主要生理代谢过程

【目的】利用环境转录组技术,研究复杂稻田土壤中微生物群落主要生理代谢过程的基因表达水平及其对长期施氮磷钾肥(Mineral nitrogen,phosphorus,and potassium,NPK)的响应规律。【方法】针对中国科学院常熟农田生态系统长期定位试验的NPK施肥处理和不施肥对照处理(Control check,CK)稻田土壤,淹水培养2周后提取土壤微生物总RNA进行高通量转录组测序,利用MG-RAST网络分析平台(Metagenomics Analysis Server)进行活性微生物组成分析、基因功能注释及基因功能分类。【结果】细菌是CK和NPK处理稻田土壤微生物的优势类群,占比高达95%以上,细菌中的活性基因主要源于变形菌门(Proteobacteria,占细菌的50%以上)。同时也检测到古菌、真核生物和病毒等多种微生物的活性基因,而古菌中的活性基因主要源于奇古菌门(Thaumarchaeota,约占古菌的70%)。酸杆菌门(Acidobacteria)在NPK处理土壤中的转录活性显著高于CK处理土壤,而其他的细菌及古菌类群的转录活性在CK和NPK处理土壤间无显著性差异。CK和NPK处理土壤中表达量最高的基因是ABC transporter编码基因,与物质跨膜运输紧密相关。基于COG(Clusters of Orthologous Genes)、Subsystem、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)3种基因功能分类数据库,发现CK和NPK处理土壤中微生物的主要代谢活动均为能量产生与转化、碳水化合物代谢、蛋白代谢和氨基酸代谢,而最活跃的代谢路径为氧化磷酸化及氨酰-tRNA合成。【结论】淹水状态下CK和NPK处理稻田土壤中的活性微生物组成较为一致,仅Acidobacteria的转录活性在两者间差异较大;在微生物的主要代谢活动方面,CK和NPK处理土壤之间基本一致,均以能量获取与蛋白代谢为主,长期施用无机化肥对复杂土壤微生物群落水平的主要代谢活动影响较小。     

保卫细胞的光合作用在光调节的气孔运动中的功能

本文介绍植物叶片上保卫细胞中叶绿体在光诱导气孔开放过程中的作用等研究进展,并对叶肉细胞中的光合作用与气孔运动之间的关系也作简要分析和讨论。     

超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌噬菌体F20的分离鉴定及其对小鼠败血症治疗效果

【背景】肺炎克雷伯菌是引起临床感染的重要条件致病菌之一,肺炎克雷伯菌中产超广谱β-内酰胺酶(Extended-spectrum beta-lactamases,ESBLs)的耐药菌株增多迫切需要找到一种新的治疗方法。【目的】自污水中分离超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌噬菌体,并明确其生物学特性、观察其治疗小鼠产ESBLs肺炎克雷伯菌感染的疗效。【方法】电镜观察F20形态,调查其噬菌谱、生长曲线等生物学特性。建立小鼠败血症感染模型观察F20治疗小鼠肺炎克雷伯菌感染的疗效。【结果】F20在其宿主菌的菌苔上形成裂解性噬菌体所具有的完全透明的噬菌斑,电镜观察F20具典型的有尾噬菌体目长尾病毒科病毒的形态特征。一步生长曲线显示F20的潜伏期为18 min,裂解量为89 PFU/细胞。稳定性试验显示F20在pH 5.0-9.0及50°C环境均具良好稳定性。使用噬菌体F20对败血症小鼠治疗后,治疗组小鼠各外周血和各脏器(肺脏、肝脏、脾脏和肾脏)中的细菌数也显著小于对照组细菌数(P0.001),与对照组相比下降大约1–3数量级。F20治疗败血症小鼠存活率达到87.5%,无毒副作用,而对照组小鼠在1 d内全部死亡,可显著提高小鼠的存活率(P0.001)。【结论】新分离的裂解性噬菌体F20在小鼠体内能安全有效地治疗超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌引起的败血症,可作为生物抗菌剂的有效成分。