水分驱动半干旱区河流沉积物/土壤厌氧绳菌群落的空间异质性

【背景】厌氧绳菌纲、目、科及属是海洋沉积物和湿地土壤中优势的微生物类群,但关于特定水分梯度下河流沉积物/土壤厌氧绳菌群落是否存在空间异质性及核心环境驱动力等问题尚不明晰。【目的】阐明蒙古高原半干旱区河流系统水生、湿生、旱生环境梯度下厌氧绳菌群落的空间异质性及环境驱动力,探明干旱胁迫下萎缩型河流湿地复湿过程中厌氧绳菌群落的指示作用。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序及相关性和变异权重分析等方法研究河流系统水分梯度下沉积物/土壤厌氧绳菌群落不同种群的组成、丰度、分布及其环境驱动力。【结果】厌氧绳菌群落15个种群主要分布在水生及湿生环境,由水分、氨氮、砂粒及pH正向驱动,由盐度、全氮、全磷、粉粒和黏粒等负向驱动(Uncultured_us15由砂粒和氨氮负向驱动及粉粒和盐度正向驱动除外);9个和6个厌氧绳菌种群分别由总有机碳正向和负向驱动。变异权重分析表明水分、氨氮、盐度、有机碳、pH分别解释了厌氧绳菌群落空间变异的64.8%、8.9%、7.5%、2.2%、1.7%。【结论】蒙古高原半干旱区厌氧绳菌群落存在明显的空间异质性,偏好高水砂、高氨、高pH等水生和湿生环境,不耐受盐度和营养偏高的旱生环境,由水分核心驱动,可能为自养异养混合的游离型氨氧化细菌,是干旱胁迫下萎缩型河流湿地水分恢复过程的重要指示生物。     

典型草原区不同生境反硝化菌群的空间特征

【背景】锡林河-河滨湿地-阶地草原是蒙古高原典型草原区代表性的水生-湿生-陆生生境,但不同生境中反硝化菌群的空间分布特征尚不明晰。【目的】阐明典型草原区不同生境反硝化菌群的组成、丰度、空间分布特征及异质性成因。【方法】利用16S rRNA基因测序研究锡林河流域水生、湿生、陆生生境6个样带沉积物/土壤细菌群落组成及相对丰度。基于2014年及以前文献报道的反硝化细菌及16S rRNA基因信息构建参比菌库,筛选生境关联的反硝化菌属。通过典范对应分析等探究反硝化菌群空间异质性成因。【结果】参比菌库包含80种反硝化细菌(65个属),6个样带测序获得的469个细菌属中36个为反硝化细菌属。3种生境共存的反硝化细菌有14个属,其中黄杆菌属(1.65%-14.17%)和噬氢菌属(1.56%-1.69%)是水生和湿生生境共有的优势菌,假单胞菌属(1.85%)是低河漫滩样带的优势菌。空间分布特征显示反硝化菌群沿水生-湿生-陆生生境呈现先升后降的分布趋势,在低河漫滩湿地达到最高值。典范对应分析表明:黄杆菌属、噬氢菌属、气单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属等与pH值、水分及沙粒含量呈正相关关系,而芽孢杆菌属、链霉菌属、马杜拉放线菌属等与粘粒、粉粒、有机质、总氮含量等呈正相关关系。【结论】典型草原区反硝化菌群组成及丰度具有明显的生境异质性,低河漫滩湿地是反硝化细菌生长繁殖的最佳生境,由颗粒组成、水分含量和pH等环境因子共同驱动。     

粉粒氨氮和水分影响浮霉菌门群落的空间分化

【背景】来自浮霉菌门(Planctomycetes)的厌氧氨氧化菌是高氨污染系统安全脱氮的生态友好型微生物,但关于特定生态梯度下Planctomycetes群落结构功能的空间分化以及驱动分化的主要环境因子等问题尚未引起关注。【目的】阐明Planctomycetes群落结构空间分化及影响其分化的主要环境因子。【方法】运用16S rRNA基因高通量测序手段检测温带半干旱区河流系统砂质及粉质沉积物、粉砂质及粉质土壤Planctomycetes群落结构的空间分布变化,统计学方法分析粉粒等理化因子对Planctomycetes群落结构功能分化的影响。【结果】OM190_ub_o_o. o1种群主要分布在寡营养的砂质沉积物中,仅由砂粒正向驱动;OM190_o_o_o. o2和SM1A02. ub5种群主要分布在中营养的粉砂质土壤中,由水分和pH等正向驱动;AKYG587.ub3、Pla4_lineage_o_o_o.o6、Singulisphaerao7、Singulisphaeraub8、Planctomycetaceae_u. ub9种群主要分布在全营养粉质土壤中,由黏粒、粉粒、盐度、有机碳、全氮、全磷、硝态氮正向驱动;Phycisphaera ub4种群虽优先分布在中营养的粉砂质土壤中,但表现出由中营养向全营养过渡的分布趋势,由硝态氮负向驱动;全部种群都由氨氮负向驱动。变异分析表明粉粒、氨氮、水分贡献了Planctomycetes群落结构变化52.7%、10.4%、10.3%的变异度。【结论】温带半干旱区河流系统Planctomycetes群落存在明显的空间分化特征,沉积物/土壤粉粒、氨氮和水分是驱动Planctomycetes群落结构及功能变异的主要因子,全营养粉质土壤中的Planctomycetes群落可能为附着型异养反硝化菌,寡营养粉砂质土壤中的Planctomycetes群落可能为对氨氮及硝态氮有高度亲和力的游离型自养氨氧化或反硝化菌,这为氨氧化或反硝化相关Planctomycetes群落高效应用于高氨等污染系统的生物脱氮提供了科学依据。     

宏基因组技术研究泥岩母质发育的三种不同pH紫色土硝化微生物群落演变规律

【目的】揭示典型农田旱地紫色土硝化微生物的群落组成及其对pH的响应规律。【方法】针对同一母质发育但pH差异显著的3种紫色土,利用宏基因组技术深度测序研究土壤中硝化微生物丰度和群落,包括氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA),氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB),亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizingbacteria,NOB)和全程氨氧化细菌(completeammoniaoxidizer,Comammox)。【结果】土壤中硝化微生物的丰度占总微生物的2.130%–6.082%。3种紫色土中AOA、AOB和NOB的相对丰度有显著差异:酸性紫色土中AOA的相对丰度显著大于碱性紫色土,而AOB则相反;NOB的相对丰度在中性紫色土中最高。所有土样中均发现了1种全程氨氧化细菌Candidatus Nitrospira inopinata (Ca. N. inopinata),其在中性紫色土中相对丰度最高,占总微生物的0.203%。3种不同pH紫色土中AOA均以Nitrososphaera为主,NOB均以Nitrospira为主;酸性紫色土中AOB以Nitroscoccus为主,而中性和石灰性紫色土中则以Nitrosospira为主。Pearson相关性分析发现,土壤pH和铵态氮是影响硝化微生物丰度最大的两个因子。【结论】Comammox存在于3种不同pH紫色土中,且偏好中性环境;AOA、AOB和NOB群落结构和相对丰度都存在显著差异,结合相关性分析发现土壤pH和铵态氮是导致差异最重要的两个因子。     

湿度盐度pH协同驱动锡林河景观疣微菌群空间异质性

[目的] 为了阐明锡林河不同景观要素间疣微菌群的空间分布异质性及环境驱动力。[方法] 本文基于生境及微地形差异选择水生的河床中心、河床边缘与牛轭湖床,湿生的低河漫滩与高河漫滩,旱生的低阶地与高阶地等景观要素,基于16S rRNA基因高通量测序技术研究不同景观要素土壤疣微菌群的景观异质性,结合土壤湿度等环境变量研究其驱动力。[结果] 景观要素内疣微菌群呈协同的分布特征,景观要素间呈趋异的分布特征。斯巴达杆菌纲的Chthoniobacter成员及疣微菌纲的突柄杆菌属等成员主要分布在水生河床中心,与砂粒含量存在显著正相关关系（P<0.05）;丰祐菌纲成员主要分布在湿生河漫滩,与pH存在正相关关系（P<0.05或P>0.05）;斯巴达杆菌纲的DA101_soil_group成员主要分布在旱生河流阶地,与盐度及养分含量等存在极显著正相关关系（P<0.01）。双组与三组环境变量的变异权重分析表明,湿度、盐度、pH对疣微菌群景观异质性的解释度分别高达24.7%与21.4%、24.3%与22.7%、23.1%与20.8%。[结论] 锡林河流域疣微菌群存在景观异质性。Chthoniobacter和突柄杆菌属等成员是河床中心景观要素的指示生物,DA101_soil_group是阶地景观要素的指示生物。湿度、盐度、pH协同驱动疣微菌群的景观异质性。     

全程硝化菌微生物学特性及在水处理领域的应用潜力

全程硝化菌是近期微生物氮循环领域的重大发现之一,引发了对其全球分布、系统发育特征和生理生化特性的广泛关注.本文综述了全程硝化菌在土壤、地表水、废水处理系统等生境的分布规律及影响因子;并从底物亲和力、代谢多样性等方面阐述了其与传统硝化微生物间的竞争互作和生态位分离机制;基于上述特征提出全程硝化菌在水处理领域中的应用前景,...     

硝化作用研究的新发现:单步硝化作用与全程氨氧化微生物

硝化作用是氨被微生物氧化为硝酸盐的过程,分别由氨氧化微生物(AOB和AOA)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)主导完成.一个世纪以来,我们把这个分步硝化过程当成唯一的硝化途径来学习和研究.虽然根据动力学理论推测,环境中应该存在单步硝化作用,即由一种微生物单独完成整个硝化过程,将NH₃氧化为NO₃^-,但一直没有研究能直接证明该种微生物的存在.直到2015年底,3个科研团队分别在不同环境中发现了3种不同的经过纯培养的细菌(Candidatus Nitrospira nitrosa、Candidatus Nitrospira nitrificans和Candidatus Nitrospira inopinata)和一种未经过纯培养的细菌(类Nitrospira),它们都具备单独将氨氧化为硝酸盐的能力,这些微生物被定义为全程氨氧化微生物(Comammox).单步硝化作用和全程氨氧化微生物的发现终结了传承百年的理论,并引发了众多关于全球氮素循环的重要科学问题,如这些微生物在环境中的生态位点及其在硝化作用中的相对贡献等.本文就单步硝化作用及全程氨氧化微生物的发现作了简要概述.     

4种理化因子对菌株XH1硝化效果的影响

【背景】基于硝化菌群的富集培养技术可高效稳定地去除养殖水体中的有害氮素,而当前在水产养殖领域有关硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少。【目的】研究不同盐度、pH、温度、通气量条件下硝化菌群分离菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的去除效果。【方法】设置不同梯度的盐度、pH、温度、通气量条件,通过计数菌量、测定氨氮及亚硝氮的浓度变化,比较不同条件下菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的影响。【结果】菌株XH1可在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-45°C和通气量0.5-1 V/(V·min)的条件下生长良好,菌量最高可达2.34×109cells/mL;在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-30°C、通气量0.5 V/(V·min)的条件下,对氨氮的去除效果显著(P0.05),在第1-3天对培养液中氨氮的最高去除率可达86%-97%,但培养液中的氨氮浓度先降后升;对亚硝氮的最高去除率达68%。【结论】菌株XH1对盐度、pH、温度等主要环境因子具有良好的适应性,其对水体氨氮的去除效果良好,可作为中低盐度养殖池塘水体氨氮防控菌剂产品研发的备选菌株。     

锡林河流域潜在不产氧光合细菌陆向分异特征及影响因素

【目的】为探明锡林河流域潜在不产氧光合细菌（anoxygenic photosynthetic bacteria,AnPB）的陆向分异特征及影响因素。【方法】本研究沿着陆向梯度依次采集水生湍流带、缓流带、滞流带、水偏湿生样带、湿偏旱生样带、旱生样带土壤样品。基于文献建立AnPB在科水平的数据库,运用16S rRNA基因高通量测序筛选科水平潜在AnPB类群及其组成丰度的陆向分异,运用皮尔逊相关性及冗余分析等研究土壤理化因子对潜在AnPB陆向分异的影响。【结果】紫色硫细菌（外硫红螺菌科）和紫色非硫细菌（红杆菌科、红环菌科、醋酸杆菌科、丛毛单胞菌科、全噬菌科）主要分布在水生及水偏湿生生境,其相对丰度与湿度呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系;紫色非硫细菌（红螺菌科、慢生根瘤菌科、生丝微菌科、红菌科）、芽单胞菌科、酸杆菌科、绿色非硫细菌（蔷薇菌科）等主要分布在湿偏旱生和旱生环境中,其相对丰度与盐度和全氮含量呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系;多元回归树分析显示,盐度、湿度、全氮对潜在AnPB陆向分异的总解释度分别为62.39%、...     

氮磷汇入驱动下的河流轮虫群落演替

【目的】解析污染条件下河流生物区系的演替过程及机制,可以为生物多样性减少提供诊断,为生物多样性保护和水生生态系统的生态安全提供科学支撑。【方法】以对污染具有指示作用的轮虫类群为研究对象,选择覆盖京津冀地区的、受到人类活动干扰的北三河水系为研究区域,分别对该区域富营养化相关水质参数和轮虫群落组成进行分析,在解析污染物排放导致的河流水体水质差异和轮虫群落组成差异的基础上,阐明导致轮虫群落演替的关键污染因子。【结果】水体水质指标的分析结果表明,西部河流与东部诸河具有明显不同的环境条件,其氮、磷指标(包括总氮、溶解性总氮、总磷、溶解性总磷及活性磷)浓度显著增加。轮虫群落的分析结果表明,与东部诸河相比,西部河流的物种数目、生物个体数、物种丰度及香农威纳指数均显著降低,且群落组成显著差异。群落-环境相关分析显示,总氮、溶解性总氮、总磷、溶解性总磷、活性磷以及氨氮是导致群落显著差异的关键环境因子。【结论】北三河水系西部河流的氮、磷含量显著高于东北部河流;在环境条件改变的前提下,北三河水系西部河流比东部河流物种丰度、生物量均显著减少,同时群落组成也显著改变,高耐污型物种出现。氮、磷元素的输入是导致轮虫群落演替的关键环境因子。     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细