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南极生物热点区域帕尔默峡谷悬浮碎屑颗粒支撑独特微生物生态系统的探秘
在广袤无垠的海洋世界里,悬浮颗粒如同神秘的微观宇宙,承载着独特的微生物群落,它们在海洋生态系统的物质循环和能量流动中扮演着至关重要的角色。然而,目前科学家对于大多数悬浮在海洋水柱中的颗粒上的原核物种及其代谢策略,了解还十分有限。尤其是在极地海洋环境中,相关研究更是匮乏。而南极地区的生态系统又极为特殊且脆弱,深入探究其海洋微生物生态,对于理解全球气候变化对极地生态的影响意义重大。为了填补这一知识空白,来自美国斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)等机构的研究人员,对南极生物热点区域帕尔默峡谷(Palmer Canyon)展开了深入研究。他们
来源:Polar Biology
时间:2025-04-08
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植物资源策略差异下植物性状与环境、微生物关系的新洞察及其意义
背景与目的:植物功能性状是植物适应环境变化策略的关键参数,与微生物密切相关。然而,不同资源策略植物在这些关系上的差异,尤其是与微生物生态策略相关的差异,尚未得到充分理解。方法:研究人员对青藏高原东部不同环境条件下 15 种植物的 18 个全株性状进行研究,并调查了土壤微生物特征。为区分获取性策略植物(PAS)和保守性策略植物(PCS)的差异,研究人员考察了性状间的协调性,以及它们与环境因素、土壤微生物多样性、组成和生活史策略的关系。结果:15 种植物采用了不同的资源策略,其中 2 种属于 PAS,6 种属于 PCS,7 种属于中间策略。与 PCS 相比,PAS 的性状间相互作用更紧密,且受环境
来源:Plant and Soil
时间:2025-04-08
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植物促生菌与激动素联合应用对干旱胁迫下玉米生长、叶绿素、渗透调节及氧化代谢的影响:助力可持续农业的新策略
干旱胁迫是影响全球农业生产力的严峻气候挑战。植物生长调节剂激动素(Kinetin)和植物促生菌(PGPR)被认为能增强植物抗逆性,但它们缓解干旱胁迫的联合效应研究较少。本研究用 PGPR 菌群(坚强芽孢杆菌(Cytobacillus firmus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa))处理玉米(Zea mays L.)种子,并叶面喷施 10−3 M 激动素,评估其在不同干旱胁迫水平(0%、25%、50% 和 75% 田间持水量)下对玉米生理、生化和生长参数的影响。耐旱的 PGPR 菌株因具有 ACC 脱氨酶活性、合成铁载体以及溶解磷和锌的能力,表现出显著的抗逆性。在干
来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition
时间:2025-04-08
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水稻幼苗对盐碱胁迫的差异响应:抗氧化防御、有机酸积累与激素调控的机制研究
土壤盐碱化正成为全球农业的严峻挑战,在中国东北西部,70%耕地因灌溉不当和海水入侵面临盐害。作为盐敏感作物,水稻即便遭遇中度盐胁迫也会大幅减产。这项研究巧妙设计了三组胁迫处理:40 mM NaCl、20 mM Na2CO3和40 mM NaHCO3,对水稻幼苗进行36小时急性胁迫。科研人员像侦探般追踪了叶绿素含量、渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)、过氧化物酶(POD)活性、总有机酸(TOA)和抗坏血酸(AsA)等关键指标的变化轨迹。更有趣的是,他们还捕捉到植物激素网络的动态变化:茉莉酸(JA)水平下降,而脱落酸(ABA)和生长素(IAA)显著上升,这些激素如同植物体内的信号兵,揭示了碱性胁迫引
来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition
时间:2025-04-08
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微生物菌剂促进甘蔗秸秆在沙质土壤中高效释氮及土壤有机碳积累的研究
有机投入物若碳(C)/ 氮(N)比高,通常分解速率慢,氮固定增加。可以认为,这种抑制后续矿质氮(Nmin)释放的氮限制,可分别通过接种能高效分解(碳循环)和蛋白水解(氮循环)的真菌和细菌来弥补。本研究主要目的是评估由分解碳的真菌和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)组成的微生物菌剂对甘蔗秸秆分解的影响,并探究其对 Nmin水平和短期土壤有机碳(SOC)动态的作用。为期 84 天的培养实验采用完全随机设计(CRD),设置 3 种处理:(1)CT,无投入;(2)I,以 0.83 g kg-1干重(相当于 6.25 吨 / 公顷)的量添加甘蔗秸秆;(3)I+MC,在 I 处理基础上接种分解微生物菌
来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition
时间:2025-04-08
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新型有机配方修复盐渍土壤,显著提升小麦生长、产量与经济效益
在全球人口快速增长的当下,粮食需求与日俱增。然而,土壤盐渍化问题却日益严峻,成为农业生产的巨大阻碍。由于气候变化,淡水灌溉资源短缺,导致盐渍化农田面积逐年扩大。在盐渍土壤中,盐离子大量积累,破坏了土壤结构,降低了土壤肥力,使得微生物多样性受损。这不仅影响植物对水分和养分的吸收,还限制了植物的生长、代谢和产量,对全球粮食安全构成了严重威胁。在此背景下,埃及法尤姆大学(Fayoum University)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究新型有机配方(NOFs)对盐渍土壤和小麦生长的影响。研究发现,NOFs 能有效改善盐渍土壤的性质,显著提高小麦的生长性能、生理生化特性、产量
来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition
时间:2025-04-08
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植物研究杂志》2025年新任主编致辞:传承百年期刊使命,推动跨学科植物科学创新
《植物研究杂志》(Journal of Plant Research, JPR)作为植物科学领域最具历史传承的学术期刊之一,其发展轨迹映射了近代植物学的学科演进。这份创刊于明治时期(1887年)的刊物,最初以《植物学杂志》(Shokubutsugaku-Zasshi)之名仅刊载日文论文,却在短短三年内突破语言壁垒,于1890年同时发表Miyoshi关于狸藻新种(Pinguicula ramosa)和矢田部良吉(R.Yatabe)对虎耳草科新属的研究,开创了多语种出版的先河。这种国际化视野在1972年达到新高度——期刊全面转向英文出版,最终在1993年更名为现用名,完成了从本土期刊到国际平台的蜕
来源:Journal of Plant Research
时间:2025-04-08
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重金属与类金属对前锑矿区植物群落的影响:砷镉毒性主导及耐性植物的修复潜力
在一处1952年关闭的锑矿(Sb)周边干涸河床土壤中,科学家们展开了近乎全面的理化特性分析。这些土壤不仅富含极高浓度的锑(Sb)(峰值达2600 mg·kg−1)和砷(As),还受到铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)等重金属污染。令人惊讶的是,尽管锑浓度惊人,低剂量的镉(Cd)反而展现出更强的生态毒性——仅1.1 mg·kg−1的镉就与450 mg·kg−1的砷共同成为物种丰富度的主要限制因子。研究团队通过样方调查记录了Artemisia herba-alba等草原植物的分布规律,并运用香农多样性指数和逐步回归分析,发现矿区 proximity(邻近度)显著影响植物群落构成。有趣的是,Cart
来源:Biologia
时间:2025-04-08
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机器学习技术在区分嗜冷与非嗜冷细菌 α/ω 水解酶中的应用:揭示关键氨基酸的冷适应机制及生物技术意义
嗜冷酶(Psychrophilic enzymes)是一类具有特殊性质的大分子,这些性质使其能够在低温下高效发挥催化活性。其中一个适应因素是活性位点的灵活性增加。嗜冷酶在食品生产、环境修复、制药、纺织和洗涤剂等领域具有重要的工业应用价值,因此备受关注。尽管人们对其兴趣日益浓厚,但嗜冷酶适应低温的分子机制在很大程度上仍未得到探索。本研究旨在调查嗜冷和非嗜冷细菌 α/ω 水解酶(α/ω hydrolase enzymes)之间的差异。研究人员从 UniProt 数据库中检索到 464 种嗜冷和 562 种非嗜冷 α/ω 水解酶。利用决策树(Decision Tree,DT)、随机森林(Random
来源:Biologia
时间:2025-04-08
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西南喀斯特山区不同土地利用类型下河流碳组分的时空变异特征及其生态意义
在神秘的西南喀斯特山区,河流像一条条碳元素的"传送带",将溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)输向远方。科学家们发现,森林覆盖的支流藏着更多土壤呼吸的秘密——DIC浓度较低且δ13CDIC值更负(湿季达-11.2‰),就像树木用根系在碳酸盐岩上盖了个"生物印章"。而农田主导的区域则上演着截然不同的故事:荧光分析显示蛋白类DOM组分(C3)占比飙升44.6%,仿佛在诉说着化肥与土壤流失的"人工剧本"。最有趣的是,雨季时河流像被摇晃的香槟瓶,过饱和的CO2(pCO2)带着轻碳同位素(12C)争先恐后逃向大气,导致下游δ13CDIC值比上游重碳同位素(13C)富集区反而降
来源:Anthropocene
时间:2025-04-08
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热带城市昼夜温差与儿童哮喘的关联:一项基于人群的横断面研究
昼夜温差这个看似普通的天气现象,竟然可能与儿童哮喘密切相关?在中国最南端的热带滨海城市三亚,一群科学家揭开了这个令人惊讶的关联。随着全球气候变化加剧,热带地区的昼夜温差(DTR)波动日益频繁,而哮喘作为全球第二大慢性呼吸道疾病,影响着超过3亿人,其中儿童尤为脆弱。虽然既往研究多关注短期DTR暴露与哮喘的关联,但对于长期暴露的影响,特别是热带城市的大规模研究仍属空白。来自海南医学院、三亚市妇幼保健院等机构的研究团队在《BMC Public Health》发表了一项开创性研究。他们敏锐地注意到,热带地区独特的气候特征可能使儿童呼吸道面临特殊挑战。三亚作为典型热带海洋性季风气候城市,其温度波动模式与
来源:BMC Public Health
时间:2025-04-08
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卢旺达国王费萨尔医院医护人员职业倦怠及影响因素研究:为优化医疗人力健康提供关键依据
在全球范围内,医护人员的职业倦怠问题日益凸显,犹如一颗 “定时炸弹”,威胁着医疗系统的稳定运行。在撒哈拉以南非洲地区,这一问题同样严峻,却缺乏足够的研究关注。以往对卢旺达医护人员的研究多为小规模或定性研究,无法全面深入地了解医护人员职业倦怠、职业成就感和疲劳的现状及影响因素。而这一信息对于优化健康系统、提升医护人员福祉至关重要,在此背景下,来自卢旺达国王费萨尔医院(KFH)、 多伦多大学等机构的研究人员开展了相关研究,研究成果发表于《BMC Health Services Research》杂志,为后续干预措施的制定提供了重要依据。研究人员采用横断面调查的方法,以 KFH 全体员工为研究对象(
来源:BMC Health Services Research
时间:2025-04-08
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口服疫苗联合微生物竞争:肠道菌群的精准调控与病原菌清除新策略
肠道对于多种肠道致病菌和机会致病菌而言,在发生侵袭性感染前,其肠腔会先被定植。研究显示,将口服疫苗与经过工程改造或筛选出的生态位竞争菌株相结合,能够在小鼠肠腔内排除病原体并实现菌株替代。这种方法既可以用于预防非伤寒沙门氏菌(Salmonella)的侵袭,也能够在治疗中取代已定植的大肠杆菌(Escherichia coli) 。完整的适应性免疫和代谢生态位竞争对于疫苗增强的竞争效应十分关键。研究结果表明,黏膜抗体通过影响竞争结果,在肠道微生物生态环境中发挥作用。这对于清除致病性和耐抗生素细菌库,以及合理进行微生物群工程改造具有广泛的意义。
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独特钾电导助力秀丽隐杆线虫咽部肌肉节律抵御环境干扰:机制与意义
### 研究背景所有动物都需要进食,秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)通过咽部的节律性收缩和舒张来摄取食物。咽部是一个神经肌肉器官,由 20 个肌肉细胞组成,其自身神经系统约有相同数量的神经元支配。咽部的运动对于线虫获取营养至关重要,然而,由于其生活在低雷诺数环境中,食物运输面临着诸多挑战。例如,对称的泵送运动无法实现食物的有效运输,因此咽部泵送必须具有不对称性,以确保食物能够顺利进入肠道。平台电位与环境噪声咽部泵送动作的主要电活动是肌源性平台电位。平台电位是细胞从静息膜电位开始的长时间去极化,其持续时间超过引发它的冲动。在秀丽隐杆线虫中,来自配对的 MC 运动神经元
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-07
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干旱环境中的生命密码:解析脱水耐受性及转化应用的探索之路
在自然界中,生物体为了在极端环境下生存,进化出了各种神奇的适应能力,其中脱水耐受性(Desiccation Tolerance)堪称一绝。想象一下,有些生物、组织和细胞竟然能在体内水分近乎完全丧失的情况下存活,这一现象长久以来吸引着科学家们不断探索。然而,目前脱水耐受性的研究面临诸多挑战。一方面,不同学科之间缺乏统一标准,研究方法、测量指标等各不相同,导致数据难以整合,就像一盘散沙,无法形成系统性的认知;另一方面,从基础研究到实际应用的转化过程缓慢,许多潜在的应用价值未能得到充分挖掘。在全球气候变化、物种多样性减少以及自然灾害频发的背景下,深入研究脱水耐受性变得尤为迫切,它对于解决粮食安全、健
来源:Nature Communications
时间:2025-04-07
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宿主编码的DNA甲基转移酶重塑噬菌体表观基因组并决定其宿主趋向性
在微生物世界的军备竞赛中,噬菌体与宿主细菌的攻防战从未停歇。限制修饰(RM)系统作为细菌抵御外源DNA的核心武器,通过甲基转移酶(MTases)标记自身DNA,同时用限制性内切酶(REases)切割未甲基化的噬菌体DNA。然而某些狡猾的噬菌体却能突破这道防线——它们被推测会"窃取"宿主的甲基化标记,但这一过程始终缺乏直接证据。更令人困惑的是,噬菌体如何动态调整其表观基因组以适应不同宿主,以及这种表观重塑如何影响其宿主范围,成为微生物生态学和噬菌体治疗领域亟待破解的谜题。来自高知大学的研究团队选择幽门螺杆菌(H. pylori)及其噬菌体KHP30T作为模型,通过精巧的多阶段感染实验设计,首次揭
来源:iScience
时间:2025-04-07
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幼龄期抗病代价更高:野生植物维持幼体易感性的进化解释
在传染病流行中,幼体总是扮演着"超级传播者"的角色——无论是人类、野生动物还是植物王国,幼年个体普遍表现出比成熟个体更高的易感性。这种有趣现象背后隐藏着怎样的进化秘密?一项针对野生植物白麦瓶草(Silene latifolia)与其专性真菌病原体(Microbotryum lychnidis-dioicae)的深入研究揭开了谜底。科研团队设计了精巧的对照实验:先对45个遗传家系进行四个年龄阶段的人工接种,量化其先天抗性差异;随后通过两年田间普通花园实验追踪这些家系的生存适合度(fitness)和繁殖力(fecundity)。数据揭示了一个关键规律:抗病代价呈现明显的年龄梯度——幼龄期抗性会显著
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-07
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中国政府透明度提升对工业污染治理的因果效应:一项全国性随机实验揭示空气质量改善机制
研究设计这项全国性随机对照实验分为两个阶段:第一阶段(2015-2017年)将50个未参与过污染信息透明度指数(PITI)评分的城市随机分为处理组(25城)和对照组,处理组城市接受公开的环境信息披露评级。PITI评分体系涵盖企业排放数据、环境质量监测、执法检查记录等8类强制性披露内容,评分仅反映信息完整性而非环境绩效优劣。通过匹配预实验期透明度得分形成25个配对区块,确保基线可比性。透明度干预效果实验组城市在PITI评分公布后第一年透明度得分显著提升7分(P<0.01),效应持续至第二年(P=0.06)。这种外生性透明度提升为后续环境效应分析奠定基础。值得注意的是,处理组城市并未获得额外
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-07
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从食塑黄粉虫肠道酵母中发现两种新型角质酶用于聚酯解聚:开启塑料废物循环新征程
引言塑料垃圾的大量堆积对生态系统和人类健康构成严重威胁。当前塑料垃圾处理方法,如填埋和焚烧,存在长期可持续性问题及二次污染;机械回收产品价值低,化学回收面临反应条件苛刻和能耗高的挑战。酶促回收因能在温和条件下将塑料解聚为小分子单体,且解聚产物可再利用,成为备受关注的方法。在众多用于塑料降解的酶中,聚酯降解酶尤其是角质酶最为有效。角质酶属于 α/β - 水解酶超家族,与真正的脂肪酶不同,它没有覆盖活性位点的疏水盖子,能容纳高分子量底物,如植物角质的天然聚酯和合成聚酯。根据系统发育分析,已证实具有降解合成聚酯能力的角质酶可分为丝状真菌来源、酵母来源和细菌来源三类。目前已知的产角质酶微生物多从开放环
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-04-07
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Pseudomonas protegens Pf-5中多炔化合物生物合成的双层级调控机制及其广谱抗菌活性研究
多炔化合物的生物合成调控机制研究发现Pseudomonas protegens Pf-5通过独特的双层级调控网络精确控制多炔化合物protegenins的生物合成。位于基因簇内的途径特异性转录调控因子PgnC(AraC家族)被证实通过结合pgnD启动子区反向重复序列直接激活多炔生物合成基因表达。有趣的是,pgnC基因自身的表达受到全局调控系统GacS/GacA的严格调控,该机制涉及典型的小RNA-Rsm蛋白调控模块。GacA-RsmE介导的翻译调控通过构建pgnC翻译报告系统(pPgnCtranslation:rfp),研究揭示GacA通过诱导rsmX/Y/Z小RNA表达,解除RsmE对pgn
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-04-07