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关键词： 农药   中宇宙   生态风险评估   毒代动力学和毒效学  

摘要： 农药的广泛使用对水生态系统构成严重威胁，但传统生态风险评估(ecological risk assessment， ERA)方法因忽视农药的脉冲式暴露和时空动态性、长期暴露的环境和生物动力学过程，以及生态系统中物种敏感性差异和相互作用等问题，难以准确评估真实水环境中农药的生态风险。本文梳理了导致农药ERA产生不确定性的核心问题，提出通过整合生物动力学模型(如毒代动力学和毒效学)与中宇宙实验的风险评估框架，构建更科学的ERA方法体系，同时进一步结合新兴效应分析技术的发展(如替代毒理学、环境DNA、机器学习等方法)与管理政策的革新，实现新提出的ERA解决方案的落地实施。本文为突破农药ERA从实验室到真实环境的外推瓶颈，实现可持续农药管理提供了新研究视角。

关键词： 宏基因组   微生物群落结构   碳循环   鸭绿江口湿地  

摘要： 研究鸭绿江口湿地土壤微生物群落结构与碳循环，为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据。利用宏基因组测序技术研究了2022年9月鸭绿江口湿地滩涂盐土、沼泽土、水稻土、草甸土和棕壤5种土壤微生物群落多样性、组成、碳循环功能基因组成及来源微生物物种，并探讨了土壤理化因子对微生物群落结构和碳循环功能基因的影响。结果表明，细菌和真菌群落间Chao1指数差异不显著（P>0.05），Shannon指数差异显著（P<0.05），古菌群落间的Chao1指数和Shannon指数均差异显著；细菌菌门以变形菌门（Proteobacteriota）、放线菌门（Actinomyceotota）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）和螺旋菌门（Nitrospirae）为主，古菌菌门则以奇古菌门（Thaumarchaeota）、泉古菌门（Crenarchaeota）、广古菌门（Euryarchaeota）为优势菌门。真菌菌门中子囊菌门（Ascomycota）、毛霉门（Mucoromycota）、担子菌门（Basidiomycota）占绝对优势。主要菌门与理化因子的冗余分析结果显示：土壤有机碳、总磷、电导率和pH为细菌主要影响因子；总磷、总硫和电导率为古菌菌门主要影响因子；电导率、总磷、总硫和总氮为真菌菌门主要影响因子。基于DiTing数据库检测到114个基因家族参与的29个碳通路，参与各功能循环途径的土壤类型和基因丰度均有差异。WL（Wood-Ljungdahi pathway）碳固定途径和以甲醇和乙酸为底物合成甲烷途径只发生在沼泽土中，滩涂盐土在rTCA和甲烷代谢中贡献最大，水稻土在CO2合成甲烷途径中占较大优势。土壤微生物碳循环基因与理化因子间的曼特尔检验结果表明pH、总氮、土壤有机碳和总磷是主要影响因素。桑基图分析结果显示碳循环主要来源于Proteobacteriota、Euryarchaeota、Thaumarchaeota、Actinomyceotota和Bacteroidota5个菌门及对应的18个菌属。该研究可为鸭绿江口湿地生态系统的保护管理提供重要参考。

关键词： 生物多样性保护   前沿技术   高分辨率遥感   基因组学   人工智能  

摘要： 生物多样性是维持生态系统结构与功能的基础,但当前正面临气候变化、环境污染与人类活动等多重压力的持续威胁。近年来,高分辨率遥感、人工智能、大数据和基因组学等前沿技术快速发展,为全球生物多样性监测与保护开辟了新路径。本文系统综述了近十年前沿技术在生物多样性保护领域中的应用进展,重点探讨了其在生态系统监测、物种识别、遗传多样性评估和栖息地管理等关键领域的作用。同时,结合中国与国际典型案例,深入剖析了当前应用中存在的数据标准化不足、技术成本高昂以及全球协作机制不完善等问题。这些技术在提高监测精度、支持保护决策、推动种群恢复和栖息地管理方面具有显著优势,未来需加强标准化数据体系建设、提升技术适用性与可及性,深化国际合作,推动构建智能化、集成化的生物多样性保护技术体系,全面提升生物多样性保护成效。

关键词： TBBPA   TBBPS   TCBPA   淡水水生生物   物种敏感度分布法   水质基准   生态风险评估  

摘要： 四溴双酚S（TBBPS）和四氯双酚A（TCBPA）是2种常见的四溴双酚A（TBBPA）替代品，作为阻燃剂被广泛使用并在水环境中被广泛检出，对水生生物造成不良影响，具有潜在的环境风险。研究选取了6门10科12种典型淡水水生生物对TBBPS和TCBPA进行急慢性毒性实验，运用物种敏感度分布法（SSD）推导得TBBPS在水中的短期和长期水质基准值分别为2.95 mg·L-1和0.245 mg·L-1，TCBPA在水中的短期和长期水质基准值分别为0.347 mg·L-1和0.141 mg·L-1。采用风险商值法（RQ）对TBBPS、TCBPA和TBBPA的生态风险进行评估，在我国水体中，TBBPS呈现出长期中风险水平，TCBPA呈现出长期低风险水平，TBBPA呈现长期高风险水平，TBBPS和TCBPA的长期风险仍然是一个重要的风险因素，造成的环境污染问题应引起重视。

关键词： 副溶血弧菌   UvrY   双组分系统   致病性   毒力调控  

摘要： 【目的】UvrY是BarA/UvrY双组分系统的关键反应调节因子，在调控细菌毒力与环境适应性中起重要作用。本研究旨在探究UvrY对副溶血弧菌SH112株的生物学特性及致病性的调控作用。【方法】通过同源重组技术构建uvrY基因缺失株(ΔuvrY)及其互补株(CΔuvrY)，并通过生长曲线测定、运动能力(泳动和群集运动)、生物被膜形成、细菌竞争、HeLa细胞黏附能力与毒性实验，以及小鼠感染模型(组织载菌量和致死率分析)等多方面实验，系统比较野生株、缺失株和互补株的表型差异。【结果】与野生株相比，ΔuvrY菌株在指数生长后期表现出显著生长缺陷；运动能力明显下降，其中泳动和群集运动分别降低1.5倍和3.3倍，但生物被膜形成能力未受显著影响。此外，ΔuvrY菌株对大肠杆菌的竞争抑制能力减弱，对HeLa细胞的黏附率降低36.7%，细胞毒性下降15.8%。小鼠感染实验进一步表明，ΔuvrY菌株的组织定植能力显著降低，致病性减弱75%。【结论】本研究揭示UvrY通过调控副溶血弧菌的生长、运动性、竞争能力和宿主互作等过程，在其致病机制中发挥关键作用，为深入理解BarA/UvrY双组分系统的调控网络提供了重要依据。

关键词： 土壤修复   生物炭   磷改性   镉   铅  

摘要： 探讨磷改性生物炭（phosphorus-modified bio-char，PBC）对土壤重金属镉（Cd）和铅（Pb）污染钝化阻控效应。本研究利用稻秆和焦磷酸钠混合制备生成PBC，结合形态、元素、官能团等表征，探讨其吸附性能以及其对Cd和Pb污染土壤的修复作用，阐明了PBC对Cd和Pb的吸附固定机制。准一级动力学模型的特征符合PBC对镉（Cd）和铅（Pb）的吸附动力学过程，且等温吸附线与Langmuir模型表现出良好的拟合关系。Cd和Pb的最大吸附量分别为50.2 mg/g和993.1 mg/g。离子交换作用、络合现象以及沉淀反应是PBC吸附重金属的主要机制，Cd(PO3)2、CdP4O11和Pb2P2O7在吸附过程中生成。在玉米盆栽试验中，土壤中有效态Cd和Pb含量分别降至6.2mg/kg、65.6mg/kg，玉米植株中的重金属积累水平明显下降；同时，植物根系和叶片的生长状态也有显著改善。经磷改性处理的生物炭其重金属吸附效能得到显著提升，有效抑制了Cd和Pb在土壤-玉米系统中的迁移，同时促进了植物的健康成长。展现出了PBC在农田复合污染修复领域以及安全利用方面的应用前景。

关键词： 普通菜豆   AOX   豆科作物   非生物胁迫   表达模式  

摘要： 交替氧化酶(alternative oxidase， AOX)是一种重要的线粒体末端氧化酶，在植物抵御非生物胁迫中扮演着关键角色。豆科作物作为植物蛋白的重要来源，在农业可持续发展中发挥着重要作用。然而，近年来频发的极端气候对豆科作物的产量和品质造成了严重影响，提高其耐逆性已成为亟待解决的问题。本研究对大豆、普通菜豆、宽叶菜豆和绿豆4种豆科作物的AOX基因家族进行了系统性的鉴定和分析，包括蛋白结构、理化性质、启动子顺式作用元件，以及普通菜豆AOX基因在多种非生物胁迫下的表达模式。家族成员鉴定发现，大豆、普通菜豆、宽叶菜豆和绿豆分别包含4个、3个、3个和3个AOX基因，亲缘关系分析将其划分为3个不同的亚族。顺式作用元件分析结果显示，豆科作物AOX基因启动子区域存在很多响应激素和逆境胁迫的顺式作用元件。对普通菜豆AOX基因在不同非生物胁迫下的表达模式进行分析发现，其AOX同源基因对不同非生物胁迫刺激响应存在差异，表现出多样的时序变化模式。其中，PvAOX1A;2受多种非生物胁迫的诱导显著上调表达。而PvAOX2;2＿2受盐胁迫和高温胁迫诱导显著上调表达，PvAOX2;2＿1受冷胁迫诱导显著上调表达。综上，普通菜豆AOX基因可能在其应答非生物胁迫中发挥着重要作用。本研究相关结果不仅为深入探究豆科作物AOX基因的生物学功能提供了重要线索，也为普通菜豆耐逆性的分子改良提供了潜在的靶基因。

关键词： 鄂尔多斯盆地   微相   寒武系   沉积演化   海平面变化  

摘要： 鄂尔多斯盆地寒武系碳酸盐岩勘探的难题在于深埋条件下有利相带的准确预测。本文基于野外露头观察， 结合显微镜下薄片分析， 以鄂尔多斯盆地西部为例， 研究了其微相类型、微相组合及相对海平面控制下的沉积环境演化规律。结果表明: 盆地西部中上寒武统可识别出13类微相: 泥质灰岩微相、泥晶灰岩微相、生屑粒泥灰岩微相、生屑泥粒灰岩生屑泥粒灰岩微相、竹叶状灰岩竹叶状灰岩竹叶状灰岩微相、鲕粒颗粒灰岩微相、亮晶砂屑颗粒灰岩微相、亮晶砂屑生屑颗粒灰岩微相、泥粉晶白云岩微相、细中晶白云岩微相、泥质白云岩微相、泥岩微相和页岩微相。依据微相时空分布关系， 该套碳酸盐岩具有7种微相组合类型， 分别代表局限台地泥云坪(MA1)、云坪(MA2)、开阔台地台内滩(MA3)、滩间海(MA4)、台地边缘滩(MA5)、上斜坡(MA6)、下斜坡相带(MA7)。根据微相组合， 研究区中上寒武统在纵向上从下往上主要发育MA5、MA6、MA7、MA3、MA4、MA1、MA2微相组合， 反映台地边缘滩、上斜坡、下斜坡、开阔台地台内滩、滩间海、局限台地泥云坪、云坪相带， 反映沉积环境在纵向上变得更局限， 水体深度变得更浅; 横向上， 从西向东， 为斜坡-台地边缘-开阔台地-局限台地沉积环境的转变， 由深水向浅水变化， 水体能量逐渐升高。微相所揭示的沉积环境变化受到相对海平面升降和构造运动的共同控制: 张夏组沉积期主要受到海平面变化控制， 以海平面上升为特点; 而三山子组沉积期受到海平面变化和构造运动共同控制， 盆地西南部构造隆升逐渐加强， 使得相对海平面显著下降， 形成自下而上为斜坡-台地边缘-开阔台地-局限台地的沉积环境变化规律。

关键词： 秸秆还田   干物质生产   碳氮代谢   产量形成   冬小麦   微生物菌剂  

摘要： 探究秸秆还田与微生物菌剂配施对冬小麦碳氮代谢、干物质生产及籽粒产量的影响及其相互关系，旨在阐明其对冬小麦产量的调控效应，为冬小麦绿色高产栽培提供技术支撑和参考依据。于2021—2023年连续2年设置微耕机旋耕掩埋秸秆还田(T1)、秸秆配施商品微生物菌剂+微耕机旋耕掩埋还田(T2)、秸秆配施真菌-细菌复合微生物菌剂(侧孢短杆菌WPL-3、黑曲霉BLH-22、哈茨木霉GZX-3)+微耕机旋耕掩埋还田(T3)和秸秆不还田(CK) 4个处理池栽对比试验，重点研究其对冬小麦碳氮代谢、干物质生产及产量的影响。秸秆还田和微生物菌剂配施处理组合均能提高冬小麦产量，优化产量构成因素。T3处理平均产量最高，较T2、T1和CK分别提高5.47%、10.41%和15.27%，穗粒数和千粒重均显著高于CK和T1。与CK和T1处理相比，T3处理开花及花后的碳代谢SPS和SS酶活性及氮代谢NR和GS酶活性均显著提高，成熟期干物质积累总量和籽粒干重亦显著增加。秸秆还田协同真菌-细菌复合微生物菌剂(T3)处理显著提高冬小麦产量，其多途径调控机制主要是哈茨木霉-侧孢短杆菌协同调控，加速秸秆腐解，提升碳氮代谢关键酶活性(与T2相比，酶活性呈提高趋势但差异未达显著水平)，优化冬小麦“源-流-库”动态关系，强化籽粒灌浆物质基础，促使花后干物质向籽粒转移效率提高18.4%(与T2相比，转移效率提升3.1个百分点)，最终产量较T2处理显著提高5.47%。因此，相较于商品菌剂处理(T2)，秸秆还田协同真菌-细菌复合微生物菌剂(T3)处理可作为黄淮南部冬小麦绿色高产栽培的可靠技术方案。

关键词： 光介导   生物正交   荧光探针   四氮嗪   溶酶体靶向  

摘要： 将具有生物正交反应活性的1，2，4，5-四氮嗪基团引入到1， 8-萘酰亚胺荧光团上设计合成了光介导生物正交荧光探针NATz。光谱测试显示，NATz与TCO在水（PBS）溶液中反应后荧光被激活，理论计算清晰解释了NATz的猝灭机制和荧光激活机制。最重要的是，在不加光催化剂的条件下，365 nm紫外光显著提高了NATz与TCO的反应速率。高分辨质谱和反应路径计算表明，光对生物正交反应的促进效应是通过克服NATz与TCO之间的环加成反应能垒实现的。细胞毒性测试证明了NATz具有良好的生物相容性，在此基础上实现了细胞和多细胞生物（秀丽隐杆线虫）水平上的光介导生物正交成像。最后，基于NATz的结构，引入吗啉基因设计并合成了具有溶酶体靶向能力的生物正交荧光探针Lyso-NATz。一系列实验证明了Lyso-NATz在保持光介导生物正交荧光成像特性的同时，实现了对溶酶体的靶向作用。