目的:评价术前睡眠剥夺对术后免疫抑制小鼠肠道菌群的影响。方法:SPF级健康成年雄性C57BL/6J小鼠72只，体重23～25 g，8～10周龄，采用随机数字表法分为5组：手术组(O组， n＝18)、术前睡眠剥夺组(SR组， n＝18)、伪无菌小鼠生理盐水组(GF＋V组， n＝12)、伪无菌小鼠给予O组小鼠粪菌滤液移植组(GF＋O组， n＝12)和伪无菌小鼠给予SR组小鼠术前粪菌滤液移植组(GF＋SR组， n＝12)。O组和SR组腹腔探查和肝叶部分切除术前7 d开始每天20 h的睡眠剥夺，连续7 d。术前2周开始连续14 d在小鼠饮水中添加光谱抗生素制备伪无菌小鼠模型，伪无菌小鼠灌胃给予生理盐水或O组、SR组术后24 h小鼠的粪便滤液(200 μl)，间隔24 h，连续14 d。术后24 h时收集小鼠粪便行16S rRNA基因高通量测序。术后或粪菌移植后24 h时测量脾脏长径并称重，流式细胞术检测血CD4 ＋T细胞、CD8 ＋ T细胞和调节性T细胞(Treg细胞)。 结果:与O组比较，SR组肠道菌群Simpson多样性指数降低，血CD4 ＋T细胞和CD8 ＋T细胞数减少，Treg细胞百分比增加，脾脏长径和重量减少，GF＋V组血CD4 ＋T细胞和CD8 ＋T细胞数减少，Treg细胞百分比增加，脾脏长径和重量减少( P<0.05)；与GF＋V组比较，GF＋O组血CD4 ＋T细胞和CD8 ＋T细胞数增加，Treg细胞百分比减少，脾脏长径和重量升高( P<0.05)；与GF＋O组比较，GF＋SR组血CD4 ＋T细胞和CD8 ＋T细胞数减少，Treg细胞百分比增加，脾脏长径和重量减少( P<0.05)。 结论:术前睡眠剥夺加重小鼠术后免疫抑制的机制与肠道菌群紊乱有关。

目的 基于遗传、环境因子与丹参Salvia miltiorrhiza品质性状之间的相关性,探究影响丹参品质的主导因子.方法 收集不同产区22个丹参居群(每个居群3个单株)、种植土壤以及气候因子数据.基于简单重复序列间区(inter-simplesequence repeat,ISSR)和目标起始密码子多态性(start codon targeted polymorphism,SCoT)标记分析了丹参不同居群遗传多样性和亲缘关系,利用高效液相色谱法(HPLC)测定了不同产区丹参中隐丹参酮、丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、丹酚酸B含量.利用原子吸收分光光度法、火焰光度计测定法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)等技术测定了土壤的理化指标及矿质含量.结果 ISSR和SCoT标记分析结果表明,四川丹参居群单独聚为一类,山东丹参居群分布在不同的聚类组中.经相关性分析,气压、风速与丹参酮类物质的含量呈显著正相关,日降水量≥0.1 mm日数与丹参酮Ⅰ含量以及等位基因数(number of alleles,Na)、有效等位基因数(effective number of alleles,Ne)、Nei氏基因多样性指数(Nei's gene diversity index,H)、香农信息指数(Shannon information index,I)等遗传指数呈显著负相关;水汽压、相对湿度、日降水量≥0.1mm日数等与丹酚酸B含量呈显著正相关,与Na、Ne、H、I显著负相关;日照时数与丹酚酸B含量呈显著负相关,与Na、Ne、H、I显著正相关.隐丹参酮含量与土壤质地、矿质元素Cu、Mg含量显著相关;丹酚酸B含量与土壤有机质、K、碱解N、速效K含量显著相关.结论 遗传与环境因子互相作用影响了丹参的品质.四川丹参居群间遗传变异小,山东丹参遗传变异大,降水、湿度、日照是影响丹参遗传变异以及丹参酮和丹酚酸B积累的主要气候因子.土壤质地能影响隐丹参酮的积累,N肥能促进丹酚酸B积累.

草原的生物多样性具有多种生态功能,而草原生物多样性的保护与管理工作需要收集草原的植物多样性信息.高光谱遥感以其独特的大范围覆盖和高光谱分辨率优势,为草原植物多样性的长期监测提供了新的解决方案.本文首先回顾了高光谱遥感技术的发展历程,强调了高光谱数据在草原植物多样性监测中的独特优势,并进一步分析了其在草原植物多样性监测中的具体应用.最后,讨论了高光谱遥感技术在当前应用中面临的挑战,如数据处理复杂性、算法精度,以及与地面遥感数据的整合问题,并对未来研究方向提出展望.随着遥感技术的不断进步和多源数据的综合应用,高光谱遥感将在草原生态监测与生物多样性保护方面发挥更加重要的作用,为全球生态保护和可持续发展提供科学依据和技术支持.

目的 探讨蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期SD大鼠神经炎症及肠道菌群紊乱的干预效果.方法 40只4周龄SD大鼠随机分为对照(CG)组,铅染毒(LE)组,皂苷低、中、高剂量干预(SL、SM、SH)组,相应干预4周后,氢化物原子荧光光谱法检测大鼠血铅水平,酶联免疫吸附试验检测大鼠海马中肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-6、IL-1β水平,16S rDNA高通量测序检测盲肠内容物中肠道菌群的组成.结果 与CG组比较,其余各组血铅水平均升高,LE组海马中TNF-α、IL-6和IL-1β水平升高,肠道菌群α、β多样性显著改变,Shannon指数和Simpson指数降低,罗姆布茨菌属、布劳特氏菌属、毛罗菌科_UCG-001菌属相对丰度减少,而瘤胃球菌属、普雷沃菌科_UCG-001菌属相对丰度增加(P＜0.05).与LE组比较,SL、SM组血铅水平降低(P＜0.05),SL组海马IL-6水平、SM组IL-1β及SM、SH组海马TNF-α、IL-6水平降低(P＜0.05),SL、SM组β多样性及SM组α多样性显著改善,SM组Simpson指数升高(P＜0.05),SH组、SM组瘤胃球菌属、普雷沃菌科_UCG-001菌属相对丰度减少(P＜0.05),SM组罗姆布茨菌属、毛罗菌科_UCG-001菌属、布劳特氏菌属及SL组布劳特氏菌属相对丰度均增加(P＜0.05).SM组比SH组增加罗姆布茨菌丰度作用更明显(P＜0.05).结论 蒙古黄芪皂苷可有效抑制铅致发育期大鼠海马中的神经炎症反应和肠道菌群的紊乱,且中剂量干预效果明显.

滨海湿地是海陆交界的生态过渡带,是自然界生物多样性最丰富的生态系统之一.湿地植物作为湿地生态系统重要的组成部分,研究其碳、氮、磷生态化学计量特征是了解植物生长状况与适应策略的有效途径.以江苏盐城滨海湿地为研究区,采集互花米草(Spartina alterifora)、芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、柽柳(Tamarix chinensis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)共5种优势湿地植物样本及冠层高光谱数据,对植物的碳、氮、磷生态化学计量特征进行高光谱反演研究.结果表示白茅、柽柳与芦苇的最佳反演模型为随机森林(RF)模型,对互花米草反演效果最好的是偏最小二乘(PLSR)模型,而对盐地碱蓬反演精度最高的是BP神经网络(BPNN)模型.研究表明利用高光谱数据可以实现湿地植物碳、氮、磷生态化学计量特征的准确反演,不同模型对于不同湿地植物的反演存在差异,RF模型的反演稳定性最强,是反演湿地植物生态化学计量特征的较优模型.

红参Ginseng Rubrum具有抗癌、抗衰老、降血糖、降血压、提高心血管功能等药用价值,然而,市场上红参质量参差不齐,给消费者的使用以及工业加工生产带来困扰.因此,对红参原料药材快速、准确的定性和定量分析对于红参质量控制显得尤为重要.近红外光谱能够反映被测对象组织结构和成分信息,随着科学技术的发展和分析技术的进步,近红外光谱(NIR)技术以其快速、便捷的优势被广泛应用于红参鉴别、红参化学成分含量检测以及红参工业加工过程控制的研究中.然而,红参化学成分的复杂性和药理作用的不确定性,以及NIR分析建模的样本数量和多样性及数据采集过程中设备、环境、样本非目标成分的影响等降低了模型鲁棒性,限制了该方法在实际中的推广应用,因此如何在数据采集部分对系统进行优化以及在信息处理部分降低非目标成分的影响来提高信噪比,增强模型预测能力还有待研究.

高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI)技术集图像信息与光谱信息于一体,能同时反映实验对象的化学信息和物理信息,并具有良好的空间分辨率.HSI作为一种新兴技术,具有应用广泛性、信息全面性、使用安全性、技术实用性、数据处理方法多样性等特点,在医学中开始逐渐得以应用.本文探讨HSI技术在医学上的应用进展,从离体检测、动物模型、在体检测和中医诊断多个方面进行综述,并对其在临床医学的应用前景进行展望.

人类活动导致全球范围内生物多样性丧失日趋严重.物种多样性是研究最为深入以及最贴近生物多样性管理的层次.物种多样性的研究往往受到多时空尺度生态过程的影响,传统物种多样性调查方法受到人力物力影响,局限性大,物种多样性的研究与管理亟需整合不同来源的数据.遥感技术从传统的光学遥感阶段发展到不同平台、不同维度相结合的多源遥感阶段,并逐渐进入以高空间分辨率和高光谱为特征、以激光雷达为前沿发展方向的综合遥感阶段.遥感技术因为其监测范围广、能监测人迹罕至地区以及长期可重复等特性,为研究不同时空尺度的生态学科学问题提供了更新更优的研究手段.本文围绕种群动态、种间关系与群落多样性、功能属性及功能多样性以及生物多样性保护管理等生物多样性研究热点问题,系统地论述了航空航天遥感技术在物种多样性研究与保护领域的应用,总结了航空航天遥感技术在研究与物种多样性有关的主要生态学问题中的机遇与挑战.我们认为航空航天遥感技术利用多光谱甚至高光谱与激光技术从空中监测物种多样性,从不同视角、基于不同光源提供了物种多样性不同侧面的信息,能够减小地面调查强度,在大范围和边远地区的物种多样性调查研究中有着至关重要的作用.依据光谱特性的物种判别以及依据激光雷达的三维结构量测将促进生物多样性的研究与管理,加强遥感学家和生物多样性研究者的沟通交流将有助于促进不同时空尺度的生物多样性与遥感技术的结合.

目的 了解糖厂空气微生物的分布特点和多样性程度,探索新的空气微生物检测方法.方法 采集分离自糖厂甘蔗喂料口、甘蔗渣堆场等作业岗位的12个细菌菌株的单细胞拉曼光谱,并应用化学计量学进行分析.结果 糖厂车间空气富含各种细菌,从源自吡啶二羧酸钙的1017/cm峰或成对出现的源自类胡萝卜素的特征基团的1 155～1 160/cm和1 520～1 529/cm峰,可以快速判断空气细菌中含有产芽孢细菌和产类胡萝卜素细菌;主成分分析可以将不同菌株归类为不同的类群,即使在不同的培养条件下,依然可以得到相似的结果;单细胞分析显示,多数菌株的细胞信号较弱而且细胞间相对均一,但部分菌株的信号极强且胞内物质含量极不均匀,显示出极大的异质性.结论 单细胞拉曼光谱可以用于检测空气细菌,依据特征拉曼峰可以快速判别细菌类型,对于含有特殊光谱的细菌极易检出,但在缺少大型数据库和参照菌株下,难以直接鉴别菌株的分类地位或者是否属于病原菌.

红树林是生长在热带以及亚热带海岸潮间带上的生态群落,其生产力高,固碳能力强,对保持海岸带生物多样性具有十分重要的价值.本文介绍了利用多源遥感数据监测红树林的一些主要研究内容,分为3个方面:(1)在时空模式研究方面,利用高空间分辨率影像像素和对象结合的方法对红树林树种进行分类以及利用Landsat影像对红树林进行动态变化监测并分析其驱动因素;(2)在结构参数研究方面,利用无人机多光谱数据及地面激光雷达数据对红树林叶面积指数进行反演;(3)在生理生化参数研究方面,探讨了红树林叶绿素含量对淹没状况的响应、互花米草(Spartina alterniflora)入侵是否影响红树林光能利用率,以及光化学反射指数(photochemical reflectance index,PRI)与光能利用率(light use efficiency,LUE)的关系.上述系列研究为提取红树林相关信息要素时如何选择合适的分析方法提供了有力的参考,强调了遥感在研究红树林时空模式,提取结构参数和生物生化参数监测的有效性,从而更好地促进红树林生态系统的生物多样性保育工作.