目的:探讨石上柏外泌体样纳米囊泡对肝癌细胞的影响.方法:采取改良超高速离心法与蔗糖密度梯度离心法提取并纯化石上柏外泌体样纳米囊泡,应用透射电镜与纳米颗粒跟踪分析技术(NTA)进行鉴定.采用绿色荧光探针(DIO)标记石上柏外泌体样纳米囊泡并观察其被细胞摄取的情况.采用CCK-8法检测不同浓度的石上柏外泌体样纳米囊泡对肝癌细胞活力的影响,并计算对HepG2细胞的半数抑制浓度(IC50)值.观察石上柏外泌体样纳米囊泡对不同肝癌细胞形态变化的影响.采用克隆集落实验、划痕迁移实验、Transwell侵袭实验、流式细胞术探究石上柏外泌体样纳米囊泡对肝癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡的影响.结果:经证实提取物为外泌体样纳米囊泡,石上柏外泌体样纳米囊泡能明显抑制肝癌细胞活力,抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭,促进细胞凋亡(P＜0.05).结论:石上柏外泌体样纳米囊泡对肝癌细胞有一定抑制性,且可能与顺铂协同发挥抑制和促凋亡作用.

古蛋白质比古DNA具有更高的保存潜力,因此蛋白质组学研究可以帮助阐明一些超出古DNA研究领域的灭绝生物群体的生物学特征.迄今为止最古老的多肽发现于中国西北地区晚中新世临夏盆地的鸵鸟蛋壳化石中,是与蛋壳矿化相关的蛋白质struthiocalcin(SCA-1)的一部分.前人认为SCA-1在蛋壳中均匀分布,并因其与方解石晶体结合的特性而得以在地质历史中长时间保存.本次对同一鸵鸟蛋壳化石进行了组织学、扫描电子显微镜和拉曼光谱分析,发现蛋壳内侧锥体层的晶核含有部分磷灰石,其他部位则完全由方解石构成;这些晶核部分应当是在成岩作用过程中经历了磷酸盐化.在对该化石蛋壳样品脱钙处理后,其锥体层晶核部分存在残留物,呈现网络状纤维结构,其位置和形态与现生鸵鸟蛋壳中脱钙后残留的有机质相似.结果表明,该化石蛋壳中的古多肽可能集中保存在锥体层晶核处,而非在整个蛋壳中均匀分布.磷酸盐化可能是另一个有利于有机物长期保存的埋藏过程.临夏盆地的古气候和埋藏环境可能为该古蛋白分子的保存提供了有利的条件.建议在未来研究中进行更深入的组织化学和矿物学分析,以进一步了解该盆地有机质和古蛋白的保存机制.

由化石燃料燃烧和土地利用变化引起的全球气候变暖是地球上最严重的人为干扰之一,对陆地生态系统结构和功能产生重要的影响.土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统最大的碳库,其微小变化都会影响全球碳平衡和气候变化.近 30 年来,国内外学者在不同森林生态系统相继开展了野外模拟增温对SOC分解的影响及其调控机制研究.基于在全球建立的 26 个野外模拟气候变暖实验平台,系统分析增温对森林生态系统SOC分解的影响格局和潜在机制,发现增温通常促进森林SOC的分解,对气候变暖产生正反馈作用.然而,因增温方式和持续时间、土壤微生物群落结构和功能的多样性、SOC结构和组成的复杂性、植物-土壤-微生物之间相互作用以及森林类型等不同而存在差异,导致人们对森林SOC分解响应气候变暖的程度及时空格局变化缺乏统一的认识,且各类生物和非生物因子的相对贡献尚不清楚.基于已有研究,从土壤微生物群落结构和功能、有机碳组分以及植物-土壤-微生物互作 3 个方面构建了气候变暖影响SOC分解的概念框架,并进一步阐述了今后的重点研究方向,以期深入理解森林生态系统碳-气候反馈效应,为制定森林生态系统管理措施和实现"碳中和"提供科学依据.1)加强模拟增温对不同森林生态系统(特别是热带亚热带森林生态系统)SOC分解的长期观测研究,查明SOC分解的时空动态特征;2)加强土壤微生物功能群与SOC分解之间关系的研究,揭示SOC分解对增温响应的微生物学机制;3)形成统一的SOC组分研究方法,揭示不同碳组分对增温的响应特征和机制;4)加强森林生态系统植物-土壤-微生物间相互作用对模拟增温的响应及其对SOC分解调控的研究;5)加强模拟增温与其他全球变化因子(例如降水格局变化、土地利用变化、大气氮沉降)对SOC分解的交互作用,为更好评估未来全球变化背景下森林土壤碳动态及碳汇功能的维持提供理论基础.

草地覆盖全球陆地面积的40％左右,在全球碳循环中发挥着重要作用.近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积.草地管理方式(如刈割)在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用.因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义.依托6种氮添加(NH4NO3)梯度和两种草原管理方式(刈割和不刈割)交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草(Leyznus chinensis)的光合作用-光响应过程.采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性.结果表明:指数模型对表观量子效率(a)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好.在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力.适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、Pnmax、α和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力.综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m-2 a-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施.探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据.

旗舰物种的"明星效应"对生物多样性保护和国家公园建设具有很好的推动作用.我国对海洋保护高度重视,选择理想的代表物种作为旗舰物种,对海洋保护具有重要的推动作用.国家一级重点保护野生动物海龟是大型的海洋爬行动物和海洋活化石物种,对海洋生物多样性和生态系统的平衡稳定具有重要作用;海龟的独特外形特征使其具有很高的识别度,憨态可掬的形象和特殊的生活史使其充满魅力;海龟在我国被利用的历史悠久,具有很高的文化价值;海龟在沿海地区可遇见性和可接触性高,与人类有很好的关系.综上所述,本文认为海龟是海洋保护理想的旗舰物种.

火成碳是生物质或化石燃料不完全燃烧所形成的含碳物质的连续统一体,火成碳具有很高的稳定性,是全球一个重要的潜在碳汇,在全球碳循环和气候变化研究中具有重要的意义.森林生态系统作为陆地生态系统的主体,每年都经受不同大小和烈度的林火干扰,在森林生态系统中积累了大量火成碳;同时,在全球气候变暖条件下,林火面积和林火频次将增加,火成碳的积累将进一步增加,火成碳库已成为森林生态系统中的一个重要碳汇.然而,目前在森林生态系统碳循环及相关的生态系统模型中,均未考虑火成碳库的碳汇功能.本文从火成碳的鉴定与定量测定、森林中的火成碳、森林火成碳的生态作用、森林火成碳储量估算几个方面评述了森林火成碳的最新研究进展,最后,我们展望了森林火成碳未来发展方向,为我国森林碳预算和碳循环的相关研究提供参考.

煤是重要的化石燃料,但其不合理利用造成了资源浪费和环境污染等问题,煤微生物降解是煤在微生物的作用下将煤这种具有复杂结构的大分子降解成可利用小分子的过程.根据作用微生物的不同主要将其分为真菌和细菌两种降解方式.本研究从碱性物质、螯合剂、酶促以及降解基因等方面,综述了真菌类和细菌类微生物在煤降解方面的研究进展,比较了煤微生物降解相对于化学降解和热降解的优越性,并总结了煤微生物降解研究过程中存在的几点问题及研究思路.煤的微生物降解将在减少环境污染、缓解能源危机等方面发挥巨大作用.

菲(Phenanthrene)是存在于煤焦油中,含三个苯环的稠环芳烃.除了具有"三致"作用外,菲稳定的化学结构和高辛醇-水分配系数等特性,使其具备较强的抗降解能力,易在环境中富集,破坏土壤微生态结构,降低农作物品质,威胁人类健康.而且随着化石燃料的长期大量使用,受菲污染的土地面积也急速增加,给人类的健康及生产活动带来极大的威胁.因此,有效清除土壤中菲及其他多环芳烃污染物,净化环境,具有重要的现实意义.微生物降解作为治理菲污染的方法之一,具有高效、低成本、环境友好的特点,受到研究者的高度重视.本文从菲降解菌的种类、降解机理、分子机制、影响修复等因素及微生物与植物联合修复五个方面进行综述,为进一步利用环境微生物,开发高效菲降解菌,治理菲污染提供参考.

本研究以云南寒武纪澄江生物群节肢动物周小姐虫(Misszhouia longicaudata)为例,使用显微CT(Computed Tomography,计算机断层扫描的简写)技术对其保存在化石围岩内部的结构信息进行提取.通过Drishti软件对CT数据进行处理后,研究者可以在不破坏标本的前提下复原该动物腿肢较为完整的三维细节.此研究方法一方面对传统研究方法进行了重要补充,另一方面在研究中也对保存精美的澄江生物群化石起到保护作用,对这类标本的研究和保护具有重要意义.

壳斗科化石是北半球新生代地层的优势分子,然而由于其属种众多,叶片属种间特异性不明显,该科叶片化石的鉴定是古植物学研究的难点之一.面对化石标本不完整的性状特征信息,如何剔除冗余特征,重点考虑具有鉴定意义的标本特征,就显得非常必要.本研究通过调研多种降维算法,考虑到植物特征编码及赋值的数值特性,选用主成分分析法,以壳斗科青冈亚属植物叶片为例,对可能在化石叶片上观察到的22个性状特征(变量)进行降维处理,挑选出对于壳斗科化石叶片分类鉴定起主要作用的10个性状特征,并将其应用于化石鉴定进行验证.结果表明,仅考虑经过主成分分析法压缩挑选的10个主要性状特征,仍然能够实现壳斗科化石植物的准确鉴定.主成分分析法应用于壳斗科性状特征的降维处理效果良好,剔除冗余特征对标本鉴定结果没有影响.