稻田是甲烷(CH4)的重要排放源之一,其对全球气候变化有着重要影响.大气CO2浓度升高(e[CO2])对稻田生态系统碳循环具有重要作用,阐明e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响对稻田生态系统的固碳和减排具有重要意义.本文综述了 e[CO2]对稻田CH4排放及碳循环相关功能微生物活性、丰度、群落组成和多样性的影响,梳理了 e[CO2]背景下不同微生物过程在稻田CH4减排中的作用及其主要环境影响因素.总体而言,不同e[CO2]平台类型、熏蒸年限、浓度梯度以及增加方式均对稻田CH4排放有着一定影响.e[CO2]促进了稻田CH4排放,但会随着CO2熏蒸年限的增加而逐渐降低,这说明稻田CH4排放相关微生物对e[CO2]具有一定适应性;e[CO2]对稻田CH4排放的促进作用呈先减弱后增强的趋势;骤增处理可能会高估稻田CH4排放.e[CO2]对相关微生物过程的影响主要表现为:e[CO2]提高了产甲烷菌、甲烷好氧氧化菌和厌氧氧化菌活性及主要功能微生物丰度;e[CO2]使甲烷氧化菌群落组成和多样性发生显著改变,但对产甲烷菌和甲烷厌氧氧化菌群落组成和多样性影响不大.最后,本文对未来相关的研究方向进行了展望:1)可综合探究e[CO2]对稻田CH4排放及产甲烷过程、甲烷好氧和厌氧氧化过程的影响,以更好地揭示气候变化对稻田CH4排放的机理;2)应在长期条件下探究e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响机制,结果将更为真实、准确;3)需进行多尺度(时间和空间)、多要素(CO2浓度、温度、大气氮沉降和水分管理措施)以及多方法(观测、数据与模型相结合)等综合研究,以有效降低未来气候变化情景下稻田CH4排放及相关微生物过程对e[CO2]响应评估的不确定性.

女性，77岁。因“腹痛腹胀10 d，加重半天”于2022年8月23日20∶40就诊北京大学深圳医院重症监护病房。既往有高血压、糖尿病及脑梗死史。入院查体：体温36.6 ℃，脉搏87 次/min，呼吸20 次/min，血压（BP）120/74 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。神志清，精神差，双下肢可见散在瘀点瘀斑，左侧甲状腺区触及枣样大小结节，左锁骨上触及肿大淋巴结，双肺可闻及少量散在湿啰音，心率87次/min，律齐，各瓣膜听诊区未闻及明显杂音，腹软，右上腹压痛，无反跳痛，肝区叩击痛，肠鸣音4次/min。辅助检查：血常规中白细胞（WBC）83.90×10 9/L，中性粒细胞百分率（NEU%）0.96，血红蛋白（HGB）81 g/L，血小板（PLT）167×10 9/L。降钙素原（PCT）34.94 nmol/L，C反应蛋白（CRP）89.19 mg/L；血气分析中pH值7.320，二氧化碳分压（PCO 2）20.0 mmHg，氧分压（PO 2）130.0 mmHg，吸入气中的氧浓度（FiO 2）33%，碱剩余（BE）-14.3 mmol/L，乳酸（LAC）6.07 mmol/L；生化：葡萄糖（GLU）16.53 mmol/L，肌酐（Cr）350 μmol/L，尿素氮（BUN）35.62 mmol/L，白蛋白（Alb）21.9 g/L，肝功能正常；电解质：钠129 mmol/L，钾4.43 mmol/L，氯95.2 mmol/L，钙1.82 mmol/L，镁0.85 mmol/L，磷2.34 mmol/L；凝血功能：凝血酶原时间（PT）15.7s，活化部分凝血激酶时间（APTT）40.1 s，凝血酶凝固时间（TT）18 s，纤维蛋白原（FIB）4.55 g/L，D-二聚体（D-D）4.35 mg/L；甲状腺功能：游离三碘甲状腺素原氨酸（FT3）7.19 pmol/L，游离甲状腺素（FT4）7.55 μmol/L，促甲状腺激素（TSH）3.11 mIU/L。腹部CT检查：肝内多发低密度占位；肝门区、腹膜后多发肿大淋巴结。初步诊断：（1）脓毒症；（2）肝内多发占位待查：肝脓肿？肝转移瘤？（3）急性肾功能不全；（4）代谢性酸中毒；（5）低蛋白血症；（6）甲状腺功能减退症；（7）2型糖尿病。入院后予哌拉西林/他唑巴坦钠抗感染、补液保护肾脏等对症支持治疗，病情未好转，代谢性酸中毒恶化。8月25日9∶00血气分析示pH 6.93，10∶00出现快速心房颤动（心室率165次/min），BP 60/40 mmHg，意识丧失，立即液体复苏、去甲肾上腺素维持血压、气管插管机械通气、胺碘酮复律、纠酸及连续性肾脏替代治疗（CRRT）等抢救，抗生素调整为美罗培南，患者恢复窦性心律（100次/min），BP120/50 mmHg（去甲肾上腺素0.4 μg·kg -1·min -1）。8月26日腹部增强CT检查：肝内多发转移瘤，可疑门静脉右支局部癌栓形成。血培养：白色念珠菌。加用卡泊芬净抗真菌治疗；感染有所控制，复查血常规：WBC 19.20×10 9/L，PCT 3.57 nmol/L。8月27日8∶00患者再发快速心房颤动（心室率177次/min），BP为125/50 mmHg（去甲肾上腺素1 μg·kg -1·min -1），血气分析示：pH 7.30，PCO 2 31 mmHg，PO 2 93 mmHg，FiO 2 40%，钠143 mmol/L，钾4.4 mmo1/L，离子钙1.14 mmol/L。予以胺碘酮泵入，无效；10∶00缓慢静脉注射去乙酰毛花苷0.2 mg，13∶30恢复窦性心律（心室率90次/min），去甲肾上腺素减量至0.3 μg·kg -1·min -1可维持血压；16∶00心电监护示室性逸搏心律（40次/min），血压下降至75/30 mmHg，立即予肾上腺素1 mg静脉注射、去甲肾上腺素加量至0.5 μg·kg -1·min -1，维持血压120/40 mmHg，恢复窦性心律（100 次/min）。8月28日5∶00再发快速心房颤动（心室率142次/min），静脉注射去乙酰毛花苷注射液0.2 mg；7∶10出现室性逸搏心律，随即心搏骤停，心肺复苏2 min后恢复窦性心律；考虑洋地黄中毒，15∶30行血浆置换治疗。8月29日上午反复出现室性逸搏心律及心脏骤停；13∶00植入临时起搏器治疗；19∶58患者再次心脏骤停，心肺复苏未能成功，宣告临床死亡。死亡诊断：（1）白色念珠菌血症；（2）感染性休克；（3）多器官功能衰竭；（4）洋地黄中毒，室性逸搏心律，心脏骤停；（5）肝脏占位性病变：肝癌可能；（6）门静脉血栓形成；（7）2型糖尿病；（8）甲状腺功能减退症。8月30日地高辛血药浓度回报 > 5 ng/mL，标本采集时间8月29日7∶49（第2次用药后26 h）。

目的 研究不同治疗效果的结核患者肠道菌群、免疫功能,进一步探索不同治疗效果的结核患者之间是否存在差异菌群、免疫指标.方法 收集2020年1月-2021年2月长沙中心医院107例初治后的结核患者,通过查阅住院病历记录和采用面对面问卷访谈、登记的结果分为疗效不良组(n=32)和疗效良好组(n=75).采集患者粪便和血液样本,通过高通量测序、生物信息学技术以及流式细胞术、ELISA、结核药敏等相关技术,比较不同疗效组间样本肠道菌群多样性、免疫功能的差异.结果 与疗效不良组比较,疗效良好组γ-干扰素(IFN-γ)、CD4+％水平升高,肿瘤坏死因子(TNF-α)水平降低,差异均有统计学意义(t=2.222、2.377、2.104,P均＜0.05),而两组白细胞介素4(1L-4)、IL-10、CD3+％、CD4+/CD8+差异均无统计学意义(P均＞0.05).从目、科、属层面分析,未分类的丹毒丝菌在两组间差异均有统计学意义(U=983、983、982,P均＜0.05),其余细菌差异均无统计学意义(P均＞0.05);从细菌代谢及表型预测结果来看,两组在非同源末端连接、咖啡因代谢、吲哚生物碱合成及类固醇合成等细菌代谢功能方面差异均有统计学意义(Z=0.999、0.999、0.999、0.999,P均＜0.05);在需氧菌化能异养、宿主共生、芳香化合物降解、碳氢化合物降解和硝酸盐还原等功能方面差异均有统计学意义(Z=0.179、0.179、0.179、0.179、0.179,P均＜0.05);在感染耐药细菌方面,两组在感染耐多药结核分枝杆菌差异有统计学意义(x2=8.698,P＜0.05).结论 疗效不良的结核患者免疫功能较疗效良好的患者损伤严重;未分类的丹毒丝菌属可能是影响肺结核患者疗效不良的重要因素之一;肠道菌群的代谢功能低下、肠道菌群紊乱以及感染耐多药结核杆菌均对最终疗效有影响.

低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料.土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性.通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的高通量测序及mcrA、nifH、amoA和nirS等功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异.结果显示:稻田土壤细菌群落的α-多样性指数在86R27-3与MH86间无明显差异,且仅在水稻分蘖期86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86(P＜0.05);β-多样性分析表明土壤细菌或真菌群落组成在86R27-3与MH86间均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3 土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86(P＜0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86(P＜0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3 土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86(P＜0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P＜0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P＜0.05).定量PCR分析表明86R27-3 土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86(P＜0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P＜0.05).综上所述,低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成没有影响,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度.

目前尚不清楚地表臭氧(O3)污染下植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用对森林地上和地下固碳功能的影响.采用开顶式气室装置和结构方程模型,研究4种O3浓度下欧美杨107(Populus euramericana cv.'74/76')的光合性状、叶和细根生化性状、土壤理化因子和土壤微生物群落特征对地上和地下生物量降低的直接和间接效应.结果表明,O3浓度升高(86 nmol/mol)分别导致杨树地上、地下和总生物量相比对照分别下降16％、11％和15％,对地上生物量降低的影响大于地下生物量.结构方程模型发现光合速率、叶淀粉和叶非结构性碳水化合物对地上生物量有直接的影响;表明O3主要通过影响植物的光合生理代谢过程对地上生物量积累产生直接作用.O3对地下生物量的影响是通过直接影响叶氮和土壤总碳,叶氮再影响叶淀粉从而间接影响地下生物量.土壤pH、总碳和土壤微生物(细菌和真菌群落)对地上产生直接效应,且O3对真菌群落的影响效应大于细菌群落,表明植物通过地下过程对O3的响应可直接反馈作用于生物量的积累和分配过程.本研究通过解析植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用为评估O3污染对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据.

藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件.因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义.然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在功能机制尚不清楚.以古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮为研究对象,采用宏基因组测序技术,研究藻类结皮微生物群落及碳氮循环功能基因特征.研究结果表明蓝藻菌门、变形菌门、放线菌门是藻类结皮中主要微生物类群,在沙漠固碳和氮循环中起到重要作用.微生物α多样性结果显示仅物种丰富度指数在三个区域内存在显著差异.β多样性结果显示藻类结皮未因沙漠局部气候及理化因子差异产生微生物群落分化.而微生物群落功能基因对环境变化响应要比微生物群落更为敏感,沙漠东部和西部藻类结皮功能基因产生显著分化.三个区域微生物功能基因中还原型三羧酸循环是自养生物固碳主要途径,而卡尔文循环是光合生物固碳的主要途径,其中rpiA和rbcS基因更易受到降水影响.鞘脂单胞菌属、念珠藻属和伪枝藻属在参与固碳过程中表现出的差异,可能是导致固碳功能基因产生分化的原因之一.氮循环主要途径以硝酸盐还原为主,大部分氮素通过硝酸盐同化作用被土壤微生物转化为铵盐,少量氮素被反硝化为一氧化二氮和一氧化氮流失.沙漠藻类结皮固氮作用较弱,仅有念珠藻属和伪枝藻属参与,且存在nifH、nifD、nifK三个功能基因.这些固氮功能基因更易受到土壤中硝态氮含量的影响.硝化过程仅注释到氨单加氧酶或甲烷单加氧酶编码pmoABC-amoABC基因,而hao和nxrA、nxrB基因均未注释获得.

目的 筛选具有降解胆固醇功能和良好生物学特性的乳酸菌.方法 以胆固醇为唯一碳源的基础盐培养基从健康人体粪便中筛选具有降解胆固醇功能的乳酸菌,采用16S rRNA基因测序分析确定菌株种属,对其耐酸、耐胆盐、耐过氧化氢、发酵上清液抑菌活性、肠上皮细胞黏附及胆固醇清除能力等生物学特性进行系统评价,并选用综合性能良好植物乳植杆菌进行动物实验,探究其体内的降胆固醇功能.结果 经16S rRNA基因测序分析,获得5株具有降胆固醇功能的植物乳植杆菌,对其生物学特性进行评测,发现5株菌均具有良好的耐酸耐胆盐耐过氧化氢能力,在pH 3.0的酸性条件下处理6 h,活菌数与初始菌量保持在同一数量级;3.0g/L胆盐的条件下处理6h,其活菌数保持在106CFU/mL;1.0 mmol/L过氧化氢条件下处理6h,活菌数显著增加.MRS发酵上清液对5种常见的食源性致病菌都有不同程度的拮抗作用,其抑菌圈直径均大于8.5 mm;具有良好的肠上皮黏附特性,对Caco-2细胞的黏附率均大于25％;胆固醇清除能力差异较大,其中植物乳植杆菌GLPL03和GLPL04的清除能力较强,达到59％和53％.综合菌株性能,选用植物乳植杆菌GLPL03和GLPL04进行为期12周的动物实验,发现植物乳植杆菌GLPL03和GLPL04能够显著降低小鼠血清总胆固醇和总甘油三脂水平,缓解小鼠高胆固醇血症的发展.结论 健康人体来源的5株植物乳植杆菌具有良好的生物学特性,可作为益生菌进行深入研究.

目的 探究清热解毒方对痛风小鼠抗炎作用及对肠道菌群的影响.方法 将40只7～8周龄、体重20～22 g的SPF级C57BL/6雄性小鼠随机分为空白组(CON组)、模型组(MOD组)、别嘌醇组(ALLO组)、清热解毒方组(QRJD组),第1～35天每天早上CON组灌胃10 g/0.1 mL羧甲基纤维素,其余各组均灌胃氧嗪酸钾(500 mg/kg)+酵母膏(10 g/kg)混悬液制备高尿酸血症小鼠模型;第29天在异氟烷麻醉下,往CON组小鼠右踝关节注射50 μL无菌羧甲基纤维素,其余各组小鼠右踝关节注射等量尿酸钠溶液(50 mg/mL)制备痛风性关节炎模型,同时各组每天灌服相应药物进行治疗;第35天取材,取材小鼠禁食不禁水6 h,检测血尿酸、血肌酐、尿素氮等血液指标,踝关节苏木精-伊红、番红-固绿染色;踝关节免疫组化检测白细胞介素-10(interleukin 10,IL-10)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)抗炎指标;收集小鼠盲肠内容物,采用16S rDNA高通量测序法检测肠道菌群变化.结果 (1)用药治疗7 d后,与MOD组相比,QRJD组能有效降低疾病模型小鼠血尿酸(P＜0.001)、肌酐(P＜0.01)、尿素氮(P＜0.05)浓度,有效保护肾功能.(2)病理结果提示,与MOD组相比,苏木精-伊红染色发现QRJD组治疗后,关节滑膜增生有所减少,炎症细胞浸润得到减轻;番红-固绿发现中药复方软骨排列较前有序,软骨破坏较MOD组减轻,基质未见失染.(3)踝关节免疫组化结果提示CON组、MOD组IL-10、TGF-β1未见明显升高;与MOD组相比,QRJD组的IL-10、TGF-β 1表达升高(P＜0.05).(4)肠道菌群交互关系、多样性上,与CON组相比,MOD组特有的OTUs数目增加75个,而QRJD能减少MOD特有的OTUs数量,更接近CON组;4组间的α多样性未见明显差异(P＞0.05),而β多样性发现QRJD组的菌群组成更趋向于CON组水平(P=0.001).(5)肠道菌群差异分析结果显示,与 CON 组相比,MOD 组 Ruminococcaceae spp.、Dubosiella sp.、Tyzzerella sp.、Ileibacterium sp.和 Bacteroidales spp.等丰度增高(P＜0.05);与 MOD 组对比,QRJD 组 Lactobacillus sp.、Ligilactobacillus sp.和Bacteroides sp.等丰度上升(P＜0.05),且肠道菌群相互作用图显示菌群之间存在相互作用.(6)肠道菌群与肾功能、抗炎因子相关性分析中,Dubosiella sp.、Tyzzerella sp.、Bacteroidales spp.的相对丰度与SUA、SCR呈显著正相关(P＜0.05);而 Lactobacillus sp.、Ligilactobacillus sp.、Mitochondria spp.与 IL-10、TGF-β1 抗炎因子呈正相关,其中与TGF-β1较为显著(P＜0.05).(7)COG功能预测提示QRJD组功能集中于无机离子转运和代谢、碳水化合物运输与代谢等.结论 QRJD能有效调节免疫炎症-肠道微生态紊乱从而治疗痛风疾病,推测其防治痛风的机制是调节肠道菌群多样性以及调控Ruminococcaceae spp.、Dubosiella sp、Lactobacillus sp.等差异菌群丰度实现治疗痛风的目的.

为揭示罗汉松土壤微生物对不同氮磷钾养分水平的响应及规律,该研究以两年生罗汉松(Podocarpus macrophyllus)幼苗为试验树种,采用L9正交试验控制盆栽土壤的氮磷钾养分水平梯度,使用稀释平板涂布法和Biolog-ECO微平板法探讨不同土壤氮磷钾养分水平对罗汉松土壤微生物量和群落多样性及其对6种碳源的利用特征.结果表明:(1)随氮添加量的增加,土壤细菌(P＜0.05)和放线菌数量(P＜0.001)减少,真菌(P＜0.001)及固氮菌数量(P＜0.01)显著增加,土壤微生物群落的Pielou指数(P＜0.001)降低,Simpson指数(P＜0.05)和McIntosh指数(P＜0.001)升高,从而降低了土壤微生物对6种碳源的利用强度,特别是对难利用碳源胺类(P＜0.001)、羧酸(P＜0.001)、聚合物(P＜0.001)及其他化合物(P＜0.001)的利用强度显著降低.(2)磷添加量的增加显著降低了土壤微生物群落的Shannon指数(P＜0.05).(3)钾添加量的增加显著降低了土壤微生物群落的Shannon指数和Pielou指数及微生物群落对碳水化合物和氨基酸(P＜0.01)两类易利用碳源的强度.综上所述,氮添加和钾添加是影响罗汉松土壤微生物群落功能多样性的主要因素,在罗汉松培育时应注意少量多次施肥,降低氮和钾的添加量,适当提高磷添加量,以促进罗汉松的生长及其可持续培育.该研究从微生物的角度为罗汉松施肥及管护提供了理论依据.

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林.氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程.然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰.以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素.结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素.森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复.研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据.