目的:探讨宏基因组二代测序(mNGS)在免疫缺陷并发重症肺炎患儿中的应用，了解病原体分布，为临床经验性预防和治疗提供参考。方法:收集2019年7月至2020年7月在我院PICU确诊为重症肺炎的免疫缺陷患儿的一般临床资料、传统检测方法报告及mNGS结果，评估两者与临床判断的一致性。结果:23例患儿中，男15例，女8例，年龄1个月28 d～10岁，平均年龄(3.67±3.20)岁，共7例治愈，2例好转，14例死亡。均行mNGS检测，其中血标本21例，肺泡灌洗液标本2例。23例患儿中，单一感染者5例，混合感染15例。检测的病原中真菌15例(65.22%)，其中耶氏肺孢子菌12例，烟曲霉2例，白色念珠菌2例；病毒14例(60.87%)，其中巨细胞病毒10例(8例合并有耶氏肺孢子菌感染)，疱疹病毒3例，细环病毒2例(1例合并疱疹病毒感染)；细菌10例，其中不动杆菌3例，肺炎克雷伯杆菌1例，嗜麦芽窄食单胞菌1例，皮疽诺卡菌1例，葡萄球菌4例，地衣芽孢杆菌1例；支原体3例，且均为混合感染。mNGS的检验阳性率及与临床判断符合率均高于传统检验方法，差异有统计学意义( P<0.05)。共19例使用激素或免疫抑制剂，当发生重症肺炎时，使用时间1～6个月者达17例。 结论:免疫缺陷并发重症肺炎患儿多为混合感染，其常见病原菌为耶氏肺孢子菌及巨细胞病毒，使用mNGS可显著提高病原检出率，有效指导治疗。

目的:调查广东韶关丹霞地貌现存铁皮石斛野生资源的生存现状,为野生铁皮石斛就地保护、回归保育及仿野生栽培提供参考.方法:对国内铁皮石斛野生资源情况进行整理,基于本课题组近 10 年来对广东韶关丹霞地貌野生铁皮石斛资源分布和生境开展的跟踪调查,对 11 个调查地点的海拔、朝向、铁皮石斛数量、坡位、坡向进行分析,探讨丹霞地貌野生铁皮石斛植物形态和生境特点.结果:调查记录了广东韶关丹霞地貌中的野生铁皮石斛 300 余丛,约 3000 g,处于极度濒危状态;实地观察发现,野生铁皮石斛茎多呈紫红色,长 5～10 cm,有"形似蚱蜢髀"的茎条,叶铁锈色斑点明显;丹霞地貌的野生铁皮石斛大多生长在海拔 100～500 m的丹霞崖壁中部或近坡顶处,常与苔藓和地衣伴生,一般生长在东南至西南朝向、通风良好、傍水潮湿的丹霞岩壁上,且半阳偏阴、温凉高湿环境下长势较好.结论:野外考察证实,《本草经集注》中记载的"今用石斛出始兴"的石斛为铁皮石斛,其药用历史在 1500 年以上;丹霞地貌的铁皮石斛为目前国内铁皮石斛的主要种源之一;野生丹霞铁皮石斛因自身繁殖率低、人为长期采摘等原因,现已极度濒危,亟须开展铁皮石斛野生资源的调查与保护工作.

生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道.通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子.结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1 和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而 form IC和ID的Chao1 则在藻结皮达到峰值.物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主,而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势;ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高.IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异.生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构.为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑.

生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能.固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素.该区域生物结皮广泛发育,它们在干旱半干旱区土壤氮素积累过程中起着重要作用.但是该区域生物结皮不同发育阶段中的固氮潜力、固氮微生物群落多样性及其关键环境控制因子尚不清楚.以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,三种生物结皮类型和裸地对照为研究对象,采用Illumina HiSeq平台对nifH基因扩增产物进行生物信息学分析,揭示了固氮潜力及微生物群落多样性的分布规律.结果表明,生物结皮演替显著影响固氮酶活性、nifH基因丰度和固氮微生物α-多样性,各值均在苔藓结皮最高,显著高于其它演替阶段,且生物结皮层高于结皮下层土壤.在固氮微生物群落组成上,裸地以变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目为主;而在藻结皮、地衣结皮和藓结皮阶段,均表现为蓝藻门的念珠藻目占绝对优势,是固氮微生物的关键类群,其中Trichormus、念珠藻属是优势固氮物种;与藻结皮、地衣结皮相比,藓结皮中念珠藻目的相对丰度显著降低,而变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目的丰度明显上升.除此之外,蓝杆藻属、鱼腥藻属、斯克尔曼氏菌属、瘤胃梭菌属在藻结皮、地衣结皮、藓结皮也占明显优势.念珠藻目以及Trichormus的丰度与固氮酶活性、nifH基因丰度呈显著正相关关系,而与红螺菌目、酸硫杆菌目、梭菌目、根瘤菌目呈显著负相关;Trichormus相关的物种在黄土高原生物结皮氮输入过程中可能发挥着关键作用.生物结皮演替通过改变土壤pH值、有机质、全氮、含水量等理化特征而影响了微生境,通过环境筛选和物种重排作用对固氮微生物群落进行综合调控,其中pH与土壤全氮(TN)发挥着关键作用.

生物结皮在干旱半干旱区具有极为重要的生态功能,细菌是生物结皮中的重要微生物类群,在生物结皮形成、养分循环与调控过程中发挥着关键作用.然而,对于毛乌素沙地生物结皮演替过程中细菌群落多样性和关键环境因子的认识尚不清楚.因此,本文通过qPCR和高通量测序方法调查了毛乌素沙地裸地、藻结皮、地衣结皮和藓结皮之间的细菌丰度和群落多样性,并探究了生物结皮中细菌群落及其与关键环境因子之间的关系.结果表明,随着生物结皮的演替,细菌16SrRNA基因丰度呈显著上升趋势,细菌Chao1、Shannon指数和系统发育多样性呈先降低后增加的模式.生物结皮不同阶段的细菌门、目和属的相对丰度均存在显著差异,在裸地阶段优势细菌类群是拟杆菌门的噬几丁质菌目、放线菌门的红色杆菌目和变形菌门的根瘤菌目;藻结皮和地衣结皮中均以蓝藻门的颤藻目占绝对优势;藓结皮的细菌以拟杆菌门的噬几丁质菌目和变形菌门的根瘤菌目占优势.全磷、全氮、pH和总有机碳是影响土壤细菌群落的关键环境因子.综上所述,生物结皮的演替通过改变土壤理化特性,为细菌群落提供了不同生态位,其中,土壤养分和pH等环境因子对毛乌素沙地生物结皮细菌物种筛选和群落塑造发挥着重要作用.

植物可利用水分是决定沙生灌木生长的主要因子,生物土壤结皮(简称生物结皮)在降雨期影响降水入渗,而在干旱期改变土壤蒸发,从而影响土壤水分分布,最终可能影响灌木水分吸收.然而,关于不同降水条件下生物结皮对灌木水分吸收和水分胁迫的影响机制认识不清.以油蒿为研究对象,基于试验数据和1990—2019年气象数据,采用数学模拟,定量研究了毛乌素沙地不同降水条件下生物结皮对土壤水分分布和油蒿水分吸收的影响,评价干旱期生物结皮对油蒿水分胁迫的影响.结果表明:与无结皮处理相比,生物结皮处理的土壤蒸发降低了5.1％;生物结皮改善了干旱期的土壤水分条件;生物结皮降低了植物水分胁迫的比例,平均降低比例为8.1％;生物结皮提高了植物水分吸收,平均增加比例为12.8％;生物结皮和对照植物水分吸收的比值随季节降水量的增加而降低,均值为1.13.综上,生物结皮的出现并未消极地影响沙生灌木的水分吸收.研究结果有助于理解生物结皮与灌木的共生或竞争关系.

为探讨中国腹枝衣属地衣的物种多样性,进一步明确其分布特征与种类组成,该研究通过野外调查及采集地衣标本,结合形态、解剖、化学等方法,对 128 份采自中国热带及亚热带地区多个省份的腹枝衣属(Herpothallon)地衣标本进行了分类鉴定,共鉴定出腹枝衣属地衣 12 种,其中南方腹枝衣[H.australasicum(Elix)Elix&G.Thor]、颗粒腹枝衣(H.granulosum Jagadeesh Ram&G.P.Sinha)、喜马拉雅腹枝衣(H.himalayanum Jagadeesh&G.P.Sinha)、裂芽腹枝衣(H.isidiatum Jagadeesh Ram&G.P.Sinha)和小腹枝衣(H.minutum Jagadeesh)为中国新记录种.并且,对该属所有已知(已报道和本次鉴定)种类进行了综合分析.结果表明:(1)中国已知腹枝衣属地衣 14 种,占世界已报道种类的 29.17%.(2)地理成分有 5 种类型,即泛热带分布、热带亚洲至热带澳大利亚分布、热带亚洲和热带美洲间断分布、热带亚洲分布和中国特有分布.(3)中国腹枝衣属地衣主要分布在海拔 300～2 500 m的范围内.(4)生长基物多为树皮,叶生、石生和藓生的物种较少.该研究结果表明,中国南方腹枝衣属地衣的物种多样性较高,这对明确中国该属地衣物种组成以及地衣多样性保护具有重要意义.

生物土壤结皮在干旱区氮素地球化学循环中具有重要作用,研究不同生物土壤结皮下不同形态氮素含量的变化,解析生物土壤结皮对土壤养分影响过程和范围,有助于进一步理解生物土壤结皮的生态功能.本研究以古尔班通古特沙漠藻-地衣混生结皮和藓类结皮两种生物土壤结皮为研究对象,以裸沙为对照,测定生物土壤结皮层和0-100 cm内8个土层全氮、无机氮、可溶性有机氮、游离态氨基酸氮、微生物生物量氮等氮库含量,和土壤脲酶、硝酸盐还原态酶、亮氨酸氨基肽酶等土壤胞外酶活性.结果表明:1)结皮层各形态氮素含量和各土壤酶活性显著高于其下层土壤,结皮层和结皮下各层土壤氮库整体上表现为藓类结皮＞藻-地衣混生结皮＞裸沙;土壤氮库各形态氮素含量和土壤酶活性在垂直分布上均呈现先显著下降(0-20 cm)后稳定(20-100 cm)的趋势;在20-30 cm 土层,除裸沙的无机氮、钱态氮以及藻-地衣混生结皮的硝态氮外,其余速效氮(无机氮、硝态氮、铵态氮)含量具有增加的特点.2)土壤各氮库含量与全磷、有机碳、电导率、土壤脲酶和亮氨酸氨基肽酶活性呈正相关,与pH、土壤含水率呈负相关.3)利用氮循环相关指标建立土壤氮循环多功能指数,发现指数在0-100 cm 土层的变化趋势与土壤氮库分布保持一致.因此,随着生物土壤结皮的发育,各氮库氮素含量不断积累,结皮对土壤氮库的影响范围主要集中在表层土壤0-30 cm范围,对土壤更深层氮库含量的影响较小,生物土壤结皮影响氮库的同时,其他养分元素随之发生改变.

温带荒漠积雪覆盖是土壤含水量增加的重要方式,在冻融期带来丰富的水分变化.全球气候变化导致温带荒漠积雪深度时空格局发生改变,从而影响荒漠生态系统温室气体的通量.生物结皮在维持荒漠生态系统结构和功能的稳定具有非常重要的作用,但对环境的变化较为敏感,尤其是降水变化.然而,目前有关冻融期不同积雪条件下生物结皮温室气体通量的研究十分匮乏.CH4是重要的温室气体,选择古尔班通古特沙漠藓和地衣2种类型生物结皮为研究对象,以裸沙为对照,设置增雪、自然降雪(对照)和除雪三种处理,通过静态箱-气相色谱法,探究CH4通量在冻融期的变化特征.结果表明:冻融期多数情况下积雪处理和结皮类型对CH4通量影响不显著.荒漠生物结皮对CH4整体表现为吸收作用,是荒漠生态系统CH4重要的"汇".两种结皮类型及裸沙CH4的吸收速率呈现为地衣结皮(-10.12 μg m-2h-1)＞藓结皮(-1.73 μg m-2h-1)＞裸沙(-1.69 μgm-2 h-1).CH4通量通常与土壤5 cm深处的温度和水分的相关性不显著,对其他土壤理化因子响应较弱.研究结果表明,积雪处理不会对冻融期生物结皮CH4通量产生显著影响,全球变化条件下温带荒漠积雪的改变可能对土壤CH4的产生和吸收影响较小.

采用野外随机取样和室内萌发试验相结合的方法,对沙坡头人工植被区的藓类结皮、地衣结皮和裸沙覆盖区土壤种子库的组成及垂直分布特征进行了研究.结果表明:1)人工植被区土壤种子库的物种组成简单,以1年生草本为主,相较于裸沙,两种生物结皮的存在显著增加了土壤种子库的密度(P＜0.01),但降低了土壤种子库的物种多样性及其与地上植被的相似性;2)两种生物结皮覆盖区土壤种子库的总密度虽无显著差异,但在0-2 cm土层中,地衣结皮土壤种子库的密度显著高于藓类结皮(P＜0.05),而在2-5 cm和5-10 cm土层中,藓类结皮土壤种子库的密度高于地衣结皮,但差异不显著;3)不同生物结皮覆盖区土壤种子库的垂直分布特征存在差异,藓类结皮覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0-5 cm土层中,而地衣结皮和裸沙覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0-2 cm土层中,且随着深度的增加,土壤中有活力的种子急剧减少.该研究表明,相较于裸沙,生物结皮的存在不仅增加了土壤种子库的大小,还改变了土壤种子库的垂直分布格局.生物结皮层下仍有相当比例有活力的小种子,这些种子欠缺萌发条件,对地上植被的贡献作用较小,但它们的存在对荒漠生态系统健康及可持续发展具有重要意义.