开展氮沉降对森林土壤-微生物-胞外酶化学计量特征影响的研究,可为理解氮沉降对森林生态系统元素循环和养分限制的影响提供理论基础.本研究以云南松林为对象,于2019年开始进行氮沉降模拟试验,设置对照(CK,0g N·m-2·a-1)、低氮(LN,10 g N·m-2·a-1)、中氮(MN,20 g N·m-2·a-1)、高氮(HN,25 gN·m-2·a-1)4个处理,于2022年9月采集土壤样品(分为0～5、5～10、10～20 cm 土层)测定土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳氮磷(MBC、MBN、MBP)以及碳氮磷获取酶活性.结果表明:与对照相比,氮沉降显著抑制了土壤有机碳含量、C∶N和C∶P,降幅分别为6.9％～29.8％、7.6％～45.2％和6.5％～28.6％;促进了土壤全氮含量和N∶P,增幅分别为10.0％～45.0％和19.0％～46.0％;对土壤全磷含量则无显著影响;除土壤C∶N和C∶P外,土壤养分含量及化学计量比均在0～5cm 土层最高.MN和HN处理显著抑制了土壤MBN,降幅为11.0％～12.7％,氮沉降下土壤MBC和MBP及相关计量比无显著变化;0～5 cm 土层的土壤微生物养分含量显著高于其余土层.氮沉降显著抑制了纤维素二糖水解酶和亮氨酸氨基肽酶活性(降幅为14.5％～16.2％和48.7％～66.3％);HN处理促进了 β-1,4-葡萄糖苷酶活性(增幅68.0％),但抑制了土壤酶化学计量碳氮比和氮磷比(降幅95.4％和88.4％);LN和MN处理促进了 β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性(增幅68.3％～116.6％),但抑制了土壤酶化学计量碳磷比(降幅14.9％～29.4％);碱性磷酸酶活性无显著变化;土壤酶活性均随土层加深而显著降低.相关性分析表明,土壤全氮、全磷、微生物养分与矢量角度(表征微生物氮或磷限制)均呈显著负相关,而矢量长度(表征微生物碳限制)与矢量角度始终呈显著正相关,代表微生物碳限制与磷限制之间协同促进.氮沉降在缓解云南松林微生物氮限制的同时逐渐向磷限制转变,此外,研究区还受到微生物碳限制,且微生物碳和磷限制的关系呈正比.

探索森林土壤中的养分限制对森林抚育和管理具有重要意义,然而目前关于黄土高原刺槐人工林植被恢复过程中微生物受到的养分限制的研究并不充分.本研究为探究黄土高原刺槐林土壤中微生物养分的限制情况,在陕西省永寿县选择不同造林时间(15、25、35、45年)的刺槐人工林以及林地旁边的摞荒坡耕地(对照)为研究对象,分析了不同林龄下土壤有机质、全氮、全磷含量,以及与土壤碳、氮、磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和磷酸酶(AP)活性的变化特征,通过化学计量和酶计量解析土壤养分限制状况.结果表明:土壤pH随植被恢复由碱性变为酸性;全磷在刺槐植被恢复的0～25年间逐渐降低;土壤有机碳、全氮和酶活性在0～25年间呈上升趋势.土壤全磷、有机碳、全氮、AP和LAP在25～45年间逐渐降低;NAG、BG、CBH在25～45年间先增加再降低.植被恢复过程中刺槐林的(BG+CBH)/(LAP+NAG)、(BG+CBH)/AP、(LAP+NAG)/AP均高于全球尺度的平均值.本研究区刺槐恢复过程中矢量长度小于1且逐渐增大,表明微生物碳限制逐渐增强;矢量角度大于45°且整体上降低,表明土壤微生物受磷限制且磷限制逐渐减缓,未出现微生物氮限制.刺槐人工林植被恢复过程中土壤理化性质变化明显,造林时间序列影响了土壤微生物的养分限制状况.

土壤微生物是连接地上植被和土壤养分循环的关键枢纽,然而对于毛乌素沙地生态恢复过程中植被和土壤对微生物群落的影响还不明确.本研究以流动沙丘为对照(0年),以10、30、50和70年的柠条固沙林土壤为研究对象,将磷脂脂肪酸(PLFA)标记法与灌木、草本植物和土壤因子结合,探究不同恢复年限下土壤微生物群落特征的变化规律及其调控因子.结果表明:随着恢复年限的增加,生态恢复效应指数显著增加.0、10、30、50 和 70 年的总 PLFA 含量分别为 47.75、55.89、63.53、67.23 和 82.29 nmol·g-1.随着生态恢复指数增加,细菌含量和革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比均显著增加;革兰氏阴性菌群落含量和真菌与细菌比均显著下降.灌木、草本植物和土壤因子能解释土壤微生物群落72.4％的变异,其中土壤因子的贡献高于植被因子.毛乌素沙地土壤微生物群落的总PLFA含量随恢复年限的增加而增加,并且土壤含水量、酸碱度、全氮和土壤有机碳为影响土壤微生物群落特征的主要驱动因子.随着毛乌素沙地柠条固沙林恢复年限的增加,主要由土壤因子驱动的土壤微生物群落结构发生显著变化.

本研究以福建三明森林生态系统国家野外观测研究站的青冈、格氏栲、马尾松、闽楠、香樟林5种人工林为研究对象,分析了 0～10 cm表层土壤微生物呼吸对葡萄糖添加的代谢响应.结果表明:与对照相比,葡萄糖添加使土壤微生物呼吸提高了 82.4％～349.5％,不同树种间差异显著.对照中,土壤微生物呼吸与微生物生物量、土壤有机碳及真菌/细菌有显著的相关关系,表明在没有活性碳供应时,微生物代谢受土壤有机碳含量的调控,且与土壤微生物生物量和群落结构有关.在葡萄糖添加处理中,土壤微生物呼吸与土壤总氮、溶解性有机氮和矿质氮呈显著正相关,表明当活性碳供应充足时,微生物代谢主要受土壤氮含量及其有效性制约.微生物呼吸的代谢响应,即葡萄糖添加处理与对照土壤微生物呼吸的比值,主要受土壤碳氮比的影响,呈现出微生物代谢响应随土壤碳氮比的下降而升高.此外,土壤pH也是影响微生物代谢响应的重要因素.土壤碳、氮含量及有效性对微生物呼吸的影响依赖于微生物是否受碳限制,土壤碳含量调控了碳限制时的微生物呼吸,而土壤氮含量及有效性调控了碳限制解除后的微生物呼吸.

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

探明石漠化土壤碳组分积累和分配对丛枝菌根真菌(AM)与蚯蚓接种的响应,可为提升石漠化土壤固碳潜力及生物修复效率提供数据参考.本研究选择白枪杆为寄主植物,设置接种摩西斗管囊霉(FM)、蚯蚓(E)、蚯蚓+摩西斗管囊霉(E+FM)和不接种(CK)4个处理,研究不同处理土壤碳组分(总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳)及其分配(微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、惰性有机碳/总有机碳)的时空变化.结果表明:1)蚯蚓、丛枝菌根真菌单独与共同接种处理均显著促进了土壤碳库各组分积累.与CK相比,接种处理土壤碳组分含量均值的增幅表现为:E+FM＞E＞FM,接种处理显著促进了 土壤微生物生物量碳/总有机碳(30.5％～68.5％)和易氧化有机碳/总有机碳(31.2％～39.2％),但降低惰性有机碳/总有机碳(2.9％～16.2％).2)不同处理土壤碳组分积累和分配的时空变化存在差异.各碳组分含量最大值均出现在6月,其中E+FM处理各碳组分含量较CK的增幅(33.0％～122.1％)显著高于E(31.2％～95.4％)和FM处理(9.2％～41.3％);微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳最大值出现在6月,惰性有机碳/总有机碳最大值则出现在12月,此时3个接种处理各碳组分占有机碳的比例较CK的变幅表现为:E+FM＞E＞FM;各碳组分含量及其分配均沿土层加深递减(9.7％～146.2％),其中E处理碳组分含量降幅最小,而E+FM处理微生物生物量碳/总有机碳和易氧化有机碳/总有机碳降幅最小、惰性有机碳/总有机碳降幅最大.3)3个接种处理土壤理化性质变化显著影响各有机碳组分积累及分配,其中碳库组分含量及分配与土壤pH呈极显著负相关,与其他土壤指标呈显著正相关.4)主成分分析显示,土壤含水量、全氮、全磷是影响碳组分积累的主要驱动因子,而土壤含水量、全磷、pH是影响土壤碳组分分配的主控因子.因此,蚯蚓、AM真菌及其交互作用均显著影响石漠化土壤碳组分积累与分配,其影响程度主要取决于土壤含水量、pH及氮磷养分状况.

目的:探究短期极低热量限制(very low-calorie restriction，VLCR)对超重/肥胖2型糖尿病患者的代谢改善疗效，结合微生物多样性检测技术明确肠道菌群的变化，探讨VLCR临床疗效的机制。方法:纳入14例超重/肥胖2型糖尿病患者，住院进行9天VLCR(热量摄入300~600 kcal/d)。在VLCR前后，测量受试者体重、腰围、血压和心率等指标，计算体重指数。检测空腹血糖、餐后2 h血糖、空腹胰岛素、血脂等糖脂代谢指标，并计算稳态模型评估的胰岛素抵抗指数。检测肝肾功能、电解质等指标，计算估计的肾小球滤过率。使用SPSS软件分析上述指标在治疗前后的差异。收集受试者VLCR前后的粪便，运用16S rDNA高通量测序技术对粪便样本进行肠道微生物多样性检测，专业软件分析VLCR前后肠道菌群的差异。结果:9天VLCR后，超重/肥胖2型糖尿病患者的体重、体重指数、腰围、血压、空腹及餐后2 h血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数、碱性磷酸酶、三酰甘油和尿素氮显著降低( P<0.05)。血清丙氨酸转氨酶、天冬氨酸氨基转移酶、γ-谷氨酰转肽酶、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、肌酐、估计的肾小球滤过率、尿酸、白蛋白、钙和磷无明显变化( P>0.05)。粪便中肠道菌群的α多样性无显著改变，拟杆菌门的丰度显著升高，厚壁菌门/拟杆菌门的比值从11.79显著下降至4.20。组间差异分析得出狄氏副拟杆菌是关键的差异菌种。 结论:VLCR可显著改善超重/肥胖2型糖尿病患者的体重和糖脂代谢，且无严重不良事件的发生。狄氏副拟杆菌可能是VLCR的标志肠道菌群。

目的:研究酪酸梭菌对db/db小鼠肾组织的保护作用及机制。方法:14周龄db/db小鼠按数字表法随机分为糖尿病肾病组(db/db组， n＝10)和酪酸梭菌治疗组(db/db+Cb组， n＝7)，选用同周龄db/m小鼠为正常对照组(db/m组， n＝10)。db/m和db/db小鼠给予0.9%氯化钠溶液灌胃，db/db+Cb小鼠给予等量的酪酸梭菌溶液灌胃，连续灌胃8周。检测血肌酐、空腹血糖和尿白蛋白/肌酐比值(ACR)等指标；HE染色观察肾组织病理变化；实时荧光定量PCR检测肾组织过氧化物酶体增殖物活化受体γ协同刺激因子-1α(PGC-1α) mRNA表达情况；免疫组化及蛋白免疫印迹法测定肾组织核因子-κB(NF-κB)、胰升糖素样肽1受体(GLP-1R)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)蛋白的表达。采用16S rRNA法、液相色谱质谱联用和气相色谱质谱联用分别测定肠道菌群、血清和粪便短链脂肪酸(SCFAs)水平。 结果:与db/db小鼠相比，db/db+Cb小鼠通过补充酪酸梭菌后一般状态改善，空腹血糖、血尿素氮、ACR、血肌酐、肾脏组织中白细胞介素6(IL-6)水平降低(均 P<0.05)；病理显示，小鼠肾组织损伤有不同程度的改善；肾组织中PGC-1α mRNA表达量上升( P<0.05)；肾组织NF-κB蛋白表达下降，GLP-1R、磷酸化腺苷酸活化激酶(p-AMPK)/AMPK蛋白表达上调(均 P<0.05)；酪酸梭菌调节了肠道微生物群的组成，血清和粪便中总SCFAs含量升高(均 P<0.05)。 结论:酪酸梭菌能增加肾组织GLP-1R表达，促进AMPK磷酸化，减轻小鼠肾组织损伤，推测与调节富产SCFAs菌群有关。

目的:对先天性肾盂输尿管连接部(ureteropelvic junction，UPJ)狭窄患儿狭窄段输尿管组织与邻近正常输尿管组织进行比较蛋白质组学研究，探索先天性UPJ狭窄的可能病因及发病机制。方法:以厦门大学附属第一医院收治的30例先天性UPJ狭窄并在本院行Anderson-Hynes术的患儿为研究对象，标本离体后立即取狭窄段输尿管组织(A组， n＝30)及与狭窄段远端邻近的正常输尿管组织(B组， n＝30)。采用基于串联质谱标签(tandem mass tag，TMT)标记的高通量蛋白质组相对定量方法对两组中的差异蛋白进行高通量筛选，随后对筛选出的差异蛋白进行平行反应监测(parallel reaction monitoring，PRM)的靶向蛋白质组学定量验证，利用生物信息学方法对差异蛋白进行基因本体(gene ontology，GO)功能注释、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)通路注释的富集分析，并对蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)网络进行分析。 结果:两组标本共鉴定出蛋白质6 093种，包含差异蛋白160种，其中表达上调的65种，表达下调的95种。进行PRM相对定量分析的9种目标蛋白中，碳酸酐酶1等7种蛋白质在A组与B组的蛋白含量比值，在PRM和TMT的定量结果中均小于1；磷脂酰肌醇蛋白聚糖-6和具有多重剪接的RNA结合蛋白在A组与B组的蛋白含量比值，在PRM和TMT的定量结果中均大于1。GO功能富集分析发现，两组中差异表达蛋白质在体液免疫反应、抗微生物体液反应、对真菌的反应、对真菌的防御反应和对细菌的防御反应等生物学过程的GO功能富集度具有高的显著性水平( P<0.05)。KEGG通路富集分析结果表明，氮代谢、PPAR信号通路等20条信号通路富集度具有高的显著性水平( P<0.05)。在PPI网络中，连接度最高的蛋白质是：中性粒细胞弹性蛋白酶(连接度为9)和组织蛋白酶抑制素抗菌肽(连接度为8)。 结论:比较蛋白质组学研究结果提示，先天性UPJ狭窄的发病与微生物感染相关，这为进一步研究先天性UPJ狭窄的病因及发病机制提供了参考。

目的:探索重度特应性皮炎（AD）成人患者急性期及缓解期皮肤微生态结构和功能的变化特点。方法:采集2019年10月至2020年11月于广州市皮肤病防治所门诊就诊的4例成人重度AD患者急性期和缓解期5个部位（面颊、肘窝、手背、腹部、下肢）皮屑标本，利用第二代高通量测序技术进行宏基因组测序，构建皮肤微生物样本基因集，获得各个样本的物种注释信息并进行生物信息学数据分析。结果:4例重度AD患者皮肤中，共检测到18个门，37个纲，73个目，142个科，237个属，331个种。与急性期相比，缓解期AD患者皮肤微生物群落多样性上升，皮肤微生物的相对丰度发生变化（ P < 0.05）。在微生物种水平上，金黄色葡萄球菌对AD急性期的影响程度最高，表皮葡萄球菌、奥斯陆莫拉菌、弗朗西丝菌、科氏葡萄球菌、沃氏葡萄球菌、球形马拉色菌以及限制性马拉色菌在AD缓解期富集（｜lg线性判别分析值｜ > 2，Kruksal-Wallis检验，均 P < 0.05）。对微生物丰度差异基因行KEGG功能通路分析，共注释富集于355个功能通路，其中显著富集的通路38个（均 P < 0.05），主要涉及金黄色葡萄球菌感染、色氨酸代谢、组氨酸代谢、氮代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成与降解、脂肪酸降解及过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路等。 结论:重度AD患者急性期和缓解期皮肤微生态结构存在显著差异，预测其可能与多个功能通路（如金黄色葡萄球菌感染、色氨酸代谢、组氨酸代谢、氮代谢等）水平相关。