合理的大豆-玉米间作模式可有效促进土壤磷周转与作物磷吸收,减少磷肥投入.为优化大豆与玉米间作系统对磷素的利用效率,本研究选用两种不同基因型大豆与玉米间作,探究其影响土壤磷组分及作物磷吸收的关键根际过程及机制.结果表明:间作显著消耗了大豆'粤春03-3'根际可溶性无机磷(CaCl2-P),而对大豆'Essex'根际磷组分无显著影响.间作显著增加了大豆'粤春03-3'的生物量和磷吸收量,比单作分别显著增加42.2％和46.9％,而对大豆'Essex'和玉米磷吸收量和生物量无显著影响.间作显著增加了'粤春03-3'总根长和根系分泌物总量,比单作分别增加了 19.7％和138.1％,且粤春'03-3'磷吸收量与总根长呈显著正相关,与可溶性无机磷含量呈显著负相关.综上,大豆-玉米间作对土壤磷组分与作物磷吸收的影响存在基因型差异,间作通过增加磷高效大豆根长与根系分泌物等促进磷吸收及根际土壤磷周转,从而提高其磷利用效率.本研究明确了大豆-玉米间作体系磷素利用的基因型差异及潜在机制,为优化大豆-玉米间作体系品种搭配、实现磷素高效利用与化肥减施增效提供了科学依据.

磷是限制植物生产力的重要养分之一,但土壤磷组分随林木生长发育阶段的变化特征仍不清楚.本研究以四川盆地华西雨屏区洪雅林场7个林龄(6、12、23、27、32、46、52a)柳杉人工林为对象,采集0～20 cm 土壤样品,运用Hedley磷分级法测定土壤磷组分含量,探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的差异.结果表明:柳杉人工林土壤全磷含量为231.93～370.27 mg·kg-1,在幼龄林(6 a)最低,中龄林(12 a)最高;土壤总无机磷和总有机磷含量随林龄增加呈先增后降和增加的趋势.总无机磷占全磷的比例随林龄增加呈下降趋势,而总有机磷则相反.活性无机磷组分、活性有机磷组分和中等活性有机磷组分含量随林龄增加而增加,可能与pH降低和有机碳增加有显著关联.中龄林(12a)和成熟林(32a)的中等活性无机磷组分含量显著高于其他林龄.稳定态磷组分含量随林龄增加呈先增加后降低趋势,土壤容重增加和土壤含水率降低是重要影响因素.多元线性回归模型与Pearson相关性分析表明,活性无机磷与林龄无显著相关,中等活性有机磷随林龄增加而升高能正向影响活性无机磷生成.本研究发现表层土壤磷组分会随着林龄增加发生变化,这有助于对相应林龄土壤磷素出现的问题提出解决措施,为柳杉人工林提质增效与土壤肥力维持提供理论依据.

土壤团聚体在土壤磷贮存和调节磷有效性中起重要作用,然而森林更新方式如何影响土壤团聚体磷组分仍不清楚.本研究选取米槠天然林经不同强度干扰形成的米槠次生林(轻度干扰)、米槠人促更新林(人促林,中度干扰)及杉木人工林(重度干扰)为对象,通过分析土壤团聚体粒径组成、全土和团聚体磷组分、磷吸附指数(PSOR)、磷遗留指数(PLGC)、磷饱和度(DPSM3)等指标,探究森林更新方式对全土及团聚体磷有效性及供磷潜力的影响.结果表明:森林更新方式显著影响土壤团聚体组成.米槠次生林和人促林土壤粗大团聚体(＞2 mm)占比显著高于杉木人工林,而土壤粉黏粒团聚体(＜0.053 mm)则表现为相反趋势.土壤团聚体组成显著影响土壤磷组分含量.土壤活性磷组分(可溶性磷PSOL、速效磷PM3)含量随团聚体粒径减小而降低;总磷(TP)、有机磷(Po)、中等活性磷组分(无机磷PiOH、有机磷PoOH)、闭蓄态磷(POCL)含量、PSOR、PLGC随团聚体粒径减小呈先降低后升高的趋势,具体表现为粗大团聚体和粉黏粒团聚体中的TP、Po和PiOH含量显著高于细大团聚体(0.25～2 mm)和微团聚体(0.053～0.25 mm).森林更新方式显著影响全土和团聚体磷组分含量.米槠次生林全土 TP、Po、PSOL和PM3含量显著高于米槠人促林和杉木人工林,米槠次生林不同粒径团聚体PSOL和PM3含量均显著高于杉木人工林.森林更新方式显著影响土壤团聚体磷组分组成及供磷潜力.米槠人促林土壤不同粒径团聚体PSOL和PM3占TP的比例显著低于米槠次生林,米槠次生林土壤不同粒径团聚体PSOR和DPSM3显著高于杉木人工林.综上,自然更新更有利于维持土壤磷有效性,森林更新会通过改变土壤团聚体组成进而影响土壤磷有效性及供磷潜力.

目的:基于网络药理学和动物实验,探讨利咽方治疗慢性咽炎的作用机制.方法:从TCMSP数据库中收集利咽方中的有效成分及作用靶点,从GeneCards数据库中收集慢性咽炎的相关靶点,然后通过Venny和STRING网站得到交集靶点,对交集靶点进行KEGG通路分析和Gene Ontology富集分析.并采用Tongg氨水直接喷雾法建立大鼠慢性咽炎模型对上述网络药理学的结果进行验证.结果:共收集利咽方中141个活性化合物和205个作用靶点以及1 950个疾病靶点,取交集得到112个靶点,交集靶点的PPI网络分析得到IL-6、TNF和IL-β等重要靶点.KEGG通路显示,与利咽方治疗慢性咽炎关联度较高的通路为癌症相关通路.GO富集分析结果表明,利咽方的治疗作用生物过程主要涉及无机物反应;细胞组分主要涉及膜筏、细胞器外膜、囊腔等位置;分子功能主要涉及细胞因子受体结合、DNA转录因子结合等功能.动物实验结果显示,利咽方能有效降低血清中TNF-α、IL-1β、IL-6的水平,降低大鼠咽喉黏膜组织中TLR-4、NF-κBp65及磷酸化I-κBα蛋白水平.结论:通过网络药理学预测了利咽方的有效成分及其治疗慢性咽炎的潜在靶点,同时进行的动物实验表明利咽方可通过调节TLR-4/NF-κB信号通路,治疗氨水诱导的大鼠慢性咽炎.

为探究不同土地利用类型盐碱土无机磷组分特征及其影响因素,以华北地区典型盐碱地为供试土壤,分析辣椒地、轻度盐碱玉米地、重度盐碱玉米地、向 日葵地、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和裸地共8种土地利用类型土壤无机磷组分的差异特征.结果表明:盐碱土壤无机磷组分中Ca10-P所占比例最高,其他磷组分含量依次表现为Ca8-P＞Al-P＞O-P＞Fe-P＞Ca2-P.冗余分析和相关性分析结果表明,Ca2-P和Ca8-P与土壤pH、电导率、钠吸附比呈显著负相关(P＜0.05),与速效磷、速效氮、速效钾呈显著正相关(P＜0.05),土壤理化因子共解释了 36.03％无机磷组分特征.因此,盐碱土中Ca2-P、Ca8-P是土壤磷有效性的关键组分,且主要受到pH、电导率和钠吸附比影响.根据8种土地利用类型土壤磷组分差异和理化性质,辣椒和向 日葵可分别作为轻度和重度盐碱地改良利用的首选农作物,羊草可作为盐碱地生态修复的草地物种.此外,可以通过改善盐碱地土壤pH、电导率、钠吸附比、有机质等理化性质来提高土壤磷有效性.

[背景]慢性过量氟暴露会导致中枢神经系统出现损伤,造成一定程度的学习记忆功能损害,然而其损伤机制尚不明确,仍需进一步探究.[目的]应用 4D非标记定量蛋白质组学技术探究慢性过量氟暴露致大脑损伤的差异表达蛋白及其潜在的作用机制.[方法]选取SPF级成年SD大鼠 24只,雌雄各半,采用随机数字表法分为对照组与染氟组,每组 12只.其中,对照组饮用自来水(氟含量<1 mg·L-1),染氟组饮用氟化钠溶液(氟含量10 mg·L-1),两组均饲以普通鼠饲料(氟含量<0.6 mg·kg-1).饲养 180 d后称SD大鼠的体重,随后取部分脑组织分别行苏木素-伊红(HE)染色和尼氏体染色的病理学检查,其余脑组织速冻后于-80℃保存.每组脑组织样本随机挑选 3份进行蛋白质组学检测,筛选出差异表达蛋白并进行亚细胞定位分析,随后进行基因本体(GO)功能分析、京都基因和基因百科全书(KEGG)通路分析、聚类分析及蛋白相互作用网络分析获得关键蛋白.最后选用脑组织样本提取蛋白行蛋白免疫印迹实验检测关键蛋白的表达水平.[结果]饲养 180 d后,染氟组SPF级成年SD大鼠的体重较对照组明显降低(P<0.05).HE染色结果显示染氟组大鼠脑皮质未见明显形态变化,海马区见神经元丢失、神经元排列层次不整齐、部分神经元嗜酸性变和胞体固缩.尼氏染色结果显示染氟组大鼠脑皮质及海马区神经元染色变浅(尼氏体减少).蛋白质组学检测共鉴定出 6927个蛋白,经过筛选在对照组与染氟组中获得差异表达蛋白 206个,包括 96个表达上调蛋白和 110个表达下调蛋白,差异蛋白主要定位于细胞质(30.6%)、细胞核(27.2%)、线粒体(13.6%)、质膜(13.6%)和胞外(11.7%).GO分析结果显示差异表达蛋白主要参与铁离子运输、多巴胺神经元分化的调控和炎症反应中呼吸爆发的负调控等生物过程,行使亚铁结合、铁氧化酶活性、细胞因子活性等分子功能,位于滑面内质网膜、膜的固定成分、氯化物通道复合体等细胞组分.KEGG显著富集通路为次级代谢产物的生物合成、碳代谢和多样环境中的微生物代谢等.差异蛋白相互作用网络分析结果显示葡萄糖-6-磷酸异构酶(Gpi)连接度最高.经蛋白免疫印迹实验检测,Gpi在染氟组成年SD大鼠脑组织中表达水平较对照组降低(P<0.05).[结论]慢性氟中毒大鼠脑组织中存在多种差异表达蛋白,其功能与次级代谢产物的生物合成、碳代谢和多样环境中的微生物代谢有关;Gpi可能参与慢性过量氟暴露致脑神经损伤.

目的 基于网络药理学和分子对接技术探究黄芪-地黄药对治疗糖尿病的作用机制.方法 通过中药系统药理学数据库分析平台及中医药整合药理学研究平台分别筛选得到黄芪、地黄的活性化学成分,再利用SwissTargetPrediction数据库获取活性化学成分的作用靶点.通过GeneCard?数据库、DisGeNET数据库检索糖尿病相关靶点.将上述靶点取交集,利用STRING平台和 Cytoscape 软件构建交集靶点的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络以筛选出核心靶点.运用Cytoscape软件构建药物-成分-靶点-疾病网络以筛选核心活性化学成分.采用Metascape软件对交集靶点进行功能富集分析和通路富集分析.采用AutoDock Tools 1.5.7 软件对核心活性化学成分与核心靶点进行分子对接分析.结果 共筛选到12 个地黄活性化学成分和13 个黄芪活性化学成分,活性化学成分的作用靶点582 个,糖尿病相关靶点1 646 个,交集靶点176 个.黄芪-地黄药对治疗糖尿病的核心靶点为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)1、肿瘤坏死因子(TNF)、GAPDH、表皮生长因子受体(EGFR)、原癌基因酪氨酸蛋白激酶(SRC),核心活性化学成分为3,9-di-O-美迪紫檀素、华良姜素、京尼平苷、异鼠李素、山柰酚、槲皮素.交集靶点涉及对激素的反应、对无机物的反应、细胞对含氮化合物的反应等生物过程,涉及膜筏、膜微区、细胞质的核周区域等细胞组分,涉及以醇基为受体的磷酸转移酶活性、蛋白激酶活性、激酶活性等分子功能,以及涉及磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT信号通路、胰岛素信号通路、胰岛素抵抗、糖尿病并发症中的晚期糖基化终末产物(AGE)-糖基化终末产物受体(RAGE)信号通路、TNF信号通路、低氧诱导因子1(HIF-1)信号通路等信号通路.分子对接结果显示,所有核心活性化学成分与核心靶点均结合良好.结论 黄芪-地黄药对的3,9-di-O-美迪紫檀素、华良姜素、京尼平苷、异鼠李素、山柰酚、槲皮素等活性化学成分可能通过作用于AKT1、TNF、GAPDH、EGFR和SRC等靶点,调控PI3K/AKT信号通路、胰岛素信号通路、胰岛素抵抗、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、HIF-1 信号通路、TNF信号通路等,从而发挥治疗糖尿病的作用.

黑土作为承担我国粮食安全与生态安全的重要土壤资源,其碳排放特征与碳库组分变化一直是生态学领域研究的热点.施肥是影响黑土有机碳输入、输出的重要因素,而这需要长时间尺度的探究.为明确长期不同施肥下的土壤碳排放特征及其影响机制,以始于1990年的国家土壤肥力与肥料效益监测网站黑土监测基地-公主岭为研究平台,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、无机肥配施低量有机肥(NPKM1)、1.5倍的无机肥配施低量有机肥(1.5 (NPKM1))、无机肥配施高量有机肥(NPKM2)和无机肥配施秸秆(NPKS)6个处理,探讨了长期不同施肥下土壤碳排放量(CO2-C)与土壤碳库组分包括水溶性有机碳(DOG)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)及其p-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖酶(BXYL)、纤维素酶(CBH)和乙酰基β-葡萄糖胺酶(NAG)等酶活性变化.结果表明:与CK相比,各施肥处理均可以显著增加黑土土壤碳排放量(P＜0.05),其中,NPK处理土壤碳排放量约为2633.33 kg/hm2,显著高出CK处理37.36％;长期有机无机配施(NPKM1、1.5(NPKM1)、NPKM2)显著增加土壤碳排放量71.81％-88.51％,效果最为明显;NPKS显著增加土壤碳排放量56.32％,并且三种长期有机无机配施措施碳排放差异不显著.相对CK处理,有机无机配施的DOC、MBC、POC、ROC均有显著增加(P＜0.05),各指标分别高出CK处理16.07％-56.34％、128.84％-185.77％、284.15％-497.45％和841.03％-1145.94％,其中1.5(NPKM1)处理效果最好.同时,有机无机配施相对CK处理的NAG、BG、BXYL和CBH活性分别提高了313.22％-452.65％、129.45％-250.74％、159.08％-273.32％和72.21％-193.53％,且以1.5(NPKM1)处理的效果最好.土壤碳排放量与土壤酶活性、土壤活性碳库组分之间的相关性分析结果表明,长期不同施肥措施的土壤碳排放量不但与土壤ROC、DOC、POC、MBC含量呈极显著相关(P＜0.001),也与土壤BG、NAG、CBH、BXYL酶活性呈极显著相关(P＜0.001),说明施肥可以通过改变土壤各活性碳库组分含量与土壤微生物活性影响土壤碳排放量.

以小兴安岭原始阔叶红松林(对照)和经过轻度、中度和强度择伐干扰后形成的天然林林地表层(0～10 cm)土壤为对象,采用Sui修正后的Hedley磷素分级法对土壤样品进行连续浸提,研究不同林地土壤各形态磷素含量的差异及变化规律,分析择伐干扰对阔叶红松林土壤磷素有效性的影响.结果表明:各林地土壤全磷含量为1.09～1.66 g·kg-1,以原始阔叶红松林最高,强度择伐林地最低,且不同处理间差异显著;各林地土壤有效磷和磷素活化系数的变化幅度分别为7.26～17.79 mg·kg-1和0.67％ ～ 1.07％,均表现出随择伐强度的增加而显著降低;除酸溶性有机磷(HCl-Po)外,经过择伐干扰的林地与原始林相比,土壤水溶性磷(H2O-Pi)、碳酸氢钠磷(NaHCO3-P)、氢氧化钠磷(NaOH-P)、酸溶性无机磷(HCl-Pi)和残留磷(Residual-P)含量均表现出随择伐强度的增加而降低的趋势.各组分间以水溶性(H2O-Pi)与土壤有效磷的相关系数最大(0.98),但其含量仅占磷素总量的1.5％ ～2.2％;氢氧化钠磷(NaOH-P)含量占磷素总量的48.0％以上,是土壤的潜在磷源.可以认为,择伐干扰通过显著降低土壤无机态磷和氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)的含量,限制和影响了阔叶红松林土壤有效磷及潜在磷源的供应水平,并且其表现出随择伐强度的增加而逐渐降低的趋势.

以南京溧水林场间伐10年后的30年生马尾松(Pinus massoniana)人工林为对象,研究了不同间伐强度(对照,未间伐,CK;弱度间伐,LIT,25％;中度间伐,MIT,45％;强度间伐,HIT,65％)对根际土壤磷组分的影响.结果表明,与对照相比,中度间伐显著降低了根际土壤全磷和有机磷含量;强度间伐显著降低了根际土壤无机磷总量,且各处理间差异显著;中度和弱度间伐增加了根际土壤酸性磷酸酶活性以及速效磷、微生物量磷和活性磷含量(H2O-Pi、NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po),而显著降低NaOH-Po含量;间伐对稳定态磷含量(HCl-P和残留-P)影响不显著.除稳定态磷外,根际土壤中磷组分含量均大于非根际,具有明显的正根际效应.土壤含水量、pH、有机质含量及酸性磷酸酶活性是影响土壤磷含量的重要因子.弱度和中度间伐有利于提高根际土壤磷的有效性.