高脂血症(hyperlipidemia,HLP)是一种慢性代谢性疾病,由遗传因素、相关环境因素以及其他疾病等引起.随着现代医学的发展,人们逐渐将药食同源中药植物黄酮用于高脂血症的防治.天然来源的黄酮类化合物种类多样、结构复杂、生物活性丰富,可防治包括高脂血症在内的多种慢性疾病.然而,其防治高脂血症的具体机制尚不明确,应用药食同源植物黄酮治疗高脂血症周期长、见效慢,在一定程度上影响了对其疗效及安全性的判断.近年来,肠道微生物组、代谢组及转录组学等多组学研究技术和分析方法的不断发展和完善,为药食同源植物黄酮防治高脂血症提供了新的认知思路,基于多组学技术对药食同源植物黄酮降脂机制进行系统归纳和分析,有助于揭示植物黄酮与高脂血症病理过程中关键分子和信号通路的相互作用,为开发治疗高脂血症及其并发症的功能性食品提供指导意义.这不仅有助于推动中医药与现代医学在系统科学与生命组学领域的融合与创新,也为高脂血症防治提供了新的思路和方法.基于此,该文尽可能全面地阐述药食同源植物黄酮在高脂血症防治中的多组学联合作用机制,为高脂血症的防治提供重要理论依据.

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.

根际是药用植物-土壤间物质交换的重要场所.根系分泌物是植物与土壤之间物质与信号交流的"媒介",是调控根际微生态的关键因素,根际微生物是药用植物根际微生态的重要组成部分,根系分泌物与根际微生物之间的相互作用对药用植物生长及品质形成具有重要影响.合理利用药用植物根际分泌物与根际微生物的相互作用关系,是保证药用植物健康生长,促进中药材生态种植产业发展的重要途径之一.该文总结了近年来药用植物根系分泌物与根际微生物研究现状,分析了药用植物根系分泌物与根际微生物之间的相互作用机制及根际微生物对药用植物生长的影响,阐释了间作套种生态种植模式对药用植物根际微生态及中药材品质提升的优势和促进作用,为药用植物-微生物-土壤相互作用研究奠定了良好基础,对药用植物生态种植和资源可持续利用具有重要的理论和现实意义.

生态系统多功能性(EMF)是指生态系统能够提供多种服务和功能的能力.放牧是草地资源实现开发和利用的主要途径之一,但草地EMF对放牧干扰的响应尚不明确,且其驱动因子仍不清楚.以天山北坡中段草地生态系统为研究对象,基于野外植物群落调查和室内土壤理化性质分析以及微生物高通量测序,探讨轻度放牧、重度放牧和未放牧处理下草地EMF的变化规律.结果表明,(1)相较于重度放牧,轻度放牧显著提高草地生产力、土壤碳养分、土壤氮养分、土壤磷养分、土壤钾养分等生态系统单一功能以及多功能性(P＜0.05).(2)线性拟合结果表明,草地生态系统单功能和多功能性与植物Shannon-Wiener指数、土壤细菌Shannon-Wiener指数、土壤真菌Shannon-Wiener指数、土壤含水量之间呈显著正相关关系(P＜0.05),与土壤容重呈显著负相关关系(P＜0.05).(3)通过结构方程模型总体来看,放牧能够直接对EMF产生负向效应,也可通过植物多样性和土壤细菌多样性及其二者之间的相互作用间接地对EMF产生负向效应,并且同时考虑多个生态系统功能对放牧的响应可以更好的反映整个生态系统的变化.研究强调了植物群落多样性和土壤微生物群落多样性对维持草地生态系统功能及多功能性的重要性,轻度放牧处理是更好地保护生物多样性及维持草地EMF的可行策略,该结果揭为合理制定天山北坡中段草地生态系统的可持续经营和管理提供了理论参考.

昆虫和植物是自然界生物类群中重要的组成部分,在长期进化的过程中形成了复杂的相互作用关系,如植物进化出了复杂的防御策略来抵御昆虫为害,同时,昆虫为了获取更多的生存资源也进化出了更多的适生方式.因此,分析和了解昆虫与寄主植物相互适应的研究进展对害虫的有效防治和抗虫植物的培育具有重要作用.在昆虫与寄主植物互作的研究中,植食性昆虫的口腔分泌物(唾液或反刍液)、卵分泌物、肠道合成物及微生物等作为连接昆虫和植物的中间媒介,其有效成分不仅起着诱导或增强植物防御的作用,而且部分还具有抑制或削弱植物防御的功能,因此,按有效成分发挥的作用,植食性昆虫的口腔分泌物主要可分为激发子和效应子.本文从昆虫分泌物的角度介绍了昆虫钙结合蛋白类、酶类和毒液蛋白类等效应子与脂肪酸氨基酸共轭物类、多肽类和酶类等激发子及其介导植物防御的主要方式,明确了植食性昆虫适应寄主植物防御的不同策略,不仅有助于对昆虫和植物两者互作机制的深入解析,而且为绿色有效防治害虫和植物抗性品种的选育提供新的思路.

土壤微生物是陆地生态系统的重要组成部分,影响着土壤形成和肥力、植物生长和胁迫耐受性、养分周转和碳储存等过程.本研究于山西亚高山鬼箭锦鸡儿灌丛采集了腐殖质层、0～10、10～20、20～40、40～80 cm 土壤样品,探究不同深度土壤细菌群落组成、多样性以及土壤剖面细菌群落的构建机制.结果表明:芦芽山鬼箭锦鸡儿灌丛优势细菌门为放线菌门(19％～28％)、绿湾菌门(10％～36％)、酸杆菌门(15％～24％)和变形菌门(9％～25％).芦芽山鬼箭锦鸡儿灌丛土壤细菌群落α-多样性沿土壤深度的增加而显著降低,并且不同深度土壤细菌群落的β-多样性存在显著差异.土壤pH、含水量和酶活性是影响细菌群落分布格局的主要生态因子.腐殖质层和0～10cm 土层土壤细菌群落具有更复杂的相互作用关系,但整体上鬼箭锦鸡儿灌丛土壤细菌群落以共存作用为主.土壤细菌群落的构建主要以随机过程为主.

[背景]加工番茄为新疆种植红色产业重要的作物之一,加工番茄生产中存在传统配料过度施用的问题,"生物肥"逐渐受到人们关注.[目的]探究混合菌剂对加工番茄生长的影响,激发根际土壤功能性微生物种群的变化,为未来微生物菌剂的开发利用提供理论和实践基础.[方法]加工番茄根际施加微生物混合菌剂,测定加工番茄生长发育期间的农艺性状,探究混合菌剂对加工番茄生长的影响,利用 16S rRNA基因扩增子分析技术,探究混合菌剂对根际微生物的群落组成及群落结构的影响.[结果]经过混合菌剂处理后,加工番茄的一些生长状况指标、果实重量、单株结果数及果实含糖量等性状得到改良,影响了果实的品质;施加混合菌剂激发土壤微生物的种群数量、群落组成和群落结构的改变,其中放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度提高,相关性分析表明对加工番茄生长产生了影响.[结论]加工番茄根际施用特基拉芽孢杆菌C-9 与鞘氨醇杆菌A1 制备的水分散混合菌剂,对加工番茄根际功能性微生物群落结构产生影响,一些功能性微生物的相对丰度提高,混合菌剂施加促进了根际微生物与植物的相互作用,使得加工番茄果实品质得到改良.

根系向凋落物层生长是森林生态系统中存在的普遍现象,研究根系和菌根真菌如何调控凋落物分解对理解森林生态系统的养分循环具有重要意义.通过在亚热带楠木(丛枝菌根树种)和格氏栲(外生菌根树种)人工林中进行了 2年的凋落物互换和菌根排除实验,研究根系及其共生菌根真菌如何影响森林凋落物的分解速率和主场效应.结果发现:经过720 d的分解,在楠木人工林中,根系的存在促使楠木和格氏栲凋落物的分解速度分别提高了 29％和47％,而在格氏栲人工林中,根系存在对格氏栲凋落物分解无显著影响,但增加了楠木凋落物的分解速率.此外,楠木人工林中,有根和无根处理下凋落物分解均无主场效应,而格氏栲人工林凋落物仅在根系存在的情况下显示出负的主场效应.进一步发现格氏栲凋落物的负主场效应归因于楠木人工林凋落物层更大的腐生真菌丰度和更强的磷降解酶活性.结果表明,在亚热带不同菌根类型树种中,菌根真菌与腐生真菌的相互作用(拮抗或促进),很有可能通过影响磷降解酶的活性,进而影响凋落物的分解率和主场效应.

土壤微食物网生物是影响土壤养分循环的重要驱动因素,其对植物生长和土壤养分的影响大于广受关注的土壤微生物.通过土壤生物添加实验,对比分析了在土壤微食物网生物添加、土壤微生物添加和灭菌土壤三种处理条件下,湿生草本植物小星穗薹草的生物量、形态和生理性状以及土壤养分含量等指标,以探究土壤微食物网生物和土壤微生物对植物生长和土壤养分的差异性影响.结果表明,土壤微食物网生物对植物的促进作用显著大于土壤微生物的作用.土壤微食物网生物未改变植物的根系性状,而土壤微生物使植物的根系形态发生明显改变.不同土壤生物添加处理的土壤有效养分含量也存在显著差异.该研究证明了土壤微食物网生物更有利于植物生长.研究结果为深入认识土壤微食物网生物对植物生长和土壤养分周转的重要性、推动植物与土壤生物相互作用过程和影响机制研究提供了新视角和可靠数据.

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.