稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

病原微生物荚膜多糖的生物学功能

荚膜多糖（capsular polysaccharide，CPS）是一种广泛存在于细菌、支原体、部分真菌等菌体表面的碳水化合物。同时，荚膜多糖有助于菌体抵抗干燥和低温等不利环境，并通过在菌体表面形成物理屏障阻碍宿主补体的杀伤与吞噬作用。在长期多种应激-压力环境下，病原菌已进化出多种免疫逃避机制并促进宿主感染；在非病原微生物中，荚膜多糖可正向调节宿主免疫作用，并拮抗机体免疫因子，保护宿主免受病原菌引起的炎症性疾病。本文将结合本团队的相关研究工作，对荚膜多糖的结构、合成调控机制、生物学功能、免疫逃避机制和致病机制，特别是荚膜多糖正向调节宿主免疫系统及其应用潜力等方面作一综述，为病原菌致病机制的研究和疫病的有效防控提供参考依据。     

Age estimation of different tree species using a special kind of an electrically recording resistance drill

The determination of tree age is an important issue for urban green planning, forestry and dendrology; finding non-destructive and quasi-non-destructive methods for this purpose is of great theoretical and practical importance. The resistance drilling method is quasi-non-destructive because the average diameter of an opening that remains after drilling does not exceed 3 mm. Do electrically recording resistance drills allow precise assessment of tree age? The aim of this study is to assess the accuracy of determining the number of tree rings based on an examination of this special kind of drilling resistance profiles for three tree species, the pine Pinus sylvestris L., the oak Quercus robur L., and the birch Betula pendula ROTH. In 2015 and 2016, 15 pine trees, 15 oak trees, and 15 birch trees were randomly selected. For each studied tree, a measurement was conducted using the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 with a flat-tipped 1.5/3 mm steel needle (research sample), and an increment core was taken (reference sample). The drill used was not a real Resistograph^®. The analysis of the E400-profiles underestimated the number of tree rings; the mean bias error (MBE) values were –6.5, –2.5, and –6.0 years for pine, oak, and birch, respectively. The proportion of investigated trees with less than five years difference between the research and reference samples varied from 38.4 (birch) to 66.7 (oak) percent. The accuracy of tree age determination was lowest for birch and highest for oak. The binomial generalised linear model (GLM) revealed that the most accurate tree age assessments were obtained from tree rings wider than 2 mm. The measurements clearly showed that the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 enables a quick, although approximate, tree age assessment. Future research should concentrate on electronically regulating and recording drills, providing a higher spatial and signal resolution, and a stronger correlation to wood density.     

智慧图书馆微观知识生态系统运行机理研究

伴随多元化时代的来临,用户的知识需求日益多元化、专业化,对图书馆服务提出了新的挑战。对智慧图书馆微观知识生态系统运行机理的研究,能够为新型知识服务提供理论基础,保障知识资源进行有效的优化整合,实现服务升级。文章在简要分析智慧图书馆微观知识生态系统四大要素的基础上,着重从社会发展、技术进步,知识富集、优化调整和需求驱动、服务升级三方面探讨其形成动因,重点分析智慧图书馆微观知识生态系统的生命周期,最后从合作、循环和保障三方面探讨其运行机理。     

The M43 domain-containing metalloprotease RcMEP1 in Rhizoctonia cerealis is a pathogenicity factor during the fungus infection to wheat

Wheat(Triticum aestivum L.) is an important staple crop for global human. The necrotrophic fungus Rhizoctonia cerealis is the causal pathogen of sharp eyespot, a devastating disease of wheat. Herein, we identified RcMEP1, a zinc metalloproteaseencoding gene from R. cerealis genomic sequences, and characterized its pathogenesis function. RcMEP1 expressed at markedly-high levels during R. cerealis infection process to wheat. The predicted protein RcMEP1 comprises of 287 amino acid residues and contains a signal peptide and a M43 metalloprotease domain harboring the active site motif(HEVGHWLGLYH). The assays of Agrobacterium tumefaciens-mediated transient expression in Nicotiana benthamiana leaves indicated that RcMEP1 is an apoplastic elicitor of cell death, and that the predicted signal peptide functions and is required for secretion and cell death-induction. The purified RcMEP1 protein and its M43 domain peptide were individually able to induce plant cell death and H2 O2 accumulation, and to inhibit expression of host chitinases when infiltrated into wheat and N. benthamiana leaves, while the M43 domain-deleting peptide and negative control lacked the capacity. Moreover, compared with the control pretreatment, the purified RcMEP1 protein or its M43-domain peptide resulted in enhanced pathogenesis in the inoculated wheat, whereas the M43 domain-deleting peptide failed. These results suggest that RcMEP1 acted as an important pathogenicity factor during R. cerealis infection to wheat and that its signal peptide and M43 domain are required for the secretion and pathogenesis of RcMEP1. This study provides insights into pathogenesis role of M43 domain-containing metalloproteases during R. cerealis infection to wheat.     

AMF促进植物吸收矿质元素的生理机制及对土壤硫素的影响

由于人口不断增长,人们要快速得到高产高质粮食的要求迫切,大量使用化肥,导致了有害物质残留,土壤或水污染,土壤板结或某些营养元素相对匮乏等一系列环境问题。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)是土壤内常见的共生结构,由AM真菌(AMF)与土壤根系形成。已有研究表明其可通过分泌代谢物,增大根系与土壤接触面积,调节某些土壤元素存在形式等多种途径,影响植物对土壤元素的吸收转运。硫是维持植物生长发育的必需元素之一,可由于植物对S的需要并不如N,P,K大量,现代农业在对土壤进行施肥过程中往往将其忽略,因此土壤缺S正逐渐成为中国农业发展的限制因素。为了解决以上问题,本文将主要对AMF影响植物吸收土壤元素的途径及生理机制进行总结分析。并根据其作用方式特点进一步分析AM共生对植物吸收转运硫素的影响,指出AMF作为生物化肥的可行性,以期为解决现代化肥的替代问题以及土壤缺硫问题提供新的思路。     

基于部首嵌入和注意力机制的病虫害命名实体识别

为了解决农业病虫害命名实体识别过程中存在的内在语义信息缺失、局部上下文特征易被忽略和捕获长距离依赖能力不足等问题，以农业病虫害文本为研究对象，提出一种基于部首嵌入和注意力机制的农业病虫害命名实体识别模型(Chinese agricultural diseases and pests named entity recognition with joint radical embedding and self attention, RS-ADP)。首先，该模型将部首嵌入集成到字符嵌入中作为输入，用以丰富语义信息。其中，针对部首嵌入设计了3种特征提取策略，即卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、双向长短时记忆网络(Bidirectional long short term memory network, BiLSTM) 和CNN-BiLSTM；其次，采用多层不同窗口尺寸的CNNs层提取不同尺度的局部上下文信息；然后，在BiLSTM提取全局序列特征的基础上，采用自注意力机制进一步增强模型提取更长距离依赖的能力；最后，采用条件随机场(Conditional random field, CRF)联合识别实体边界和划分实体类别。在包含11个类别和24715条标注样本的农业病虫害自制语料上进行了实验。结果表明，本文模型RS-ADP在该数据集上精确率、召回率和F1值分别为94.16%、94.47%和94.32%；在具体实体类别上，RS-ADP在作物、病害、虫害等易识别实体上F1值高达95.81%、97.76%和97.23%。同时，RS-ADP在草害、病原等难以识别实体上F1值仍保持86%以上。实验结果表明，本文所提模型能够有效识别农业病虫害命名实体，其识别精度优于其他模型，且具有一定的泛化性。     

Phaeosphaeria sp.HD-06菌株对马唐的致病性分析及初步鉴定

为了得到能够有效抑制马唐Digitaria sanguinalis生长的生防微生物,在农田采集马唐种子,进行萌发试验,观察种子的萌发状况,从发病的种子和马唐幼苗基部分离致病菌,通过形态学观察以及ITS序列分析对致病菌进行鉴定。结果从罹病的马唐幼苗基部分离得到一株致病菌HD-06,该菌株的发酵液用水稀释至60%浓度时,对马唐种子的萌发抑制率和幼苗发病率均达到100%,这说明菌株HD-06对马唐有较好的生物防治作用。根据其形态学特点及ITS序列分析结果,鉴定菌株HD-06为暗球腔菌属Phaeosphaeria的真菌。这些结果为深入研究其对马唐的防治作用奠定了基础。     

我国国家公园与自然保护地法律制度衔接研究

我国既有的各类自然保护地存在空间交叉重叠、权责模糊、多头管理等突出问题，成为制约我国生态文明建设的体制难题。建立以国家公园为主体的自然保护地体系，正是国家破解这一难题的制度举措。文中在介绍国家公园与自然保护地概念、分析我国自然保护地现有法律制度存在主要问题的基础上，提出了国家公园与自然保护地法律制度衔接的设想。在国家公园体制建设的过程中，理顺国家公园与既有自然保护地之间的关系，加强国家公园与自然保护地法律制度的衔接显得尤为重要。具体思路为:在宏观政策法律层面，从国家统一立法、提升立法协调性、扩大公众参与等方面提出国家公园体制法律建构的整体设想；在微观制度保障层面，吸纳保护原则、差异原则及衔接原则，建立国家统一自然保护地管理制度。建议以《国家公园法》的制定为契机，统筹考量制定符合我国国情的统领自然空间保护的基本法——《自然保护地法》。     

1株H1N1亚型猪流感病毒的全基因组特征及其对小鼠的致病性

旨在了解河南省猪流感病毒的流行情况及其遗传进化和基因组特征。2018年4月，从河南省某一出现疑似流感症状猪群中采集鼻拭子样品150份用于分离病毒，对分离病毒的全基因组进行序列测定和分析。同时感染6周龄BALB/c小鼠，研究其对小鼠的致病性。结果显示，获得1株H1N1亚型病毒[命名为A/swine/Henan/NY20/2018（H1N1）]。遗传进化表明，其HA和NA基因属于欧亚类禽H1N1分支，PB2、PB1、PA、NP和M基因属于2009甲型H1N1分支，NS基因属于经典H1N1分支。HA蛋白的裂解位点序列为PSIQSR↓GL，具有低致病性流感病毒的分子特征，在小鼠肺和鼻甲有效复制并能引起肺组织病理学变化。本研究分离到1株3源重排H1N1亚型病毒，对小鼠呈现一定致病力，提示应进一步加强对SIV的监测。