Ecological and Industrial Implications of Dynamic Seaweed-Associated Microbiota Interactions

Seaweeds are broadly distributed and represent an important source of secondary metabolites (e.g., halogenated compounds, polyphenols) eliciting various pharmacological activities and playing a relevant ecological role in the anti-epibiosis. Importantly, host (as known as basibiont such as algae)–microbe (as known as epibiont such as bacteria) interaction (as known as halobiont) is a driving force for coevolution in the marine environment. Nevertheless, halobionts may be fundamental (harmless) or detrimental (harmful) to the functioning of the host. In addition to biotic factors, abiotic factors (e.g., pH, salinity, temperature, nutrients) regulate halobionts. Spatiotemporal and functional exploration of such dynamic interactions appear crucial. Indeed, environmental stress in a constantly changing ocean may disturb complex mutualistic relations, through mechanisms involving host chemical defense strategies (e.g., secretion of secondary metabolites and antifouling chemicals by quorum sensing). It is worth mentioning that many of bioactive compounds, such as terpenoids, previously attributed to macroalgae are in fact produced or metabolized by their associated microorganisms (e.g., bacteria, fungi, viruses, parasites). Eventually, recent metagenomics analyses suggest that microbes may have acquired seaweed associated genes because of increased seaweed in diets. This article retrospectively reviews pertinent studies on the spatiotemporal and functional seaweed-associated microbiota interactions which can lead to the production of bioactive compounds with high antifouling, theranostic, and biotechnological potential.     

A New Bioassay Platform Design for the Discovery of Small Molecules with Anticancer Immunotherapeutic Activity

Immunotherapy takes advantage of the immune system to prevent, control, and eliminate neoplastic cells. The research in the field has already led to major breakthroughs to treat cancer. In this work, we describe a platform that integrates in vitro bioassays to test the immune response and direct antitumor effects for the preclinical discovery of anticancer candidates. The platform relies on the use of dendritic cells that are professional antigen-presenting cells (APC) able to activate T cells and trigger a primary adaptive immune response. The experimental procedure is based on two phenotypic assays for the selection of chemical leads by both a panel of nine tumor cell lines and growth factor-dependent immature mouse dendritic cells (D1). The positive hits are then validated by a secondary test on human monocyte-derived dendritic cells (MoDCs). The aim of this approach is the selection of potential immunotherapeutic small molecules from natural extracts or chemical libraries.     

基于物联网的玉米病害环境监测系统研究与实现

为研究和实现基于物联网的玉米病害环境监测系统,笔者设计了包括感知层、传输层、云服务层和应用层的4层架构。在感知层,利用传感器技术实时采集玉米病害环境的温湿度、降雨量、风向风速、光照强度和土壤温湿度等数据;在传输层中使用4G移动通信网络实现数据的远距离传输;云服务层中,基于四川农畜育种攻关云服务平台,应用数据库技术、云服务技术实现数据的存储和管理;最后,在应用层采用B/S模式实现数据展示服务。结果表明,该系统能够准确采集、稳定传输和安全存储数据,降低了人工成本。因此,它能够为玉米病害研究课题组提供有效的信息化服务,具有一定实用价值。     

日本环境保全型耕地农业系统对中国耕地保护的启示

为解决中国农业长期粗放经营问题,研究中国耕地与生态文明协同保护体系,采用文献研究法和归纳演绎法,分析东亚地区代表国家环境保全型农业下的耕地农业协同体系。研究表明,日本的耕地农业环境保护支付制度、生态补偿市场认证体系、耕地农业法律制度保障,是建立在生态补偿原则上,经过实践检验行之有效的,能够提升市场参与度及农民自主性投入的耕地生态协同保护措施。中国在推广耕地合理利用实践方面做出了不懈努力,但是在建立耕地生态协同保护的休耕制度、因地制宜建立生态补偿体系、加快推进耕地生态协同保护专项基金的设立等方面还需进一步坚持和完善。     

基于MaxEnt模型的新疆红枣生态适宜性与区划分析

【目的】 结合种植区资源分布现状,利用最大熵模型(MaxEnt)预测新疆红枣潜在适生区,为新疆红枣区域布局和种植结构调整提供有效的理论指导和依据。【方法】 以年降水量、花期降水量(5~6月)、成熟期降水量(9~10月)、年有效积温(≥10℃)、年极端最低气温和平均气温6个气候因子和绿洲灌溉区、沙漠敏感区2个土地因子及高程因子为环境变量,利用GIS空间分析技术获取新疆红枣地理分布数据,采用MaxEnt模型进行建模并预测新疆红枣潜在适生区,使用百分比贡献率分析其主要环境因子及生态位参数。【结果】 (1)ROC评价(Receiver Operating Characteristic,ROC)显示MaxEnt模型预测新疆红枣潜在适生区的训练数据集和测试数据集的AUC值分别为0.921和0.904,模拟效果优秀。(2)新疆红枣潜在适生区总面积2 365.939 7×10⁴ hm²,其中最适生区429.350 1×10⁴ hm²,主要分布于新疆南疆的喀什地区、阿克苏地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州和巴音郭楞蒙古自治州,东疆的吐鲁番市、哈密市。(3)影响新疆红枣生长的主要环境因子是年极端最低气温(35.15%)、绿洲灌溉区(20.77%)、年有效积温(19%)和成熟期降水量(13.27%)。新疆红枣适宜生长在年极端最低气温≥-24.65℃,年有效积温≥3 595℃,成熟期降水量为0.54~7.64 mm,且绿洲灌溉区有助于提高其适生程度。【结论】 新疆红枣潜在适生区呈现环塔里木盆地聚集,低温是其最主要的影响因子。     

1978—2018年中国农村环境管理政策演进特征——基于206份政策文本的量化分析

基于手工搜集的1978—2018年中国政府颁布的206份农村环境管理政策文本,从政策发布年度、政策发布主体、政策发布形式、政策作用对象、政策工具及政策效力6个维度构建分析框架,运用政策文献计量和内容分析方法分析了中国农村环境管理政策的演进特征。结果表明:1978年改革开放以来,中国农村环境管理政策在数量上呈整体持续上升态势;农村环境管理政策经历了探索起步(1978—1989年)、初步形成(1990—2004年)、快速发展(2005—2013年)和全面推进(2014年以后)4个阶段的演进;政策发布主体的行政级别较高且呈现多元化特征,政策联合决策程度高,但政策之间统筹性和协调性较低;政策绝大多数以通知、意见等形式发出,缺乏权威性和规范性;政策的着力点主要在原生态保护层面,对农村人居环境整治的重视程度不够;命令控制型政策是政府最为偏好的农村环境管理政策工具,经济激励型、信息公开型和自愿参与型政策工具使用不足;政策整体效力的提升主要由政策发布数量驱动,政策反馈不足、政策措施较少和政策目标量化程度低是导致政策平均效力较低的主要原因。     

环境对西府海棠锈病发生的影响与病害防治技术

西府海棠锈病是危害西府海棠的最重要病害,造成叶片枯黄、早落,影响次年的开花与结果。本研究,分析了近年来病害严重发生的环境影响因素,并提出防治技术方案。     

养殖环境对小龙虾体内的重金属水平及其分布的影响研究

本实验研究小龙虾各部位重金属的分布规律以及环境对小龙虾影响,并探索小龙虾在富集和去除重金属方面的潜在价值。选择泰州与连云港的小龙虾及养殖底泥和水体进行取样,利用AAS和ICP-AES检测了样品中Zn、Cu、Pb、Cr、Ni和Cd的浓度。实验表明：小龙虾肉可以放心食用,但虾头(含虾黄)与虾壳中重金属均严重超标;龙虾按不同周期检测出来的重金属数据相差不大,按雄雌来分也无明显变化规律。Pearson 相关性分析表明小龙虾体内重金属与底泥高度相关(r>0.8)。人工饲养小龙虾实验结果显示小龙虾体内重金属和水体内的浓度总体上具一定的相关性。     

环境因子对太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成和多样性的影响

【目的】探索太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成和多样性与环境因子的关系,为该区域森林保护、经营管理提供理论指导。【方法】基于太白山锐齿槲栎林林下草本植物野外调查及室内试验数据,采用CCA和偏CCA排序法分析环境因子对太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成的影响,采用相关分析和多元逐步回归分析探索环境因子对其草本植物多样性的影响。【结果】环境因子能显著解释太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成变异,海拔、坡向、坡度、pH、枯落物厚度和有机质、碱解N、有效P、有效K含量及郁闭度、灌木盖度11个环境因子共解释了物种组成变异的39.05%。其中,郁闭度、土壤有效P含量、pH值和海拔是影响林下草本植物组成的主要环境因子。海拔、郁闭度、有效P和有效K含量能够显著影响太白山锐齿槲栎林林下草本植物的多样性,海拔较高、郁闭度较大、土壤有效P和有效K含量较高的生境具有较好的草本植物多样性。【结论】在太白山锐齿槲栎林经营管理中,可通过适量施用P肥和K肥来促进林下草本植物发育,提高物种多样性。     

不同叶位黄精叶片的光合日变化及其影响因子

【目的】研究不同叶位黄精叶片的光合生理指标日变化规律及环境因子的影响,揭示叶片光合能力的影响因素及其与叶位之间的关系,为黄精光合生产潜力的挖掘提供理论参考。【方法】以黄精为研究对象,采用LI-6400光合仪测定不同叶位叶片的光合日变化,采用相关分析、偏相关分析、逐步回归分析及通径分析,研究影响不同叶位叶片光合作用的主要环境因子。【结果】①黄精不同叶位间的净光合速率差异显著,表现为中位叶上位叶下位叶,即随叶位升高表现出"低-高-低"的规律。②黄精不同叶位叶片净光合速率日变化均呈"双峰型"曲线,且有较明显的光合"午休"现象。③气孔因素为影响不同时段光合作用的主要限制因素,非气孔因素为影响不同叶位叶片光合作用的主要限制因子。④由相关分析与偏相关分析可知,黄精Pn、Tr、Gs与不同环境因子(RH、VPD、Tl、PAR、Ca)之间均存在相关性。⑤由逐步多元回归分析和通径分析可知,影响黄精Pn、Gs、Tr的主要环境因子为RH和PAR,其中RH为Pn、Gs、Tr变化的主要决策因子,且环境因子对不同叶位叶片的影响有异。【结论】测定黄精植株光合指标时应选第10节位左右的中位叶。黄精栽培过程中应及时去顶,在炎热的正午,可适当提高大气相对湿度以提高净光合效率。