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通过食用海洋鱼类接触全氟和多氟烷基物质的风险
全氟和多氟烷基物质(PFAS)作为持久性有机污染物,因其环境持久性和生物累积性特性引发全球关注。近年来,随着海洋鱼类国际贸易的扩大,PFAS通过食物链传递对人类健康的潜在威胁日益凸显。该研究通过整合海洋食物网模型、全球渔业捕捞数据与国际贸易信息,首次系统构建了覆盖212种食用海鱼的PFAS暴露评估体系,揭示了国际贸易对污染物空间分布的再塑造作用,为制定针对性防控策略提供了科学依据。研究显示,全球海洋鱼类中C8类PFAS(以PFOS和PFOA为代表)的浓度呈现显著地域差异。亚洲和太平洋地区因工业活动密集及近海污染问题突出,鱼类中PFAS中位数浓度达到1.03 ng/g,较全球平均水平高出三倍。其
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空气环境DNA捕获北方 boreal 森林生态系统三十年的生物多样性动态
随着生物多样性丧失日益威胁生态系统功能和人类福祉,准确、大规模且长期的生物多样性监测变得至关重要。传统的生物多样性评估方法,如视觉调查和诱捕,通常劳动密集、成本高昂且范围有限,难以全面捕捉生态系统对环境变化的响应。环境DNA(eDNA)技术的出现为这一挑战提供了新的解决方案,它能够从水、土壤等环境介质中间接检测物种存在,而无需直接观察生物体。近年来,空气作为一种有效的传播介质,显示出追踪从昆虫到哺乳动物等陆地生物的巨大潜力,成为水环境eDNA监测在陆地生态系统中的理想类比。然而,陆地eDNA的来源通常稀少、短暂或异质性高,难以提供全面的生物多样性数据。相比之下,空气如同水一样,是生物颗粒的有效
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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遗传与饮食因素调控BXD小鼠肠道菌群-胆汁酸互作机制及其对人类代谢健康的影响
在人体这个复杂的生态系统中,肠道犹如一个隐藏的"指挥中心",通过数以万亿计的微生物与宿主进行着不间断的对话。其中,胆汁酸(Bile Acids, BAs)作为胆固醇衍生的信号分子,不仅负责乳化膳食脂肪,更在肠道菌群与宿主代谢的交流中扮演关键信使角色。这种被称为肠道菌群-胆汁酸互作(gut microbiome-BA crosstalk, gMxB)的对话网络,其失调与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病的发展密切相关。然而,遗传背景、饮食因素及其交互作用如何影响gMxB,仍是当前研究的盲区。为解开这一谜题,来自洛桑联邦理工学院(EPFL)和西安交通大学的研究团队在《Nature Communicati
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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全球珊瑚基因组脆弱性揭示近期珊瑚礁衰退的进化根源
当全球珊瑚礁在2009-2018年间以14%的速度急剧衰退时,科学家们开始意识到,单纯记录白化事件已不足以解释珊瑚生态系统的复杂响应。虽然早期研究表明珊瑚种群存在局部适应性进化迹象,但全球尺度的珊瑚进化风险评估始终缺乏整合指标。这种认知空白使得预测不同礁区对气候变暖的韧性变得异常困难。近日发表于《Nature Communications》的研究通过创新性地整合进化生物学与保护科学,揭示了珊瑚基因组层面的脆弱性模式。由Oliver Selmoni、Phillip A. Cleves和Moises Exposito-Alonso领导的团队构建了迄今最全面的Acropora属珊瑚基因组数据库,涵盖
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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食物网结构与能量估算方法共同决定土壤食物网能量等效性的检测
在生态学中,有一个长期争论不休的基本问题:能量等效规则(Energetic Equivalence Rule, EER)是否普遍成立?这个规则源自代谢理论(Metabolic Theory of Ecology, MTE),它预测种群的能源使用(En)应该不随其平均体型(Mn)变化,即 En∝ Mn0。这个看似简单的预测背后,依赖于两个关键假设:个体能量消耗(Ei)随体型以正3/4指数增长(Ei∝ Mi0.75),而种群密度(N)随体型以负3/4指数下降(N ∝ M-0.75)。如果这两个效应恰好抵消,那么种群层面的能量使用就与体型无关了。然而,现实世界远比理论复杂。大量研究发现,体型-密度关
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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一种用于生产树皮甲虫信息素的植物基平台
近年来,针对松材线虫等林业害虫的防治技术革新成为研究热点。本文通过代谢工程手段,成功实现了植物工厂化生产松材线虫(Dendroctonus ponderosae)与环材甲(Ips typographus)两大经济性害虫的聚集信息素,为发展绿色生物防治技术提供了新思路。### 一、研究背景与意义松材线虫复合体(D. ponderosae)与环材甲(I. typographus)每年造成全球超过1240亿立方米木材损失。传统防治依赖化学合成信息素诱捕剂,但存在成本高(如(-)-trans-verbenol单价达340欧元/25毫克)、环境风险等问题。研究发现,这类信息素均可通过异戊烯基焦磷酸(IP
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-12-20
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类似Fenton试剂的预处理方法用于增强玉米秸秆的活化效果:一种生产具有优异电化学性能的可持续活性炭的绿色工艺
本研究聚焦于农业废弃物资源化利用与环保技术创新领域,重点探讨了采用新型预处理技术提升玉米秸秆基活性炭性能的环境效益与经济效益。论文通过系统研究揭示了Fenton-like试剂预处理对秸秆碳化-活化工艺的优化作用,其创新性体现在三个维度:预处理技术革新、全生命周期评估体系构建以及资源循环利用模式突破。在资源现状分析方面,研究数据显示全球每年产生约1661万吨玉米秸秆,其中27.2%属于可资源化利用的农业废弃物。传统处理方式如随意堆放或焚烧,不仅造成每年数百万吨CO₂当量的温室气体排放,更会破坏土壤微生物群落结构。这种资源利用与环境污染的矛盾,凸显了开发绿色预处理技术的重要性。预处理工艺的创新性体
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-20
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微藻增值的环境评估:与乳制品工业废水共同消化 vs. 以微藻为基础的产品的回收利用
该研究聚焦于微藻混合培养的絮凝工艺优化及其资源化利用的环境评估。实验采用壳聚糖作为絮凝剂,系统考察了不同投加量(0.05-0.25 mg/L)与混合时间(60-180秒)对混合微藻分离效率的影响,最终确定20 mg/g干藻体质量的壳聚糖投加量配合120秒混合时间可获得98.1%±0.1%的最高絮凝效率。研究创新性地将絮凝工艺参数与后续资源化利用路径结合,构建了包含生物气、饲料和生物燃料三大利用场景的闭环分析体系。在资源化利用方面,研究团队开发了多维度评价框架。首先通过生化甲烷潜力(BMP)测试验证不同配比下微藻与乳业废水协同产气的效率。结果显示纯微藻基质(100:0)与 DIW 按9:1混合时
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-20
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红色砂岩表面的微生物群落形成受到扩散限制和异质性选择的影响
红砂岩表面微生物群落的生态位分化与功能互作机制研究——以乐山大佛为例(全文共计2187词)一、研究背景与科学问题石质文化遗产的微生物群落研究是微生物生态学领域的前沿方向。红砂岩作为典型建筑石材,其表面存在显著的微生物生物膜分化现象,表现为黑色、绿色、白色等不同色域的微生物群落。现有研究多聚焦于群落组成与生物地球化学过程的关联,但对群落组装机制的系统解析仍存在知识空白。本研究通过整合宏基因组测序、多维度生态位分析与网络拓扑研究,首次揭示红砂岩表面微生物群落的特异性组装模式与功能互作网络。二、研究方法体系采用跨尺度研究框架:在分子水平解析16S rRNA和ITS2基因的宏分类数据,结合宏基因组测序
来源:mSystems
时间:2025-12-20
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玉米吸收硝酸盐和铵离子过程中的氮同位素分馏现象:水培实验证据及其对生态学研究的启示
该研究系统探究了玉米在封闭水培系统中对硝酸盐(NO₃⁻)和铵离子(NH₄⁺)的氮同位素分馏机制,揭示了不同氮形态和浓度对植物同位素组成的影响规律。研究通过对比低(0.2 mM)和高(2 mM)浓度条件下两种氮源的吸收动力学,结合δ¹⁵N和δ¹⁸O的同步分析,构建了同位素分馏与生理过程的关联模型。### 关键发现解析1. **硝酸盐吸收的分馏特征** 在0.2 mM和2 mM两种浓度下,玉米对NO₃⁻的¹⁵N分馏系数ε均为-1.7‰至-2‰,呈现浓度独立性。这与硝酸盐吸收的高亲和力特性一致,其根系转运蛋白系统在广泛浓度范围内保持相似的歧视效应。值得注意的是,氧同位素分馏ε₁₈O在低浓度(
来源:Plant, Cell & Environment
时间:2025-12-20
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高海拔地区的表型角质层可塑性:微观结构与微观化学性质是否与水渗透性相关?
38℃)表现出更高的水分渗透性。拉曼显微成像技术揭示了不同坡向植物蜡质层的分层特征:北坡蜡质层外层富含黄酮类化合物,形成致密防护层;而东南坡蜡质层由较厚的内层(以三萜类为主)和外层(蜡质与三萜混合)构成,显著增强了物理屏障。研究还发现,尽管东南坡蜡质层更厚,其g_min在高温下(41-43℃)仍比北坡低约40%,表明化学成分的差异化补偿机制。这为高山植物在极端微环境中的适应性进化提供了重要理论依据,同时揭示了黄酮类化合物在光保护与渗透调节间的矛盾作用。
来源:Plant, Cell & Environment
时间:2025-12-20
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循环中的种植者交互式强化学习在温室气候控制中的应用
本研究针对温室生产中气候控制的高能耗与复杂环境问题,提出并验证了三种交互式强化学习(Interactive RL)算法在温室气候控制中的适用性。通过模拟冬季环境下的生菜种植系统,结合神经网络的辅助机制,系统性地探讨了人类输入不完美性对强化学习性能的影响,为农业自动化提供了新的技术路径。### 一、研究背景与挑战温室气候控制需平衡作物生长需求与能源消耗,传统方法如模型预测控制(MPC)存在模型依赖性强、适应能力不足等问题。强化学习(RL)虽能适应动态环境,但存在训练效率低、缺乏人类经验整合等缺陷。交互式强化学习通过融合种植者经验与机器学习,理论上可提升系统性能,但实际应用中面临以下挑战:1. *
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-12-20
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碳量子点改性的二硫化钼(MoS₂)在光动力和光热疗法中发挥作用,能够快速灭活病原微生物
该研究由青岛大学附属医院的多学科团队完成,聚焦于开发新型光动力-光热协同抗菌材料。团队通过系统研究碳量子点修饰的层状二硫化钼(CQDs@MoS₂)复合材料,突破了传统抗菌技术面临的耐药性、环境污染和生物相容性瓶颈,为感染控制提供了创新解决方案。传统抗菌手段存在显著局限性。抗生素滥用导致耐药菌比例十年间增长300%,超级细菌已占临床分离样本的5.2%。金属离子消毒剂虽具广谱性,但存在氧化应激反应和细胞毒性问题。实验室前期研究表明,单模态光疗技术存在作用时间过长(30分钟以上)和能量利用率低(<40%)的缺陷,难以满足紧急医疗场景的即时杀菌需求。研究团队创新性地构建了CQDs@MoS₂异质结构。该
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-12-20
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基于亚铁和醋酸钠的混合营养型部分反硝化作用:性能、微生物群落及潜在机制
该研究系统探讨了铁基混合型部分反硝化(MPD)工艺在不同自养/异养电子当量比(A/H)条件下的运行特性、微生物群落演变规律及其工程应用价值。研究构建了以Fe²⁺和醋酸钠为共电子供体的MPD反应器,通过分阶段调整A/H比(0.07、0.21、0.85),历时378天持续运行验证了工艺的稳定性。研究发现:当A/H比控制在0.07-0.21区间时,系统可实现78.0%-70.8%的亚硝酸盐积累率(NAR)和97.3%-75.5%的氮去除效率(NRE),表明异养贡献主导的工况下工艺性能最优。随着A/H比升高至0.85,自养代谢占比提升至76.1%,但NAR和NRE分别下降至59.6%和47.8%,显示
来源:Bioresource Technology
时间:2025-12-20
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高温发酵液和机械脱水液对藻菌颗粒污泥的影响:颗粒特性、污染物去除效果及藻菌结构
研究背景与意义 污泥减量与资源化是当前水处理领域的重要课题。传统污泥处理技术如机械脱水后仍残留高浓度污染物(如总有机碳TOC、总氮TN、总磷TP),其滤液不仅含有难降解有机物,还可能携带重金属、抗生素等有毒物质。若直接排放,将威胁水体生态安全,甚至通过地下水渗透造成更大污染。现有生物处理技术(如A²O工艺)存在碳源竞争、污泥产量大、能耗高等问题,亟需开发高效低耗的处理方案。在此背景下,藻菌共生的颗粒污泥技术(ABGS)成为研究热点,其通过藻菌协同代谢实现有机物降解、氮磷去除及碳封存,具有污泥产量低、抗冲击负荷强、资源回收潜力高等优势。技术原理与创新 ABGS系统以微藻与细菌共生为核心,构建
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-12-20
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环境丰富化在一定程度上可以缓解产前暴露于VPA(一种可能引发自闭症谱系障碍的物质)的大鼠模型中出现的神经发育迟缓现象
该研究聚焦于自闭症谱系障碍(ASD)的早期神经发育干预机制,通过建立孕期暴露于抗癫痫药物丙戊酸(VPA)的啮齿类动物模型,系统评估了持续环境丰富化(Environmental Enrichment, EE)对预防 ASD相关发育缺陷的潜在价值。实验采用时间跨度为孕前八周至哺乳期(产后21天)的全程干预策略,通过对比标准饲养(SH)与EE组 rats 后代的行为发育轨迹,揭示了早期环境干预对神经发育调控的关键作用。研究背景显示,ASD的临床表现常伴随早期感觉运动发育延迟,包括坐立行走等基础技能的滞后。临床数据显示,3个月龄前已出现社交语言里程碑缺失的婴儿,其后续确诊 ASD的概率显著增加。动物实
来源:Behavioural Brain Research
时间:2025-12-20
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加勒比鹿角珊瑚白带病病原体鉴定:Cysteiniphilum litorale 作为跨区域致病菌株的关键证据
在加勒比海清澈的海水中,枝杈丛生的鹿角珊瑚(Acropora cervicornis)曾是构筑珊瑚礁生态系统的关键工程师。然而,自1979年以来,一场被称为白带病(White Band Disease, WBD)的瘟疫席卷了这片海域,导致高达95%的鹿角珊瑚种群消亡,使其沦为极危物种。尽管科学家们很早就知道WBD是由细菌感染引起,并且使用广谱抗生素或抑制细菌群体感应可以阻断其传播,但四十多年来,其真正的“元凶”——主要病原体——始终笼罩在迷雾之中。难题在于,珊瑚拥有极其多样的微生物组,当疾病发生时,高通量测序技术往往会从九个以上的细菌家族中识别出数十甚至数百种与疾病相关的细菌。这其中,哪些是引
来源:ISME Communications
时间:2025-12-20
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空气中的宠物纳米塑料会改变烟草的化学风险
大气微纳米塑料对植物代谢及人类健康风险的潜在影响研究(全文约2150个中文字符)一、大气微塑料污染的植物传播机制近年研究发现,大气悬浮的微纳米塑料(MNPs)可通过叶片气孔或表皮细胞进入植物组织。以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的合成聚合物,粒径在78纳米级别时更易穿透植物细胞膜屏障。实验通过人工叶面喷施方式,模拟环境浓度(10^4 ng/g干重)对烟草植物进行连续14天的暴露,证实纳米塑料在叶片表面、腺毛结构及叶脉维管束中的显著富集。这种新型污染途径突破了传统认知中土壤-根系-植物系统的污染模式,建立了通过空气传播的二次污染路径。二、纳米塑料诱导的植物代谢改变研究重点揭示了PET-NP
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-12-20
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种内和种间竞争对遗传装置构建及性能的影响
本研究聚焦于遗传器件在复杂微生物群落中的功能稳定性问题,通过对比单培养与共培养条件下 Anderson 促进子系统的表达差异,揭示了环境压力对基因工程装置的筛选机制。研究团队以大肠杆菌为宿主,整合了可检测的 chromoprotein 报告器,构建了三种不同表达策略的遗传器件系统,并在假单胞菌协同培养环境中进行了长期功能验证。**1. 研究背景与核心问题**传统生物技术器件多针对单一培养环境设计,但在自然生态系统或医疗环境中,微生物往往以群落形式存在。这种复杂环境中的器件功能稳定性成为制约应用的关键因素。本研究通过构建携带不同表达调控系统的遗传器件,验证其在多菌种共培养中的适应性,并解析环境压
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链霉菌中水平基因转移和基因组进化所受的生物地理学及系统发育学限制
该研究以土壤链霉菌属(*Streptomyces*)为对象,系统探讨了水平基因转移(HGT)在细菌进化中的地理与系统发育约束机制。研究选取了两种近缘物种——*Streptomyces griseus*和*Streptomyces pratensis*,分别从威斯康星州和华盛顿州的两个生态相似区域采集了17株独立分离的菌株。通过基因组测序、比较基因组学及分子进化分析,揭示了以下关键发现:### 一、核心基因与系统发育的强关联性研究显示,核心基因(如参与细胞壁合成、能量代谢等基础生命过程的基因)的重组事件主要受系统发育亲缘关系的约束。例如,*S. griseus*各菌株无论地理分布如何,其核心基因
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-12-20