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结构化相互作用解释合成微宇宙中关键种缺失现象
在生态学研究中,关键种概念自Robert Paine提出海星捕食者案例以来持续引发广泛讨论。这类物种对生态系统的影响远超其生物量比例,其消失可能引发连锁性的次级灭绝(secondary extinctions)和入侵事件。理论研究表明关键种在自然生态系统中应普遍存在,尤其通过物种相互作用网络的高度连接性可预测其"关键性(keystoneness)"。微生物群落作为理想模型系统,为研究物种移除效应提供了可操作平台,此前研究曾在植物根际和人工肠道微生物组中发现关键种案例,但其在不同环境条件下的普遍性仍不明确。为系统探究关键种的形成条件,Sivan Pearl Mizrahi等研究者设计了一套创新实
来源:The ISME Journal
时间:2025-09-23
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下水道微生物组塑造污水处理厂群落结构与动态:揭示微生物迁移对活性污泥系统的关键影响
在城市地下纵横交错的管道网络中,每天都有大量污水携带着五花八门的微生物奔向污水处理厂。这些微生物究竟从哪里来?它们如何影响污水处理系统中核心环节——活性污泥(Activated Sludge, AS)的群落结构和功能?长期以来,尽管微生物迁移(microbial immigration)已被认为是AS群落组装的关键因素,但关于这些微生物的具体来源及其在污水处理系统中的命运,仍是一个未被充分探索的“黑箱”。尤其是直接与污水处理厂相连的下水道系统,其内部生长着丰富生物膜和沉积物的微生物组(sewer microbiome),是否正是AS中那些负责脱氮除磷的功能菌群的“故乡”?这个问题不仅关乎基础微
来源:The ISME Journal
时间:2025-09-23
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综述:海产品依赖进口国家的可持续性挑战
海产品依赖进口国家的可持续性挑战摘要随着许多国家日益依赖进口海产品满足国内需求,其消费行为的环境和社会影响 effectively 转移至生产国。尽管各国承诺遵守国家法规和全球可持续性目标(如联合国可持续发展目标SDGs),但进口海产品的可持续性标准仍普遍缺失。本文以澳大利亚为案例,研究了高收入国家海产品进口依赖的可持续性影响。澳大利亚约60-70%的消费海产品依赖进口,其中96.5%来自20个国家。这些贸易伙伴的环境绩效(EPI)普遍较低、奴隶制脆弱性较高,且供应链中非法贸易风险较大。野生捕捞的生物物理限制、低需求物种利用率低、社会冲突、水产养殖扩张的环境担忧以及国内生产不足以满足增长需求,
来源:Reviews in Fisheries Science & Aquaculture
时间:2025-09-23
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处理完成
综述:美国二十个优先项目的濒危水生生物孵化场繁殖用于恢复和修复
孵化场繁殖作为一种广泛应用于水生物种保护和恢复的手段,其效果一直存在争议。虽然一些项目对保护工作有所贡献,但另一些项目对野生种群却是无效甚至有害的。美国国家鱼类孵化场系统(National Fish Hatchery System, NFHS)作为全球最大的保护性孵化场网络,致力于繁殖水生物种以应对由气候变化、栖息地退化和入侵物种引起的种群下降问题。本研究评估了NFHS优先项目与负责任方法(Responsible Approach, RA)的一致性程度,RA是一套旨在最大化保护成功并最小化风险的最佳实践。大多数项目涉及了RA的关键要素,其中针对联邦受威胁或濒危物种的项目比针对未列名单但受威胁种
来源:Reviews in Fisheries Science & Aquaculture
时间:2025-09-23
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基于UIO-66-NH2/V2CTx复合薄膜的多功能QCM传感器在甲醛气体检测与呼吸行为监测中的创新应用
亮点本研究通过原位合成技术将UIO-66-NH2修饰于V2CTx MXene表面,构建了具有丰富官能团的纳米复合材料。该传感器在室温下对甲醛表现出卓越的灵敏度(13.26 Hz/ppm)和快速响应能力(21秒吸附/27秒脱附),其吸附行为符合Langmuir模型(吸附系数18.7 ppm−1s−1)。通过设置UIO-66参考传感器有效抑制湿度干扰,拓展了其在复杂环境下的应用潜力。结论基于UIO-66-NH2/V2CTx的QCM传感器成功实现了对甲醛气体的高精度检测,其多种官能团的协同作用赋予了优异的敏感特性。该传感器同时具备呼吸行为监测功能,通过决策树模型对六种呼吸模式进行智能识别(97.7%
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-23
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质子化与氧空位协同效应实现多金属氧酸盐在亚零度环境下ppb级二氧化氮检测
Highlight这项研究开创性地通过质子缺陷协同工程策略,使磷钨酸传感器实现了亚零度环境下ppb级NO2检测,突破了传统传感器在低温环境中的性能局限。通过揭示布朗斯特酸质子(Brønsted acid protons)与氧空位在激活NO2化学吸附和氧化还原转化中的协同机制,本研究开创了能源高效的低温气体传感材料策略。传感器与智能通风系统的集成进一步展现了其在实际环境控制中的应用潜力。Preparation of PW12-based material and fabrication of NO2 sensor实验采用的PW12为默克集团上海子公司提供的十二磷钨酸水合物(H3PW12O40·x
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-23
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聚苯胺纳米颗粒的高比表面积合成及其对CO2和N2吸附性能研究
1 引言聚苯胺(PANI)因其独特的电学、光学和化学性质而备受关注。其结构基于聚合物骨架中交替的单双键,可存在于多种氧化状态,包括完全还原的白翠绿亚胺、半氧化的翠绿亚胺和完全氧化的 Pernigraniline。其中,翠绿亚胺盐(ES)形态因高导电性而备受关注,而翠绿亚胺碱(EB)形态则表现出优异的稳定性,并可通过可逆掺杂提升导电性。PANI的合成方法多样,包括化学氧化聚合、电化学聚合和界面聚合等,各方法在形貌控制、粒径调控和可扩展性方面各有优势。氧化聚合法因其简便性被广泛应用,可通过调节单体浓度、氧化剂和稳定剂等参数精细调控最终性能。PANI在能源存储、传感器、防腐涂层和催化等领域具有广泛应
来源:Natural Sciences
时间:2025-09-23
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综述:火驱动陆地生物种群变化的机制
引言火作为一种全球性的生态过程,深刻塑造着陆地生物多样性。火干扰 regime(Fire Regime, FR)的特征包括强度(intensity)、严重度(severity)、斑块性(patchiness)、大小和季节频率等参数。许多物种在进化中形成了适应特定火 regime 的功能性状,但气候变化与人为活动正导致全球火 regime 发生显著改变,对生物群落构成严重威胁。为系统理解火驱动生物种群变化的机制,本研究构建了一个跨类群框架,涵盖两栖动物、鸟类、真菌、昆虫、哺乳动物、植物和爬行动物等主要陆地生物类群。火驱动种群变化的关键机制火通过八种关键机制影响种群动态,其中四种为直接机制,四种为
来源:Global Change Biology
时间:2025-09-23
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21世纪末气候与土地利用变化驱动的非洲山地植物多样性丧失及其保护启示
1 引言非洲山地作为全球生物多样性热点区域,承载着由数百万年造山运动演化形成的独特植物区系,且为超过2.278亿人口提供水源、能源与生计支持。然而,当前全球升温(1.5°C–5°C)及土地利用变化正急剧改变山地环境,导致物种分布范围迁移、栖息地破碎化及生物多样性丧失。尽管全球多地区已记录到物种上坡迁移等现象,非洲山地相关研究仍较为匮乏。本研究通过物种分布建模(SDM),整合气候、土壤、地形及土地利用数据,结合最大扩散缓冲区估算,首次在洲际尺度上系统预测非洲山地植物对未来环境变化的响应。2 材料与方法2.1 物种分布数据收集与清洗研究从区域标本馆、在线数据库(如GBIF)及文献中收集了非洲维管植
来源:Global Change Biology
时间:2025-09-23
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长期形成层物候揭示气候变化下混交林两种树种生长响应的分化
1 引言气候变化对森林生态系统构成前所未有的挑战,包括植物生产力下降、死亡率增加以及物种组成和分布的变化。植物物候作为气候变化的敏感指标,涉及开花、初生和次生生长等过程。气候变暖可能改变主要物候事件的时间,包括休眠打破、叶片展开和次生木质部形成(即木质部发生)。物候变化影响森林碳循环和生产力,长期可能破坏森林群落结构和生态系统功能。木材形成是一个可塑性过程,受温度、水分可用性和光周期等环境因子的综合调控,每个发育阶段依赖不同的气候因子。在寒温带和北方生态系统中,冬季寒冷(长期低温暴露)和春季热强迫(热量积累)通常被认为是形成层活化的关键信号。因此,在温带和寒冷气候中,暖冬和早春可能促进形成层活
来源:Global Change Biology
时间:2025-09-23
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全球荟萃分析揭示强化岩石风化促进土壤有机碳积累的机制与优化策略
强化岩石风化(Enhanced Rock Weathering, ERW)作为一种新兴的碳 dioxide 移除(Carbon Dioxide Removal, CDR)策略,通过全球74项实验数据的荟萃分析证实:粉碎岩石改良剂可使土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)、矿物结合有机碳(Mineral-Associated Organic Carbon)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon)分别平均提升3.8%、6.1%和7.5%,而对溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon)与土壤无机碳(Soil Inorganic
来源:Global Change Biology
时间:2025-09-23
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气候与微生物群落组成共同驱动山地生态系统功能沿海拔梯度的变化机制
引言山地生态系统以其显著的海拔梯度变化而成为研究环境因子、生物多样性和生态系统功能关系的天然实验室。尽管这些梯度紧密相连,但环境和生物因子对生态系统功能海拔变化的相对贡献尚不明确。本研究在中国横断山脉地区的三个山脉(哈巴、白马和梅里)开展了全面调查,量化了生态系统功能的关键指标,以及植物和土壤微生物的群落组成和物种丰富度。材料与方法研究区域位于横断山脉地区(22–32°N, 98–104°E),属于亚热带季风气候区,受印度洋西南季风强烈影响。该区域是中国生物多样性热点地区之一,拥有全国三分之一的高等植物物种。研究在三个山脉的东向坡面上建立了93个研究样地(31个海拔×3个重复样地),覆盖了从灌
来源:Ecography
时间:2025-09-23
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FTA Elute卡用于病毒RNA常温存储及经济高效废水监测的实施方案研究
2.1 FTA Elute卡RNA洗脱方法的优化分子病毒诊断通常需要冷链运输样本,而FTA Elute卡可通过专有化学基质实现病毒灭活和核酸稳定化,该技术已获得世界卫生组织(WHO)和美国疾病控制与预防中心(CDC)认可。本研究采用浸卡洗脱法,比较 Tris-乙酸-EDTA(TAE)缓冲液与无核酸酶水的洗脱效率,发现TAE缓冲液呈现更低的循环阈值(Ct值),表明其洗脱效果更优。500 µL与1000 µL洗脱体积的Ct值相当,但降至400 µL时目标RNA无法检出,最终选择500 µL TAE缓冲液作为标准洗脱方案。2.2 FTA Elute卡上病毒RNA稳定性评估通过三重复实验评估RNA稳定
来源:Advanced Sensor Research
时间:2025-09-23
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鄱阳湖流域Kovacikia属两新种(不产叶绿素f)的发现及其对蓝细菌系统演化与光适应机制的启示
1 引言丝状蓝细菌中的Leptolyngbyales目是一个庞大且明显多系群,尽管其成员形态相似。传统上仅依靠形态特征对蓝细菌进行分类严重低估了其多样性。分子遗传学方法和电子显微镜的应用从根本上推动了蓝细菌分类的变革。例如,基于系统发育分析和类囊体超微结构模式,将Oscillatoriales修订为Oscillatoriales和Synechococcales,而Leptolyngbya被归入新科Leptolyngbyaceae(Synechococcales)。近年来,随着已鉴定蓝细菌参考菌株数量的增加和基因组序列的完善,Strunecký等人重建了 robust 的系统基因组树,将整个蓝细
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-09-23
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植物功能群对土壤功能的影响超越种植密度:基于盆栽实验的机制解析
引言植物功能群(PFGs)和种植密度是植物群落动态的两个重要特征,然而它们对生态系统功能的主效应和交互效应尚未得到系统分析,这限制了我们预测和管理群落变化引发的生态响应的能力。植物相互作用涉及竞争和促进之间的动态平衡。密度决定了种间竞争的强度,并直接影响植物生长、繁殖以及土壤性质和生态系统功能。在最佳范围内,增加种植密度可以增强资源获取、植被生产力和生态系统碳(C)储存。然而,过高的密度可能导致个体表现和生殖投资减少,潜在地破坏食物网并损害生态系统恢复力。目前,大多数关于种植密度的现有研究集中在生产力上,尤其是在森林和农业生态系统中。密度变化对草地中各种土壤功能的影响,如土壤氮(N)矿化、胞外
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-09-23
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加拿大北魁北克受干扰与原始北极高山苔原根系真菌的分离鉴定及群落研究
在北方生态系统(如亚北极苔原)中,采矿活动导致环境压力激增,亟需通过生态修复措施推动矿区复垦。利用有益微生物(如菌根真菌)对采矿扰动区域进行生态恢复,被认为不仅能促进宿主植物的生长存活,还能增强其对贫瘠污染环境(如矿山尾矿)的耐受性。本研究聚焦加拿大魁北克北部Schefferville矿区的植物根系共生真菌群落。此类极北环境中的根系真菌研究此前极为有限。通过空间和宿主植物变异分析,研究人员成功分离出456株可培养真菌,其中376株经rDNA内转录间隔区分析(使用引物ITSF-1和ITS-4)被成功鉴定,归属于106个分类单元。高频分离真菌主要集中于三个遗传相关类群:•埃里卡根瓶霉复合群(Rhi
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-09-23
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水产养殖与基因组监测技术对淡水和海洋沉积物中抗生素抗性基因谱及微生物群落的影响研究
引言抗生素耐药性(AMR)是全球健康的重要威胁,其传播与人类和兽医领域抗菌药物的广泛使用及环境释放密切相关。水产养殖作为鱼类、贝类等水生生物的控制性生产活动,是加拿大渔业的重要组成部分。随着养殖集约化程度提高,疾病爆发风险上升,抗生素使用量增加,导致沉积物中抗生素残留及抗性基因(ARGs)扩散风险加剧。本研究旨在评估两种基因组学方法——靶向富集宏基因组学(bait-capture)和Resistomap qPCR面板——在淡水和海水沉积物中检测ARGs的适用性,并分析其与微生物群落的关系。方法沉积物样本于2022年从加拿大不列颠哥伦比亚省(BC)、新不伦瑞克省(NB)和安大略省(ON)的活跃水
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-09-23
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在快速的环境变化背景下,哈德逊海峡中的微生物群落
在北极地区,气候变化正在以前所未有的速度改变海洋环境。这一变化主要体现在海水温度上升、河流径流增加以及海冰融化速度加快等多个方面。作为北极地区的重要组成部分,哈德逊湾海洋系统(Hudson Bay Marine System, HBMS)正在经历加拿大北极地区最快的海冰消融过程。这使得夏季的开放水域时间显著延长,进而对当地生态系统产生深远影响。为了深入了解这一变化对微生物群落的影响,我们选择在夏季高峰期对哈德逊海峡和北部哈德逊湾的表层海水进行了高通量16S rRNA基因测序分析。此时,哈德逊湾几乎完全无冰覆盖,空气温度也相对较高。通过分析不同地点的微生物群落结构,我们发现水体的盐度和温度对微生
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-09-23
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镰刀菌头枯病感染下大麦内生真菌群落动态与抗病机制研究
Abstract镰刀菌头枯病(FHB)是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的毁灭性真菌病害,严重影响大麦(Hordeum vulgare L.)等禾谷类作物产量和品质。本研究通过比较不同发育阶段、生长条件(温室、研究田和FHB病圃)下"未感染"与"FHB感染"大麦基因型各组织中的内生真菌群落,发现FHB感染大麦的真菌操作分类单元(OTUs)和内生真菌物种数量显著高于健康大麦。18S-内转录间隔区(ITS)测序分析显示,2021年收获的FHB感染种子内生真菌多样性(120 OTUs)高于未感染种子(113 OTUs)。单向方差分析和Tukey多重比较(p ≤ 0.05)
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-09-23
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综述:利用合成生物学赋能循环塑料经济
Advances in enzymatic and microbial degradation of plastics自然环境中存在多种能够降解石油基塑料的微生物,包括细菌、真菌和古菌。其中聚乙烯 terephthalate(PET)的生物降解研究最为深入,代表性酶如源自Ideonella sakaiensis的IsPETase和Leaf-Branch Compost Cutinase(LCC)可通过水解作用将PET解聚为单体对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。蛋白质工程策略(如定向进化、理性设计、人工智能辅助设计)显著提升了酶的热稳定性和催化效率。例如FAST-PETase变体在50°C下
来源:Canadian Journal of Microbiology
时间:2025-09-23