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综述:生物膜作为微生物存在的基本可能形式:现代观点
生物膜:微生物的"城市生态"微生物界普遍存在的生物膜(Biofilms)被喻为"微生物的城市",其形成始于精密的表面识别过程。当微生物感知到相界面(liquid-solid/air-liquid interfaces)时,通过物理化学作用启动附着程序,这一过程涉及疏水相互作用、静电吸引和范德华力等多重机制。EPM:生物膜的"混凝土骨架"胞外聚合物基质(Extracellular Polymeric Matrix, EPM)作为生物膜的结构核心,主要由多糖(如藻酸盐)、蛋白质、核酸和脂质组成。这些组分通过精密调控形成三维网络:多糖提供结构支撑并保持水合状态胞外DNA(eDNA)介导细胞间粘附功能
来源:Microbiology
时间:2025-07-17
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OM190系统发育分支的全球分布特征及其在北方贫营养泥炭沼中的生态意义解析
三十年前,科学家首次从沿海水域的环境样本中捕获到代表OM190系统发育分支的16S rRNA基因序列。这些序列在进化树上形成与浮霉菌门(Planctomycetota)相关的深分支。后续研究逐渐拼凑出OM190的生态拼图:它们活跃于海洋植屑聚集体、藻类表生微生物群落,甚至在深水湖泊含氧跃层中的浮游细菌群体里也能发现其踪迹。最新分子生态学研究给这幅拼图增添了关键碎片——在湿地微生物组筛查中,OM190竟占据中性富营养泥炭沼细菌多样性的2%。为破解其分布密码,研究者对欧洲俄罗斯六处北方泥炭沼展开地毯式调查。典范对应分析(CCA)像生物侦探般锁定两个关键环境变量:pH值和磷含量,它们如同生态罗盘指引
来源:Microbiology
时间:2025-07-17
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艾比湖湿地盐生植物根际黏细菌群落多样性及其对土壤盐碱环境的响应机制研究
在新疆古尔班通古特沙漠的艾比湖盐碱湿地中,隐藏着一支特殊的微生物军团——黏细菌(Myxobacteria)。这些土壤微生物界的"社交达人"占据细菌总量的0.7-3.02%,堪称湿地生态系统的优势菌群。研究人员对13种盐生植物根际土壤展开"人口普查",发现嗜盐菌属(Haliangium)是当之无愧的"霸主"。有趣的是,不同植物根际的黏细菌多样性差异显著:牛皮消(Cynanchum sibiricum)根际如同"微生物大都会",而柽柳(Tamarix chinensis)根际则像"微生物荒漠"。通过冗余分析(RDA)这把"解码钥匙",科学家们发现土壤电导率(EC)是调控黏细菌群落的"总指挥"(p&
来源:Microbiology
时间:2025-07-17
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一株新型嗜盐多环芳烃降解菌的分离及其在盐碱环境修复中的应用潜力
在盐碱环境中顽固存在的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)污染治理面临特殊挑战。这项研究从石油污染土壤中淘选出一株颇具应用潜力的中度嗜盐菌SL-6,该微生物战士能在pH 6.5-9.5的酸碱战场、15-50°C的温度战场以及0-12% NaCl(重量体积比)的盐度战场上所向披靡。在最适降解条件(pH 8.0、30°C、3.0% NaCl)下,这个微生物特种兵展现出惊人的PAHs清剿能力:萘(naphthalene)在48小时内被彻底歼灭,菲(phenanthrene)在6天内清除率高达96%。通过多相分类学鉴定,这个降解能手被确认为Stutz
来源:Microbiology
时间:2025-07-17
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抗生素胁迫下病毒基因组纯化选择驱动土壤N2O排放的机制研究
在微生物王国中,病毒作为看不见的调控者,正通过令人惊奇的进化策略改写温室气体排放剧本。最新研究揭示,当土壤遭遇环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)这类抗生素胁迫时,病毒群落会启动精妙的生存机制——它们不仅转向溶原性(lysogenic)生活方式潜伏在宿主细胞内,更通过基因组层面的"隐形进化"(即同义突变)优化反硝化相关辅助代谢基因(AMGs)的密码子使用偏好。这种看似沉默的基因变化实则是病毒与宿主的"分子暗号":通过纯化选择(purifying selection)作用,病毒AMGs的密码子变得与宿主表达系统更加兼容,从而显著提升关键酶的表达效率。宏基因组分析和15N同位素示踪技术
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-17
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美国碳捕集与封存激励政策的重构:成本效益与气候治理的平衡之道
A CCS Subsidy美国气候政策独特依赖"胡萝卜"式激励,碳捕集与封存(CCS)技术补贴便是典型代表。与加拿大、欧盟等地区主推碳定价的"大棒"政策不同,美国通过《通胀削减法案》(IRA)将45Q税收抵免提高至85美元/吨CO2,预计2031年前财政支出超千亿美元。这种设计源于三重背景:国家层面碳定价屡屡受挫、实证研究显示补贴更易实现深度减排、以及预算调解程序的政治便利性。值得注意的是,45Q补贴存在特殊经济逻辑:CCS设施既无直接收益又需持续运营投入,这与风电等可市场化运营的清洁能源形成鲜明对比。更关键的是,当前补贴按封存吨数计算,导致碳排放越高的企业获益越大——例如燃煤电厂每兆瓦时获补
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-17
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酿酒酵母代谢工程实现羟基酪醇和红景天苷的从头生物合成:突破天然提取与化学合成瓶颈
研究背景羟基酪醇(3,4-dihydroxyphenylethanol)和红景天苷是具有强抗氧化、抗炎和神经保护作用的天然苯乙醇类化合物,广泛应用于医药、化妆品和保健品领域。传统植物提取法受限于低产率,而化学合成存在步骤复杂、环境污染等问题。本研究以模式微生物酿酒酵母为底盘细胞,通过系统代谢工程改造,实现从葡萄糖等简单碳源高效合成这两种高价值化合物。材料与方法菌株构建:以CEN.PK2-1C为出发菌株,采用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑。关键操作包括:酪醇合成途径优化:过表达磷酸酮醇酶基因(Bbxfpk)、转酮酶(TKL1)和核糖-5-磷酸异构酶(RKI1),删除丙酮酸脱羧酶基因(PD
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-07-17
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ELISA法量化空气真菌抗原:与传统方法及分子生物学技术的比较研究及其在健康风险评估中的应用
研究背景与技术挑战空气中真菌孢子对人类健康的影响已被广泛认知,但暴露剂量与健康效应的定量关系仍不明确。传统培养法仅能检测可存活孢子,而分子生物学方法如qPCR虽能检测总DNA却无法区分抗原活性。本研究通过开发六种真菌特异性ELISA(靶向曲霉属、枝孢属等),在可控气溶胶环境中系统比较了ELISA与孢子计数、培养法及qPCR的性能差异。实验设计与方法创新采用1.2m3生物气溶胶舱生成单/混合真菌孢子气溶胶,通过液体雾化(SLAG)和旋转刷(RBG1000)两种发生器调节浓度。222份滤膜样本经磷酸盐缓冲液(PBST)提取后,平行进行四种分析:孢子计数:Neubauer计数板显微镜观察,检测限5×
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-07-17
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双亲暴露于二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯(DEHP):对雄性幼崽神经认知结果的跨代评估
近年来,随着环境问题的日益突出,人们越来越关注食品中重金属污染对健康的影响。在台湾地区,蔬菜和水果作为日常饮食中的重要组成部分,其重金属含量受到广泛关注。由于这些食物可能从环境中吸收重金属,进而通过饮食途径对人体健康造成潜在威胁,因此有必要对这类食品中重金属的浓度进行系统评估。这项研究的目标是评估台湾地区居民通过食用蔬菜和水果而摄入的重金属所带来的健康风险,特别是对肾脏的毒性影响。在本研究中,共收集了203份蔬菜和79份水果样本进行分析。研究重点关注了砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、钡(Ba)、锰(Mn)和钼(Mo)等六种重金属的浓度。通过对这些样本的检测,研究人员发现了一些重要的发现。例
来源:Food and Chemical Toxicology
时间:2025-07-17
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台湾地区蔬果重金属污染特征及肾毒性风险评估:基于多区域采样的膳食暴露研究
在食品安全问题日益凸显的今天,蔬果中的重金属污染像一柄悬在人们头顶的"达摩克利斯之剑"。台湾作为蔬果消费量较高的地区,既往研究多关注工业污染导致的砷中毒,但对日常饮食中多种重金属的协同风险知之甚少。更令人担忧的是,肾脏作为人体的"排毒工厂",长期暴露于镉、钡等具有肾毒性的金属中,可能引发不可逆的损伤。然而,台湾缺乏系统性研究来回答:市售蔬果究竟含有多少重金属?不同人群的暴露水平如何?这些"隐形杀手"会带来怎样的健康威胁?为解开这些谜团,台湾大学(National Taiwan University)的研究团队开展了一项开创性研究。他们走遍台湾北、中、南、东部传统市场,像"食品安全侦探"一样采集
来源:Food and Chemical Toxicology
时间:2025-07-17
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PFAS毒性对3T3-L1前脂肪细胞脂肪生成失调的调控机制及缓解策略研究
在当今环境污染问题日益严峻的背景下,全氟烷基物质(PFAS)作为一类具有高度持久性的有机污染物,其毒性效应引发广泛关注。这类物质被广泛应用于工业和消费品领域,却能在生物体内长期蓄积,尤其对脂肪代谢过程产生显著干扰。现有研究表明,PFAS暴露与肥胖、糖尿病等代谢性疾病存在关联,但其分子机制尚未完全阐明。更令人担忧的是,海洋生态系统作为PFAS的重要汇集地,其生物群落正面临前所未有的暴露风险,这直接威胁到全球渔业资源的可持续利用。挪威海洋研究所(Institute of Marine Research, IMR)联合国际科研团队开展了一项开创性研究。研究人员选择3T3-L1前脂肪细胞作为模型,系统
来源:Food and Chemical Toxicology
时间:2025-07-17
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线粒体DNA泄漏与微核形成通过cGAS-STING通路激活驱动马兜铃酸I诱导的肾炎发生机制研究
马兜铃酸作为传统中药成分长期被用于多种疾病治疗,然而其肾毒性问题日益凸显。马兜铃酸I(AAI)诱导的肾炎(AN)以进行性肾纤维化为特征,但具体分子机制始终未明。近年研究发现,环境毒素可通过诱发基因组不稳定激活固有免疫系统,而cGAS-STING通路作为DNA损伤感受器在炎症性疾病中起关键作用。这为解析AN发病机制提供了新思路——AAI是否通过破坏基因组完整性触发cGAS-STING通路激活?为解答这一科学问题,研究人员开展系统性实验。通过建立AAI诱导的小鼠肾炎模型,结合免疫荧光染色、流式细胞术和分子生物学技术,首次捕捉到肾小管上皮细胞中线粒体DNA(mtDNA)泄漏至胞质的现象。进一步研究发
来源:Food and Chemical Toxicology
时间:2025-07-17
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亚马逊稀树草原三种漆树科植物叶分泌道的生态功能与结构适应性研究
在亚马逊雨林与巴西塞拉多(Cerrado)的交错地带,分布着独特的稀树草原生态系统。这里强烈的季节性干旱、高辐射和贫瘠土壤构成了严酷的环境压力,迫使植物演化出精妙的生存策略。其中,漆树科植物叶内神秘的分泌道系统长期以来被视为关键防御器官,但其结构与功能的多样性、生态适应机制及分类学价值仍存在巨大认知空白。尤其对于亚马逊稀树草原这一特殊生境中的物种,相关研究更是近乎空白。针对这一科学问题,里约热内卢州研究支持基金会(FAPERJ)资助的研究团队选取了该区域三种典型漆树科植物——腰果(Anacardium occidentale)、巨腰果(A. giganteum)和钝塔皮木(Tapirira o
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海拔梯度下薹草属(Carex)功能性状变异与适应策略的生态机制研究
在气候变化加剧的背景下,理解植物如何通过功能性状调整适应环境梯度成为生态学研究的前沿课题。喜马拉雅山脉作为全球生物多样性热点区域,其复杂的地形和急剧变化的海拔梯度为研究植物环境适应机制提供了天然实验室。其中,薹草属(Carex)作为温带生态系统的优势类群,兼具形态保守性与生态多样性,是探究海拔-性状-适应策略关联的理想模型。然而,现有研究对喜马拉雅西段薹草属的海拔适应模式仍存在认知空白。King Khalid University的研究团队在《Flora》发表的研究中,系统考察了喜马拉雅山西部500-2000m海拔带内薹草属植物的适应策略。研究人员采用跨海拔梯度(500-1000m、1100-
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塞拉多四种幼龄豆科植物茎基与根部解剖结构揭示其火后再生机制
在广袤的南美塞拉多(Cerrado)生物群落中,周期性野火与季节性干旱塑造了独特的植被景观。这片占地超200万平方公里的土地上,豆科植物(Fabaceae)作为优势类群,其地下器官的再生能力直接决定着火后生态系统的恢复。然而,关于幼龄个体茎基(stem base)与根部(root)这些关键再生器官的解剖学研究却长期空白。圣保罗州立大学(UNESP)的研究团队选取Albizia niopoides等4种典型豆科树种,通过对比分析其6月龄与18月龄个体的解剖特征,揭示了这些"植物消防员"的生存密码。研究人员采用滑动切片机(sliding microtome)和旋转切片机(rotary microt
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肠道蠕虫Aulonocephalus pennula感染强度对北方山齿鹑粪便皮质酮代谢物浓度的影响机制研究
在北美草原生态系统中,北方山齿鹑(Colinus virginianus)的种群数量正经历着惊人的衰退。这种广布于美国中西部至东南部的猎禽,不仅面临栖息地破碎化和气候变化的威胁,其体内两种高负荷寄生虫——眼线虫Oxyspirura petrowi和盲肠蠕虫Aulonocephalus pennula——的肆虐更成为隐秘的"种群杀手"。其中A. pennula在干旱地区的感染率可达75%-100%,单宿主虫体负荷最高达599条,但不同于造成眼部病理损伤的O. petrowi,其对宿主的生理影响长期成谜。针对这一科学盲区,来自美国的研究团队在《Experimental Parasitology》发
来源:Experimental Parasitology
时间:2025-07-17
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综述:水生生态系统中的微/纳米塑料:分析挑战、生态影响与缓解策略
摘要微/纳米塑料(MNPs)已成为水生生态系统的全球性威胁。本文从分析技术、生态毒理和治理策略三个维度展开:傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱面临纳米塑料(NPs)检测瓶颈,而单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)可将检测限降至10 nm;MNPs通过诱导活性氧(ROS)爆发和DNA断裂引发跨物种毒性,且粒径<100 nm的NPs更易穿透血脑屏障;新兴解决方案如工程化PETase酶和β-环糊精功能化吸附剂虽具潜力,但需解决94.8%-98.6%去除率背后的规模化成本问题。1. 引言全球塑料年产量已达3.68亿吨,长江流域MNPs浓度高达3598.6颗粒/m3。传统检测手段存在显著
来源:Environmental Chemistry and Ecotoxicology
时间:2025-07-17
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硫化氢通过SlSR3依赖的细胞壁降解调控增强番茄耐盐性
土壤盐渍化已成为全球农业生产的重要限制因素,过高的盐浓度会导致植物细胞内Na+积累、离子失衡、氧化损伤以及细胞壁结构破坏。番茄作为世界范围内广泛种植的园艺作物,其耐盐性机制研究对保障粮食安全具有重要意义。目前虽然已知硫化氢(H2S)和钙离子(Ca2+)都是参与植物逆境响应的重要信号分子,但二者如何协同调控耐盐性仍不清楚,特别是关于细胞壁稳定性维持的分子机制亟待阐明。兰州大学的研究团队在《Environmental and Experimental Botany》发表的研究,通过整合生理学、分子生物学和遗传学方法,系统解析了H2S-Ca2+-SlSR3信号模块调控番茄耐盐性的新机制。研究采用水培
来源:Environmental and Experimental Botany
时间:2025-07-17
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生物炭-堆肥复合基质调控地中海气候下屋顶农业系统的微量元素与养分动态
随着城市化进程加速,屋顶农业(RA)因其在提升本地蔬菜供应和缓解热岛效应等方面的潜力备受关注。然而,传统泥炭基质存在不可再生、碳足迹高等问题,而城市有机废弃物堆肥作为替代材料又面临微量元素污染风险和养分流失的挑战。在这一背景下,西班牙国家研究委员会(CSIC)农业科学研究所的研究团队开展了一项为期三年的系统研究,揭示了生物炭-堆肥复合基质在调控屋顶农业系统中元素循环的关键作用,相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。研究团队采用咖啡渣(CG)、咖啡银皮(CSK)和海藻(S)三种典型城市废弃物,分别与生物炭(BC)共堆肥制备六种栽培基质。
来源:Ecotoxicology and Environmental Safety
时间:2025-07-17
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聚乙烯纳米塑料与多种生物膜相互作用的分子动力学研究:揭示其对细胞膜系统的潜在毒性机制
塑料污染已成为全球性环境问题,微塑料(<5 mm)和纳米塑料(<1000 nm)通过降解过程不断释放到环境中,并已在水体、土壤、大气乃至各类食品中被广泛检出。更令人担忧的是,这些微小塑料颗粒正通过饮食、呼吸和皮肤接触等途径悄然侵入人体——从2019年首次在人类粪便中发现后,后续研究陆续在结肠、胎盘、肺脏、血液、肝脏甚至母乳等多种人体组织和体液中检测到它们的存在。虽然这些污染物对人体健康的具体影响尚不完全清楚,但已有证据表明它们可能引发炎症、氧化应激、免疫功能障碍等多种不良反应,甚至与心血管疾病风险增加相关。面对这一严峻形势,国内某研究机构的研究人员聚焦于纳米塑料与生物膜系统的相互作用机制这一关
来源:Ecotoxicology and Environmental Safety
时间:2025-07-17