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  • 综述:具有双口式叶结构(即叶片上同时存在腹面和背面气孔)的植物中,腹面气孔与背面气孔在功能及发育方面的差异

    植物叶片上的气孔是植物与外界环境进行气体交换的关键结构。气孔不仅负责二氧化碳的吸收以支持光合作用,还调控水分的蒸发,从而影响植物的生长、抗逆性和产量。气孔的分布和功能在植物的两个叶面(上表皮和下表皮)之间存在显著差异,这些差异不仅涉及气孔的开闭机制,还涉及气孔的发育过程。长期以来,研究主要集中在下表皮气孔,然而,许多植物在上表皮也具有气孔,形成了双面气孔的结构。这种双面气孔的出现引发了关于其功能、发育机制以及其在植物生理中的作用的广泛讨论。本文将围绕双面气孔的生理功能、发育调控及其在植物适应环境变化中的作用进行深入探讨。气孔的开闭机制是植物适应环境变化的重要手段之一。当光线增强时,气孔通常会张

    来源:New Phytologist

    时间:2025-11-23

  • 进化遗产塑造了全球海洋中海草特征的地理分布

    在当今全球环境变化日益加剧的背景下,了解生物如何适应和响应环境变化是生态学和进化生物学研究的核心议题之一。植物和动物的生存能力往往受到其生理结构、生活史特征和生态行为等“性状”的影响,而这些性状的分布模式则与地理环境、历史演化过程以及生物的进化历史密切相关。本文聚焦于全球海洋生态系统中的关键物种——海草,通过整合其分布信息、性状数据以及时间校准的系统发育树,揭示了性状的地理分布格局及其背后的驱动机制。海草作为海洋生态系统中重要的造景物种,不仅为众多生物提供栖息地,还在营养循环、气候调节和生物多样性维持等方面发挥着重要作用。然而,目前对于性状地理分布(即“性状生物地理学”)的研究仍较为薄弱,尤其

    来源:New Phytologist

    时间:2025-11-23

  • 干燥作用会抑制1米深度范围内的细根生长,并改变四种不同热带森林中的根系特征

    热带森林是地球上生产力最高的生态系统之一,它们对全球碳储存具有重要贡献。然而,随着气候变化导致干旱频率和强度的增加,这些森林的根系动态和功能正面临重大挑战。根系不仅影响土壤中的碳储存,还作为植物与土壤之间的关键界面,调控生态系统中的养分和水分循环。因此,理解热带森林根系在持续干旱条件下的变化,对于预测未来森林对气候变化的响应至关重要。本研究通过一项长期干旱实验,探讨了干旱如何影响热带森林根系的分布和功能。研究选择了四个位于巴拿马地峡的不同热带低地森林,这些森林在年降水量、干旱季节长度和土壤肥力方面存在显著差异。实验通过设置部分通过量排除结构,模拟了长期干旱的条件,并评估了根系在不同深度的动态变

    来源:New Phytologist

    时间:2025-11-23

  • 西北太平洋病毒浮游生物丰度及其亚群分布的生物地理学研究:一个大尺度视角

    在这项研究中,科学家们通过改进分辨率的流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)和表型多样性分析,揭示了西北太平洋中四种一致的病毒亚群以及一种仅限于黄海的第五种病毒亚群。这些发现不仅明确了西北太平洋病毒群落的多样性热点,还展示了环境和生物梯度如何塑造海洋病毒的大规模分布模式。研究结果强调了病毒与微生物宿主之间紧密的联系,并指出在不同海洋环境中,这种联系的动态变化可能对生态系统的功能产生深远影响。海洋病毒(Virioplankton)是全球海洋中最丰富的生物实体之一,它们在微生物生态学和生物地球化学循环中扮演着至关重要的角色。尽管它们在海洋生物量中的比例相对较小(约为30兆吨碳,占总海

    来源:MicrobiologyOpen

    时间:2025-11-23

  • 综述:培养肉能否成为一种可持续且安全的蛋白质来源?

    在当今全球食品体系日益关注可持续性和人类健康的大背景下,肉类消费,尤其是红肉和加工肉类,正面临着前所未有的挑战。红肉和加工肉类作为人类饮食中重要的蛋白质来源,富含必需氨基酸和微量营养素,如铁、锌和维生素B12,这些成分对维持身体机能和预防某些营养缺乏症具有重要意义。然而,科学研究不断揭示,过度摄入这些肉类与多种慢性疾病的发生存在密切关联,例如心血管疾病、糖尿病、高血压和某些类型的癌症。与此同时,肉类生产对环境的影响也引发了广泛讨论,特别是温室气体排放问题,其中反刍动物(如牛和羊)产生的甲烷(CH4)是全球变暖的重要因素之一。因此,寻找替代传统肉类的新方案,成为当前食品科学和环境研究的热点之一。

    来源:Molecular Nutrition & Food Research

    时间:2025-11-23

  • 最初共存的内共生体在宿主蝉的发育过程中会迁移到不同的组织中

    摘要 内共生体在推动许多昆虫的生态和进化多样化方面起着关键作用,然而它们特化的共生器官(例如细菌组)的形态发生和进化起源仍知之甚少。在这里,我们利用基于显微镜的方法研究了蝉科(Cicadidae)中细菌组的形态发生。我们发现,细菌组既可能来源于反转过程(anatrepsis)后出现的原始细菌细胞,也可能仅来源于反向反转过程(katatrepsis)期间新出现的细菌细胞。细菌组通过“出芽”增殖来增加其单元数量,其发育模式与酵母样真菌共生体(YLS)的存在与否及其定殖动态密切相关。在宿主发育早期阶段共存的专性内共生体Karelsulc

    来源:Environmental Microbiology

    时间:2025-11-23

  • Bicocca采样日模型:环境微生物组研究中参与式公民科学的教育与实践创新

    在我们生活的城市环境中,存在着一个看不见的微生物世界,它们与人类健康息息相关。然而随着城市化进程的加速,环境微生物多样性正在急剧丧失,这直接导致了"文明病"(包括自身免疫疾病、肥胖症和糖尿病等)的流行。更令人担忧的是,COVID-19大流行加剧了公众对微生物的负面认知,进一步拉大了微生物科学与公众认知之间的鸿沟。面对这一严峻挑战,来自米兰大学比科卡分校的研究团队在《ISME Communications》上发表了一项创新性研究,提出了名为"Bicocca采样日(BSDs)"的参与式公民科学模型。该模型旨在通过大规模环境微生物组采样活动,同时实现科学研究与公众教育的双重目标。研究人员设计了一个可

    来源:ISME Communications

    时间:2025-11-23

  • 光驱动微生物代谢的昼夜振荡支撑河口生物地球化学韧性

    河口,作为连接陆地与海洋的高度动态界面,因其高营养盐通量、显著的水动力梯度和极其多样的微生物群落,被公认为全球生物地球化学循环的关键热点区域。然而,在这些生态系统中,由地球自转决定的昼夜光周期,作为能量来源和调控信号,深刻影响着微生物的生理、代谢途径和群落动态。尽管这些昼夜振荡对塑造河口生物地球化学过程的重要性已得到认可,但浮游原核微生物群落对此类节律性环境变化的潜在机制响应仍未被充分阐明。特别是在珠江口这样的亚热带河口系统,其高营养负荷、强潮汐流和陡峭的生态梯度,孕育了高度动态的微生物群落,它们在调节碳固定、氮循环和硫转化等关键生物地球化学过程中扮演着关键角色。虽然先前研究记录了珠江口微生物

    来源:ISME Communications

    时间:2025-11-23

  • 利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对黑海刺鱼(Belone belone,辐鳍鱼纲:刺鱼科)的耳石异常进行微观表征

    摘要 在本研究中,采用了光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)来观察从黑海科贾埃利(Kocaeli,n = 114)和奥尔杜(Ordu,n = 76)海岸采集的Belone belone鱼个体(n = 190)的耳石(otoliths)的形态和结构特征。SEM分析能够高分辨率地成像耳石表面微观结构,并揭示了一部分样本中的明显形态异常。在9个个体中观察到了耳石异常,其中科贾埃利的异常发生率为3.5%,奥尔杜为6.58%。正常耳石显示出一致的文石晶体图案和椭圆形形态,具有明确的近端和远端表面;而异常耳石则表现出不规则的生长模式、不对称性以

    来源:Microscopy and Microanalysis

    时间:2025-11-23

  • 使用插补的多组学数据进行单交预测:以油菜为例的研究

    大豆(Glycine max)作为一种重要的经济作物,其种子的组成对农业生产和食品工业具有重要意义。种子中蛋白质和油脂的含量不仅影响大豆的营养价值,还直接关系到其作为饲料、食品原料和工业原料的市场价值。长期以来,科学家们注意到加拿大西部种植的大豆种子蛋白含量普遍低于东部种植的大豆,这一现象引发了对大豆种子组成受环境因素影响的广泛研究。本文通过基因表达分析,探讨了这种差异的潜在分子机制,并揭示了基因表达模式如何反映大豆在不同地理区域的生长适应性。### 大豆种子的组成与重要性大豆种子的组成是植物生长环境和基因型共同作用的结果,其中蛋白质和油脂是种子中最主要的成分。根据研究,大豆种子通常含有约20

    来源:Genome

    时间:2025-11-23

  • 卷积神经网络能否支持对谷物-豆科作物冠层覆盖动态的农学分析?

    ### 解读与分析本文探讨了在农业生产中使用深度学习模型进行作物间冠层覆盖分析的可行性。随着农业现代化的推进,单一种植系统逐渐暴露出诸如景观简化、土壤侵蚀和生物多样性丧失等生态问题。因此,研究者们开始关注多样化的种植方式,如间作(intercropping),其旨在通过提高作物间的相互作用,实现更高的产量和资源利用效率。然而,传统的冠层覆盖评估方法需要大量人工标注,不仅耗时费力,而且在处理大规模数据时难以满足需求。为此,研究团队引入了卷积神经网络(CNN)来自动分析冠层覆盖数据,从而提升效率和准确性。#### 研究背景与目标间作系统中,不同作物之间的竞争关系是影响整体产量和生态效益的关键因素。

    来源:Field Crops Research

    时间:2025-11-23

  • 将控释尿素以浅层施肥的方式施用于稻田,并结合交替湿润和干燥的灌溉技术,可以在稻麦轮作系统中实现水稻生产的可持续集约化

    在长江中下游地区,尤其是江苏,水稻和小麦的密集种植系统已经成为农业生产的重要组成部分。随着全球人口的持续增长,对粮食的需求也在不断上升。然而,这种高产模式往往伴随着过度施肥和灌溉,导致了氮素损失和温室气体排放的增加,从而对生态环境和人类健康构成威胁。因此,探索既能提高产量又能减少环境影响的农业管理策略变得尤为重要。为了应对这一挑战,研究人员提出了一种结合控释尿素(CRU)施用方法和间歇灌溉(AWD)技术的综合氮-水管理策略。这种策略通过优化氮素的供应时间和方式,以及合理控制灌溉频率,旨在实现水稻产量的提升,同时提高氮素利用效率(NUE),减少氮素损失(Nr)和温室气体(GHG)排放。研究发现,

    来源:Field Crops Research

    时间:2025-11-23

  • SmartEars:一种基于频谱图音频分类和人工智能辅助标注的实用框架,用于家禽呼吸系统监测

    随着农业自动化技术的不断发展,利用机械臂替代人工采摘水果成为现代农业的重要趋势。然而,果树形态的不规则性和果园中果实生长位置的高度不确定性,给机械臂的目标定位带来了巨大挑战。直接采摘可能会导致机械臂与树枝、叶片发生碰撞,造成果树和机械臂的不可逆损伤,同时采摘过程中产生的振动也会影响目标果实的位置,导致采摘失败。为了解决这些问题,本文提出了一种改进的RRT*路径规划算法,称为GD-RRT*,该算法能够为采摘机器人中的机械臂提供更优的初始路径和最优路径规划结果。通过结合碰撞检测的成功频率,该算法采用了一种具有实时更新参数的高斯混合概率分布模型,并交替使用高斯采样策略和目标偏置采样策略,以动态调整深

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-11-23

  • 通过高速原子力显微镜(AFM)揭示了次级转运蛋白中侧向扩散与构象状态之间的动态相互作用

    膜蛋白在细胞膜中的结构动态与其周围脂质环境之间的协调关系是理解其功能和开发纳米技术应用的关键。为了深入研究这一现象,我们利用高分辨率的高通量原子力显微镜(HS-AFM)技术,直接观察了重组到膜脂质片中的乳糖渗透酶(LacY)的横向运动和底物诱导的构象变化。LacY 是一种典型的协同转运蛋白,能够将乳糖和一个质子同时运输穿过膜,其运输机制依赖于质子的电化学梯度。通过HS-AFM,我们观察到LacY二聚体以平均速度约3 nm/s进行横向扩散,扩散系数约为18 nm²/s,这表明在每次运输循环前,蛋白质可能移动数十纳米的距离。这种运动不仅影响其运输效率,还可能与膜的机械特性相互作用,进而调控其构象变

    来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

    时间:2025-11-23

  • 综述:多光谱热管理在多种气候条件下的节能建筑中的应用:从建筑立面到室内个人热调节

    背景与规模建筑物的热舒适度主要依赖于供暖、通风和空调(HVAC)系统,而这些系统能耗较高,对全球变暖和温室气体排放有显著影响。为了实现低能耗和零能耗建筑的目标,同时减少对环境的影响,多光谱热管理技术越来越受到关注。用于屋顶、墙壁、窗户以及个人热管理纺织品的新节能材料虽然具有相似的设计理念,但在所需的光谱选择性、材料选择和制造工艺上存在差异,其性能也需要根据气候条件和最终用途进行定制。然而,目前还缺乏一个针对具体气候条件和组件的统一的多光谱设计策略框架,这给研究人员、从业者和政策制定者带来了很大的挑战。本文通过全面概述当前的多光谱热管理技术和策略,填补了这一空白,旨在提高全球建筑物的能源效率。文

    来源:Joule

    时间:2025-11-23

  • IL6R基因DNA甲基化调控生物心理社会因素与抑郁症关联的机制研究

    在当今社会,抑郁症已成为影响全球数亿人心理健康的重大公共卫生问题。世界卫生组织最新数据显示,抑郁症影响着约3.8%的全球人口,其中成年人患病率高达5%,而60岁以上人群更是达到5.7%。特别值得关注的是,台湾地区的抑郁症患病率在过去十年间呈现明显上升趋势,从2007年的1.6%增长至2016年的1.92%,这一变化凸显了深入研究当地人群抑郁症发生机制的紧迫性。传统上,研究者们通常从生物心理社会模型的三个维度来理解抑郁症的发病机制。生物因素包括年龄、性别、身体质量指数(BMI)和躯体疾病;心理因素涵盖吸烟、饮酒和运动习惯;社会因素则涉及教育水平、婚姻状况和居住情况。然而,这些因素如何具体影响抑郁

    来源:Translational Psychiatry

    时间:2025-11-23

  • 高海拔环境下车辆颗粒物排放激增:化学分析与机器学习的启示

    车辆尾气排放,尤其是细颗粒物(PM2.5),对空气质量与人类健康构成了严重威胁。特别是在高海拔地区,由于氧气含量较低,这种排放问题更为突出。本研究通过在天津(海拔5米)和西宁(海拔2240米)开展实地驾驶测试,探讨了高海拔地区车辆颗粒物排放激增的机制。研究结果表明,西宁的轻型汽油车和柴油车PM2.5排放因子分别是天津的1.7到2.8倍,这一现象与高海拔地区较低的空气燃料比以及陡峭地形导致的发动机负荷增加密切相关。在高海拔地区,由于大气压力和氧气浓度的降低,空气燃料比相应减少,这不仅影响了发动机的燃烧效率,还可能导致燃烧过程不完全,从而增加PM2.5的排放。此外,地形因素如海拔高度和道路坡度在高

    来源:Journal of Hazardous Materials

    时间:2025-11-23

  • 从微塑料中渗出的溶解有机物(MPs-DOM)会以不同的方式改变土壤中对吡啶的吸附作用

    微塑料(Microplastics, MPs)作为一种新兴的土壤污染物,其在土壤环境中对污染物吸附行为的影响日益受到关注。近年来,随着塑料制品的广泛使用,微塑料在土壤中的存在已成为一个不可忽视的环境问题。微塑料因其较大的比表面积和显著的疏水性,能够与土壤中的有机质和矿物颗粒相互作用,从而影响环境中持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)的迁移、转化和生态毒性。本研究以聚乙烯(PE)和聚乳酸(PLA)两种典型微塑料为对象,系统探讨了它们及其衍生的溶解有机质(MPs-DOM)在调控土壤中芘(Pyrene)吸附行为中的不同作用机制。芘属于高分子量多环

    来源:Journal of Hazardous Materials

    时间:2025-11-23

  • 利用BiOBr模拟太阳光驱动的铁酸盐(VI)的活化作用,以加速双酚S(BPS)的氧化过程

    Bisphenol S(BPS)作为双酚A(BPA)的常见替代品,因其广泛的应用而逐渐成为环境中值得关注的内分泌干扰物。随着其在水体、土壤、灰尘等环境介质中的频繁检测,BPS对生态系统和人类健康的潜在威胁也日益凸显。尤其是在饮用水和地表水中的存在,引发了对水体污染治理的迫切需求。为此,研究者们不断探索高效的降解方法,以应对这一新型污染物的挑战。本研究提出了一种新型的协同降解系统,该系统结合了BiOBr光催化剂与Fe(VI)(六价铁)在模拟太阳光(Xe灯)下的作用,以实现对BPS的高效去除。通过实验发现,在pH 8.0的条件下,该系统能够在5分钟内达到93.9%的BPS去除率,其表观二级反应速率

    来源:Journal of Hazardous Materials

    时间:2025-11-23

  • 对用于从培养肉生产中废弃培养基中回收乳酸的概念性工艺模型的经济可行性和环境影响进行分析

    本文探讨了从培养肉(Cultivated Meat, CM)生产过程中产生的废培养基中回收乳酸的可行性,以及这一过程在经济和环境方面的潜在影响。随着CM技术的逐步成熟,其生产规模不断扩大,废培养基的产生量也随之增加。废培养基中含有大量代谢产物,如乳酸、葡萄糖、氨基酸、维生素、矿物质等,这些成分可能具有较高的回收价值。因此,研究如何高效回收这些代谢产物,不仅有助于降低CM的生产成本,还能减少其碳足迹,推动生物制造行业向更可持续的方向发展。在CM生产过程中,细胞通常在生物反应器中通过厌氧呼吸将葡萄糖转化为乳酸。由于乳酸的积累会导致培养基酸化,从而影响细胞的生长和代谢,因此在实际生产中,乳酸浓度通常

    来源:Biotechnology Progress

    时间:2025-11-23


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