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季节性演替对浅水河口沉积物微生物群落动态及环境因子的影响研究
海洋沉积物中蕴藏着极其多样的微生物种群。传统观点认为,随着沉积深度的增加,由于电子受体耗尽以及埋藏后缺乏新的有机质输入,这些微生物的活性会变得很低。然而,环境参数的物理化学变化很可能影响海洋沉积物中微生物的代谢活性。为了探究这一问题,研究人员对浅层沉积物进行了季节性采样,旨在全年度内考察微生物种群数量、丰度与其所处物理化学环境变化之间的关联。他们采用了多种技术手段进行评估:包括16S核糖体核糖核酸(16S rRNA)扩增子测序、定量聚合酶链式反应(quantitative PCR, qPCR)以及地球化学分析,重点观测了海岸带浅层沉积物中三个深度(12–14厘米、38–40厘米以及48–50厘
来源:Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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连接体调控亚胺基共价有机框架实现双模式荧光发射作为稳定内参信号
1 引言亚胺基共价有机框架(COFs)因其温和的合成条件、结构稳定性和官能团多样性,在气体吸附、光催化和膜分离等领域展现出巨大潜力。然而,其在荧光传感领域的应用一直受到固有低荧光效率的限制。这主要源于二维结构中分子间的π–π堆积导致的聚集导致猝灭(ACQ)效应,以及激发态亚胺键的旋转引起的非辐射能量耗散。尽管已有研究尝试通过引入聚集诱导发光基团(AIEgens)、构建三维COFs或引入分子内氢键等策略来增强荧光,但这些方法往往存在合成复杂、官能团依赖性强或量子产率低等问题。本研究独辟蹊径,从连接体设计出发,旨在将多种荧光增强因子整合到单个亚胺基COF中。通过调控连接体的非共面分子结构赋予其AI
来源:Aggregate
时间:2025-10-17
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综述:从共生到发病机制:呼吸道病毒组的隐藏作用
引言呼吸道病毒组作为人体微生物组中的病毒组成部分,其内涵远不止于引起急性感染的病原体。它涵盖了感染人类细胞的真核病毒、感染细菌的噬菌体以及内源性病毒元件。得益于深度测序和宏基因组学技术的发展,研究人员发现,即使在健康个体的呼吸道中也存在着一个复杂的病毒群落。近期一项荟萃分析在人类病毒组中识别出约320种不同的病毒物种,分属于26个病毒科,其中指环病毒科(Anelloviridae)、乳头瘤病毒科(Papillomaviridae)和布尼亚病毒科(Bunyaviridae)是整体上最丰富的家族之一。许多病毒属于“共生”或低水平病毒,它们建立持续性或短暂性感染而不引发急性疾病。在肺部,这种基础的病
来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology
时间:2025-10-17
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高原酸性红壤玉米产量对优化施肥的响应机制:土壤质量与生态系统多功能性的协同提升
作物产量不同施肥处理的作物产量在连续施肥第六年(2022年)逐渐趋于稳定(图S1)。与不施肥对照(CK)相比,常规化肥(CF)和优化施肥处理(CSF、COF和OF)均显著提高了作物产量(p < 0.05)(图2)。具体而言,CF、CSF、COF和OF分别使作物产量提高了3.52–3.60倍、2.96–3.89倍、4.10–4.32倍和1.88–3.08倍(p < 0.05)。此外,COF处理的作物产量最高(10.50 t hm−2),相较于其他施肥处理增产17.81–34.49%。优化施肥对土壤质量的改善效应在全球气候变化加剧的背景下,优化施肥策略已成为实现农业可持续集约化的关键途径。作为农业
来源:Field Crops Research
时间:2025-10-17
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混作系统对饲草产量稳定性及生态效益的影响机制:基于不同气候区的种植模式评估
研究亮点基于干旱指数(DI)划分,灌溉区2020年为正常年,2021和2023年为干旱年,2022为湿润年;雨养区2020-2021为湿润年,2022-2023为干旱年。降水呈现显著季节性和年际变异特征(图3A-H)。降水变异与饲草生产力稳定性在灌溉区,玉米/拉巴豆混作(ML)系统表现出最高的产量稳定性指数(0.84),其干物质产量(DMY)变异系数较单作降低16.8%。雨养区混作系统通过豆科作物固氮作用缓冲降水波动影响,使粗蛋白产量(CPY)稳定性提升25.0%。讨论本研究证实灌溉区DMY和CPY分别较雨养区提升14.0%和16.5%(图4)。补充灌溉使水分供给增加16.1%,显著促进作物发
来源:Field Crops Research
时间:2025-10-17
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通过植物密度与杂交种生殖可塑性协同管理提升玉米籽粒产量稳定性
Highlight本研究首次将稳定性分析应用于整合植物密度与生殖可塑性的管理策略,发现高-中密度(8-6 plants m−2)配合高可塑性杂交种可实现最优产量稳定性,为湿润地区玉米生产应对气候波动提供实证依据。Results(结果)本研究涵盖的环境产量范围为9500至14000 kg ha−1,其中61%的变异源于降雨差异。在中等产量环境中,降低植物密度(从8降至6或4 plants m−2)对籽粒产量无显著影响。然而,在高产和低产环境中,大幅降低密度(如降至4 plants m−2)分别导致约20%和40%的减产。跨环境稳定性分析表明,采用高或中等密度管理配合高生殖可塑性杂交种(high
来源:Field Crops Research
时间:2025-10-17
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基于机器人视觉与贝叶斯滤波的蜂群育幼动态监测与语义建图研究
Highlight系统设置与数据采集我们的实验装置包括一个观测蜂箱,内含两个垂直堆叠的标准尺寸蜂巢(420 mm × 220 mm),由玻璃板覆盖。该观测蜂箱由铝型材构成,以确保高精度、可比较和可重复的观测。蜂箱两侧各有两个玻璃窗,原则上允许100%观察蜂巢表面。蜂箱的内部设计提供了约9升的体积,狭窄的深度为...方法在本文中,我们提出了一种利用第3节所述机器人系统产生的数据为蜂巢建图的方法。目标是创建一个时空一致的蜂巢语义地图,其中单个细胞是地图的基本元素。实验与结果在本节中,我们展示了建图流程各个组件的评估结果。首先,我们评估了细胞检测方法的性能(第5.1节)。接着,我们在第5.2节评估了
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-17
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基于卷积神经网络与轨道监测的温室番茄植株特异性蒸散量估算系统
关键技术创新点视觉伺服与运动规划技术高速运动技术的核心在于实时感知与精准控制的协同。视觉伺服(Visual Servoing)通过摄像头实时反馈调整机械臂轨迹,显著提升动态目标追踪能力;运动规划算法则致力于解决双臂协作中的路径优化与碰撞规避问题,尤其在枝叶交错(Branch Occlusion)的农业场景中,需结合深度学习预测障碍物位移。柔性抓取技术(Flexible Grasping)通过仿生夹爪与触觉传感器(Tactile Sensor)实现果蔬的无损操作,避免机械损伤。农业场景下的应用挑战非结构化农田环境(如作物形态随机、光照多变)对双臂机器人的感知系统提出极高要求。当前研究重点包括:多
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-17
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综述:数字孪生在果园管理中应用的机遇与挑战
数字孪生(Digital Twins, DTs)作为一种创新工具,正为数据驱动的果园管理开辟新的可能性。其核心在于构建物理果园实体的虚拟副本,并实时集成传感器数据与预测模型,从而优化资源分配与决策过程。然而,与一般农业或一年生园艺系统不同,果树生产受固定季节性周期约束,难以在周期外进行实验或干预。加之果树的多年生特性、复杂冠层结构和长生产周期,进一步增加了果园管理的复杂性和变异性。概念起源与定义数字孪生的概念最早可追溯至21世纪初,由Michael Grieves与美国国家航空航天局(NASA)的John Vickers共同提出。Grieves将其构想为包含三部分:现实空间中的物理产品、虚拟空
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-17
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环境化学物通过四细胞胎儿-母体界面芯片模型诱发早产炎症反应的机制研究
在全球范围内,早产(妊娠不足37周分娩)是导致新生儿死亡和儿童期健康问题的主要因素,影响着约10%的妊娠。尽管医学进步显著,但早产的具体机制仍未完全阐明。流行病学研究提示,母亲暴露于环境污染物可能是早产的风险因素之一,特别是像双酚A(BPA)、全氟辛酸(PFOA)等一些持久性有机污染物。然而,观察性研究存在混杂因素多、结果不一致等局限性,难以确立因果关系。更重要的是,传统的研究模型,如动物模型或二维细胞培养,无法准确模拟人体内复杂的胎儿-母体界面结构及其功能,这限制了对环境暴露如何触发早产机制的深入理解。胎儿膜(由羊膜和绒毛膜组成)和母体蜕膜是维持妊娠和启动分娩的关键组织,其炎症状态被广泛认为
来源:Chemico-Biological Interactions
时间:2025-10-17
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年轻洋壳深海热液喷口亚海底自养菌的代谢与种群动态及其生态意义
摘要在深海热液喷口,由岩浆驱动的岩石-水反应在洋壳中产生气体和其他还原性化合物,亚海底微生物利用这些物质进行化能自养。本研究利用RNA稳定同位素探测技术,对2013年和2014年从轴向海山三个弥散流热液喷口采集的样品中的微生物自养菌进行了同位素标记,靶向了亚海底的中温(30°C)、嗜热(55°C)和超嗜热(80°C)自养菌。我们构建了活跃化能自养菌的分类学和功能谱图,检查了种群在不同位点的分布,并将初级生产者与其在亚海底群落中的特定代谢策略联系起来。优势自养菌表现出氢依赖的异化代谢,如硫和硝酸盐还原以及产甲烷作用,甚至在80°C时也存在微好氧的硫化物氧化,这与各站点的流体化学特征一致。虽然氢营
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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金黄色葡萄球菌在确定培养基中的生长与乙酸代谢:关键营养比例调控代谢转换的机制研究
摘要金黄色葡萄球菌是重要的人类病原体,其代谢调控与致病性密切相关。本研究通过确定培养基实验,揭示了乙酸代谢的关键分子机制及其与营养浓度的动态关联。乙酰辅酶A合成酶(AcsA)的活性受乙酰化酶(AcuA)和去乙酰化酶(AcuC)调控,而乙酸分解代谢的启动依赖于培养基中葡萄糖与氨基酸的特定比例。高葡萄糖浓度会抑制乙酸、脯氨酸和精氨酸的利用,导致后指数期生长缺陷;而降低葡萄糖浓度或调整氨基酸组成可恢复代谢平衡。这些发现为优化病原体代谢研究模型提供了重要依据。引言金黄色葡萄球菌的代谢研究传统上依赖复杂培养基,但其成分不明确可能干扰结果准确性。确定培养基可精确控制营养条件,但早期配方中高葡萄糖浓度会抑制
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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噬菌体编码生物膜分散因子在大肠杆菌中的粗提制备及其在环境水样细菌学分析中的应用潜力
摘要检测水生环境中病原菌的一个基本技术挑战是无法准确估算水中与生物膜相关的细菌。考虑到生物膜在细菌病原体的环境持久性和水传播中的作用,人们对能够有效降解细菌生物膜的物质越来越感兴趣。通过对具有生物膜分散能力的霍乱弧菌噬菌体JSF7进行全基因组测序分析,发现其携带一个预测编码复杂多糖降解酶的基因。该基因被克隆到大肠杆菌DH5α中,重组大肠杆菌的粗提物增强了多种细菌生物膜的分散,包括大肠杆菌、痢疾志贺菌、铜绿假单胞菌和霍乱弧菌。该粗提物在37°C温度和pH 7.0条件下完全具有活性,但可被蛋白酶K处理灭活。通过富集培养法对环境水样中霍乱弧菌O1的存在进行分析发现,当富集培养基补充该粗提物时,检测到
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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丁酸梭菌B-3通过调节肠道菌群与短链脂肪酸代谢发挥抗肥胖作用及其机制研究
菌株特性与体外功能评估研究首先对丁酸梭菌B-3的基本益生特性进行了评估。与对照菌株MIYAIRI 588(MIY 588)相比,B-3表现出更优的生长活力、产酸能力和丁酸产量,其发酵液pH可稳定在约4.3,丁酸产量达到约1.0 g/L。体外功能实验显示,B-3的发酵上清液(FS)和菌体细胞(BC)均具有一定的抗氧化能力,包括DPPH自由基清除活性、羟基自由基(OH)清除活性和还原能力。在降脂能力方面,B-3展现出较强的胆盐(包括牛磺胆酸钠和甘氨胆酸钠)结合能力、对胰脂肪酶(Pancreatic lipase)的抑制活性以及胆固醇降解率。这些体外结果初步揭示了B-3作为益生菌在调节氧化应激和脂质
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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微生物硫酸盐还原过程中呼吸速率与硫同位素分馏效应的动态关系分子机制研究
微生物硫酸盐还原及其硫同位素分馏效应微生物硫酸盐还原(MSR)在硫和碳的生物地球化学循环中具有关键作用。该过程产生的硫化物中轻硫同位素相对富集,形成特定的同位素指纹,成为追溯古代和现代硫循环及微生物代谢活动的重要指标。长期以来,细胞特异性硫酸盐还原速率(csSRR)与硫同位素分馏(34ε)之间的负相关关系被广泛接受为主要控制因素,但固氮生长等例外情况表明这一关系存在更复杂的调控机制。实验设计与方法本研究选用硫酸盐还原菌DMSS-1(Desulfovibrio sp.)为模式菌株,通过控制电子供体(乳酸、苹果酸、果糖)和氮源(铵盐/固氮)条件进行批次培养。监测指标包括生长曲线、硫化物/硫酸盐浓度
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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鼠李糖乳杆菌YQ001通过膜蛋白结合抑制GII.4型人诺如病毒复制的新机制
摘要人诺如病毒(HuNoVs)是全球病毒性胃肠炎的主要致病源,但目前有效的抗病毒手段仍十分有限。本研究发现在MRS培养基中培养的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)YQ001菌株,其发酵上清液(FB)和细胞游离上清液(CFS)能够显著抑制GII.4型HuNoVs在斑马鱼(Danio rerio)幼虫体内的复制,使病毒RNA滴度分别降低约2.18 log10和1.12 log10拷贝。值得注意的是,FB的抑制效果显著强于CFS(P < 0.05),而单独的鼠李糖乳杆菌YQ001菌体则未显示出抑制效果。与注射未经处理的GII.4 HuNoVs的幼虫相比,注射经FB处理的G
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-10-17
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综述:分子印迹聚合物结合气相色谱-质谱法在环境、生物和食品基质中有机污染物检测的应用
分子印迹技术的原理与优势分子印迹聚合物(MIPs)是一类通过模板分子引导合成的高选择性合成材料。其制备过程类似于制造一把分子“钥匙”的“模具”:首先,模板分子(即目标分析物)与功能单体通过共价或非共价作用预组装;随后,在交联剂存在下进行聚合反应,形成刚性聚合物网络;最后,通过物理或化学方法将模板分子从聚合物网络中移除,从而留下在形状、尺寸和功能基团排列上与模板分子高度互补的识别空穴。这种独特的“锁钥”识别机制赋予了MIPs卓越的分子识别能力,使其能够从复杂的样品基质中高效、选择性地捕获目标分析物,即使在结构相似的干扰物共存的情况下也能保持高选择性。相较于传统的固相萃取吸附剂(如C18硅胶),M
来源:Critical Reviews in Analytical Chemistry
时间:2025-10-17
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肠道菌群对糖尿病肾病的因果影响:16S rRNA测序与双向孟德尔随机化研究的深入解析
引言糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病主要微血管并发症,以蛋白尿或估算肾小球滤过率(eGFR)下降为特征。尽管血糖控制手段不断进步,但DKD进展仍存在显著的个体差异,提示非血糖因素如肠道菌群失调可能参与其中。肠道微生物组包含超过100万亿微生物细胞,关键调控宿主代谢、免疫功能和黏膜完整性。在DKD中,肠道菌群可能通过改变内分泌信号和微生物代谢物(如短链脂肪酸、尿毒症毒素)影响疾病进展;反之,高血糖和肾功能下降可能加剧菌群失调,形成潜在反馈循环。虽然观察性研究报告了DKD患者与对照之间的微生物差异,但关键知识空白依然存在:这些改变是DKD的因果驱动因素还是继发后果?哪些特定分类群对疾病进展发挥双向效
来源:Renal Failure
时间:2025-10-17
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综述:纳米材料在光催化环境修复中的应用:合成、机理与性能
ABSTRACT纳米材料因其大比表面积、可调带隙和优异的电荷分离性能,已成为高效的光催化剂。本综述旨在对金属氧化物、掺杂纳米结构、纳米复合材料和异质结系统进行全面分析,重点关注它们在降解有机污染物和染料中的作用。文章重点介绍了合成方法——分为物理法、化学法和绿色法——如何影响直接决定光催化性能的结构、形态和光学性质。讨论了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等关键表征技术,用于评估晶粒尺寸、带隙、比表面积和电荷载流子动力学。该综述进一步详细介绍了光催化降解机理,强调了活性物种的产生和电子-空
来源:Environmental Technology Reviews
时间:2025-10-17
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综述:微塑料与儿童健康:关于产前和生命早期暴露途径及潜在健康风险的综述
在现代社会中,微塑料(Microplastics, MPs)作为一种环境污染物,正逐渐成为人们关注的焦点。微塑料指的是粒径小于5毫米的塑料颗粒,它们来源于大型塑料废弃物的降解、回收过程以及各种日常消费品的使用。由于其体积小且在环境中广泛存在,微塑料的暴露不仅影响成人的健康,也对胎儿、婴儿和儿童等易感人群造成潜在威胁。本研究旨在探讨微塑料暴露对人类健康的潜在影响,尤其是其在早期发育阶段可能带来的健康风险。### 微塑料的来源与特性微塑料的来源多样,包括工业生产、日常消费品、环境降解等。一些微塑料是直接制造的,例如用于面部清洁的微珠、化妆品中的微颗粒、食品包装材料等。而另一些微塑料则是由较大塑料的
来源:Toxicology Reports
时间:2025-10-17