季节非对称性增温对高寒草甸植物与微生物养分关系的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41703079
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0312.生物地球化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Warming in winter on the Qinghai-Tibetan Plateau is over-proportionally affected by climate warming. The observed warming over the past decades is greater in non-growing season than in growing season. An increased frequency of soil freeze–thaw cycles at the winter-spring transition induced by warming during non-growing season may have great impacts on nutrient cycles in alpine ecosystems. However, studies on warming mostly focused on year-round warming effects, and ignored the facts of asymmetric warming. To better understand the response and underlying mechanism of alpine ecosystems to climate change, studies on the partitioning of nitrogen (N) between plants and soil microbes at the winter-spring transition and carry-over effects are needed. Based on field asymmetric warming experiment, we will dynamically monitor the N decoupling process during soil freezing-thaw cycles using in-suit incubation and 15N isotope tracer techniques in an alpine meadow. We will also investigate the carry-over effects on nutrient supply and the competition for N between plants and soil microbes during growing season. The results of this study are expected to provide insights into how nutrient cycling of alpine ecosystem responds to future climate change and its mechanism on the Qinghai-Tibetan Plateau.
青藏高原气候变暖呈现非生长季升温幅度高于生长季的季节非对称性升温趋势,导致冬春转换时期冻融循环提前、频率增加,将对受氮限制的高寒生态系统的养分循环产生重要影响。但当前的增温研究集中于全年增温的影响,忽略了季节非对称性升温的事实。为了阐明高寒生态系统对气候变化的响应及其机制,亟待研究季节非对称性升温对冻融时期植物与土壤微生物养分利用关系及其后续效应。本项目基于植物-微生物响应与作用的理论框架,在西藏当雄草原站季节非对称性增温试验平台,采用原位培养和15N同位素标记技术,动态监测季节非对称性升温对冻融时期微生物养分释放及植物养分吸收过程的影响,探讨微生物介导的资源供应变化如何影响生长季植物-微生物养分关系。项目结果有望为高寒生态系统养分循环对未来气候变化的响应提供机理解释。

结项摘要

气候变暖是目前面临的重要环境问题。研究表明,目前的变暖趋势呈现非生长季升温显著高于生长季的季节非对称特征,青藏高原的变暖趋势更是如此。非生长季升温幅度增大会导致冻融循环提前、频率增加,将对受氮限制的高寒生态系统产生重要影响。但当前的增温研究主要集中于全年增温,忽略了季节非对称性的事实。为了准确预测高寒生态系统对气候变化的响应及其机制,亟待研究季节非对称性升温对高寒生态系统养分循环及其他生态过程的影响。本项目基于植物-土壤微生物响应与作用的理论框架,依托于我们在青藏高原设置的长期季节非对称性增温平台,系统研究了冻融交替时期植物与微生物的养分关系以及对生态系统养分动态的影响,并对由此引起的延滞效应。研究发现,冬季增温处理导致冻融交替活动提前,从而导致植物与微生物关系在养分释放与吸收的时间动态上出现解耦,进而导致生态系统氮流失的增加。土壤养分含量的变化会产生延滞效应,影响随后生长季各个生态过程。冬季增温引起的养分含量变化会影响植物养分利用效率与策略:增温导致植物叶片氮磷回收效率提高,说明植物受养分的限制增强。养分限制模式的改变会影响生态系统生产,引起生产力分配模式的改变和碳排放的降低等一系列延滞效应的出现。从长期来看,这种延滞效应会影响高寒生态系统整个生长季节的群落结构和稳定性。因此,本项目的研究结果对于阐明高寒生态系统生物地球化学循环的季节变化过程至关重要,对揭示生态过程对未来气候变化的响应具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nitrogen addition stimulated compensatory growth responses to clipping defoliation in a Northern Tibetan alpine meadow
添加氮刺激藏北高寒草甸对修剪落叶的补偿性生长反应
  • DOI:
    10.1111/grs.12219
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Grassland Science
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Zong Ning;Shi Peili
  • 通讯作者:
    Shi Peili
CO2 flux dynamics and its limiting factors in the alpine shrub-meadow and steppe-meadow on the Qinghai-Xizang Plateau.
  • DOI:
    10.17521/cjpe.2017.0266
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    Chinese Journal of Plant Ecology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chai Xi, Chai Xi;Li YingNian, Li YingNian;Zhang, X. Z.
  • 通讯作者:
    Zhang, X. Z.
Different sensitivity and threshold in response to nitrogen addition in four alpine grasslands along a precipitation transect on the Northern Tibetan Plateau
青藏高原北部降水样带四个高寒草地对氮添加响应的不同敏感性和阈值
  • DOI:
    10.1002/ece3.5514
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Ecology and Evolution
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Ning Zong;Guangshuai Zhao;Peili Shi
  • 通讯作者:
    Peili Shi
冬季升温对高山生态系统碳氮循环过程的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宗宁;石培礼
  • 通讯作者:
    石培礼
Effects of Warming and Nitrogen Addition on Plant Photosynthate Partitioning in an Alpine Meadow on the Tibetan Plateau
增温和增氮对青藏高原高寒草甸植物光合产物分配的影响
  • DOI:
    10.1007/s00344-017-9775-6
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Journal of Plant Growth Regulation
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zong Ning;Chai Xi;Shi Pei-Li;Chai Xi;Shi Pei-Li;Yang Xiao-Cheng;Shi PL;Shi PL;Yang XC
  • 通讯作者:
    Yang XC

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长期围封和自由放牧对高寒草甸土壤微生物群落结构及碳源代谢多样性的影响
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    --
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    --
  • 作者:
    宗宁;石培礼;孙建
  • 通讯作者:
    孙建

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羌塘高原植物养分获取策略对水分和养分适应的空间分异及其生态学机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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