近地层臭氧浓度升高对水稻土中紫色光养细菌的影响

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基本信息

  • 批准号：
    41001142
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    冯有智
  • 依托单位：
    中国科学院南京土壤研究所
  • 学科分类：
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

近地层臭氧浓度升高对农田生态系统带来了负面影响。利用中国臭氧-FACE试验平台，研究近地层臭氧浓度升高对水稻土中紫色光养细菌多样性及驱动的微生物过程影响。首先，优化和完善紫色光养细菌多样性研究体系；其次，采用改进的选择性培养方法和分子微生物生态学手段，如PCR-DGGE、实时荧光定量PCR和高通量基因组测序等技术，在可培养、DNA和RNA水平上研究不同臭氧浓度下，典型作物生育期根际和非根际表层土壤中紫色光养细菌多样性的演替；最后，利用稳定性同位素探针技术研究水稻土中紫色光养细菌光能异养代谢驱动的微生物食物链过程。通过本项目的研究，明确近地层臭氧浓度升高对水稻土中紫色光养细菌群多样性的影响，揭示水稻土中紫色光养细菌为基础的微生物食物链碳循环过程，期为全球气候变化对农田生态系统带来的影响提供理论基础。

结项摘要

基于中国FACE（Free Air Concentration Enrichment）平台，以稻田典型厌氧功能群微生物，紫色光合细菌为研究主体。首先优化了土壤紫色光养细菌培养方法，建立了固体石蜡双层平板法，结合分子生物学技术，快速、高效地分离和计数更多紫色光养细菌物种；利用稳定同位素探针技术发现紫色光养细菌在水稻土中有着重要的生态功能，利用小分子有机物化能异养生长，并驱动自下而上的微生物食物链过程；近地层臭氧浓度升高因破坏作物光合作用，减少作物向土壤中碳的输入，使得土壤微生物缺乏代谢的底物，因此紫色光合细菌的代谢能力大幅下降，由于代谢能力的降低，紫色光合细菌的生长受到了抑制，其丰度和在细菌中的占比都显著下降，群落结构在水稻开花期后发生分异；最后发现了添加生物黑炭可调控微生物活性和群落结构，有助于稻田生态系统应对未来全球气候的变化。以上研究共发表论文15篇（SCI文章12篇，中文核心文章3篇），第一作者SCI文章9篇；其中，发表在Soil Science Society of America Journal的一篇文章被选为研究亮点刊登在美国农作物科学协会（Crop Science Society of America）创办的CSA（Crops, Soils, Agronomy）news magazine的2012年2月刊上；发表在Environmental Science & Technology的一篇文章被选为主编推荐文章在网站首页刊登；发表在Soil Biology & Biochemistry的一篇文章被收录在Virtual Special Issue: Biochar中。研究成果得到国内外同行的一致认可，认为该成果从关键功能微生物群为出发点较为系统地预测了未来全球气候变化对典型农田生态系统的影响，为利用土壤微生物应对全球气候变化，以更好地为人类服务提供了理论基础和实践指导。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The effect of gamma-Fe2O3 nanoparticles on Escherichia coli genome
γ-Fe2O3纳米粒子对大肠杆菌基因组的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Environmental Pollution
  • 影响因子：
    8.9
  • 作者：
    He, Shiying;Feng, Youzhi;Gu, Ning;Zhang, Yu;Lin, Xiangui
  • 通讯作者：
    Lin, Xiangui
紫色非硫细菌固体石蜡双层平板培养法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    微生物学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯有智;林先贵;王一明
  • 通讯作者：
    王一明
The impact of iron oxide magnetic nanoparticles on the soil bacterial community
氧化铁磁性纳米粒子对土壤细菌群落的影响
  • DOI：
    10.1007/s11368-011-0415-7
  • 发表时间：
    2011-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF SOILS AND SEDIMENTS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    He, Shiying;Feng, Youzhi;Lin, Xiangui
  • 通讯作者：
    Lin, Xiangui
不同生境中沼泽红假单胞菌基因型多样性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    微生物学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯有智;武敬;王一明;林先贵
  • 通讯作者：
    林先贵
微量热法在土壤微生物研究中的应用进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    土壤
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯有智;林先贵;FENG You-zhi1,2,LIN Xian-gui1,2(1 State Key Labora;2 Joint Open Laboratory of Soil;the Environmen
  • 通讯作者：
    the Environmen

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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

        graph TD
          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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