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在全球城市化率突破68％与极端气候加剧的背景下,树木医学作为维护城市生态安全和生物多样性的关键学科,正经历从经验型技艺向科技型学科的范式转变.本研究系统分析智能监测、精准诊疗、生物防治等前沿技术的突破性进展,探讨了学科建设与产业生态的协同机制,并提出"人机协同、生态优先"的未来发展路径.研究表明,人工智能诊断技术将病害识别准确率提升至89.7％,较传统方法提高27.4％;微生物拮抗剂与植物提取物的协同应用,实现100％病害抑制率;"树木医生"微专业建设,推动人才供给规模扩大300％.未来十年,树木医学将依托多学科融合重构生态治理体系,为碳中和目标下城市可持续发展提供科技支撑.
树木医学精准诊疗生物防治微专业教育学科重构
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黄瓜作为葫芦科重要蔬菜作物,营养价值高,市场需求旺盛.拱棚栽培具有投资相对较小、管理灵活、能提早上市、延长采收期等优势,经济效益显著,已成为农民增收的重要种植模式.然而,拱棚内特殊的小气候环境,若管理不当,易导致幼苗质量下降,出现僵苗、弱苗及畸形果等问题,同时霜霉病、白粉病等病害和蚜虫、烟粉虱等虫害发生频繁,严重威胁产量与品质.本文基于生产实践,从整地施肥、品种选择、育苗定植、水肥管理、植株调整及病虫害绿色防控等方面进行系统总结,以期为拱棚黄瓜的高效、安全生产提供切实可行的技术参考.
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背景:植物源性外泌体样纳米颗粒因天然的生物相容性、低免疫原性和丰富的生物活性成分成为组织修复领域的研究热点,其中生姜源性外泌体样纳米颗粒(ginger-derived exosome-like nanoparticles,GELNs)在抗炎和促进组织修复方面显示出潜力,但它在周围神经再生中的作用与机制尚不明确.
目的:探讨GELNs在坐骨神经损伤修复中的作用及潜在机制.
方法:①采用差速离心结合蔗糖密度梯度离心法从鲜姜中提取GELNs,通过透射电镜、粒径分析、BCA蛋白定量、考马斯亮蓝染色及植物外囊泡标志蛋白的Western blot进行鉴定.②将不同质量浓度(0,5,10,15 μg/mL)的GELNs悬浮液分别与新生小鼠背根神经节神经元共培养,β-Ⅲ微管蛋白免疫荧光染色观察神经元轴突生长情况以及GELNs被神经元的摄取情况.③建立小鼠坐骨神经钳夹损伤模型,将造模成功的96只小鼠随机分为模型对照组与GELNs低、中、高剂量组,每组24只,在给药体积均为5 mL/kg的前提下,分别灌胃给予0,5,10,15 μg/mL的GELNs悬浮液,每天1次,连续给药28 d.给药后第7,14,21,28天,检测小鼠体质量与肢体运动功能;末次给药结束后,检测主要脏器病理组织学变化、腓肠肌相对湿质量,荧光金逆行标记示踪检测背根神经节轴突再生情况,透射电镜观察坐骨神经髓鞘再生情况;给药后48h内,活体成像动态观察DiR标记的GELNs在小鼠体内的生物分布;Western blot检测背根神经节中生长相关蛋白43(给药后第7天)与神经丝蛋白200(给药后第28天)的蛋白表达.
结果与结论:①GELNs的粒径主要集中在(113.4±35.8)nm,呈典型的茶托状囊泡结构,符合外泌体特征,Western blot检测结果证实GELNs的纯度高.②与其他3组比较,15 μg/mL GELNs悬浮液可显著促进神经突生长;GELNs可被神经元有效摄取.③体质量监测结果显示,不同剂量的GELNs未影响小鼠的生长发育.苏木精-伊红染色显示,不同剂量的GELNs未引起明显的小鼠脏器损伤,具有良好的系统安全性.活体成像动态观察显示,GELNs特异聚集于胃肠道并在给药后12 h达峰值.GELNs高剂量组背根神经节轴突再生、坐骨神经髓鞘再生情况与肢体运动功能均优于其他3组,腓肠肌相对湿质量与生长相关蛋白43、神经丝蛋白200的蛋白表达均高于其他余3组.结果表明,口服GELNs可促进坐骨神经损伤后的神经结构再生与功能恢复,具有明确的神经修复活性,该机制与上调神经丝蛋白200和生长相关蛋白43的表达密切相关.
生姜源性外泌体样纳米颗粒坐骨神经损伤神经再生剂量依赖性运动功能恢复轴突再生背根神经节神经元神经丝蛋白200生长相关蛋白43
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本研究以马来西亚1号菠萝蜜为试验材料,采用带药培养基法评估丁香酚、肉桂醛和百里酚对菠萝蜜采后致病菌的抑制效果.结果表明,丁香酚、肉桂醛和百里酚均能抑制供试致病菌的生长,其中丁香酚的抑菌作用最强.基于抗菌试验结果,考察丁香酚熏蒸处理对果实贮藏品质的影响,包括外观、失重率、硬度、色差、可溶性固形物含量和总酸含量.与对照组相比,0.5、1 mL·m-3丁香酚熏蒸处理均能有效延缓菠萝蜜贮藏期间品质的下降,且1 mL·m-3处理的效果更好.与 0.5 mL·m-3处理相比,1 mL·m-3处理可有效抑制失重率、色差b*值与a*值、可溶性固形物含量及固酸比的上升,延缓果实硬度、色差L*值和总酸含量的下降;显著抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)的活性,从而抑制酚类酶促褐变反应;提高过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,从而提高果实的抗氧化能力.本研究结果可为菠萝蜜采后病害防治及保鲜提供技术支持.
菠萝蜜致病菌植物精油贮藏
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为系统阐明沙棘叶发酵茶水提物的成分组成及其对高脂饮食诱导代谢紊乱的干预作用,本研究以沙棘叶发酵茶水提物为研究对象,采用化学分析方法及高效液相色谱法对其主要成分进行鉴定.结果显示,该提取物中富含茶褐素(20.76%±0.18%),儿茶素类化合物以儿茶素(C,7.47±0.30 mg/g)、表儿茶素没食子酸酯(ECG,6.33±0.59 mg/g)和没食子酸(G,5.01±1.32 mg/g)为主要成分,而表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG,0.28±0.09 mg/g)含量较低.动物实验方面,选取 ICR雄性小鼠建立高脂饮食模型,并设立正常对照组(NC)、模型组(HFD)、低剂量干预组(SFTL,200 mg/kg/d)和高剂量干预组(SFTH,800 mg/kg/d).通过监测体重变化,检测空腹血糖、血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),并结合口服葡萄糖耐量试验(OGTT)、脂肪重量与脂肪系数测定以及肝组织病理学观察,对其干预效果进行系统评价.结果表明,沙棘叶发酵茶干预能够显著(P<0.05)抑制高脂饮食小鼠的体重增长和脂肪沉积,改善血糖水平和胰岛素敏感性,调节 TC、TG、LDL-C和 HDL-C指标,并有效减少肝组织脂滴堆积.以上结果表明,沙棘叶发酵茶水提物在改善糖脂代谢紊乱方面具有潜力,显示出良好的功能开发价值与产业应用前景.
沙棘叶发酵茶植物提取物糖脂代谢功能食品
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为明确秸秆还田方式的综合生态效应,本研究在湖北省4个地点设置田间定位试验,设置秸秆不还田(CK)、直接还田(SR)、焚烧还田(SB),以及SB增施15％、30％有机肥(SB15、SB30)5个处理,探究其对作物产量、土壤性状及病虫草害的影响.结果表明:秸秆还田可有效提升作物产量,其中SR可使土壤全氮质量比、有机碳质量比、平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)较 CK 分别提升 15.7％～32.6％、13.4％～16.8％、6.8％～60.5％,但该模式易加剧农田病虫草害的发生,进而影响作物生长.而SB可有效弥补SR的上述劣势,能强效抑制农田病虫草害,使虫口密度降低28.6％～47.7％、杂草密度降低45.0％～51.5％,地点B病害指数较SR降低46.0％;同时SB可通过灰分效应活化土壤磷钾,使土壤速效磷和速效钾含量较SR提升9.1％～26.0％与6.0％～6.4％,实现更显著的增产.而SB增施有机肥可较SB有效提升土壤有机碳和全氮含量,同时提升土壤团聚体稳定性,其中SB30处理效果突出,有机碳含量较SB提升19.1％,MWD较SB提升17.9％,且SB15处理土壤的细大团聚体和微团聚体较SB提升34.5％和15.7％,地点D实现了土壤碳库和结构的改善,表现出协同增产潜力.综上,秸秆直接还田侧重土壤培肥与结构改良,而秸秆焚烧还田增施有机肥可整合不同还田方式的优势,实现作物高产,为秸秆资源化高效利用提供了科学依据.
秸秆焚烧还田有机肥增施作物产量土壤性状病虫草害
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橡胶树是重要的战略物资,也是海南最重要的植被类型,橡胶树健康对橡胶产业健康发展有重要意义.叶际微生物能调控叶片功能,保障植物健康,并维持多种生态系统功能.本研究利用高通量测序技术,分析健康和患病橡胶树叶际微生物群落组成、多样性及网络结构,系统比较两类叶片微生物群落的差异,为海南橡胶产业的健康发展提供参考.结果显示:在物种组成方面,橡胶树健康叶片的叶际细菌以放线菌纲和芽孢杆菌纲(如短小杆菌属)为主,真菌则以座囊菌纲和囊担菌纲(如枝孢菌属和尤氏菌属)为主.橡胶树患病叶片的细菌优势类群为γ-变形菌纲和α-变形菌纲(如泛菌属和微小杆菌属),其真菌则主要由锤舌菌纲(如白粉菌属)构成.主坐标分析(基于Bray-Curtis距离指数)和置换多因素方差分析(PERMANOVA)均表明,橡胶树健康和患病叶片的真菌群落相似性低,物种组成结构存在差异;在多样性方面,橡胶树健康叶片叶际微生物的Shannon多样性指数和Chao多样性指数均显著高于患病叶片;在相关性方面,橡胶树健康叶片叶际细菌的模块化结构明显,网络结构更稳定.橡胶树患病叶片的叶际真菌模块化结构更明显.橡胶树健康叶片的叶际细菌群落以确定性过程为主导,而患病叶片的叶际细菌则主要受随机过程影响.与之不同,无论是健康还是患病叶片,其叶际真菌群落的构建均以随机过程为主导.综上所述,橡胶树健康和患病叶片叶际微生物群落在组成和多样性上存在显著差异,橡胶树可能招募有益微生物来抵御病原真菌.
橡胶树健康患病叶际微生物
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为探究增温对祁连山亚高山草地植物-土壤系统中营养元素及微生物群落的影响,以该地区优势物种冰草和芨芨草为研究对象,使用开顶式气室进行为期1.4 a的增温试验.结果表明,增温显著降低了冰草地上部分的w(N)、w(P)、w(K),显著增加了芨芨草地上部分的w(Na)和地下部分的w(N)(P<0.05).增温处理下冰草在0~20 cm土壤中的w(N)显著降低,芨芨草根部土壤中的w(Mg)、w(Na)显著升高,w(P)显著下降(P<0.05).增温显著改变了土壤真菌、细菌纲水平的相对丰度,且不同植物下土壤的真菌、细菌响应差异显著(P<0.05).土壤中的w(N)与细菌群落的相对丰度呈显著正相关(P<0.05).不同营养元素与不同纲的细菌、真菌的相对丰度之间存在显著相关(P<0.05).
开顶式气室草地植物-土壤系统营养元素细菌真菌
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[目的]为明确从吉林省敦化市牡丹岗林场健康长白落叶松枝条分离得到的一株内生细菌(编号为DH 3-8)的抑菌效果及分类地位.[方法]分别采用平板对峙法和杯碟法测定该菌株及其发酵液的抑菌活性和抑菌谱,并通过形态观察、生理生化特征、16S rDNA序列分析,初步明确其分类地位.[结果]该菌株为多粘类芽孢杆菌,对12种供试植物病原菌均有抑制作用,其中对核桃溃疡病病原菌抑制效果最为明显,活菌抑菌带宽和发酵液抑菌直径分别为14.83 mm和25.85 mm;对供试的玉米大斑病、烟草赤星病、苹果果腐病和落叶松枯梢病的病原菌均有明显的抑制效果,活菌抑菌带宽分别为 14.81 mm、13.57 mm、13.53 mm和 12.05 mm,发酵液的抑菌直径分别达 23.18 mm、25.67 mm、19.73 mm 和 16.17 mm.[结论]该菌株抑菌谱广,应用开发前景良好.
多粘类芽孢杆菌分类鉴定抑菌效果
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阐述了四翅滨藜的外部形态特征、叶片形态及生理生态适应性.分析了四翅滨藜在耐盐性、耐旱性及耐寒性方面的生理机制,如根系发达、抗氧化酶活性提高以及渗透调节能力,并探讨了其常见病害及综合防治技术.旨在为生态系统恢复、荒漠化治理以及盐碱地改良提供重要的植物学参考和技术支持.
四翅滨藜病害防治生态适应性
