2023年3月29日，生态与环境科学学院第五十七期光华学术论坛顺利举行，本期论坛由学院张思宇老师主持，采用线下线上相结合的方式举办。
01|肖文胜 湿地甲烷排放和大气甲烷汇的变化解释了2020年甲烷的增长
本期论坛第一位报告人是周小奇老师课题组的肖文胜同学，他的进展快报题目是《湿地甲烷排放和大气甲烷汇的变化解释了2020年甲烷的增长》。文章作者是北京大学城市与环境学院的彭书时老师，主要从事陆地生态系统对全球变化的响应与反馈研究。文章基于2020年全球大气甲烷浓度的异常增长进行了研究，并“自下而上”评估大气甲烷源汇的动态和甲烷排放的空间格局，从而得出结论：2020年全球湿地排放增加和大气甲烷汇减少分别占2020年大气甲烷异常增加的47±16%和53±10%。根据汇报人的分享，文章带来的主要启发有：1、湿地甲烷排放对实现全球温控目标不可忽略；2、未来甲烷减排计划，需同时考虑氮氧化物等人为污染物排放趋势变化所导致的大气甲烷寿命变化。
02|张聪伶 微生物群落中生物多样性与复杂性的权衡
第二位报告人是沈国春老师课题组的张聪伶同学，她的口头报告题目是《微生物群落中生物多样性与复杂性的权衡》，探究了高多样性群落如何保持稳定的问题。研究提出了一种规避网络构建、直接测量群落复杂性的方法，研究发现高多样性群落往往具有较低的有效连接，而有效连接高的群落只有在物种数量较少时才会出现，为Robert May的理论提供了实证证据。
03|吴丹 天马保护区树木次生木质部薄壁组织含量变异特征及其与导管大小的关系
第三位报告人是来自宋坤老师课题组的吴丹同学，报告题目是《天马保护区树木次生木质部薄壁组织含量变异特征及其与导管大小的关系》。该研究目的是探究个体水平上薄壁组织含量和导管-薄壁组织连接度的影响因素，以及薄壁组织组成和导管大小的关系。研究以天堂寨常见木本植物为对象，解析个体水平上天堂寨木本植物次生木质部薄壁组织含量、与导管和薄壁组织连接程度变异特征及其与导管大小的关系。主要结论有：1、被子树木薄壁组织含量主要由物种和个体发育阶段（高度）决定，不受水热条件的直接影响。导管-薄壁组织连接度也存在较大变异，但气候及个体发育阶段没有直接影响。2、个体水平上无管胞树种随导管增大，导管-薄壁组织连接度增加，射线薄壁组织含量降低，有管胞树种随导管增大，导管-薄壁组织连接度降低。
04|高紫雨 水稻和水稻土内存在毒性强的二甲基三价砷
张思宇老师课题组的高紫雨同学作题为《水稻和水稻土内存在毒性强的二甲基三价砷》的进展快报。文章探究了植物和土壤微生物是否能将DMAs（V）还原为DMAs(Ⅲ)，结果表明：1、DMAs(Ⅲ)是缺氧水稻土土壤溶液中的砷的主要形态。2、水稻土中发酵菌、硫酸盐还原菌和反硝化菌的富集培养可将DMAs（V）还原为DMAs(Ⅲ)。从3、土壤中分离出的22株厌氧菌表现出一定的降低DMAs(V)的能力。4、用DMAs(V)水培的水稻植株也表现出将DMAs(V)还原为DMAs(Ⅲ)的能力。5、DMAs(Ⅲ)对水稻原生质体的毒性远大于DMAs(V)。得出结论：土壤厌氧菌和水稻植物共同具有将DMAs(V)还原为剧毒DMAs(Ⅲ)的能力。
05|丁奕慧 巴西岩质草原生态系统的植物微生物组具有促进贫瘠基质中养分周转的潜力
第五位报告人是来自张思宇老师课题组的丁奕慧同学，进展快报题目是《巴西岩质草原生态系统的植物微生物组具有促进贫瘠基质中养分周转的潜力》。该文章探究的主要问题是：微生物在营养贫瘠的胁迫下如何与植物协作。作者在草原生态区域的浅层土壤中采集样本，进行了测序及数据分析，通过扩增子和MAGs评估Velloziaceae物种组成分析，重建了V.epidendroides和B.macrantha微生物组的氮循环动态。得出结论：1、V. epidendroides和B. macrantha相关微生物群落间存在一组共享的高效定殖者。2、共享微生物群落具有促进碳、磷、氮周转的潜力。3、共享微生物群落可能存在代谢交接参与元素周转的现象。
06|赵欣迪 砷氧化还原基因 ROCker Model 的构建及其在水稻土样品中的应用
论坛上半场以张思宇老师课题组的赵欣迪同学带来的口头报告为结尾，她的报告题目是《砷氧化还原基因 ROCker Model 的构建及其在水稻土样品中的应用》。砷(As)在很低的浓度下即能产生毒性作用，微生物介导的砷代谢过程在水稻–土壤–微生物系统砷形态的转化中发挥着重要作用。砷氧化还原基因具有多样性， ROCker 较其他检测方法具有更高的准确性和全面性。赵欣迪同学通过构建砷氧化还原基因ROCker Model，并应用到水稻土样品中，主要研究结果如下：1、ROCker相较于传统的基于统一的cut-off的分析更加准确。2、在高砷和低砷水稻土中，尽管参与砷氧化还原和反硝化的一些关键基因在丰度上没有显著差异，但高砷污染水稻土中的基因活性显著高于低砷土壤。3、砷氧化基因aioA与参与反硝化过程的关键基因在活性上具有显著相关性。
07|赵文浩 水分和密度制约交互作用对热带树木多样性的影响
下半场第一个进展快报的汇报人是来自邢丁亮研究员课题组的赵文浩同学，汇报题目是《水分和密度制约交互作用对热带树木多样性的影响》。以往的研究表明，树木的生理耐受能力和天敌竞争会影响木本植物的多样性。本论文的研究在生物多样性研究热点巴罗科罗拉多岛开展，量化了物种特异性水分最优值（SPMO），水分可用性和以希尔数衡量的树种多样性。研究结果表明：1、多样性的变化趋于从干旱年份的负值（多样性减少）增加到潮湿年份的正值（增加多样性）。2、幼苗CNDD会随着土壤水分的增加而增加。
08|黄逸轩 微观世界中生态多样性和动态涌现的相变
第八位报告人是来自刘慧颖研究员课题组的黄逸轩同学，他的进展快报的题目是《微观世界中生态多样性和动态涌现的相变》。生态学中，群落的稳定性随着物种的丰富度升高而降低。本文使用洛特卡-沃尔泰拉模型量化了来自48个独立细菌物种库的S个物种，在培养10天后进行16s rRNA测序，并计算了生物量。研究结果表明：1、实验生态系统在物种数量少和种间相互作用弱的参数空间表现出所有物种稳定共存的行为。2、在生态系统的复杂度不断增加时，群落总会先失去物种多样性，再开始失去动力学稳定性。3、在同样的条件下，震荡的群落总是比稳定的群落展现出更高的生物多样性。
09|姚奇 长期演替植物群落中的物种入侵与共存
第九位汇报人是来自黎绍鹏教授课题组的姚奇同学，他口头汇报的题目是《长期演替植物群落中的物种入侵与共存》。借用现代共存理论框架可以将系统发育-群落入侵动态结合起来，并全面考虑系统发育如何影响物种间生态位差异与适合度差异进而影响入侵成功率与危害。姚奇同学使用了BSS样地的数据，整理筛选数据，拟合模型并使用广义线性（混合）模型/排序logistic回归模型进行分析，得到了以下主要结果：至少在Buell-Small样地中：1. 外来物种比本地物种适合度越高，越容易入侵成功（建殖）并在群落中取得优势，同时产生更大影响。2. 外来物种与本地物种生态位重叠越大，越容易入侵成功（建殖）并取得优势，但对本地群落的影响无显著效应。
10|姜玉婷 从保护基因组学角度走近水杉的“今生前世”
第十位汇报人是来自陈小勇教授课题组的姜玉婷同学，她口头报告的题目是《从保护基因组学角度走近水杉的“今生前世”》。保护稀有物种现已成为全球生物多样性保护的重要工作，特别是保护孑遗植物。本研究着眼于水杉的“今生”：当前野生水杉种群当前是否受威胁和“前世”：是何因素导致曾极盛一时的水杉至现偏安一隅两个科学问题展开研究。通过我国发现的第一株水杉的全基因测序，35个野生水杉个体的重测序，姜玉婷同学的研究表明：1、当前水杉种群遗传多样性低，符合濒危物种的特征。2、水杉种群的遗传结构明显且具有空间异质性。3、野生种群存在较高程度的近交现象，每个个体有害积累程度低。4、末次盛冰期后气候的变化是水杉有效种群迅速下降主要因素。
11|王瑞宇 线性烷基苯磺酸盐胁迫下红球菌属SY24菌株脱氮和碳源代谢研究
本次论坛的最后一个汇报是来自邓杰老师课题组王瑞宇同学的进展快报，汇报的题目是《线性烷基苯磺酸盐胁迫下红球菌属SY24菌株脱氮和碳源代谢研究》。异养硝化-好氧反硝化细菌通过硝化作用和反硝化作用将铵氮、硝氮转化为氮气。线性烷基苯磺酸盐（LAS）能使乳酸脱氢酶（LDH）从细胞中释放。通过紫外诱导及LAS筛选从红球菌属CPZ24菌株中获得耐LAS的异养硝化好氧反硝化细菌红球菌属SY24菌株。研究发现：1、LAS胁迫下SY24菌株生长速率高于CPZ24菌株，且SY24菌株细胞膜稳定性更强、硝化作用更强、反硝化作用更强。2、LAS胁迫下SY24菌株硝化和反硝化作用基因表达更高、对碳源的利用率更高。
汇报结束后，张思宇老师组织了最佳汇报人投票，同学们积极参与，最终评选肖文胜、姚奇和姜玉婷三位同学为第五十七期光华论坛“最佳汇报奖”获得者。
附：活动海报：
张思宇老师线下主持会议
01|肖文胜 湿地甲烷排放和大气甲烷汇的变化解释了2020年甲烷的增长
本期论坛第一位报告人是周小奇老师课题组的肖文胜同学，他的进展快报题目是《湿地甲烷排放和大气甲烷汇的变化解释了2020年甲烷的增长》。文章作者是北京大学城市与环境学院的彭书时老师，主要从事陆地生态系统对全球变化的响应与反馈研究。文章基于2020年全球大气甲烷浓度的异常增长进行了研究，并“自下而上”评估大气甲烷源汇的动态和甲烷排放的空间格局，从而得出结论：2020年全球湿地排放增加和大气甲烷汇减少分别占2020年大气甲烷异常增加的47±16%和53±10%。根据汇报人的分享，文章带来的主要启发有：1、湿地甲烷排放对实现全球温控目标不可忽略；2、未来甲烷减排计划，需同时考虑氮氧化物等人为污染物排放趋势变化所导致的大气甲烷寿命变化。
肖文胜作报告
02|张聪伶 微生物群落中生物多样性与复杂性的权衡
第二位报告人是沈国春老师课题组的张聪伶同学，她的口头报告题目是《微生物群落中生物多样性与复杂性的权衡》，探究了高多样性群落如何保持稳定的问题。研究提出了一种规避网络构建、直接测量群落复杂性的方法，研究发现高多样性群落往往具有较低的有效连接，而有效连接高的群落只有在物种数量较少时才会出现，为Robert May的理论提供了实证证据。
张聪伶作报告
03|吴丹 天马保护区树木次生木质部薄壁组织含量变异特征及其与导管大小的关系
第三位报告人是来自宋坤老师课题组的吴丹同学，报告题目是《天马保护区树木次生木质部薄壁组织含量变异特征及其与导管大小的关系》。该研究目的是探究个体水平上薄壁组织含量和导管-薄壁组织连接度的影响因素，以及薄壁组织组成和导管大小的关系。研究以天堂寨常见木本植物为对象，解析个体水平上天堂寨木本植物次生木质部薄壁组织含量、与导管和薄壁组织连接程度变异特征及其与导管大小的关系。主要结论有：1、被子树木薄壁组织含量主要由物种和个体发育阶段（高度）决定，不受水热条件的直接影响。导管-薄壁组织连接度也存在较大变异，但气候及个体发育阶段没有直接影响。2、个体水平上无管胞树种随导管增大，导管-薄壁组织连接度增加，射线薄壁组织含量降低，有管胞树种随导管增大，导管-薄壁组织连接度降低。
吴丹作报告
04|高紫雨 水稻和水稻土内存在毒性强的二甲基三价砷
张思宇老师课题组的高紫雨同学作题为《水稻和水稻土内存在毒性强的二甲基三价砷》的进展快报。文章探究了植物和土壤微生物是否能将DMAs（V）还原为DMAs(Ⅲ)，结果表明：1、DMAs(Ⅲ)是缺氧水稻土土壤溶液中的砷的主要形态。2、水稻土中发酵菌、硫酸盐还原菌和反硝化菌的富集培养可将DMAs（V）还原为DMAs(Ⅲ)。从3、土壤中分离出的22株厌氧菌表现出一定的降低DMAs(V)的能力。4、用DMAs(V)水培的水稻植株也表现出将DMAs(V)还原为DMAs(Ⅲ)的能力。5、DMAs(Ⅲ)对水稻原生质体的毒性远大于DMAs(V)。得出结论：土壤厌氧菌和水稻植物共同具有将DMAs(V)还原为剧毒DMAs(Ⅲ)的能力。
高紫雨作报告
第五位报告人是来自张思宇老师课题组的丁奕慧同学，进展快报题目是《巴西岩质草原生态系统的植物微生物组具有促进贫瘠基质中养分周转的潜力》。该文章探究的主要问题是：微生物在营养贫瘠的胁迫下如何与植物协作。作者在草原生态区域的浅层土壤中采集样本，进行了测序及数据分析，通过扩增子和MAGs评估Velloziaceae物种组成分析，重建了V.epidendroides和B.macrantha微生物组的氮循环动态。得出结论：1、V. epidendroides和B. macrantha相关微生物群落间存在一组共享的高效定殖者。2、共享微生物群落具有促进碳、磷、氮周转的潜力。3、共享微生物群落可能存在代谢交接参与元素周转的现象。
丁奕慧作报告
论坛上半场以张思宇老师课题组的赵欣迪同学带来的口头报告为结尾，她的报告题目是《砷氧化还原基因 ROCker Model 的构建及其在水稻土样品中的应用》。砷(As)在很低的浓度下即能产生毒性作用，微生物介导的砷代谢过程在水稻–土壤–微生物系统砷形态的转化中发挥着重要作用。砷氧化还原基因具有多样性， ROCker 较其他检测方法具有更高的准确性和全面性。赵欣迪同学通过构建砷氧化还原基因ROCker Model，并应用到水稻土样品中，主要研究结果如下：1、ROCker相较于传统的基于统一的cut-off的分析更加准确。2、在高砷和低砷水稻土中，尽管参与砷氧化还原和反硝化的一些关键基因在丰度上没有显著差异，但高砷污染水稻土中的基因活性显著高于低砷土壤。3、砷氧化基因aioA与参与反硝化过程的关键基因在活性上具有显著相关性。
赵欣迪作报告
07|赵文浩 水分和密度制约交互作用对热带树木多样性的影响
下半场第一个进展快报的汇报人是来自邢丁亮研究员课题组的赵文浩同学，汇报题目是《水分和密度制约交互作用对热带树木多样性的影响》。以往的研究表明，树木的生理耐受能力和天敌竞争会影响木本植物的多样性。本论文的研究在生物多样性研究热点巴罗科罗拉多岛开展，量化了物种特异性水分最优值（SPMO），水分可用性和以希尔数衡量的树种多样性。研究结果表明：1、多样性的变化趋于从干旱年份的负值（多样性减少）增加到潮湿年份的正值（增加多样性）。2、幼苗CNDD会随着土壤水分的增加而增加。
赵文浩作报告
08|黄逸轩 微观世界中生态多样性和动态涌现的相变
第八位报告人是来自刘慧颖研究员课题组的黄逸轩同学，他的进展快报的题目是《微观世界中生态多样性和动态涌现的相变》。生态学中，群落的稳定性随着物种的丰富度升高而降低。本文使用洛特卡-沃尔泰拉模型量化了来自48个独立细菌物种库的S个物种，在培养10天后进行16s rRNA测序，并计算了生物量。研究结果表明：1、实验生态系统在物种数量少和种间相互作用弱的参数空间表现出所有物种稳定共存的行为。2、在生态系统的复杂度不断增加时，群落总会先失去物种多样性，再开始失去动力学稳定性。3、在同样的条件下，震荡的群落总是比稳定的群落展现出更高的生物多样性。
黄逸轩作报告
第九位汇报人是来自黎绍鹏教授课题组的姚奇同学，他口头汇报的题目是《长期演替植物群落中的物种入侵与共存》。借用现代共存理论框架可以将系统发育-群落入侵动态结合起来，并全面考虑系统发育如何影响物种间生态位差异与适合度差异进而影响入侵成功率与危害。姚奇同学使用了BSS样地的数据，整理筛选数据，拟合模型并使用广义线性（混合）模型/排序logistic回归模型进行分析，得到了以下主要结果：至少在Buell-Small样地中：1. 外来物种比本地物种适合度越高，越容易入侵成功（建殖）并在群落中取得优势，同时产生更大影响。2. 外来物种与本地物种生态位重叠越大，越容易入侵成功（建殖）并取得优势，但对本地群落的影响无显著效应。
姚奇作报告
10|姜玉婷 从保护基因组学角度走近水杉的“今生前世”
第十位汇报人是来自陈小勇教授课题组的姜玉婷同学，她口头报告的题目是《从保护基因组学角度走近水杉的“今生前世”》。保护稀有物种现已成为全球生物多样性保护的重要工作，特别是保护孑遗植物。本研究着眼于水杉的“今生”：当前野生水杉种群当前是否受威胁和“前世”：是何因素导致曾极盛一时的水杉至现偏安一隅两个科学问题展开研究。通过我国发现的第一株水杉的全基因测序，35个野生水杉个体的重测序，姜玉婷同学的研究表明：1、当前水杉种群遗传多样性低，符合濒危物种的特征。2、水杉种群的遗传结构明显且具有空间异质性。3、野生种群存在较高程度的近交现象，每个个体有害积累程度低。4、末次盛冰期后气候的变化是水杉有效种群迅速下降主要因素。
姜玉婷作报告
11|王瑞宇 线性烷基苯磺酸盐胁迫下红球菌属SY24菌株脱氮和碳源代谢研究
本次论坛的最后一个汇报是来自邓杰老师课题组王瑞宇同学的进展快报，汇报的题目是《线性烷基苯磺酸盐胁迫下红球菌属SY24菌株脱氮和碳源代谢研究》。异养硝化-好氧反硝化细菌通过硝化作用和反硝化作用将铵氮、硝氮转化为氮气。线性烷基苯磺酸盐（LAS）能使乳酸脱氢酶（LDH）从细胞中释放。通过紫外诱导及LAS筛选从红球菌属CPZ24菌株中获得耐LAS的异养硝化好氧反硝化细菌红球菌属SY24菌株。研究发现：1、LAS胁迫下SY24菌株生长速率高于CPZ24菌株，且SY24菌株细胞膜稳定性更强、硝化作用更强、反硝化作用更强。2、LAS胁迫下SY24菌株硝化和反硝化作用基因表达更高、对碳源的利用率更高。
王瑞宇作报告
汇报结束后，张思宇老师组织了最佳汇报人投票，同学们积极参与，最终评选肖文胜、姚奇和姜玉婷三位同学为第五十七期光华论坛“最佳汇报奖”获得者。
最佳汇报人合影
汇报人合影
附：活动海报：
