黄土高原苹果园蒸腾导度大气驱动规律比较

植物蒸腾导度是表征土壤-植物-大气连续体（SPAC）中植物-大气间水汽传导过程、反映植物水分调控能力的一类重要变量，常见有冠层导度（G_c）、冠层气孔导度（G_s）与叶片气孔导度（g_s），明确三者在反映冠层蒸腾过程时的异同或关联性对于理解植物水分利用机制具有重要意义。本研究基于对黄土高原果园苹果树生长季内树干液流（J_s）及环境因子的连续观测，计算了G_c、G_s及脱耦联系数（Ω）等变量，并与短期连续观测的叶片气孔导度（g_s）比较，分析了G_c、G_s和g_s在反映冠层蒸腾特征方面的异同及其关系。结果表明，日变化过程中G_s、g_s呈"单峰"型曲线，而G_c则呈"先增后减，午后抬升"的"双峰"型曲线。g_s与G_s存在较紧密的线性关系（R²=0.80），但与G_c的线性关系较弱（R²=0.02）。G_c、G_s均随大气水汽压亏缺（VPD）的变化呈现确定的规律，其中，上边界函数呈递减的对数函数关系，平均值则符合先增后减的Log-Normal函数关系（R²>0.95），拐点对应的VPD值分别为1.33和1.16 kPa。在一日内，G_s对VPD变化的响应过程与g_s对VPDL （基于叶片温度计算的水汽压亏缺）变化的响应过程总体一致，其一致性高于G_c对VPD变化的响应。整个生长季（4-10月）中果树的Ω平均值为0.12，随着Ω递减，G_c与G_s的线性相关性愈趋紧密，其斜率呈递增趋势，G_c越来越趋近于G_s。研究结果表明，在北方地区，基于树干液流的监测能较准确的推导整株并估算林分的冠层蒸腾导度。与实测g_s的变化过程比较，G_s比G_c具有更高的一致性，G_s可以作为描述苹果树水分利用过程响应大气驱动的更为恰当的变量。     

sgf73基因敲除对粟酒裂殖酵母细胞有丝分裂的影响

sgf73基因编码的Sgf73蛋白对SAGA复合物的功能具有重要作用。为探究sgf73基因缺失后sgf73Δ菌株有丝分裂中纺锤体、染色体、肌动蛋白的动力学变化,以粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）为材料,对sgf73Δ菌株进行生长曲线和减数分裂产孢实验;采用荧光蛋白标记和活细胞成像的方法,对sgf73Δ菌株有丝分裂进行观察。生长曲线结果分析发现,sgf73基因敲除极显著影响粟酒裂殖酵母的生长,并导致子囊孢子数目显著减少。活细胞成像结果分析发现,在有丝分裂间期,sgf73Δ菌株微管数量显著增加、微管长度趋于增长但无显著差异;sgf73Δ菌株在分裂期纺锤体出现组装缺陷,单极纺锤体极显著增加,前期和中期纺锤体伸长速率显著下降、后期纺锤体伸长速率极显著下降、分裂中期和后期时间分别显著和极显著延长,有丝分裂总时间极显著延长,细胞长度也增长。肌动蛋白分裂环在有丝分裂中维持及收缩时间出现极显著和显著延长,总速率显著降低。同时,染色体分离出现缺陷。以上结果表明,sgf73基因缺失会导致菌株微管、染色体、肌动蛋白缺陷。     

NDV诱导HeLa细胞发生核糖体应激及对翻译起始复合体的影响

[目的]研究新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV) HBUN/LSRC/F3株(以下简称NDV F3)诱导宫颈癌细胞(HeLa)发生核糖体应激后对eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F的调控作用。[方法]流式细胞术及CCK-8检测细胞凋亡;实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测c-Myc基因表达;流式细胞术分析细胞周期;Western blotting技术检测c-Myc、RPS7、Bcl-2、NP、eIF4E及eIF2α蛋白的表达;Western blotting和免疫荧光染色技术检测NP、eIF4E蛋白定位。[结果]与阴性对照组相比,NDV F3抑制HeLa细胞增殖并诱导细胞凋亡。细胞周期中G₀/G₁期出现停滞,c-Myc表达呈时间依赖性抑制,c-Myc与Bcl-2蛋白表达量在0-48 h内逐渐下降,NP蛋白在24 h时生成并逐渐增加,RPS7、eIF4E和eIF2α蛋白含量在0-48 h内呈先增加后降低趋势。Western blotting定位分析及激光共聚焦显微镜结果显示NP蛋白主要存在细胞质中,NP与eIF4E存在共定位现象。[结论]NDV F3诱导HeLa细胞凋亡并引发核糖体应激反应,NP与eIF4E相互作用而抑制eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F形成,阻断其与宿主mRNA之间的联系,同时促进NDV F3 mRNA的翻译,最终造成宿主蛋白翻译抑制。     

细胞周期分子机制的成功探索——2001年诺贝尔生理及医学奖部分工作介绍

细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程.在这一过程中,细胞的遗传物质(DNA)经过复制平均分配到两个子细胞中.细胞周期中每一事件都是有规律、精确地发生,并且在时间与空间上受到严格调控.细胞周期中最关键的三类调控因子是：cdc基因、周期蛋白依赖性激酶(CDKs)及细胞周期蛋白(cyclin).这些调控因子的发现对肿瘤学及发育生物学的发展都有重要的理论和实践意义.     

遮光对连香树幼苗光合特性及其叶片解剖结构的影响

以2年生连香树实生苗为材料,在田间通过黑色遮阳网设置全光照(L₀)及透光率55%(L₁)、25%(L₂)和10%(L₃)4种光环境,研究遮光对连香树幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响。结果表明：(1)连香树幼苗叶片P_n在全光和L₁处理下呈非典型的“乁”形变化,未出现“午休”现象,中午14:00出现极值,而在L₂和L₃处理下变化相对缓和,极值出现在中午12:00;叶片G_s呈现与P_n类似的变化趋势,而C_i则呈基本一致的凹形变化。(2)各处理P_n、G_s和T_r的日均值均表现为L₀＞L₁＞L₂＞L₃,而C_i的日均值则呈相反的顺序;P_n与G_s、T_r、气温和光合有效辐射均呈极显著正相关关系(P＜0.01)。(3)全光照连香树幼苗的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)均显著高于遮光处理,并维持较高的P_n而未出现明显的光抑制;遮光导致幼苗的LCP、LSP、R_d显著降低,有利于充分利用弱光,以满足低光环境下植株的正常生长。(4)与全光照相比,遮光下连香树叶片气孔密度显著变小,但气孔器长度、气孔器宽度、单个气孔器面积显著增加,气孔器面积百分比减少,影响幼苗细胞内外的水分和气体传递。(5)遮光条件下,连香树叶片明显变薄,表皮细胞厚度减小,栅栏组织(PT)厚度降低,排列变得疏松,海绵组织(ST)厚度增加,PT/ST相应减小。(6)与全光照相比,强度遮光下(L₂和L₃)连香树幼苗生长受阻,苗高(H)和基径(D)明显减小,生物量模型D²H下降;而轻度遮光(L₁)下幼苗H和D、H/D和D₂H均未出现显著变化。研究发现,连香树具有一定的光忍耐性和喜光性,对光照条件的生态幅较宽,轻度遮光影响较小,但强度遮光对连香树幼苗气体交换参数和光合响应特征产生了显著影响,同时影响了叶片的解剖结构和气孔分布特征,从而影响连香树幼苗的生长形态。在育苗生产中,适度遮光有利于降低气温、减小蒸腾,但遮光后田间有效辐射强度应保持在自然光强的55%以上。     

光照强度驱动典型阴生植物三七的生理生态响应特征

为探究阴生植物三七(Panax notoginseng)对不同光照强度的生理生态响应特征,研究5种透光率(46.5% LT、21.8% LT、9.70% LT、5.10% LT、2.80% LT)下三七生理、形态和生长等各项指标的变化特征,并对其相关指标进行相关性、可塑性和主成分分析。结果表明:三七在高光(46.5% LT和21.8% LT)和低光(5.10% LT和2.80% LT)条件下各形态特征(株高、茎粗、单株叶面积)、生物量及相对生长速率(RGR)均有所降低;随着光照强度的降低,根生物量比(RMR)、最大净光合速率(P_n-max)、气孔导度(G_s)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)都随之下降,而叶面积比(LAR)、比叶面积(SLA)、茎生物量比(SMR)和叶生物量比(LMR)却呈现升高的趋势。这些变化能够减少三七在高光下的光能捕获及消耗,而低光下的光能捕获和消耗则会得到加强。此外,阴生植物三七的形态特征表型可塑性指数均小于0.5,而光合生理(P_n-max、G_s、LCP、R_d)、LAR和根部生物量的表型可塑性指数则大于0.5,其可塑性较强,且P_n-max、G_s、LCP与RGR的相关系数分别高达0.581、0.558、0.574,这些结果表明光照强度驱动三七的响应特征主要为光合生理特性、LAR和根部生物量的变化。研究还发现三七在10%左右的透光率下生长发育较好。而在低光条件下,三七主要采取保守策略进行缓慢的碳获取和碳消耗,高光条件下则主要采取快速碳获取和碳消耗的冒险策略。研究阐明了三七对不同光照环境的响应策略,为三七的优质高效种植提供理论依据。     

超重力胁迫下‘平邑甜茶’幼苗叶片生理指标及其转录组分析

该试验以‘平邑甜茶’60 d龄幼苗为材料,设置T₁(5 000 r/min×3 h)、T₂(5 000 r/min×6 h)、T₃(10 000 r/min×3 h)和T₄(10 000 r/min×6 h)超重力处理,以未进行超重力处理为对照(CK),考察超重力处理下幼苗叶片叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛、脯氨酸含量和膜透性等与逆境相关的生理指标的变化,并对其进行转录组分析,初步探究‘平邑甜茶’在超重力处理下的转录组响应机制。结果表明：(1)超重力处理造成‘平邑甜茶’幼苗叶片由舒展状生长状态向不同萎缩生长状态转变,其中T₄处理萎缩生长状态明显。(2)超重力处理下,‘平邑甜茶’幼苗叶片叶绿素和丙二醛含量在T₃和T₄处理下显著高于CK, T₁和T₂处理下与CK无显著差异;叶片脯氨酸含量在各超重力处理下均显著高于CK;膜透性在T₄处理下显著高于CK, T₁、T₂、T₃处理与CK无显著差异;可溶性蛋白含量在各超重力处理下均不同程度降低,但均与CK差异不显著。(3)样品测序结果显示,大多数转录本的序列长度在1 000 nt以上,有37 725个,占全部转录本79.15%,且CK、T₂、T₄样品以及相对应的新基因中均以FPKM值小于5.0的转录本数为主,其转录本数依次分别有21 412、20 162、22 368个和1 352、1 411、1 406个,占比分别为45.78%、43.10%、47.82%和81.45%、85.00%、84.70%。(4)GO功能注释与富集分析显示,随着超重力处理强度的加大,差异表达基因在GO富集分类中存在明显不同的途径,说明‘平邑甜茶’对超重力的响应是复杂的,但主要集中在转录因子活性、蛋白质去磷酸化过程方面。(5)差异转录因子表达分析显示,随超重力处理强度的增加表达上调幅度比较大的基因家族有bZIP、WRKY和ERF,其中bZIP和WRKY转录因子家族中的基因表达量均随超重力处理强度的增加呈上升趋势,但ERF家族中的MD01G1177100、MD08G1096000、MD13G1130700基因表达量随超重力处理强度的增加有下降的趋势。研究表明,超重力处理对‘平邑甜茶’幼苗造成了不同程度的伤害,且叶片总叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量以及膜透性均受到显著影响,故幼苗叶片中叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛及脯氨酸含量以及细胞膜膜透性均可作为评价超重力胁迫的抗性指标;研究推测超重力胁迫对‘平邑甜茶’转录因子的影响主要集中在WRKY、bZIP和ERF转录因子家族。该研究结果为候选抗性基因的挖掘和筛选奠定了理论基础。     

幼龄胡杨气孔行为对土壤质地和地下水埋深变化的响应

气孔调节是植物适应水分条件变化的关键途径,研究多变生境中植物气孔行为对认识植物的适应具有重要意义。洪水漫溢新形成的河漫滩是胡杨更新的自然生境,其土壤质地和地下水埋深具高度时空异质性。已有研究主要集中于胡杨对地下水埋深变化的生理生态响应,而对土壤质地与地下水变化交互作用影响植物水分关系的认识不足。通过设置土壤质地(砂土(S₁)、砂壤土(S₂)、黏壤土(S₃)与地下水埋深(W₁(30 cm)、W₂(60 cm)、W₃(90 cm))交互试验模拟幼龄胡杨自然生境,观测分析了不同条件下胡杨气孔导度(G_s)、气孔导度斜率(g₁)、光合的气孔限制(L_s)的变化。研究结果表明:(1) 胡杨气孔行为对地下水变化的响应受土壤质地影响;(2) 相同地下水埋深时不同土质间G_s具显著差异,W₁时S₂与S₃的G_s显著高于S₁;W₂时S₁与S₂明显低于S₃;W₃时S₃最大,S₂次之,S₁最小;(3) 相同地下水埋深处理下,g₁在S₁最大,S₃次之,S₂最小;(4) 相同地下水埋深处理下,W₁时S₂与S₃的L_s显著高于S₁,W₂与W₃时L_s在S₂最大,S₃次之,S₁最小。综上所述,幼龄胡杨气孔行为对地下水埋深变化的响应因土壤质地而异,这可能归因于土壤质地影响根系结构和土壤水的垂直分布,对胡杨早期植物水分关系具有重要影响。     

Seasonal changes in the photosynthetic capacity of cones on a larch (Larix kaempferi) canopy

The seasonal changes of photosynthesis of cones of Japanese larch (Larix kaempferi Carr.) trees showed that gross photosynthetic rate of young cones (P _G) was 2–3 μmol m⁻² s⁻¹ at surface area unit and P _G/R _D (dark respiration of cones) peaked about 0.7 in the same period, indicating that 70 % of respiratory CO₂ was re-fixed. With maturation, P _G and P _G/R _D sharply decreased. Chlorophyll content in cones was 3–20 % of that in leaves, which made it a limiting factor for photosynthesis and its content was closely correlated with photosynthetic capacity. Although sunken and linearly arranged stomatal organs were found on the scale of young cones, differently from the significant regulation of leaf photosynthesis, these stomata tended to be non-functional since CO₂ is not limiting factor for cone photosynthesis. Thus photosynthesis of larch cones is an additional contribution to their development.     

单核细胞增多性李斯特菌硫氧还蛋白Lmo1609的应激生物学功能研究

[目的]本研究旨在构建单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)硫氧还蛋白Lmo1609的基因缺失株,分析Lmo1609的氧化还原酶学活性,及其在细菌生长、运动过程中发挥的作用,并探究了Lmo1609参与细菌抗氧化应激和致病的生物学基础。为阐明其抗应激生物学作用以及完善李斯特菌的感染机制奠定分子基础。[方法]利用同源重组原理构建lmo1609基因缺失株及回补株。通过分子生物学、应激生物学和感染生物学等手段,对Lmo1609的生物学功能进行探索。以胰岛素为底物分析其氧化还原酶学活性;通过构建lmo1609缺失株和回补株,比较野生株和突变株在运动性、生长能力、抗氧化应激、细胞黏附、侵袭和增殖能力等方面的差异,进而鉴定Lmo1609的生物学功能。[结果]缺失lmo1609后,单增李斯特菌在生长能力上无明显变化,而运动能力明显减弱;对H₂O₂的敏感性增强;对细胞的黏附侵袭能力没有差异;对小鼠的致病力没有显著影响。[结论]本研究首次证实了单增李斯特菌硫氧还蛋白Lmo1609具有还原酶学活性,参与调控细菌的运动和对H₂O₂的氧化应激耐受,不介导单增李斯特菌的致病性。     

细胞周期调控的研究进展

细胞周期是一种非常复杂和精细的调节过程,有大量调节蛋白参与其中。此过程的核心是细胞周期依赖性蛋白激酶（CDKs）。CDKs的激活又依赖于另一类呈细胞周期特异性或时相性表达的细胞周期蛋白（cyclins）,而CDKs调节的关键步骤是细胞周期检查点。PLKs是多种细胞周期检查点的主要调节因子,Aurora蛋白激酶主要在细胞有丝分裂期起作用。本文就上述因素在细胞周期进程中的作用作一综述。     

Polo样激酶1在细胞周期及细胞周期监测点中的功能

Plk1（Polo-like kinase 1）是一类从酵母到人类都高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是真核细胞有丝分裂的重要调控因子.Plk1随有丝分裂进程定位于不同位点,调节分裂期进入、纺锤体形成和胞质分裂等过程.Plk1能够与磷酸化的停靠蛋白结合,从而在不同空间被激活以满足其在细胞周期中的不同功能.Plk1还参与G2和M期DNA损伤监测点的调节,对于DNA损伤恢复后重新进入有丝分裂期是必须的.目前,Plk1的重要功能尤其是在DNA损伤监测点中发挥的重要功能正在被广泛研究.Plk1在多种恶性肿瘤中存在过表达且与肿瘤发生密切相关,对于Plk1功能的深入研究为以Plk1为靶的肿瘤治疗提供理论依据     

Fluorescence kinetics in HeLa cells after treatment with cell cycle arrest inducers visualized with Fucci (fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator)

Fucci (fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator) is able to visualize dynamics of cell cycle progression in live cells; G1- and S-/G2-/M-phase cells expressing Fucci emit red and green fluorescence, respectively. This system could be applied to cell kinetic analysis of tumour cells in the field of cancer therapy; however, it is still unclear how fluorescence kinetics change after various treatments, including exposure to anticancer agents. To explore this, we arrested live HeLa cells expressing the Fucci probes at various cell cycle stages and observed the fluorescence, in conjunction with flow cytometric analysis. X-irradiation, HU (hydroxyurea) and nocodazole arrest cells at G2/M boundary, early S-phase and early M-phase, respectively. Although X-irradiation and HU treatment induced similar accumulation kinetics of green fluorescent cells, nocodazole treatment induced an abnormal red fluorescence at M phase, followed by accumulation of both red and green fluorescent cells with 4N DNA content. We conclude that certain agents that disrupt normal cell cycle regulation could cause unexpected fluorescence kinetics in the Fucci system.     

细胞周期研究的新进展

细胞周期研究的新进展陆长德（中国科学院上海生物化学研究所２０００３１）主要来自三方面的研究以及它们之间的相互交叉对于细胞周期研究的进展起了很大的作用。十多年来酵母分子遗传学的研究鉴定了许多与细胞周期的控制有关的基因,提供了许多突变株（如ＣＤＣ）;１９８８年对蛙卵成熟促进因子ＭＰＦ成分的鉴定和对它生物学功能的确定使人们对细胞周期的认识有了一个飞跃;人类的致癌基因（如Ｔａｇ）,肿瘤抑制基因（如p53,pRB)以及其他一些疾病(如对电离辐射敏感的遗传病,AT的分子机制的研究也大大地促进了细胞周期的研究。     

Delaying the onset of M phase in NIH 3T3 cells blocked in early S phase occurs via accumulating cyclin B1 and tyrosine-phosphorylated p34cdc2 in the nucleus

An affinity-purified antibody (anti-Cdc2C) raised against the carboxy terminal sequence LDNQIKKM of p34^cdc2 uncovered in NIH 3T3 cells a protein subpopulation, the location and the level of accumulation of which evolve during progression through the cell cycle: it first emerges inside the nucleus in late G1/early S phase and continues to build up principally in this location throughout S phase; a cytoplasmic expression then becomes apparent near the end of S phase, develops during G2 and sometimes prevails over the nuclear expression; it finally relocates to the nucleus in early prophase. We propose that a major part of this subpopulation would represent p34^cdc2 molecules existing inside a complex with cyclin B1. NIH 3T3 cells arrested in early S phase with aphidicolin do not commit prematurely to mitosis which indicates that the regulatory pathway involved in preserving the temporal order of S and M phases is functioning in these conditions. Conjugated Western blot analysis and immunofluorescence microscopy showed that cyclin A, cyclin B1 and tyrosine-phosphorylated p34^cdc2 continue to build up predominantly in the nucleus of the arrested cells. After release from the block, the cells rapidly reenter S and G2 phases and, concomitantly, cyclin B1 and tyrosine-phosphorylated p34^cdc2 relocate to the cytoplasm before redistributing again in the nucleus in early prophase. These data would suggest that delaying the onset of M phase in NIH 3T3 cells in which the rate of DNA replication is reduced, is first ensured by a mechanism that prevents the cytoplasmic relocation of inactive p34^cdc2/cyclin B1 complexes continually forming in the nucleus once the G1 period of mitotic cyclin instability is over.     

血红素加氧酶-1对肝癌细胞细胞周期调控因子的影响

目的观察血红素加氧酶-1（heme oxygenase 1,HO-1）对人肝癌细胞HepG2细胞周期调控因子的影响。方法构建含有野生型和突变型HO-1基因的重组载体pcDNA3．1（＋）-wtHO-1和pcDNA3．1（＋）-mHO-1G143H。利用脂质体介导的方法将构建好的重组载体转染肝癌细胞系HepG2,以空载体转染作为对照组。通过G418筛选建立稳定表达野生型和突变型HO-1的HepG2肝癌细胞系。经半定量RT—PCR、Western印迹检测转染细胞系中HO-1 mRNA和蛋白的表达水平。在HO-1表达改变的稳转细胞系中,利用Western印迹检测转染细胞系中P21、P27蛋白表达水平。结果成功实现了野生型和突变型HO-1在HepG2细胞中的过表达;野生型和突变型HO-1过表达均能诱导抑癌基因p21和p27的表达。结论HO．1过表达诱导抑癌基因p21和p27的表达与血红素分解产物无关。HO-1可能通过其它机制调节p21和p27的表达。     

细胞周期的调控及在核移植研究中的应用

细胞周期是生命活动中一个最重要的过程.以cyclin、CDK、CKI等细胞周期调控蛋白的相互作用推动着细胞周期时相的进展和时相之间的转变.这一过程受到严密的调控机制所监控.在核移植的研究中,对细胞周期进行调控,使细胞阻滞于某一特定时期有非常重要的意义.     

Circadian clock,cell cycle,and breast cancer: an updated review

Some key elements are common to two fundamental periodic regulatory processes; the circadian cycle and the cell cycle. Underlying mechanisms of coordination between the two processes are critical for proper cellular functioning and physiology. Disruption in the mechanisms of one process may affect the role of other that may direct critical physiological changes and may cause severe diseases like cancer, etc. More or less persuasive evidences evolve from the breast cancer research. In this mini review, we highlighted the molecular coordination’s of the elements of circadian cycle and the cell cycle and their altered expressions associated with the genesis and progression of breast cancer.