细胞内生物大分子的相分离研究进展

细胞内生物大分子的相分离(Phaseseparation)现象是近几年受到极大关注的新兴研究领域。作为一种细胞生化反应的聚集分割机制,其在自然界中广泛存在,参与基因转录调控,影响生物体对外界刺激的应答等重要生理过程。相分离失调可能导致一些重大疾病的发生,诸多交叉领域的研究者正试图通过相分离这个全新角度来审视老年痴呆等相关疾病,探索其发生的分子机制以及通过相分离进行干预和治疗的潜在可能性。文中拟介绍该领域最新研究进展,从生物相分离现象的发现、生化基础及其与疾病发生的联系等方面,综述目前的主要研究方向,并对该领域拟解决的关键问题进行展望。     

黑面神雌花气味传粉前后的变化及其生态意义

该文以与头细蛾传粉相关的叶下珠科植物黑面神为材料,采用动态顶空吸附法分别收集了该物种雌花传粉前后释放的挥发物,利用气相色谱-质谱联用技术分析了其化学成分,探索了三者间花气味的异同,并对其生态意义进行了讨论。结果表明:从该物种传粉前、传粉期和传粉后的雌花气味中共分离出22种挥发物(传粉前12种,传粉期15种和传粉后13种),以脂肪族衍生物和萜类物质为主。3-己烯醛、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇、顺-乙酸-3-己烯酯、反-β-罗勒烯、β-石竹烯、β-蛇麻烯、反,反-α-金合欢烯和长叶烯是其主要挥发物。传粉前后雌花气味的化学种类及组成发生了显著分化,且这种变化主要是由于各时期主要挥发物发生改变而引起的。反-β-罗勒烯在传粉期含量最高,而在传粉后显著下降,3-己烯、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇和顺-乙酸-3-己烯酯在传粉前含量均最高,β-石竹烯含量在传粉后显著升高,且长叶烯仅在传粉后出现。在传粉期和传粉后β-蛇麻烯和反,反-α-金合欢烯的含量均显著上升。同时,传粉期雌花的释放量明显高于传粉前和传粉后的。综上结果显示,黑面神雌花传粉前后花气味发生了质与量的改变。初步推测黑面神雌花传粉前后花气味的分化可能会有效阻止头细蛾对其进行再次访问,限制头细蛾在其雌花中过度产卵,进而来减少传粉头细蛾对宿主种子的取食,这无疑对维持叶下珠科植物-头细蛾专性传粉互利共生体系的稳定性具有重要的化学生态意义。     

磷脂酶Dα1与H2S参与冬凌草甲素对拟南芥的化感作用

以拟南芥哥伦比亚野生型(WT)、磷脂酶Dα1(PLDα1)缺失型突变体pldα1、D-/L-半胱氨酸脱巯基酶(D-/L-CDes)缺失型突变体d-cdes和l-cdes幼苗为试验材料,60 μmol·L^-1冬凌草甲素为处理浓度,研究了拟南芥响应二萜类化合物冬凌草甲素的化感作用中磷脂酶Dα1(PLDα1)与气体信号分子硫化氢(H₂S)的信号关系。结果表明: 冬凌草甲素显著提高了野生型拟南芥幼苗H₂S含量、PLD和D-/L-CDes酶的活性及其基因表达;冬凌草甲素处理下,pldα1突变体幼苗的D-CDes和L-CDes活性明显低于WT,外源添加磷脂酸(PA)后D-CDes和L-CDes活性显著提高,并高于WT;冬凌草甲素显著抑制4种株系根的生长,其中d-cdes和l-cdes对冬凌草甲素更加敏感,外施NaHS可以促进冬凌草甲素处理下4种株系根的生长及内源H₂S产生,外施PA只对冬凌草甲素处理下的WT、pldα1和l-cdes株系根的生长及内源H₂S产生有促进作用,而对d-cdes株系没有明显作用。说明PLDα1和H₂S在拟南芥响应冬凌草甲素过程中发挥作用,且PLDα1/PA位于D-CDes上游,参与调控拟南芥幼苗H₂S的产生及根生长的信号过程。     

我国亚热带典型树种抗火性状随林龄和器官的变异

在湖南省炎陵县青石冈国有林场选择杨梅、木荷、山矾、润楠、甜槠、青冈6种亚热带典型树种,通过测定植物不同龄组(幼龄林、中龄林、成熟林)和器官(叶、枝、皮)等指示抗火性状的形态及物理和化学性质,探究同一树种不同器官、龄组间抗火性差异以及不同树种抗火性的综合排序。结果表明: 抗火性在不同器官和龄组间均呈现显著差异;相对于枝和皮,叶片具有较高的含水率(53.7%)、较高的粗灰分含量(4.5%)和较低的粗纤维含量(23.9%);随着林龄的增长,树木抗火性呈现先降后增的规律,中龄林的含水率、粗灰分和粗纤维含量最低。各器官的综合抗火性能在不同物种间差异显著。树叶的抗火性排序为:润楠>甜槠>山矾>杨梅>木荷>青冈;树枝的综合抗火性表现为润楠、甜槠最强,其次是杨梅、木荷;树皮表现为木荷和甜槠的抗火性较强,抗火性最弱的为润楠和青冈。各物种的综合抗火性能综合得分呈现分异特征,其中抗火性最强的为木荷(1.033)和杨梅(0.526),润楠(-0.405)和青冈(-1.151)的抗火性最弱。因此,木荷和杨梅是我国南方亚热带森林防火林带的首选树种。     

钠盐胁迫对河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物种子萌发的影响

研究不同浓度盐分(NaCl和NaHCO₃,0、40、80、120、160和200 mmol·L^-1)对6种河西走廊荒漠绿洲边缘人工林典型一年生草本植物(禾本科:狗尾草、虎尾草和小画眉草;藜科:雾冰藜、刺沙蓬和蒙古虫实)种子在当年秋季和次年春季的萌发和复萌的影响。结果表明: NaCl和NaHCO₃对6种植物种子的萌发有显著影响,NaHCO₃对种子萌发的抑制作用大于NaCl。NaHCO₃浓度达到160 mmol·L^-1时,6种植物基本不萌发或萌发率较低;NaCl浓度达到200 mmol·L^-1时,6种植物仍能够保持相对较高的萌发率。种子当年秋季萌发率(2.8%～20.0%)远低于次年春季萌发率(21.7%～81.6%),秋季复萌率(3.3%～20.0%)低于春季复萌率(5.0%～41.1%),当年生种子秋季多保持休眠,次年春季休眠减弱。6种一年生草本植物种子的耐盐性为:虎尾草＞狗尾草＞刺沙蓬＞雾冰藜＞蒙古虫实＞小画眉草。     

BAX敲除对小鼠大脑皮层和海马星形胶质细胞分布的影响

星形胶质细胞是大脑中一类高度异质的重要大胶质细胞,不仅在脑的发育和功能中起到重要作用,也参与多种神经病理生理学过程。多项研究表明B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(B-cell lymphoma-2 associated X protein,BAX)依赖性凋亡通路参与调控正常发育过程中脑内神经元的数量与分布,但是对其调控星形胶质细胞的研究则较为匮乏。本文旨在研究BAX是否参与不同脑区星形胶质细胞分布的调控。以纯合子和杂合子BAX敲除小鼠为研究对象,用SOX9免疫荧光染色法检测6周龄小鼠的大脑皮层和海马中星形胶质细胞的密度。结果显示,星形胶质细胞的密度在不同皮层分区之间以及皮层和海马之间存在显著差异,并且BAX敲除导致海马中星形胶质细胞的密度显著降低,皮层中GABA能抑制神经元密度显著升高,而皮层中星形胶质细胞的密度则未受显著影响。以上结果提示,BAX差异调控皮层星形胶质细胞与神经元,也差异调控皮层与海马中的星形胶质细胞。这项研究为了解星形胶质细胞的区域异质性和BAX在大脑发育中的功能提供了重要信息。     

纳米技术在抗白色念珠菌感染中的应用

白色念珠菌(Candida albicans,C.albicans)在引发血源性感染的病原微生物中位列第四,全国每年由C.albicans引起的各类感染性疾病高达千万例。该菌极易附着于植入医疗器械的表面,形成坚固生物被膜阻碍药物和免疫系统的进攻,给治疗带来了极大难度。同时,近年来C.albicans的高流行率和不断增强的耐药性使C.albicans的治疗面临更大的挑战。纳米材料因其具有低毒性、尺寸效应、良好的抑菌性,以及促进光动力抗菌作用等功效被广泛应用于抗感染治疗。本文综述了近年来纳米技术在C.albicans预防、诊断和治疗中应用的研究进展,并探讨其作用机制,为纳米技术抗C.albicans感染的进一步研究提供参考。     

西伯利亚鲟AdipoR克隆、组织分布及其对禁食的响应

为了探究西伯利亚鲟脂联素受体的表达特征及其对能量状态变化的响应, 研究采用RACE方法克隆获得AdipoR1和AdipoR2的cDNA全长。西伯利亚鲟AdipoR1 cDNA全长为2013 bp, 开放阅读框为1146 bp; AdipoR2 cDNA全长为1590 bp, 开放阅读框为1086 bp。多重序列比对结果显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与哺乳类、鸟类、两栖类和鱼类的氨基酸一致性较高, AdipoR2与鱼类氨基酸一致性更高。系统进化树分析显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与其他硬骨鱼类聚为一支, AdipoR2与斑点雀鳝聚为一支。实时荧光定量结果显示, AdipoR1和AdipoR2 mRNA在西伯利亚鲟组织中均有表达, AdipoR1在中脑、延脑、前脑、小脑和下丘脑中的表达高于外周组织, AdipoR2在中脑、鳃、瓣肠、性腺和延脑的表达相对较高。此外, 与其他硬骨鱼类似, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2在肌肉中表达较低。当禁食10d时, 西伯利亚鲟幼鱼肌肉中AdipoR1和AdipoR2 mRNA表达量均显著上调, 复投喂后AdipoR1表达显著降低, 而AdipoR2表达无显著变化。由上可知, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2可能参与能量稳态的维持。文章为进一步研究AdipoR1和AdipoR2在肌肉中的作用提供了理论基础。     

藏中联网工程生态系统服务功能重要性评价

对电网工程沿线区域的生态系统服务功能进行评价是规避和降低工程对沿线区域生态破坏的重要前提。本研究选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性保护等4项生态系统服务功能为主体,基于遥感与GIS技术对藏东南地区生态系统服务功能的重要性进行评价,在此基础上分析了不同电网工程标段影响区的生态系统服务功能重要性。结果表明:藏东南地区生态系统服务功能重要性总体上呈现出"东西部高、中部低"的空间分布格局,极重要区面积为74843 km²,占区域总面积的18.47%,主要分布在藏东南的森林区,包括澜沧江沿线及其以东地区、雅鲁藏布江沿线及错那县、墨脱县南部。藏中联网工程东、西两端标段影响区内的生态系统服务功能重要性相对较高,在施工过程中应根据影响区内主导的生态系统服务功能分布状况采取相应措施加强生态环境保护。本研究方法可为其他输电工程的设计和施工提供生态标准及科学依据。     

大尺度陆地生态系统状态变化及其资源环境效应的立体化协同联网观测

环境变化和人类活动的双重驱动正在快速地改变地球生态系统状态,呈现出了众多级联的资源环境问题,生态系统的状态变化和时空演变驱动因素以及相应的资源环境效应是大尺度陆地生态系统科学研究的永恒主题。观测和评估生态系统状态变化,发现和理解生态系统响应机制,认知和描述生态系统演变规律,预测和预警生态系统演变趋势,都依赖于大陆及全球尺度的分布式协同观测研究网络。本研究以服务大陆尺度生态系统科学研究、支撑区域生态环境治理为目标,围绕生态系统状态变化及资源环境效应科学问题,综合分析了现有生态环境观测研究网络现状,明确提出了生态系统观测研究站及其网络的发展方向,进而提出了发展“多要素-多界面-多介质-多过程-多尺度-多方法”的联网协同观测体系,构建“高新技术集成化-区域分布网络化-网络管理智能化-观测实验长期化-模型模拟多功能化-数据集成和资源共享远程化”的新一代大陆尺度生态系统观测实验研究网络的设想,并进一步阐述了该研究网络的功能定位、设计理念、设计方案、建设目标和技术体系,以期为我国陆地生态系统观测研究网络的发展提供借鉴与参考。