多巴胺系统调控鸣禽鸣唱相关神经核团及鸣唱行为

鸣禽的鸣唱与人类的语言产生相似,是一种复杂的习得性行为.因此,鸣禽可以作为研究人类语言学习与产生的重要模式动物.鸣禽鸣唱受到相互联系的鸣唱控制核团调控.多巴胺作为脑内重要的神经递质,参与调控哺乳动物多种活动.多巴胺及其受体在鸣禽鸣唱相关神经核团大量分布.近期研究表明,多巴胺通过调控鸣唱相关核团,促进鸣禽幼年期鸣曲学习、成年期鸣曲保持以及求偶性鸣唱的产生.本文结合本课题组的研究工作,对近年鸣禽多巴胺系统调控鸣唱相关神经核团及鸣唱行为的研究进展进行了综述,并提出了多巴胺信号调控鸣禽鸣唱学习行为的潜在机制.     

人脂肪间充质干细胞外泌体通过上调β-catenin、c-Myc和细胞周期蛋白表达促进表皮干细胞增殖

本研究探讨人脂肪间充质干细胞来源的外泌体(ADSC-Exos)对人表皮干细胞(EpSCs)增殖的影响及机制.首先使用Ⅰ型胶原酶分离人脂肪组织ADSCs,中性蛋白酶Ⅱ和胰酶分离人皮肤组织EpSCs;采用ExoQuick-TC试剂分离ADSCs培养上清中的外泌体.然后通过MTT法、细胞免疫荧光检测Ki67,BrdU掺入实验检测ADSC-Exos对EpSCs增殖的影响,流式细胞术检测ADSC-Exos对EpSCs细胞周期的影响.通过HE染色、免疫组化染色检测细胞增殖标志分子及表皮干细胞标志分子的表达,以观察ADSC-Exos对体外培养皮肤组织的结构及EpSCs增殖的影响.结果显示:ADSC-Exos能以浓度依赖性和时间依赖性的方式促进EpSCs增殖,增加S期细胞数,减少G1期细胞数;ADSC-Exos也能促进体外培养皮肤组织中的EpSCs增殖.机制研究发现:ADSC-Exos对EpSCs的促增殖作用能部分被β-catenin抑制剂XAV-939或c-Myc抑制剂10058-F4所抑制.ADSC-Exos能促进EpSCs表达β-catenin、c-Myc及cyclin E1、A2、D1,XAV-939能抑制ADSC-Exos诱导的β-catenin、c-Myc以及cyclinE1、A2、D1表达,10058-F4能抑制ADSC-Exos诱导的c-Myc和cyclin D1、A2、E1表达.综上,ADSC-Exos能显著促进EpSCs增殖,其作用部分是由上调β-catenin、c-Myc和cyclinE1、A2、D1表达所介导.     

不同类型双色百合的花色形成分析

以3个花朵双色的亚洲百合品种(‘Black Eye’、‘Pieton’和‘Twosome’)为试验材料,通过对不同部位(花被片上部和下部)的花色表型、色素成分和含量进行综合分析,解析不同类型双色百合的形成机理。结果表明:(1)于紫色花被片下部检测到矢车菊素3-O-β-芸香糖苷一种花青苷,且在花被片下部深紫色的‘Black Eye’中含量最高,而白色、黄色和橙色的花被片上部均未检测到花青苷。(2)3个品种的双色百合花被片上部和下部共检测到15种类胡萝卜素成分,不同品种花被片上部和下部中类胡萝卜素含量差异明显;‘Pieton’花被片中的特征成分为花药黄质、紫黄质和β-胡萝卜素,‘Twosome’花被片中的特征成分为辣椒红素,‘Black Eye’花被片中未检测到特征类胡萝卜素成分。(3)主成分分析发现不同百合品种中类胡萝卜素成分和含量具有明显差异,而同一品种花被片上部和下部类胡萝卜素组成接近但含量差异显著。(4)回归分析发现,矢车菊素-3-O-β-芸香糖苷、辣椒红素、八氢番茄红素、玉米黄质和β-胡萝卜素是影响百合花色的主要色素成分。研究表明,花青苷和类胡萝卜素成分在花被片不同区域的差异积累是双色百合形成的主要原因。     

模拟干旱胁迫处理下北柴胡种苗MYC2基因的调控研究

该研究以北柴胡一年生种苗为材料,使用质量分数为10%、20%的PEG6000营养液进行模拟干旱胁迫实验,检测北柴胡根内源信号物质OPR、JA含量,转录因子BcMYC2和柴胡皂苷生物合成途径中4个关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS表达量,以及柴胡皂苷a、d含量,探究模拟干旱胁迫下茉莉酸信号通路调控BcMYC2进而影响柴胡皂苷生物合成的机制。结果表明：(1) PEG6000模拟干旱胁迫处理北柴胡种苗后,20% PEG6000处理组根内OPR含量在2 h时出现峰值,10% PEG6000处理组的根内OPR含量在6 h时出现峰值;两个胁迫组内源JA含量均在2 h时出现峰值。(2)两个胁迫处理组北柴胡根内BcMYC2相对表达量均在2 h处出现峰值,之后的2~4 h时间段内大幅度下降,且20% PEG6000处理组的BcMYC2相对表达量高于10% PEG6000处理组;其余4个柴胡皂苷生物合成途径关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS的相对表达量均在4 h时出现峰值,晚于BcMYC2相对表达量出现峰值的时间。(3)经模拟干旱胁迫处理后,北柴胡根内的柴胡皂苷含量在36 d内逐渐上升;在处理36 d时,20% PEG6000处理组的柴胡皂苷含量略高于10% PEG6000处理组,且两处理组均显著高于对照组。研究发现,经PEG6000模拟干旱处理后,北柴胡根内信号物质OPR及JA含量提高,促进BcMYC2的表达,进而提高柴胡皂苷生物合成途径中的关键酶基因的表达,最终显著提高了根内柴胡皂苷的含量。     

基于AFM的活体状态外泌体纳米结构及机械特性研究

外泌体在细胞生理病理活动过程中起着重要的调控作用,研究外泌体的行为特性对于揭示生命活动及疾病发生发展的内在机理具有重要的基础意义.然而由于缺乏合适的观测手段及方法,目前对于活体状态下外泌体结构及特性的认知仍然很不足.原子力显微镜(AFM)的发明为研究溶液环境下天然状态生物样本提供了强大的技术工具,已成为生物学重要研究手段.本文利用AFM对单个活体状态外泌体的纳米结构及机械特性进行了研究.通过多聚赖氨酸静电吸附作用将从淋巴瘤患者骨髓中分离的外泌体吸附至基底,在溶液环境下实现了对单个活体状态外泌体的高质量AFM形貌成像并通过与空气中成像结果进行对比揭示了空气干燥处理对外泌体形貌的影响.在此基础上,分别利用AFM压痕试验和多参数成像技术实现了对单个活体状态外泌体机械特性的定量测量和可视化表征.最后基于所建立的方法技术揭示了化学处理后外泌体结构和机械特性的动态变化.研究结果为研究纳米尺度下活体状态外泌体的结构及特性,以更好理解天然状态外泌体的生理行为提供了新的方法和思路,对于外泌体研究具有潜在积极的意义.     

用于药物评价的体外心脏组织模型研究进展

候选药物对心脏的毒副作用是其在开发过程中被淘汰的重要原因之一.传统药物评价所采用的动物模型存在种属差异、成本高、效率低等缺陷.因此,近年来随着干细胞和生物打印等技术的快速发展,体外心脏组织模型的构建受到了越来越多地关注.本文追踪体外心脏模型构建的起源与发展,综述模型所利用的心肌细胞来源以及二维、三维模型构建的相关技术与方法,着重阐述心肌组织模型血管化的重要性及研究进展,并对该领域未来的发展方向进行展望,以期为体外心肌组织模型在药物评价方面的研究和应用提供新思路.     

利用归一化互相关算法去除吸收强度涨落调制血管造影图像模糊

吸收强度涨落调制成像（AIFM）方法是基于血红细胞和背景组织对低相干光照明的吸收差异,通过在频域分离动态的血红细胞信号和静态的背景信号,实现对近透明活体生物样本全场无标记的光学血管造影成像. 但此成像方法需采集较长的原始图像序列,系统漂移或生物抖动会造成图像模糊,难以实现对某些特定区域的血管造影成像. 本文提出一种结合AIFM成像和归一化互相关算法的新方法来提升血管造影图像的质量：原始的图像序列被分成若干短时序列,每个短时序列先利用AIFM成像算法重构得到全场的血管造影图像;再利用归一化的互相关算法将所有的短时重构图像与第一帧重构图像相匹配,并融合得到最终的血管造影片. 我们以活体鸡蛋胚胎为样品,通过实验验证了利用短时归一化互相关AIFM成像方法,能够消除鸡胚胎心跳引起的图像模糊,从而获得高分辨率和信噪比的心血管造影片,对研究活体动物心脑血管疾病具有重要应用价值.     

转HSSP基因大豆的分子检测和遗传稳定性分析

HSSP是用大豆密码子改造的10 kD玉米醇溶蛋白基因。在前期研究中,从获得的转基因大豆中筛选到1份单拷贝转基因材料GSDH5。该研究采用染色体步移法获取转基因大豆GSDH5的T-DNA插入位点的左边界旁侧序列,对获得的左边界旁侧序列进行分析,设计特异性引物,建立转基因大豆GSDH5特异性检测方法;采用Real-time PCR检测外源基因在转基因大豆不同组织部位(根、茎、叶、花和种子)中的表达量,采用RT-PCR和Western blot检测外源基因在转录和翻译水平上的遗传稳定性,并对转基因大豆GSDH5中的粗蛋白、含硫氨基酸含量及主要农艺性状进行测定分析,为培育高含硫氨基酸转基因大豆新品种奠定基础。结果表明:(1)分子鉴定显示,外源基因HSSP和筛选标记基因Bar成功整合到受体大豆‘东农50’基因组中,且以单拷贝的形式整合到大豆基因组中。(2)HSSP基因成功插入到大豆基因组1号染色体非编码区52 873 883 bp处。(3)HSSP基因在转基因大豆GSDH5的种子中特异性表达,且在T_2～T_4代转基因大豆中能够稳定遗传并表达。(4)‘东农50’粗蛋白含量在41.53%～43.32%之间,GSDH5粗蛋白含量在40.18%～43.03%之间,两者相比无显著差异;GSDH5种子中硫氨基酸占种子干样的比例为1.35%,占种子蛋白的比例为3.14%,与转基因受体品种‘东农50’相比,占比显著升高,分别增加了11%和16%。(5)转基因大豆GSDH5植株与受体品种‘东农50’在单株荚数、百粒重、株高、结荚习性、花色、叶形等方面均无显著差异,证明HSSP基因的插入对大豆植株的生长发育无不良影响。研究认为,转基因大豆GSDH5材料具备进一步培育成高含硫氨基酸大豆新品种的潜力。     

辽西北沙地苹果-大豆间作对土壤养分和微生物量分布的影响

为了解辽西北沙地果农间作系统中土壤养分及微生物量分布特征,选取研究区具有代表性的苹果(Malus pumila)-大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,对间作系统0~60 cm土层、0~300 cm水平距离范围内的土壤养分和微生物量进行了测定,并与大豆单作、苹果单作进行对比。结果表明:辽西北沙地苹果与大豆间作系统中土壤养分十分匮乏,全氮、碱解氮、有效磷极缺乏;在水平方向上,随距苹果树距离的增加,间作系统中土壤有机质、碱解氮、全磷、有效磷总体上呈现先降低再升高后趋于平稳的变化规律;各养分竞争激烈区位于果树带区[0,100 cm);在垂直方向上,苹果与大豆间作系统各土壤养分均表现出表聚性,表土层(0~20 cm)土壤养分含量显著高于深土层(20~60 cm);土壤微生物量碳、氮在果树带区及表土层含量高,且在该区域细菌数量高;间作与单作各土壤养分、微生物量在表土层差异较大,差异性随土层加深而缩小,间作系统除碱解氮外对土壤养分表现为负效应,不能满足间作系统对土壤养分的需求,尤其对土壤氮素、磷素竞争需求量较大。综上所述,辽西北沙地苹果-大豆间作系统中存在明显的竞争关系,竞争激烈区域位于果树带区,应在此处加强氮肥和磷肥施加。     

亚龙湾珊瑚礁大型礁栖生物的群落结构及生态警示

鱼类和大型底栖生物等礁栖生物是珊瑚礁生态系统的重要组成部分,其群落信息是全面评价珊瑚礁生态系统健康状况的必要基础数据。基于录像样带法,分析了2018年12月底海南省三亚市亚龙湾珊瑚礁区17个站位礁栖鱼类和大型底栖生物的群落结构、数量分布及相似性,揭示了其中的生态警示,并提出相应的监管建议,旨在保护和恢复亚龙湾的珊瑚礁。结果表明:亚龙湾西岸及东排、西排共发现鱼类8科21属35种,以雀鲷科、隆头鱼科为主,平均密度为0.20尾·m^-2,金尾雀鲷、斑棘眶锯雀鲷和细鳞光鳃鱼为优势种;最近15年来,亚龙湾的鱼类资源持续衰退,目前已近于枯竭。另一方面,调查区的大型底栖生物以软珊瑚、大型底栖藻类、海百合和海胆为主,各类群的数量分布有所不同;造礁珊瑚的敌害生物小核果螺和长棘海星密度皆很低,目前尚不会对珊瑚礁构成威胁;整体而言,大型礁栖生物群落在亚龙湾西岸与东排、西排有较大的差异,间接反映出岛礁与岸礁环境存在差别,不过亚龙湾西岸湾口段的环境条件可能更接近岛礁;由于部分海区大型底栖藻类较多及可能存在的富营养化趋势,维持金尾雀鲷或其他植食性鱼类与藻类规模两者间的平衡,对恢复和保持亚龙湾珊瑚礁生态系统的健康尤为重要;同时,管控来自青梅河等的陆源污染,也是控制亚龙湾大型海藻增殖的关键;相比于海参,海百合对大型底栖藻类的依赖程度较低。调查区造礁珊瑚覆盖率与礁栖生物数量之间没有显著相关,可能与亚龙湾珊瑚礁退化严重及现存的种类以团块状造礁珊瑚为主,其构建的珊瑚礁生境空间异质性相对较低有关。为更好地保护亚龙湾的珊瑚礁,建议关注亚龙湾的水质,加强对捕鱼、潜水观光等旅游活动的监督管理,特别是应该立即实施长时间的渔业禁捕来恢复亚龙湾的渔业资源,并定期监控关键种群的数量变动。