非标记表面增强拉曼光谱在DNA检测中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种超灵敏的生化分析技术,已经被广泛运用于细胞、核酸、蛋白质等生物分子的检测,在生物医学领域表现出了巨大的应用潜力。近年来,将表面增强拉曼光谱技术应用于遗传物质DNA的精准检测,引起了人们广泛的关注。本文简要叙述了表面增强拉曼光谱技术的基本原理及其在DNA检测中的优势,主要介绍了非标记的DNA-SERS检测应用进展,其中包括本项目组的相关工作。研究表明,非标记DNA-SERS技术有望成为一种快速、准确的临床诊断方式。     

叶面喷施茉莉酸甲酯对马铃薯微型薯生长及产量的影响

以‘云薯505’马铃薯(Solanum tuberosum ‘Yunshu 505’)为材料,测定马铃薯块茎发育初期四个阶段茉莉酸含量,并以叶面喷施方式,研究茉莉酸甲酯对马铃薯生长和块茎产量的影响。结果表明,马铃薯块茎膨大过程中,茉莉酸的积累水平不断升高。在微型薯生产中,使用100 μmol·L^-1茉莉酸甲酯在结薯期以不同频率喷施叶面,测量并统计植株、块茎性状及产量变化。结果表明,与对照(CK)相比,1次·d^-1处理茎粗增加36.1%,2次·d^-1处理的叶绿素含量降低20.1%。此外,植株的叶色、茎色、花色、株型等生长性状及块茎大小整齐度、薯形、皮色、肉色、薯皮类型、芽眼深浅、裂薯率、大薯空心率等块茎性状在各组间没有显著差异。2次·d^-1、1次·d^-1、1次·2d^-1、CK四种处理的植株存活率分别为45.57%、100.00%、100.00%、87.29%;前三种喷施频率处理折合产量较CK分别增加-15.61%、8.77%、12.11%。综合分析,马铃薯在块茎形成初期茉莉酸积累水平不断升高,以1次·2d^-1频率叶面喷施100 μmol·L^-1茉莉酸甲酯,马铃薯微型薯的产量增加最大且不影响生长。     

炼锌废渣-修复植物-凋落物体系的生态化学计量学研究

为揭示金属冶炼废渣堆场生态修复多年后,废渣-植物-凋落物系统中养分循环和系统维持机制。该研究以实现生态修复6 a的黔西北铅锌冶炼废渣堆场上土荆芥(Dysphania ambrosioides)、芦竹(Arundo donax)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、构树(Broussonetia papyrifera)和柳杉(Cryptomeria fortunei)五种优势修复植物为对象,分析它们的主要营养器官(细根、粗根、茎/干、枝、叶片)、地表凋落物、植被下方表层废渣(0～10 cm)中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征,探讨它们之间的相互关系。结果表明:不同植物、不同营养器官间C、N、P的含量具有显著差异(P<0.05),C平均含量在两种草本植物中为茎>叶片>根>凋落物,在三种乔木中为干>枝>细根>粗根>叶片>凋落物; N和P的分布在草本植物中分别为叶片>凋落物>根>茎和叶片>根>凋落物>茎,在三种乔木中均为叶片>细根>凋落物>粗根>枝>干。五种植物中,柳杉各营养器官及凋落物中C含量均高于其他植物,N、P含量呈相反的规律; 刺槐中N含量最高。C:N和C:P在五种植物营养器官与凋落物中的变化规律跟N、P的分布相反,说明C:N和C:P分别主要受N和P含量影响。相关性分析指出,草本植物的N:P受N和P共同影响,三种乔木的N:P主要由N的分布决定,同时受到枝和叶片中P含量影响。五种植物中,仅豆科类刺槐的叶片N:P大于16,在系统中生长受P限制,其他植物生长均受N限制,说明刺槐更能适应贫瘠的废渣环境,建议在修复贫瘠的废渣堆场时优先选择豆科类植物作为先锋植物,改善基质养分条件。植被下方表层废渣中C、N、P含量基本都低于植物各营养器官及凋落物,不同修复植物下方对应的表层废渣中C、N、P含量间具有显著差异(P<0.05),草本植物修复下的废渣中C、N、P含量低于乔木修复下的含量。废渣-植物-凋落物体系中N、P、N:P之间的相关性分析显示,植物细根和凋落物中N、P含量与废渣中N、P含量及化学计量比关系更密切。     

海南铜鼓岭鸭脚木种群动态特征研究

鸭脚木(Schefflera octophylla)是海南文昌铜鼓岭国家级自然保护区内滨海森林的优势种,也是海南其他地区热带森林常见伴生种。为深入了解该区滨海森林内鸭脚木种群的生存现状、更新机制以及未来发展的动态变化特点,该研究通过对海南热带滨海森林2.56 hm²样地中鸭脚木种群的调查,以径级结构代替龄级结构,编制鸭脚木种群静态生命表,并结合种群动态量化指数、生存函数、时间序列预测模型等方法定量分析鸭脚木种群结构和数量动态变化。结果表明:(1)研究区域内共记录鸭脚木数量2 814株,按照径级大小共划分为12个龄级,龄级结构呈倒J字型,属于趋向稳定型种群。(2)该区鸭脚木的存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,种群各径级的死亡率相接近。(3)鸭脚木种群的量化指数显示,V_pi=30.685>0,V_pi''=0.236>0,说明该种群现处增长阶段并且相对稳定。(4)据时间序列模型预测鸭脚木种群在未来的3、6、9 a内各龄级的种群个体数量整体呈现增加的趋势。综上分析认为,该区生境有利于鸭脚木种群的生长且该种群形成了良好的生存策略,其幼龄个体较多且后备资源丰富,能较好地补充各龄级个体自然死亡造成的损失,对森林的天然更新起到一定促进作用     

资阳人头骨化石的内部解剖结构

资阳人头骨化石,是新中国成立后首次发现的保存较为完整的人类化石,曾经引起学术界的广泛关注。由于其出土的具体位点和层位不是很清楚,对其年代目前还存有争议。长期以来,对资阳人的研究局限于传统的头骨外部形态的描述和测量。本文利用高分辨率工业CT（Computed tomography）扫描资阳人头骨,并对其内部解剖结构 (包括骨壁结构、额窦、骨内耳迷路、颞骨乳突小房、颅内模) 进行3D虚拟复原和研究,以期获得更多的形态信息。CT断层图显示资阳人头骨的骨壁板障层较厚,远大于外板层和内板层,支持以往研究认为的该头骨属于50岁以上个体的鉴定结果。额窦呈叶形,局限于两侧眼眶的内上方;左、右侧额窦的表面积分别为1780mm²和2910mm²。骨性内耳迷路半规管的大小及其比例,与尼安德特人不同,而位于晚更新世和全新世现代人变异范围之间。颞骨乳突小房为气化型,几乎占据了整个乳突部。根据复原的颅内模,资阳人的颅容量约为1250mL。颅内模的各项测量数值虽然都偏小,但脑的绝大多数形态特征、宽-高指数、顶叶-脑长指数都位于现代人的变异范围之内,而与直立人和更新世古老型人类不同。资阳人头骨内部解剖结构保留有少量原始特征,包括枕叶向后突显著、大脑窝比小脑窝大而深,这些特征不同于全新世人类,更类似于晚更新世早期现代人。     

即早基因c-fos在THP-1单核巨噬细胞亚型极化中的差异表达*

目的:探讨即早基因c-fos在THP-1巨噬细胞亚型极化过程中的表达变化。方法:运用PMA刺激诱导THP-1单核细胞极化为巨噬细胞,观察c-fos在单核细胞极化过程中的表达变化;在PMA刺激的基础上,分别运用LPS和IL-4诱导THP-1巨噬细胞向M1及M2亚型极化,实时定量PCR及Western blot技术分析刺激24 h时,细胞亚型标记物CD274、CD86和CD163的表达变化,并动态观察诱导极化过程中,c-fos的表达情况。结果:c-fos在PMA刺激THP-1单核细胞分化为巨噬细胞过程中蛋白和mRNA水平显示上调;LPS诱导THP-1巨噬细胞极化为M1型过程中,c-fos蛋白和mRNA水平表达降低,其特异性标记物在24 h呈现出M1型极化的特点(CD86蛋白表达升高,CD274、CD163蛋白表达降低);IL-4诱导THP-1巨噬细胞极化为M2型过程中,c-fos蛋白和mRNA水平表达升高,其特异性标记物在24 h表现出M2型极化的特点(CD86蛋白表达降低,CD274、CD163蛋白表达升高)。结论:c-fos参与了THP-1单核细胞向巨噬细胞极化的过程,并且可能通过抑制巨噬细胞M1亚型形成,促进巨噬细胞向M2亚型极化的作用参与巨噬细胞的亚型极化及其功能调节中。     

锌指蛋白ZFP580在全反式维甲酸调节大鼠血管平滑肌细胞迁移中的作用及机制

目的:探讨锌指基因ZFP580在全反式维甲酸(ATRA)调节VSMCs迁移功能中的作用及其机制。方法:分离,培养并鉴定大鼠主动脉VSMCs;分别予以0、5、10、20 μmol/L ATRA刺激VSMCs 24h,以0 μmol/L ATRA组为对照组,观察不同溶度ATRA刺激不同时间对VSMCs迁移能力的影响或给予0、20 μmol/L ATRA刺激VSMCs 24、48、72h,观察ATRA刺激不同时间对VSMCs迁移能力的影响;QPCR及Western blot检测ATRA刺激VSMCs后ZFP580的mRNA和蛋白表达变化;应用ERK抑制剂PD98059抑制ERK的蛋白表达,观察ERK信号蛋白表达变化对ATRA刺激后ZFP580蛋白表达的影响;腺病毒转染技术获得过表达或低表达ZFP580的VSMCs,QPCR及Western blot检测MMP-2和MMP-9、ZFP580蛋白和mRNA表达水平。结果:分离的VSMCs在培养10d后,免疫荧光显示平滑肌细胞特异性标记物SM22α抗体阳性。与对照组相比,5、10、20 μmol/L ATRA预刺激分别降低了32%、43%和59%的VSMCs迁移能力;20 μmol/L ATRA刺激VSMCs与对照组相比,在24、48、72h分别降低49%、36%和22%细胞迁移能力。ZFP580的mRNA和蛋白表达随着ATRA刺激溶度的增加和刺激时间的延长而升高。ERK在ATRA刺激15min即显著升高,运用ERK抑制剂PD98059(20 μmol/L)预处理抑制ERK蛋白表达并降低了ATRA诱导ZFP580的蛋白表达。过表达ZFP580降低MMP-2和MMP-9的mRNA和蛋白表达,反之,低表达ZFP580则上调了MMP-2和MMP-9的mRNA和蛋白表达。结论:ATRA可通过ERK信号通路上调ZFP580的表达,而ZFP580通过调控MMP-2和MMP-9的表达参与ATRA对VSMCs迁移的抑制作用。     

大兴安岭泥炭地不同菌根类型木本植物叶片凋落物分解及其温度敏感性差异

以我国大兴安岭多年冻土区泥炭地常见的3种外生菌根木本植物(细叶沼柳Salix rosmarinifolia、白桦Betula platyphylla和柴桦B.fruticosa)和4种欧石楠菌根木本植物(笃斯越桔Vaccinium uliginosum、狭叶杜香Ledum palustre、甸杜Chamaedaphne calyculata和小叶杜鹃Rhododendron parrifolum)为研究对象,通过315天培养试验测定10和20℃叶片凋落物分解过程中的碳(C)累积矿化量和重量损失,并分析其温度敏感性。结果表明:外生菌根植物叶片凋落物的C矿化量和重量损失在10和20℃均高于欧石楠菌根植物;外生菌根植物凋落物分解过程中C矿化量的温度敏感性系数高于欧石楠菌根植物,但重量损失的温度敏感性系数低于欧石楠菌根植物;在每一培养温度下,C矿化量和重量损失均与凋落物全氮(N)和全磷(P)浓度呈正相关,与C/N和C/P呈负相关;尽管C矿化量的温度敏感性系数与凋落物初始化学组成无显著相关性,但重量损失的温度敏感性系数与凋落物全N和全P浓度呈负相关,与C/N和C/P呈正相关。本研究结果为认识和预测气候变暖及其引起的物种组成变化对北方泥炭地植物凋落物分解的影响提供理论依据。     

上海城市近自然森林的重建动态

近自然森林作为城市植被恢复的重要模式,已在我国多地开展了实践,并衍生了新的造林模式。为评估不同近自然森林建设模式的群落恢复进程,本研究以上海城市裸地上重建的近自然森林为对象,通过长期监测两处分别应用原"宫胁法"与新"异龄复层落叶—常绿混交林"种植模式的近自然森林重建过程,从物种组成、垂直结构、生活型组成和目标恢复物种4个方面解析恢复动态。结果表明:两种造林模式恢复的近自然森林,随恢复进程其物种组成逐渐趋同,在十多年内已形成了落叶—常绿垂直混交结构;"异龄复层落叶—常绿混交林"造林模式可更好地促进常绿阔叶树种的恢复,尤其是常绿建群种红楠与小叶青冈。本研究证实了近自然森林恢复技术可以缩短亚热森林群落向演替后期发展的时间,以及新造林模式的有效性,为近自然森林技术的应用与实施提供了科学依据。     

纳米二氧化硅复合寒冷对A549细胞毒性及其炎性因子分泌的影响*

目的: 本研究旨在探讨纳米二氧化硅(Nano-SiO₂)颗粒和寒冷复合对人肺腺癌上皮细胞A549细胞毒性及炎性因子分泌的影响。方法: 本研究以A549细胞为实验对象,分别用10, 50, 100, 200 μg/ml Nano-SiO₂颗粒对A549细胞染毒,以及分别在35℃,33℃,31℃条件下对A549细胞进行低温暴露,培养48 h后,观察细胞形态及测定细胞相对存活率。根据单因素分析结果,选出对A549细胞相对存活率有显著降低作用的Nano-SiO₂剂量和温度的基础上,按照2×2析因设计实验,分为4组:①37℃对照组;②Nano-SiO₂染毒组;③低温暴露组;④Nano-SiO₂和低温复合组,不同条件下暴露48 h后,收集细胞上清液采用比色法检测LDH活性,以及ELISA法测定细胞因子白介素-6(IL-6)和白介素-8(IL-8)的水平,采用qRT-PCR法检测细胞IL-6和IL-8的基因表达水平。结果: 100 μg/ml Nano-SiO₂组和31℃低温组能够显著降低A549细胞活性(P＜0.01),在复合条件作用下对A549细胞活性抑制最为显著,且炎性因子IL-6和IL-8及mRNA的表达水平均显著升高(P＜0.01)。结论: 100 μg/ml Nano-SiO₂与31℃低温复合暴露可协同降低A549细胞的相对存活率,增加炎性因子IL-6和IL-8表达水平。