基于拉曼技术的单细胞生长检测方法

目的 单细胞生长检测可以更加科学地揭示微生物代谢变化的规律,为后期微生物工程应用提供指导。针对微生物生长应用于食品安全期和最佳食用期的精准检测问题,本文提出一种基于拉曼技术的单细胞生长检测方法。方法 首先,通过同步培养实验采集了枯草芽孢杆菌两个批次共900个单细胞拉曼光谱（SCRS）数据,其中600个用于训练和测试,另一批次300个用于模型验证。其次,基于主成分分析的特征关系矩阵,提出CP-SP特征评估方法以筛选SCRS特征用于模型检测。再基于XGBoost构建检测模型,并应用网格搜索和交叉验证对检测模型进行调优。最后,应用混淆矩阵、ROC曲线评估模型对细胞滞后期、对数期和稳定期的检测准确率、敏感性和特异性。结果 选用CP-SP筛选的第一、第二和第四主成分较特征贡献率前3个主成分的分类性能提高了3.1%,调优后的细胞生长检测模型测试准确率为96.0%,验证准确率为92.3%。结论 基于拉曼技术的单细胞生长检测方法能准确识别单细胞生长状态且具有较高的泛化能力,可为食品安全和保鲜制定精准调控机制提供科学指导。     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

乌云伞的解剖学及花粉形态学研究

八角莲属(Dysosma)是小檗科(Berberidaceae)一个重要属,全国共有7个种,大约分布于北纬23—32°,东经94—122°之间。湖北八角莲属有4个种,其中乌云伞(Dysosma lichuanensis Z. Cheng, sp. nev., ined.)为内定种,是多年生草本,它的形态特征与八角莲(Dysosma     

干旱胁迫下红砂幼苗非结构性碳水化合物动态变化特征

该试验以荒漠区主要建群种红砂幼苗为研究对象,设置适宜水分(CK)、轻度干旱(MD)、中度干旱(SD)和重度干旱(VSD)4个胁迫处理(即田间持水量的80%、60%、40%和20%),采用盆栽控水试验,分别测定干旱胁迫15、30、45和60 d时红砂幼苗的叶、茎、粗根和细根中非结构碳水化合物(NSC)及其组分的含量,分析不同胁迫强度下不同干旱持续时间红砂幼苗NSC的动态变化及各组分差异,以揭示红砂NSC对干旱胁迫的响应机制。结果表明:(1)干旱胁迫强度和胁迫持续时间对红砂幼苗不同器官NSC及其组分均有显著影响,其中胁迫持续时间对NSC动态变化的影响尤为显著。(2)干旱胁迫初期,红砂叶中的NSC含量呈下降趋势,而茎中的NSC含量呈上升趋势,粗根和细根中NSC含量在各胁迫处理下基本保持稳定。(3)干旱胁迫后期,红砂叶和茎中的可溶性糖、淀粉和NSC含量逐渐增加,而粗根和细根中的淀粉和NSC含量呈下降趋势(中度干旱除外),且这一时期重度干旱处理下各器官可溶性糖和NSC的含量明显高于CK。研究发现,重度干旱胁迫能显著诱导提高红砂幼苗不同器官中的NSC含量,并通过分解根中淀粉和增加叶片中可溶性糖含量的方式来调节细胞渗透势平衡,以维持细胞活力,进而保持红砂在干旱胁迫后期的存活。     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

山水林田湖草沙一体化保护和修复工程与景观生态学

我国山水林田湖草沙生命共同体及其保护和修复工程的理论研究和实践正逐渐开展,需要系统的学科理论支撑,景观生态学作为地理学和生态学的交叉科学,能够以其宏观空间理论和技术体系满足这一需求。本文将景观生态学作为山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的支撑学科,首先,明确了山水林田湖草沙生命共同体是镶嵌的异质景观、具有景观的所有特征并遵循景观生态学原理;其次,阐述了景观生态建设理论如何应用于山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的规划和评价;最后,总结景观生态建设研究的新趋势,提出待解决的理论和实践问题,并论述山水林田湖草沙一体化保护和修复工程如何为解决这些问题提供广阔的研究空间。景观生态学和山水林田湖草沙一体化保护和修复工程实践相结合,将为实现我国乃至全球生态、经济、社会可持续发展提供极为有效的途径。     

六个东方铁筷子品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

研究人工控水模拟干旱胁迫条件下6个东方铁筷子品种的生理和叶片解剖结构的变化特征,并利用隶属函数法对其抗旱性进行评价,筛选出与抗旱性关联较大的生理及叶片解剖结构指标。结果表明：随着干旱胁迫程度增加,6个东方铁筷子品种的叶片厚度、单位质量叶面积和可溶性蛋白水平显著下降,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均先上升后降低,胞间CO₂浓度下降,叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢含量均升高,可溶性糖、脯氨酸含量和抗氧化酶活性均先升高后降低。随着干旱胁迫程度增加,栅栏组织厚度与海绵组织厚度比以及气孔密度均增加。脯氨酸、可溶性糖、栅栏组织厚度与海绵组织厚度比等指标与抗旱性关系密切,可作为评价东方铁筷子抗旱性的重要指标。‘银莲花红’和‘银莲花红斑’抗旱能力优异,可为未来的抗旱新品种培育提供优良亲本材料。     

MiR-150-5p靶向TP53对结直肠癌细胞侵袭和增殖的影响

摘要 目的：探索miR-150-5p靶向调控TP53基因对结直肠癌（colorectal cancer, CRC）在临床和生物学的相关性,研究miR-150-5p调控TP53基因在结直肠癌细胞增殖和侵袭病变中的作用。方法：收集临床手术切除并病理证实的结直肠癌患者的手术及血浆样本（结直肠癌和癌旁组织）60例,另选取癌旁正常粘膜10例,腺瘤30例。根据瘤体直径分为肿瘤＞5 cm（n=30）和≤5 cm（n=30）。qRT-PCR法测定样本中miR-150-5p表达,荧光素酶活性测定以确定TP53是否为miR-150-5p的靶基因。使用SW480细胞株,进行Transwell小室检测细胞侵袭能力,CCK-8检测细胞增值能力,对miR-150-5p进行生物信息学分析。结果：TP53是miR-150-5p的下游基因。癌组织及血浆中miR-150-5p表达量低于癌旁组织,直径＞5 cm瘤体中的miR-150-5p表达量显著低于直径≤5 cm瘤体,Ⅰ-Ⅱ期结直肠癌组织中的miR-150-5p表达显著高于Ⅲ-Ⅳ期（P＜0.05）。上调miR-150-5p后,细胞中TP53表达下降,下调miR-150-5p后,TP53表达升高;CCK-8增殖试验显示细胞中miR-150-5p过表达组抑制细胞增殖（P＜0.05）。结论：MiR-150-5p在结直肠癌组织和细胞中显著低表达,miR-150-5p通过靶向调节TP53抑制人CRC细胞的侵袭和增殖,有望成为结直肠癌治疗的新靶点。     

PAC对谷子花后土壤氮素供应和叶片抗氧化特性的影响

全基施肥方式会造成作物全生育期内营养供应失衡, 导致生育后期缺氮早衰。为探究聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂(PAC)保障谷子(Setaria italica)花后氮素供应和调控叶片抗氧化特性的机制, 建立全基施肥背景下东北春谷防衰增产的生产技术, 于2020-2021年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站开展大田试验, 以谷子品种张杂谷13号和华优谷9号为材料, 设置常规氮素(CN)和PAC配合氮素(PN) 6个氮素水平(0、75、112.5、150、225和337.5 kg·hm^-2)播种前进行全基施肥处理。结果表明, 与常规氮肥处理相比, 相同施氮量下, PAC处理后, 两品种谷子花期和灌浆中期0-20 cm和20-40 cm土层土壤硝态氮和铵态氮含量升高, 花后叶面积显著增大, 叶面积降幅减小; 花后0-40天旗叶超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性升高, 丙二醛含量降低。因此, PAC有效保障了谷子生育中、后期土壤氮素的供应, 提高了叶片抗氧化能力, 延缓了叶片衰老进程, 进而提高产量。2020年和2021年Z13的增产幅度分别为11.24%-21.55%和8.65%- 14.22%, H9的增产幅度分别为5.53%-15.75%和10.43%-16.17%。上述调控效应在低氮和中氮水平(75、112.5和150 kg·hm^-2)下更为显著。综上, PAC配合氮肥全基施可作为一项防衰增产的栽培技术应用于我国东北春谷区。     

干旱和盐胁迫诱导甜菜叶中的甜菜碱醛脱氢酶的积累

应用双向免疫扩散方法测定表明,甜菜叶片的甜菜碱醛脱氢酶能与菠菜的甜菜碱醛脱氢酶抗体发生交叉反应。渗透势－０．６５￣－２．６ＭＰａ的甘露醇溶液或２００～３００ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液,诱导甜茶叶片甜菜碱醛脱氢酶积累明显增加。