三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

适度紫外辐射增强对白鲜光合特性和药用活性成分的影响

次生代谢成分环境调控是药用植物优质栽培的理论和实践基础。然而,迄今为止,短期紫外光诱导对药用活性成分积累效应方面的研究仍然比较薄弱。该文以光环境敏感植物白鲜(Dictamnus dasycarpus)为研究对象,探索短期不同强度(低剂量和中剂量)紫外(UV)辐射增强对其根、茎和叶中黄柏酮、梣酮、白鲜碱和柠檬苦素4种有效成分的诱导效应。结果表明:(1)无论是低剂量还是中剂量UV-A和UV-B辐射条件下,白鲜叶片光系统Ⅱ(PS Ⅱ)最大光化学量子产量(F_v/F_m)均大于0.76; PS Ⅱ实际光合量子产量Y(Ⅱ)、调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)、基于“湖泊模型”光化学淬灭系数(qL)和非光化学淬灭系数(NPQ)与对照(未经紫外辐射处理)相比均没有显著差异; 低剂量与中剂量UV-B辐射均显著增加白鲜PS Ⅱ的非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)。(2)适度短期紫外辐射增强能够诱导白鲜药用活性成分快速积累,根中4种有效成分最高可提升51%,主要在白鲜根中积累。其中,中剂量UV-A辐射和低剂量UV-B辐射效果最明显,不仅根中黄柏酮、梣酮、白鲜碱和柠檬苦素4种活性成分明显提升,还促进茎中白鲜碱和叶中梣酮的积累。综上所述,该研究结果表明短期紫外辐射增强能有效诱导白鲜药用活性成分的积累,并通过提升白鲜PS Ⅱ非光化学效率来提升白鲜光强耐受性。     

链霉菌Streptomyces antibioticus NRRL 8167中Naphthgeranine A生物合成基因簇的分析鉴定

【背景】微生物来源的天然产物是小分子药物或药物先导物的重要来源。对链霉菌Streptomyces antibioticus NRRL 8167的基因组分析显示,其包含多个次级代谢产物的生物合成基因簇,具有产生多种新化合物的潜力。【目的】对链霉菌S. antibioticus NRRL 8167中次级代谢产物进行研究,以期发现结构新颖或生物活性独特的化合物,并对相应产物的生物合成基因簇和生物合成途径进行解析。【方法】利用HPLC图谱结合特征性紫外吸收和LC-MS方法,排除S. antibioticus NRRL 8167产生的已知化合物,确定具有特殊紫外吸收的化合物作为挖掘对象,然后利用正、反相硅胶柱色谱、高效液相色谱等技术对次级代谢产物进行分离纯化,分离化合物。利用质谱及核磁共振光谱技术对化合物结构进行解析和鉴定;提取链霉菌S. antibioticus NRRL 8167基因组DNA,利用PacBio测序平台进行基因组测序;利用生物信息学对基因组进行注释,并对合成该化合物的基因簇进行定位分析,推导其生物合成途径。【结果】确定这个化合物是NaphthgeranineA,属于聚酮类化合物。全基因组序列分析发现S.antibioticusNRRL8167基因组含有28个次级代谢产物生物合成基因簇,其中基因簇20可能负责Naphthgeranine A的生物合成,并对其生物合成途径进行了推导。【结论】基于紫外吸收光谱和质谱特征,从S. antibioticus NRRL 8167菌株的发酵提取物中分离鉴定了一个聚酮类化合物Naphthgeranine A。该菌株的全基因组测序为其生物合成基因簇的鉴定提供了前提,对Naphthgeranine A生物合成基因簇和生物合成途径的推测为进一步研究这个化合物的生物合成机制奠定了基础。     

蜕皮激素和有效霉素对粘虫几丁质合成酶B基因表达的影响

【目的】克隆粘虫Mythimnaseparata几丁质合成酶B基因的全长cDNA序列,研究该基因的时空表达特性,分析蜕皮激素(20-hydroxy ecdysone, 20 E)和有效霉素(Validamycin)对该基因表达水平的影响。【方法】本试验通过高通量测序法获得粘虫几丁质合成酶B基因的cDNA全长序列,利用RT-qPCR技术分析粘虫几丁质合成酶B基因在不同发育阶段和不同组织的特异性表达及蜕皮激素和有效霉素对其表达的影响。【结果】基因cDNA全长4 617 bp,包含一个完整开放阅读框,编码1个1 538个氨基酸组成的多肽,分子量为175.629 ku,理论等电点为5.96,包含17个跨膜螺旋,4个几丁质合成酶的标签序列CATMWHET,DGD,EDR和QRRRW及1个催化结构域。该基因命名为MsCHSB,GenBank登录号为KY348776。氨基酸序列比对表明,该基因与其他昆虫的几丁质合成酶B基因同源性高于52%,其中与蓓带夜蛾Mamestra configurata和棉铃虫Helicoverpa armigera的几丁质合成酶B基因同源性最高,分别为92%和83%。RT-qPCR技术表明粘虫在不同发育阶段和组织中均有mRNA的特异性表达,其中3龄第1天和中肠中MsCHSB基因相对表达量最高。注射10μg/μL浓度的蜕皮激素6 h和12 h后,表现为对该基因的诱导效应,与对照组差异显著;有效霉素处理后该基因相对表达量均被显著抑制,其中注射20μg/μL浓度的有效霉素48h后,抑制作用最为明显。【结论】本试验得到了一条新的粘虫几丁质合成酶B基因cDNA序列全长。蜕皮激素对MsCHSB基因的表达有一定的诱导作用,有效霉素对MsCHSB基因的表达有一定的抑制作用,该结果为进一步研究昆虫几丁质合成酶B打下了基础。     

中枢神经系统H2S的作用及机制研究进展

中枢神经系统内源性硫化氢 (H2 S)主要由胱硫醚 β 合酶合成。脑内H2 S对中枢神经系统多种生理和病理过程有重要的影响 :(1)H2 S通过cAMP途径 ,易化海马长时程增强的产生 ;(2 )H2 S通过下丘脑 垂体 肾上腺轴来参与神经内分泌功能的调节 ;(3)H2 S协同一氧化氮松弛脑血管平滑肌 ,从而调节血压。此外 ,H2 S还与脑血管损害、多种遗传性疾病的脑功能障碍有关     

Ultrasound／Microbubble Enhances Foreign Gene Expression in ECV304 Cells and Murine Myocardium

The success of gene therapy is largely dependent onthe development of vectors or vehicles that can selectivelyand efficiently deliver a therapeutic gene to cells or targetissues with minimal toxicity. Viruses are efficient transducing vectors. However, the safety concerns regardingthe use of virus vector in human make nonviral deliverysystem an attractive focus. Nonviral vectors are particularly suitable with respect to the simplicity of use, possibility of large-scale production and lack of s…     

松嫩平原羊草草地土壤-植物间铁的动态研究

羊草草地土壤-植物间营养元素Fe的动态研究结果表明,土壤中全铁和有效铁含量均较低,羊草中Fe含量比较丰富．在生长季各时期,全铁和有效铁含量在土壤剖面分布上从上向下呈下降趋势,有效铁与有机质含量呈显著正相关,而与pH值呈显著负相关．全铁各月平均含量变化在生长季呈“V”型曲线,7月含量最低;有效铁平均含量从5～8月与全铁相似,8月后则逐渐减少．羊草各器官及枯落物Fe含量有很大变化,总的趋势是根>根茎>叶>枯落物>茎;羊草叶、茎的Fe含量在生长季中为波动型下降曲线,根茎、根及枯落物的Fe含量在生长季中为“V”型曲线．A层土壤富集有效铁的能力稍强．土壤中Fe活性平均为0．640％。从5月至8月逐渐升高,8月后逐渐下降,10月份最低．地下部的Fe向地上部的转移强度为5～7月下降,8月升高,随后又下降．地上部Fe向枯落物的转移强度平均为105．0％,与地下部Fe向地上部转移强度呈显著负相关。     

Intermediate fertile Triticum aestivum （＋）Agropyron elongatum somatic hybrids are generated by low doses of UV irradiation

We report the production and characterization of somatic hybrids between Triticum aestivum L. and Agropyron elongatum (Host) Nevishi (the synonym is Thinopyrum ponticum). Asymmetric protoplast fusion was performed between Agropyron elongatum protoplasts irradiated with a low UV dose and protoplasts of wheat taken from nonregenerable suspension cultures. More than 40 green plantlets were obtained from 15 regenerated clones and one of them produced seeds. The phenotypes of the hybrid plants and seeds were intermediate between wheat and Agropyron elongatum. All of the regenerated calli and plants were verified as intergeneric hybrids on the basis of morphological observation and analysis of isozyme, cytological, 5SrDNA spacer sequences and random amplified polymorphic DNA (RAPD). RFLP analysis of the mitochondrial genome revealed evidence of random segregation and recombination of mtDNA.     

红花黄色素对新生鼠缺氧后一氧化氮合酶表达的影响

目的:观察红花黄色素对缺氧后脑内诱生型一氧化氮合酶(iNOS)、神经原型一氧化氮合酶(nNOS)及内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因表达的影响,探讨红花黄色素抗缺氧脑损伤的作用.方法:采用SD新生鼠缺氧模型,于缺氧前30 min腹腔注射红花黄色素生药7g/kg,缺氧40 min后复氧48 h,提取脑组织总RNA,应用RT-PCR技术检测三种NOS mRNA的表达量.结果:新生鼠缺氧再复氧48 h,脑内iNOS、nNOS基因表达上升(P＜0.05),预先给予红花黄色素能抑制iNOS、nNOS基因的表达(P＜0.05),但eNOS基因表达不受影响.结论:红花黄色素对缺氧脑损伤的保护作用与NOS基因表达有关.     

IRM-2近交系小鼠对电离辐射抗性的研究

目的观察IRM-2小鼠对电离辐射的耐受性.方法分析测定了IRM-2小鼠对137Csγ射线的LD50及经4.0Gy137Csγ射线照射后不同时间外周血白细胞、骨髓有核细胞总数、骨髓细胞DNA含量和脾结节的变化,并与亲代小鼠ICR和615进行了比较.结果用不同剂量的137Csγ射线照射后,IRM-2小鼠对γ射线的LD50比ICR和615小鼠分别高1.73～1.57Gy和1.44Gy;外周血白细胞数和骨髓有核细胞总数、骨髓细胞DNA含量下降的幅度小且恢复得快;CFU-S的增加也较ICR和615小鼠明显.结论IRM-2小鼠比一般的纯系和杂交品系小鼠具有更强的辐射抗性.