有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏JAK2及TGF-β1的影响

目的: 研究有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏Janus激酶2(JAK2)及转化生长因子-β1(TGF-β1)表达的影响,探讨运动与白藜芦醇改善糖尿病肾损伤的可能作用机制。方法: SD大鼠经5周高糖高脂饲料喂养加腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病模型后,将糖尿病大鼠随机分为糖尿病安静组(DC组),糖尿病运动组(DE组),糖尿病药物组(DR组)和糖尿病运动药物组(DER组),每组各12只,另设正常对照组(NC组)。运动组大鼠进行8周的有氧运动(跑速为20 m/min),每天运动60 min,每周运动6 d;药物组大鼠进行8周的白藜芦醇灌胃(每天45 mg/kg,7天/周)。8周末,检测血糖、24 h尿白蛋白(24 h UA)、血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)的变化;采用荧光定量PCR检测肾脏JAK2 mRNA的表达,免疫组织化学法和Western blot法检测肾脏JAK2和TGF-β1的表达。结果: 8周干预后,与NC组相比, DC组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著上升(P＜0.05),肾组织病理损伤加重,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显增加(P＜0.05)。与DC组相比,DE、DR和DER组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著下降(P＜0.05),肾组织病理损伤减轻,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显减少(P＜0.05),且DER组的降低更显著,与DE、DR组相比差异有显著性(P＜0.05)。结论: 有氧运动、白藜芦醇及联合干预可能通过下调肾脏JAK2 mRNA表达,抑制JAK2蛋白的合成,使TGF-β1表达减少,从而改善糖尿病大鼠肾脏损伤的病理性变化。有氧运动联合白藜芦醇干预减轻肾脏病理损伤的效果优于单一的有氧运动或白藜芦醇干预。     

有氧运动对高糖高脂膳食大鼠腓肠肌Nrf2-SOD的影响*

目的: 探讨有氧运动预防大鼠胰岛素抵抗中Nrf2及SOD的变化。方法: 24只12月龄SD大鼠随机分为对照组(C)、高糖高脂IR组(IR)和高糖高脂IR并运动组(IRE)。IRE进行递增负荷跑台运动,运动6周。检测腓肠肌T-SOD、CAT、MDA、GSH/GSSG,ELISA法检测腓肠肌8-OHdG含量,Western blot检测腓肠肌Nrf2和GLUT4表达。结果: ①IRE组HOMA-IR明显低于IR组(P＜0.05);IRE组肌糖原明显高于IR组(P＜0.01);②IRE组T-SOD和CAT、GSH/GSSG明显高于IR组(P＜0.01);IRE组8-OHdG和MDA明显低于IR组(P＜0.01);③IRE组腓肠肌Nrf2和GLUT4明显高于IR组 (P＜0.01) 。结论: 有氧运动可激活大鼠腓肠肌Nrf2-SOD通路,提高抗氧化酶活性和糖摄取能力,预防IR发生。     

桦木酸对人胃癌SGC-7901细胞增殖的影响*

目的:利用不同浓度的桦木酸对人胃癌SGC-7901细胞增殖的影响。方法:桦木酸设4个不同浓度(0、10、20、30 μg/ml),并采用常规化疗药物5-Fu处理作为阳性对照,以探究其对细胞增殖的影响。采用台盼蓝拒染法和吉姆萨染色法分别检测桦木酸对人胃癌SGC-7901细胞生长抑制率及克隆形成率;EdU法检测SGC-7901的细胞增殖;利用流式细胞术检测细胞周期, 应用qRT-PCR和Western blot分别检测细胞周期蛋白cyclin D1,cyclin B1的mRNA和蛋白表达水平。结果:不同浓度的桦木酸处理人胃癌SGC-7901细胞48 h后,其细胞生长抑制率显著升高(P＜0.05),克隆形成率和细胞增殖率均明显降低(P＜0.01),且呈剂量和时间依赖性;人胃癌SGC-7901细胞被阻滞在G1/G0期,细胞周期蛋白cyclin D1和cyclin B1的mRNA和蛋白表达量也随桦木酸浓度升高而显著降低(P＜0.01)。且与5-Fu对照组相比,桦木酸浓度为20 μg/ml和30 μg/ml时,细胞增殖能力明显降低,细胞周期被抑制,细胞周期蛋白表达量均明显降低(P ＜0.05)。结论:桦木酸通过下调cyclin B1和cyclin D1基因表达,将人胃癌SGC-7901细胞阻滞在G1/G0期,从而抑制细胞增殖。     

CRISPR-Cas核酸酶及其人工改造变体和单碱基编辑器在植物中的应用

规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-CRISPR相关蛋白(Cas)和单碱基编辑器是植物基因编辑的基本工具。来自酿脓链球菌的Cas9(SpCas9)可以识别NGG前间区序列邻近基序(PAM),是一种广泛应用于活细胞基因组编辑的核酸酶。Cas12a核酸酶最近也在多种植物中实现了靶向识别富含T的PAM序列。     

珍稀植物连香树在其中国分布区北缘的种子性状及幼苗更新限制

连香树(Cercidiphyllum japonicum)是第三纪孑遗植物, 存在严重的幼苗更新限制。为验证生活史早期(种子萌发)限制中国分布区北缘连香树种群幼苗更新, 并探讨其主要成因, 本研究在秦岭和太行山脉采集不同种源地的种子, 测定其形态性状、营养元素含量和质量、不同贮存时间的活力及不同温度条件下的萌发性状, 通过方差分析、相关分析等方法对不同种源地的种子性状进行分析。结果表明: 在中国分布区北缘, 其种子长度(P < 0.001)、萌发率(P < 0.001)、平均萌发时间(P < 0.001)、氮(P < 0.05)和磷含量(P < 0.001)在不同种源间存在显著差异; 而在区域尺度上(秦岭与太行山), 仅种子碳含量存在显著差异(P < 0.01)。天水种群的种子萌发率最高(21.77%), 平均萌发时间最长(11.12 d); 栾川的萌发率最低(1.38%), 平均萌发时间最短(3.47 d)。在25℃条件下, 济源种群的种子萌发率显著高于10℃、15℃和20℃条件下(P < 0.05), 而其他种源地的萌发率在不同温度条件下无显著差异。在4个温度条件下, 栾川种群种子的初始萌发时间无显著差异, 而其他4个种源地的初始萌发时间都随温度升高而缩短。相关分析结果表明, 种子萌发率与种子活力密切相关, 而种子活力与种子质量、种子的氮和磷含量显著相关。在中国分布区北缘, 连香树种子的自身属性(质量、氮和磷含量)通过影响种子活力间接影响萌发率; 且种子萌发对温度的响应主要表现在萌发时间上。本研究证实种子萌发是限制连香树种群幼苗更新的关键阶段, 主要原因如下: (1)连香树种子在9月成熟后, 10月的温度仍适宜种子萌发, 但较短生长期的幼苗在冬季低温下不能存活; (2)连香树种子萌发率低(14.4%); (3)第二年春天种子活力骤降。     

高秆野生稻内生固氮细菌多样性

高秆野生稻(Oryza alta)是一种重要的种质资源, 其组织内也蕴藏着非常宝贵的功能微生物资源。本实验采用无氮培养基, 从高秆野生稻中分离到43株内生固氮菌, 结合乙炔还原法测定其固氮酶活性。经固氮酶基因(nifH)的PCR扩增检测, 43株内生固氮菌代表菌株均能扩增出固氮酶基因片段。利用IS-PCR DNA指纹图谱和SDS-PAGE全细胞蛋白电泳图谱将获得的菌株聚类为6个类群(I、II、III、IV、V、VI)。对各个类群的代表菌株(ZF3, ZF8, ZF13, ZF15, ZF24, ZF43)进行16S rRNA基因序列测定, 结果表明, 类群I属于土生拉乌尔菌(Raoultella terrigena), 类群II属于类肺炎克雷伯氏菌类肺炎亚种(Klebsiella quasipnmoniae subsp. quasipneumoniae), 类群III属于越南伯克氏菌(Burkholderia vietnamiensis), 类群IV的菌株代表肠秆菌属的一个类群(Enterobacter sp.), 类群V的菌株属于门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina), 类群VI归属于固氮植物菌(Phytobacter diazotrophicus)。Biolog聚类结果与IS-PCR指纹图谱类型及SDS-PAGE全细胞蛋白聚类结果一致。Biolog板测定结果显示, 来自不同类群的代表菌株对碳源的利用差异显著, 说明野生稻内多样的内生固氮菌从环境中获取碳源和氮素的适应能力较强。     

利用外源γ-氨基丁酸调控海洋绿藻亚心形四爿藻淀粉积累

微藻被看作第三代生物质能源的来源。微藻淀粉结构与高等植物的高度相似性使其可以作为粮食作物的替代,在生物能源领域有广泛的应用。γ-氨基丁酸(GABA)被认为是一种信号分子,可以调节植物细胞的生长代谢。本研究在缺氮培养条件下添加外源GABA调控海洋绿藻亚心形四爿藻生理代谢和淀粉积累。结果表明,添加外源GABA可以抑制细胞生长,降低光合作用效率;OJIP实验显示,GABA的添加增强了光合器官能量耗散,降低了光能利用效率,阻碍了电子传递,造成额外胁迫,从而促使细胞将碳流更多地分配到淀粉积累,导致藻细胞的淀粉含量、淀粉产量和淀粉产率提高。添加10 mmol/L GABA获得最大淀粉含量39%DW,比未添加GABA的对照组淀粉含量提高39%;同时获得最大淀粉产量和产率为1.72 g·L^-1和0.36 g·L^-1·d^-1,分别比未添加GABA的对照组提高39%和50%。以上结果表明在缺氮条件下添加外源GABA是一种调控亚心形四爿藻细胞代谢并提高其淀粉生产的有效方法。     

基于综合评价法的洞庭湖区绿地生态网络构建

绿地生态网络对于改善区域生态空间破碎化、生物多样性降低、生态系统服务供需不平衡及保障区域生态安全具有重要意义。本研究以洞庭湖区为例,在3S技术支持下,从生态系统服务功能、潜在生物多样性、形态空间格局的角度综合评价和识别生态源地及计算栅格单元的基本生态阻力;利用夜间灯光指数修正基本生态阻力;运用最小累积阻力模型识别生态廊道;构建加权评价模型,对源地的聚合度、离散度及廊道的生态连接贡献度进行评价;利用结构特征指数对综合网络、“源-汇”潜在网络及规划网络进行对比分析和评价。结果表明: 源地空间分布不均衡,林地、灌丛与水域三者面积之和占源地总面积的95.9%,位于研究区中部的洞庭湖湿地生态风险较高;源地离生态网络系统中心位置越近及到其他源地的平均最小累积阻力越小,聚合及离散的优势越强;高生态质量源地周围的中、高生态质量源地分布越密集,其聚合度、离散度越高;廊道离高生态质量的源地越近,表现为生态连接贡献度越大;林地、灌丛,尤其是河道在自然生态系统与人类社会系统之间起着非常重要的生态连接作用;“源-汇”规划绿道对“源-汇”潜在生态廊道形成了良好补充,与“源-汇”潜在网络相比,综合网络的α、β、γ、ρ指数分别提高123.1%、25.8%、26.2%、74.6%;与“源-汇”规划网络相比,α、β、γ、ρ指数分别提高了190.0%、31.1%、32.5%、114.6%。本研究结果能为洞庭湖区绿地生态网络构建、国土空间规划提供参考。