生物芯片技术及其在基础生物科学研究中的应用

回顾了生物芯片的发展历史,重点介绍了生物芯片技术的两大技术基础：分子生物技术和微细加工生物技术;阐述了生物芯片技术的核心内容,总结了生物芯片的三大类型,并对生物芯片技术在生命科学基础研究中的应用进行了深入探讨和展望。     

古生物钟--地球自转演化的记录者

大家知道,很多海洋生物在生理上与月球或潮汐周期有联系。由于月球与地球的潮汐作用,使得地质历史时期地球自转速度变慢,具体表现在每年的天数减少,每个月的天数亦在减少,与此同时,每天的时间却在增加,而这种变化部分反映在古生物的硬质壳体和骨骼的微细构造上。这样,古生物纹层记录可以作为估计地球自转速率变化的一个依据,我们把这种珊瑚等古代生物化石身上所保留的生物生长节律叫做古生物钟,也叫做化石钟。     

今日的小龙潭煤矿——昔日的古猿天堂

小龙潭煤矿布沼坝坑小龙潭盆地位于云南省开远市西北方,东经103°12′~18′,北纬23°30′~38′,处于云南山字型构造的前弧东翼,是侵蚀性的溶蚀型小型盆地,为云南省200多个含褐煤盆地中接近南部边缘的一个。盆地呈长椭圆形,北窄南宽,长轴为北东—南西向。盆地海拔在1030~1110米之间,面积约21平方公里。南盘江和滇越铁路沿北西—南东方向穿越盆地。盆地四周和基底均由中—上三叠统灰岩、白云质灰岩及少量的砂页岩构成。盆地基底上沉积有第三系湖沼相地层和第四系河流相冲积层。在南盘江两岸,各有一个露天采煤场。江北的名为小龙潭坑,江南的名…     

中国北方鸢尾属植物叶片解剖结构特征及分类学价值研究

以中国北方生长的鸢尾属9种植物为研究对象,利用光学显微镜对叶表皮细胞形状及大小、气孔大小、气孔分布及气孔密度、气孔指数等叶表皮构造特征进行观察,并探讨了叶表皮特征在鸢尾属内各个亚属、亚组间的分类学价值,结果表明：表皮细胞的形状和大小显示了同亚属或同亚组植物之间较为明显的亲缘关系,在区分鸢尾属下不同亚属或亚组植物上也有一定的分类学价值。气孔密度和气孔指数在鸢尾属内分类学价值不大,但却能很好地反映不同鸢尾属植物与生境之间的密切关系。并从表皮构造特征上证实了野鸢尾与射干有很强的亲缘关系,且近于鸢尾属内的其他植物的结论;此外,通过对鸢尾属植物叶横切解剖结构的观察：从维管束、横切面形状、表皮细胞与角质层、乳突、气孔、气室大小、叶肉细胞的分化这7个较为明显的特征上的相关性和差异性,探讨了由于生境的不同而产生的植物形态结构的差异。     

正在崛起的RNA纳米技术

RNA纳米技术得益于纽约大学西曼(Nadrian C.Seeman)教授开创的DNA纳米技术,RNA是由腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)构成的一种核糖核酸高分子,与DNA的Watson-Crick碱基配对(A-T,G-C)的双螺旋链的结构不完全一样,RNA的二级结构里经常出现一些非传统的碱基配对如环环相互作用,这些非传统配对促使RNA分子折叠成刚性结构。本文综述了正在崛起的RNA纳米技术,列举了一些著名的实验,如郭培宣(Peixuan Guo)等从自然界的phi29噬菌体中发现的pRNA纳米马达是由六个小RNA分子构成的六环结构,Jaeger等发展了RNA构造术(RNA-tectonics),根据已知的RNA分子的碱基和非传统配对,他们设计利用小RNA分子构造二聚体、一维线性多聚体、和二维网状的七巧板迷宫(jigsaw puzzle)等图案,用tRNA分子或设计用几条RNA分子来构建多面体如立方体和八面体等立体结构等。RNA纳米技术正在崛起,它将在医学、生物技术、合成生物学和纳米技术领域扮演重要的角色。     

黄河流域内蒙古段植被时空变化特征及条带状分布成因

监测干旱、半干旱地区植被覆盖度的动态变化,评估大尺度区域地质背景,尤其是活动构造在植被变化过程中发挥的作用对植被时空格局的认识具有重要意义。黄河流域内蒙古段地处干旱半干旱区,植被多依赖于地下水;且该地区活动构造较发育,是认识植被非地带性特征的理想区域。基于中分辨率成像光谱仪（MODIS）、归一化植被指数（NDVI）、气象与土地利用数据,对2000-2018年黄河流域内蒙古段植被覆盖度（FVC）的时空变化及稳定性进行分析,在此基础上针对河套段植被条带状特征及其成因进行讨论。结果表明,近20年研究区的FVC总体表现为增加趋势。降雨增加是大黑河流域、浑河流域及十大孔兑区域FVC增加的主要原因,沙漠地区FVC的增加得益于三北防护林工程建设。大黑河与浑河流域水分条件较好,物种多样性丰富,植被覆盖度高,能较好的抵御气候变化;而十大孔兑区域和沙漠地区FVC较低,生态系统脆弱,对气候波动的响应较大。河套灌区受人类活动主导,对气候变化的敏感性较低。河套段山前植被赋存环境为条带状地下水溢出带,在地下水储量增多条件下呈条带状增加趋势;而在山前过渡带,新构造运动及其造成的较大地表高差使得土壤层薄且储水能力较差,表现为FVC的高波动。现今黄河干流沿岸植被受土地利用转变影响整体减少;且在河流摆动、河道变迁扰动下,稳定性较差。河套盆地与鄂尔多斯台地边界处,受隐伏断裂和地震活动影响,地下水易沿带状透水断裂下渗,难以维持浅表水分和稳定的补给条件,使得FVC呈线状显著降低,且稳定性较差。研究从宏观水文地质条件和地表过程的角度,更加深入认识了植被空间分布的非地带性特征,为相似地区的研究提供了较好的科学依据。     

甘肃永昌早二叠世两种科达叶的微细构造及古大气CO_2浓度重建

角质层微细构造是鉴定植物属种的重要特征之一,近年来又在古气候恢复中得到广泛应用。从甘肃永昌下二叠统采获了角质层保存较好的两种科达叶化石,详细分析了表皮微细构造特征,并结合其外形特征进行了属种鉴定:其中一种鉴定为淮南科达(Cordaites huainanensis Chen),另建立了一新种,命名为永昌科达(Cordaites yongchangensis sp.nov.)。本文选取与化石标本的宏观形态和角质层微观形态较为相似的长叶竹柏(Podocarpus fleuryi Hickel)作为其现存最近对应种,初次尝试利用化石气孔特征重建了甘肃永昌早二叠世的古大气CO2浓度。     

云南保山上新统前灰背栎Quercus presenescens角质层特征及古气候意义

在云南保山羊邑煤矿上新统羊邑组发现了一栎属高山栎组植物压型化石,根据叶形态和表皮微细构造特征,将其鉴定为前灰背栎(Quercus Presenescens Z.K.Zhou).该标本具有之字形中脉,叶最宽处形成一矩形区域,叶缘略反卷的特征,与已报道的前灰背栎化石形态一致,且区别于其它已发现的高山栎组化石.解剖学研究表明,该化石叶片为气孔下生型,上、下表皮均无毛基;上表皮细胞为四边形,垂周壁波状弯曲;下表皮细胞多为四-五边形,垂周壁波状弯曲,气孔器环列型.通过与现生高山栎组植物叶形态相比,当前化石与灰背栎最为接近,且其表皮细胞形态、气孔器类型与现生灰背栎基本一致,二者的主要区别在于前灰背栎无毛基,而现生灰背栎有表皮毛.研究认为,两者被毛的差异,是植物叶形态结构对气候变化的响应. .该标本具有之字形中脉,叶最宽处形成一矩形区域,叶缘略反卷的特征,与已报道的前灰背栎化石形态一致,且区别于其它已发现的高山栎组化石.解剖学研究表明,该化石叶片为气孔下生型,上、下表皮均无毛基;上表皮细胞为四边形,垂周壁波状弯曲;下表皮细胞多为四一五边形,垂周壁波状弯曲,气孔器环列型.通过与现生高山栎组植物叶形态相比,当前化石与灰背栎最为 近,且其表皮细胞形态、气孔器类型与现生灰背栎基本一致,二者的主要区别在于前灰背栎无毛基,而现生灰背栎有表皮毛.研究认为,两者被毛的差异,是植物叶形态结构对气候变化的响应. .该标本具有之字形中脉,叶最宽处形成一矩形区域,叶缘略反卷的 征,与已报道的前灰背栎化石形态一致,且区别于其它已发现的高山栎组化石.解剖学研究表明,该化石叶片为气孔下生型,上、下表皮均无毛基;上表皮细胞为四边形,垂周壁波状弯曲;下表皮细胞多为四一五边形,垂周壁波状弯曲,气孔器环列型.通过与现生高山栎组植物叶形态相比,当前化石与灰背栎最为 近,且其表皮细胞形态、气孔器类型与现生灰背栎基本一致,二者的主要区别在于前灰背栎无毛基,而现生灰背栎有表皮毛.研究认为,两者被毛的差异,是植物叶形态结构对气候变化的响应. .该标本具有之字形中脉,叶最宽处形成一矩形区域,叶缘略反卷的 征,与已报道的前灰背栎化石形态一致,且区别于其它已发现的高山栎组化石.解剖学研究表明,该化石叶片为气孔下生型,上、下表皮均无毛基;上表皮细胞为四边形,垂周壁波状弯曲;下表皮细胞多为四一五边形,垂周壁波状弯曲,气孔器环列型.通过与现生高山栎组植物叶形态相比,当前化石与灰背栎最为 近,且其表皮细胞形态、气孔器类型与现生灰背栎基本一致,二者的主要区别在于前灰背栎无毛基,而现生灰背栎有表皮毛.研究认为,两者被毛的差异,是植物叶形态结构对气候变化的响应. .该标本具有之字形中脉,叶最宽处形成一矩形区域,叶缘略反卷的 征,与已报道的前灰背栎化石形态一致,且区别于其它已发现的高山栎组化     

山东早二叠世早期太原组煤核中美丽“鳞木”的解剖构造

描述了山东兖州矿区太原组（早二叠世早期）煤核中一种具叶座的鳞木类茎的解剖构造。叶座呈略不对称的菱形。下侧边略长于上侧边,顶,底角均平截,底角并略呈拖延状;叶座上部突起较强烈,叶痕双凸镜形,叶迹呈宽V字形,叶迹与侧通气束可能都以近水平状在叶座内向外延伸;叶舌穴深,自叶座最内处向外斜伸,开口位于叶痕顶角附近,叶座底部表面具横皱纹。茎可能具管状中柱和薄壁组织的髓,初生木质部外始式,外缘较平滑,仅见有外部皮层,由径向伸长的壁较厚的细胞条带和夹于其间的空腔交替排列构成,空腔内可见弧形或宽V字形叶迹,其凹面朝向内方,周皮较发育,由近等量发育的木栓层和栓内层组成,经比较,当前标本与华夏植物区的印痕-压型化石种美丽鳞木在叶座的形态上非常相似,暂归入该种,由于无论是当前标本还是美丽鳞木的模式标本与狭义的鳞木属都有很大区别,因此美丽{“鳞木‘的确切归属还有待于今后进一步对保存更好的具解剖构造的茎和生殖器官的研究。美丽”鳞木“与欧美植物区几个乔木状鳞木类植物属的茎都不完全相同,具有它们的混合特征,很可能代表了一个新属,美丽”鳞木“是目前华夏植物区研究得最详细的一种具解剖构造的鳞木类的茎,对于研究华夏植物区鳞木类植物的起源和演化具有一定的意义。     

微细胞(microcell)的制备及其生物学特性

本文比较了单纯用秋水酰胺(1μg/ml)和秋水酰胺(1μg/ml)加细胞松弛素B(1μg/ml)复合处理体外培养的细胞株的微细胞生产率,发现后一种方法大大提高了微细胞的获得率。对于微核化细胞的离心脱核方法以及粗制的微细胞纯化方法亦作了改进。同时研究了微细胞的存活时间以及它的大小等生物学特性。并且研究了CHO Wg3-h SL7 HFC四种细胞在秋水仙胺和秋水仙胺加细胞松弛素B复合处理后的微核率,发现后一种方法能促进细胞的微核化,但不同的细胞株对这两种有丝分裂阻断剂敏感性差异很大,体外未经转化的人的正常成纤维细胞对有丝分裂阻断剂的敏感性与细胞年龄有密切关系,越年轻越敏感。