光镊技术在生物学中的应用新进展

对流体中的微纳米材料、细胞、生物分子等进行高精度、高灵活性、无损伤操控的技术在生物医学、生物化学、纳米科学等领域的发展中有着重要的作用。作为捕获和操控的核心技术,光镊的发展和应用也越来越广泛。本文系统地描述了各类光镊的工作原理和独特功能,阐述了不同光镊技术在生物学上的应用,讨论了它们在生命科学的发展前景。     

广西崇左智人洞早期现代人龋病及牙槽骨异常研究

2007-2008年, 广西崇左智人洞发现了3件智人化石标本, 智人Ⅱ号为下颌右侧第3臼齿伴有部分下颌骨, 智人Ⅱ号为游离的下颌右侧第2或第3臼齿, 智人Ⅲ号为人类下颌骨中间部分残段。釉系测年结果显示其为距今10万年左右, 是目前东亚地区最古老的早期现代人。这3件化石标本显示出一系列的病理及异常现象:智人Ⅱ号牙齿齿根大部分暴露, 牙槽骨萎缩, 个体生前患有严重的牙周炎; 智人Ⅱ号牙齿龋病严重伴随齿根部大区域突起的白色钙化状的牙骨质增生, 个体生前可能患有严重的牙周组织炎症; 智人Ⅲ号下颌骨牙列拥挤, 双侧中门齿扭转, 双侧前臼齿对称性出现根尖周炎症状, 最大可能个体生前双侧前臼齿具有畸形中央尖, 突出的牙尖折断后牙髓感染导致根尖部牙槽腔扩大。更新世古人类出现龋病的情况非常罕见, 智人洞发现的人类龋齿是目前我国乃至东亚地区报道的最早的龋病病例。智人Ⅲ号下颌显示的牙列拥挤与牙齿扭转对于探讨人类咀嚼器官的退行性演化有重要参考价值。     

广西崇左三合大洞的早更新世猪属新材料

系统记述了广西崇左三合大洞早更新世堆积中出土的与巨猿伴生的小猪(Sus xiaozhu)和裴氏猪(S.peii)。三合大洞是小猪在我国境内至少为第12个产地,也是目前最靠南的产地。小猪在三合大洞的发现进一步证实了小猪的繁盛时期是早更新世,繁盛地区在广西。三合大洞是裴氏猪在我国境内至少第9个产地, 也是裴氏猪在我国境内目前最靠南的记录。裴氏猪在三合大洞的发现同样证实了裴氏猪的繁盛时期是早更新世, 繁盛地区也在广西。虽然小猪的时代分布从早更新世早期起并可能延续到晚更新世早期, 裴氏猪的时代分布从早更新世早期到中更新世早期, 但是迄今发现的小猪与裴氏猪同时产出的层位均为早更新世地层, 而三合大洞是迄今我国境内第6个小猪和裴氏猪伴生的早更新世地点。小猪和裴氏猪也经常出现在巨猿产地, 三合大洞是迄今它们共生的第5个地点。小猪和裴氏猪在三合大洞的出现指示三合地区在早更新世具有近水的森林和灌丛环境。     

里氏木霉双基因同步缺失菌株的构建与甘露聚糖酶表达研究

在里氏木霉中建立了一个快速的双基因位点同步同源重组新方法,较好解决了里氏木霉基因逐个敲除周期长等问题。研究以里氏木霉自身甘露聚糖酶基因（man5A）为重组表达的报告基因,通过一步转化,将该基因定点整合入纤维二糖水解酶Ⅰ（cbh1）基因位点,同时缺失主要的两个纤维素酶基因（cbh1、cbh2）,得到重组工程菌Man12。将重组工程菌Man12与出发菌株Tu6Δku70进行摇瓶发酵,结果显示,重组菌株的甘露聚糖酶产量比出发菌株提高10倍,而纤维素酶产量降低了60%,胞外总蛋白分泌水平降低了40%。Real-time PCR检测甘露聚糖酶基因（man5A）的转录水平,发现重组菌株较出发菌株提高了25倍。在里氏木霉中首次报道了通过一步转化实现两个基因同步定点整合的方法,对利用基因工程手段构建高效表达重组蛋白的里氏木霉工程菌株具有一定的指导意义。     

里氏木霉RutC30常温常压等离子体（ARTP）诱变筛选pyr4基因缺陷型菌株及转化系统的建立

以里氏木霉Trichoderma reesei重要工业生产菌RutC30为出发菌株,通过等离子体（ARTP）诱变筛选,以5-氟乳清酸（5-FOA）和尿苷（Uridine）进行筛选,获得一株pyr4基因缺陷株RutC30ΔU3。用含有野生型里氏木霉pyr4基因的互补质粒转化突变株,可回复野生性状。经测序发现其pyr4基因在核酸序列多个位点发生突变,其中包括两个错义突变和一个移码突变,从而导致乳清酸核苷-5′-磷酸脱羧酶失活。经遗传稳定性研究分析,传代5次后仍保持良好的尿苷依赖性、去葡萄糖阻遏以及高产纤维素酶特性。经实验筛选获得了pyr4基因缺陷菌株可作为基因表达系统的受体菌株,建立了以尿苷营养缺陷为筛选标记的木霉转化系统。     

水淹对水芹叶片结构和光系统II光抑制的影响

通过探讨在水淹条件下水芹(Oenanthe javanica)叶片结构的变化以及出水对其光系统II功能和光抑制的影响, 阐明水芹光合机构在水淹条件下及出水后死亡的可能原因。结果表明: 水淹条件下新生沉水功能叶光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm) 、电子传递活性与对照叶片差异很小, 但水淹使气生功能叶的Fv/Fm显著降低; 植株总生物量呈负增长趋势; 活体弱光条件下, 沉水叶出水后2小时叶片相对含水量(RWC)和Fv/Fm无显著变化; 中等光强和强光条件下其RWC和Fv/Fm迅速降低; 离体条件下, 5小时的中等光强对沉水叶的Fv/Fm影响不显著, 在随后的弱光下能恢复到出水时的初始状态; 强光能使沉水叶的Fv/Fm大幅降低, 且弱光下不能恢复到出水时的初始水平; 在解剖结构上, 水芹沉水叶的叶片总厚度、上下表皮厚度和气孔大小都显著低于气生叶, 而且沉水叶没有明显的栅栏组织分化, 但是沉水叶上表皮的气孔密度显著高于气生叶。研究结果表明, 水淹使水芹原气生叶PSII功能迅速衰退, 但对新生沉水叶片影响很小。水芹植株出水后, 沉水叶片结构变化使其在光下保水能力下降, 而强光导致了光合机构的光抑制和反应中心失活。田间条件下两者共同作用则加剧了对叶片光合机构的破坏, 进而致使其死亡。     

新城疫病毒F蛋白在昆虫细胞中的表达及其融细胞作用

用RT-PCR方法扩增出新城疫病毒标准强毒株F48E8的F基因,并将其克隆到pGEM-T载体,命名为pGEM-NDF.鉴定正确后,以BamHI和XbaI双酶切将F基因从pGEM-NDF中释放出来,并插入到pFast Bac I载体中,得到重组转移载体pFast-NDF.然后将该重组质粒转入含有穿梭质粒的感受态DH10Bac中,通过转座作用获得重组穿梭质粒reBacmid-NDF.再用reBacmid-NDF转染Sf9昆虫细胞,获得含有新城疫病毒F48E8株F基因的重组杆状病毒.间接免疫荧光和Western-blot分析结果表明F蛋白在昆虫细胞中获得表达,而且主要表达于细胞膜上,并使感染重组杆状病毒的昆虫细胞在96h发生融合作用.动物试验表明,表达的F蛋白能够产生中和抗体.本文的研究结果为F蛋白的进一步开发奠定了基础.     

濒危植物秦岭冷杉种群数量动态

为了对濒危植物秦岭冷杉种群数量动态评价和预测,通过样地调查和数据统计,研究了秦岭冷杉种群的年龄结构、静态生命表及其与环境因子关系,运用时间序列模型预测了种群数量动态.结果表明,多数秦岭冷杉种群幼龄级个体数较少,中老龄个体数量较大,呈衰退趋势.仅处于低海拔地区的秦岭冷杉-木蓝-苔草群丛中的种群(D种群)由于立地条件较好,幼龄级个体数量相对丰富,种群稳定.不同秦岭冷杉种群生命表和存活曲线的分析表明,尽管生境条件差异,但存活曲线基本接近DeeveyⅢ型;不同种群偏离典型存活曲线的程度与幼苗缺乏程度有关,一般Ⅲ～Ⅴ龄级死亡率较高.时间序列分析表明,在未来20、40和80年中,不同秦岭冷杉种群均会呈现老龄级株数先增后减的趋势,种群稳定性长期维持困难.对影响秦岭冷杉种群增长的10个环境因子通过主成分分析(PCA)发现,乔木层盖度、土壤有机质含量和空气湿度对种群发挥有利影响,而人为干扰和光照强度对秦岭冷杉种群增长发挥不利影响.应充分利用秦岭冷杉性喜荫、耐寒、种子活力较强的特点,加强现有林分就地保护,重点是具有结实能力的中老龄个体;在阴坡地带,对林下灌木比较密集的群丛,通过砍灌、清理林下活地被物等抚育措施,为幼苗发育创造良好的环境条件;就地采种育苗,扩大人工种群.     

不同风浪条件下太湖梅梁湾光合有效辐射的衰减

基于2003年7月12～17日在太湖梅梁湾进行的连续6d原位水下光场观测资料,分析了不同风浪条件下光合有效辐射(PAR)的衰减和真光层深度,探讨了影响水下光合有效辐射的主导因子.结果表明,整个观测期间向下PAR衰减系数为2.63～4.71·m^-1(均值为3.63±0.47·m^-1),对应的真光层深度为0.98～1.75m(均值为1.29±0.18m),显示1.5m以下深度浮游植物、沉水植物基本上无法获取足够的太阳光能进行光合作用.从小风浪到中风浪、大风浪向下PAR衰减系数分别是2.63、3.72和4.37·m^-1,衰减系数分别增加了41%、66%.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.多元逐步线性回归表明,叶绿素a和溶解性有机碳最先被剔除方程,说明在梅梁湾由于风浪扰动引起悬浮物浓度的改变是影响水下光场的主导因素.