葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、序列分析及滞育相关表达

海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是昆虫海藻糖合成途径中的关键酶之一。本研究通过对葱蝇Delia antiqua海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、 序列分析及滞育相关表达的分析, 旨在证明该基因在能源合成以及抵御高温和低温环境方面发挥重要作用, 为进一步弄清葱蝇滞育分子机制提供理论依据。根据葱蝇抑制消减杂交文库中的EST序列信息, 设计特异性引物, 并通过RACE技术克隆了葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因全长cDNA, 命名为DaTPS1 （GenBank登录号： JX681124）, 其全长为2 904 bp, 开放阅读框2 448 bp, 编码815个氨基酸, 推测其相对分子质量为91.2 kD, 等电点为5.96。生物信息学分析表明, 该基因编码的氨基酸序列具有两个保守结构域, 与其他物种TPS具有较高的同源性, 其中和黑腹果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性为92.1%; 其蛋白质三维结构有15条大的α螺旋和11股反向平行的β链折叠。RT-PCR分析表明, DaTPS1在葱蝇非滞育、 夏滞育和冬滞育期蛹中都有表达, 但是非滞育期各时期表达量基本没有变化, 而在夏滞育和冬滞育蛹的滞育前期表达量较高, 滞育保持期表达量较低, 滞育期后期表达量又有所升高。推断在葱蝇蛹夏滞育和冬滞育期前期, TPS1开始催化合成较多的海藻糖以提高滞育期抵御不良环境的能力, 滞育保持期蛹的新陈代谢降低, 所需能量较少, 所以TPS1处于低水平表达状态, 而滞育期结束后, 蛹生长发育逐渐恢复, 所需能量有所增加, TPS1的表达量再次升高。本研究对揭示昆虫TPS在能量代谢通路中的作用及昆虫滞育的分子机理具有一定的科学意义。     

Unravelling mitochondrial retrograde regulation in the abiotic stress induction of rice ALTERNATIVE OXIDASE 1 genes

Mitochondrial retrograde regulation (MRR) is the transduction of mitochondrial signals to mediate nuclear gene expression. It is not clear whether MRR is a common regulation mechanism in plant abiotic stress response. In this study, we analysed the early abiotic stress response of the rice OsAOX1 genes, and the induction of OsAOX1a and OsAOX1b (OsAOX1a/b) was selected as a working model for the stress‐induced MRR studies. We found that the induction mediated by the superoxide ion (O_2·^‐)‐generating chemical methyl viologen was stronger than that of hydrogen peroxide (H₂O₂). The addition of reactive oxygen species (ROS) scavengers demonstrated that the stress induction was reduced by eliminating O_2·^‐. Furthermore, the stress induction did not rely on chloroplast‐ or cytosol‐derived O_2·^‐. Next, we generated transgenic plants overexpressing the superoxide dismutase (SOD) gene at different subcellular locations. The results suggest that only the mitochondrial SOD, OsMSD, attenuated the stress induction of OsAOX1a/b specifically. Therefore, our findings demonstrate that abiotic stress initiates the MRR on OsAOX1a/b and that mitochondrial O_2·^– is involved in the process.     

半导体矿物介导非光合微生物利用光电子新途径

自然界中微生物按其能量代谢途径主要分为两种:光能营养微生物和化能营养微生物.化能营养微生物作为非光能营养微生物长期被排除在以日光为能量来源的能量利用途径之外.本文介绍了一种新的微生物能量利用途径,即非光能营养微生物通过半导体矿物光催化作用来利用太阳能进行生长.实验室模拟体系中,金属氧化物、金属硫化物等天然半导体矿物在模拟日光激发下产生的光电子促进了化能自养与异养微生物的生长.研究结果表明微生物的生长与光子能量和光子数量密切相关,同时不同波长光辐照下的微生物生长情况与矿物的光吸收谱相吻合.这一能量利用途径的光能-生物能转化效率为0.13‰-1.90‰.在含有天然半导体矿物与天然微生物的红壤体系中,进一步发现半导体矿物光催化能够明显改变环境微生物的种群结构.已有的研究揭示了一种新发现并极有可能长期在地球上存在的微生物能量利用途径,即通过自然界中半导体矿物日光催化作用产生的光电子能够促进非光能营养微生物的生长代谢活动.     

傅家边丘陵山地滨梅根围AM真菌与土壤酶活性的关系

为揭示AM真菌对宿主滨梅（Prunus maritima）的作用特点及对根部土壤酶活性的影响,于2009年4月、7月和10月分别从江苏傅家边丘陵山地滨梅根围分0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm 5个土层采集土壤样品,观察滨梅AM菌根结构,测定了AM真菌侵染率、孢子密度、土壤磷酸酶、脲酶活性及有效磷、碱解氮含量,着重分析了AM真菌与土壤酶活性之间的关系。结果表明,滨梅能与AM真菌形成良好的共生关系,共生体为泡囊-丛枝结构;AM真菌侵染率和孢子密度分别在7月份和10月份最高,均出现在0～20 cm土层,并随土层加深而下降;AM真菌侵染率与土壤酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱磷酸酶活性显著正相关,而与脲酶活性无相关性;AM真菌孢子密度与碱性磷酸酶、脲酶活性呈极显著正相关关系;孢子密度与土壤有效磷、土壤碱解氮含量显著正相关,但AM真菌侵染率仅与土壤有效磷含量显著正相关;孢子密度与菌根侵染率之间无相关性。可见,滨梅AM真菌侵染率与孢子密度有明显的时空分布并与土壤因子尤其是某些土壤酶活性密切相关,且AM菌根的形成是滨梅适应丘陵山地干旱贫瘠环境的有效对策之一。     

HMGB1/SREBP-1参与IFN-γ介导的小鼠肾小球系膜细胞内的脂质沉积

目的:探讨γ-干扰素(IFN-γ)诱导小鼠系膜细胞内脂质沉积的可能机制。方法:常规培养的小鼠系膜细胞(MMC)分为正常对照组、刺激组、刺激+空质粒组(sh-HMGB1)和刺激+质粒组(sh-SREBP-1);油红O染色观察细胞内脂质沉积;RT-PCR检测HMGB1、SREBP-1和脂肪酸合成酶(FAS)mRNA表达;Wesern blot检测蛋白表达。结果:油红O检测显示IFN-γ刺激组MMC细胞中出现明显脂滴;IFN-γ刺激能够上调HMGB、SREBP-1和FASmRNA及蛋白表达;沉默HMGB1能够降低IFN-γ诱导的SREBP-1和FAS上调,并减少细胞内脂质沉积;沉默SREBP-1能够减少HMGB诱导的MMC细胞内脂质沉积。结论:IFN-γ可能通过上调HMGB/SREBP-1/FAS的表达促进小鼠系膜细胞内脂滴沉积。     

液态地膜覆盖对土壤水分有效性的影响

采用田间微区试验方式,观测和分析了液膜地表覆盖下土壤含水量、花生植株伸长速率、叶面积指数、叶片光合速率、水分利用效率及产量等指标,并利用隶属函数法进行数值转换后,对液膜覆盖的土壤水分有效性进行了分析.结果表明,液膜覆盖提高土壤含水量103％ ～ 167％,且随液膜浓度的增大有效性提高;不同土层间,花生耗水量差异显著,其中以土层深度为20 ～ 40 cm差异最大;液膜覆盖也明显提高了光合速率,增幅为1.9％～15.6％;叶面积指数提高0.3％ ～26.4％,改善了植株光合形态.综合全部指标表明,液膜类型为3号,液膜浓度为高水平时,覆盖效应最为明显.     

红毛五加多糖不同组分对小鼠腹腔巨噬细胞免疫功能的研究

本文研究红毛五加多糖不同组分(AHP-I、AHP-II、AHP-III)对小鼠腹腔巨噬细胞免疫调节功能的影响,为进一步阐明红毛五加多糖对小鼠免疫调节作用机制奠定基础。采用不同浓度的3种多糖组分作用于小鼠腹腔巨噬细胞,测定其对巨噬细胞吞噬中性红、释放NO能力、分泌IL-6、TNF-α、IL-1β水平的影响。最后结果是红毛五加多糖的3种不同组分对小鼠免疫细胞有不同的刺激能力。其中,AHP-II可极其显著地增强吞噬细胞的吞噬功能,促进其合成NO,促进巨噬细胞细胞因子的分泌。因此红毛五加多糖能激活小鼠腹腔巨噬细胞,其中,AHP-II是最重要的作用组分。     

特殊环境真菌

真菌是生物多样性最丰富和生存环境最多样的生物类群之一,除了我们熟知的土壤、植物残体、水体等一般环境外,还存在极地、高温、高盐等各种特殊环境.对真菌而言,特殊环境是指绝大多数真菌不能生存的环境,而特殊环境真菌是指特殊环境中特有的真菌或适应特殊环境的真菌.特殊环境人为地划分为以下3种类型:第一类,具有某种特定的理化限制因素的环境;第二类,某些特殊基质;第三类,受多因素限制的特殊复杂环境.特殊环境真菌有着独特的适应性,并进化出各种机制来占据生态位.它们在细胞构造、代谢方式、进化机制等方面的特殊性引起了科学家的广泛关注.本文介绍了各种特殊生态环境下生活的真菌类群以及它们的生存机制,并对今后的研究方向进行了展望.     

多甲氧基黄酮对人胶质母细胞瘤细胞系生物学特性的影响

目的：多甲氧基黄酮（PMFs）因其抗氧化、抗癌、抗炎及抗动脉粥样硬化等多样的生物学活性受到国内外学者的广泛关注,但其在神经胶质瘤治疗中的潜在作用尚未见报道。本研究对多甲氧基黄酮处理人胶质母细胞瘤细胞系对其生物学特性的影响,初步探讨PMFs在神经胶质瘤治疗中的潜在应用。方法：不同浓度（0,20,40,60,80,100μg／mL）的PMFs处理人胶质母细胞瘤细胞系U251不同时间后．分别用Annexinv／PI双染法检测细胞凋亡的变化,MTT法检细胞活力的变化,Transwell小室实验检测细胞侵袭能力的变化。结果：随着多甲氧基黄酮的浓度及处理时间的增加,细胞的增殖明显受到抑制,同时诱导细胞大量凋亡,促使细胞生长停滞于G2／M期;此外,多甲氧基黄酮剂量依赖性的抑制胶质瘤细胞的侵袭。结论：PMFs能剂量和时间依赖性降低人胶质母细胞瘤细胞系U251的,同时显著诱导细胞瘤的凋亡和侵袭能力,提示PMFs可能对神经胶质瘤的高增殖性和侵袭性有一定的抑制作用,因此可能具有成为治疗神经胶质瘤药物的潜在应用价值。     

陕南秦巴山区药用植物群落物种多样性研究

采用样方法对陕南秦巴山区药用植物群落物种多样性进行了研究。结果显示,该地区药用植物共计105科268属361种,其中药用裸子植物5科6属7种,药用被子植物92科254属344种,药用蕨类植物7科8属10种;含1属的科、含2~5属的科和含1种的属的药用植物数量较多,所占比例较高;该地区各植被类型的物种多样性变化各具特点,其中,物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)及Simpson多样性指数(D)表现为:乔木层最小、灌木层较大、草本层最大,但Pielou物种均匀度指数(J)的变化较为复杂;药用植物群落总的物种丰富度、乔木层物种丰富度和草本层物种丰富度均随海拔的升高表现出先升高后下降的趋势,且物种丰富度最大值出现在海拔1000~1200 m的山地常绿落叶阔叶林和温性针阔混交林的过渡区域,但灌木层物种丰富度与海拔之间无相关关系。本研究结果为阐明山地物种多样性的分布格局提供了基础资料,也为该区域药用植物的保护和管理提供参考。