玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

种子无刺毛野生胡萝卜雄性不育材料的创制与鉴定

胡萝卜雄性不育使得胡萝卜杂交优势得以利用,而种子刺毛严重影响胡萝卜播种质量和效率。通常,需要在播种前去除胡萝卜种子的刺毛。胡萝卜种子无刺毛雄性不育材料对于胡萝卜遗传育种有重要的意义。本研究利用从武汉洪山地区野生胡萝卜(武野)筛选到的雄性不育材料(武野-不育)和筛选到的种子无刺毛材料(武野-无毛)进行杂交和后代筛选,获得了种子无刺毛的雄性不育材料(命名为武野-雄无毛)。武野-雄无毛材料为典型的瓣化型雄性不育,其叶片、叶柄、茎等表现出光滑无茸毛,植株颜色为深绿色。在育性线粒体基因上,武野-雄无毛只含有短片段的atp6基因,不含长片段的atp6基因。武野-雄无毛与武野及栽培胡萝卜黑田五寸杂交,种子均表现出无刺毛特征,且获得的杂交种发芽所需时间短于武野和黑田五寸。     

环状RNA计算预测方法的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类具有重要生物作用的内源性RNA,大多在可变剪接过程中通过5’端和3’端反向共价连接形成闭合环状结构。目前,环状RNA的识别策略主要分为两大类:一类方法从高通量测序(RNA-seq)数据中检测反向剪接位点,另一类直接从RNA序列中检测成环特征。由于数据本身和识别方法的不足,依赖高通量测序数据的识别工具存在假阳性率高和不同工具间重合率低等缺点。因此,充分利用序列本身的特征来识别环状RNA是环状RNA识别的研究方向。本文总结了8种基于序列特征预测环状RNA的工具,并给出它们在测试数据集上的测试结果,为后续研究和优化提供数据支持。     

沉默NHEJ修复通路中关键蛋白Ku70在牙髓干细胞增殖和凋亡中的作用及其机制研究

目的:研究沉默非同源重组修复(non-homologous endjoining,NHEJ)通路中关键蛋白Ku70在牙髓干细胞增殖和凋亡中的作用,分析其机制。方法:提取健康恒牙牙髓组织,进行牙髓干细胞培养。采用脂多糖诱导人牙髓干细胞,分为对照组、阴性对照组、脂多糖组、沉默组和沉默+脂多糖组。观察Ku70免疫组化情况,进行细胞增殖、细胞凋亡实验,检测γ-H2A.X、Ku70、X线修复交叉互补基因4(X-ray repair cross complementary gene 4,Xrcc4)、Rad51 m RNA、Cleaved Caspase-3、p-p38水平。结果:与沉默组相比,对照组、阴性对照组、脂多糖组、沉默+脂多糖组各时间段牙髓干细胞增殖降低;沉默+脂多糖牙髓干细胞增殖高于脂多糖组(P<0.05)。随时间延长,脂多糖组牙髓干细胞增殖不断降低,其他四组牙髓干细胞增殖不断升高,其中在第5 d变化最明显。第5d,与沉默组相比,对照组、阴性对照组牙髓干细胞凋亡率、γ-H2A.X、Rad51 m RNA,Cleaved Caspase-3降低,p-p38升高;脂多糖组、沉默+脂多糖组各项指标较高,p-p38降低;对照组、阴性对照组、脂多糖组、沉默+脂多糖组Ku70、Xrcc4 m RNA降低(P<0.05)。沉默+脂多糖组牙髓干细胞凋亡率、γ-H2A.X、Rad51 m RNA,Cleaved Caspase-3低于脂多糖组,p-p38高于脂多糖组(P<0.05)。结论:沉默Ku70能促进脂多糖诱导的牙髓干细胞增殖,抑制其凋亡,其可能与γ-H2A.X、Rad51 m RNA表达降低,Ku70,Xrcc4升高有关。     

儿童肺炎肺实变住院患儿支气管肺泡灌洗液病原分析

本研究分析肺炎肺实变患儿支气管肺泡灌洗液病原谱构成,旨在为临床经验性抗感染治疗提供指导。收集2019年1月-2020年1月复旦大学附属儿科医院纤维支气管镜室诊治的住院肺炎病例临床资料,其中肺实变的诊断基于影像学证据,依托国家儿童医学中心病原学检测平台,并参考感染传染科医生解读,本研究对肺炎伴肺实变患儿支气管肺泡灌洗液标本的病原学检测结果进行回顾性分析。结果显示,286例肺炎患儿的286份支气管肺泡灌洗液标本被纳入研究,平均年龄5.5(5.8±3.1)岁,其中195例(68.2%)存在肺炎伴肺实变。总病原体检出率为76.6%(219/286),肺实变和无肺实变肺炎患儿病原体检出率分别为77.9%(152/195)和73.6%(67/91),差异无统计学意义;检出的前5种病原体均为肺炎支原体、腺病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒3型。5周岁及以上患儿肺炎支原体检出率达最高77.0%(127/165),肺实变病例和无肺实变病例肺炎支原体检出率分别为67.2%(131/195)和61.5%(56/91),差异无统计学意义。本研究结果提示,肺炎支原体、腺病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒3型是导致本研究目标人群患病的主要病原体;病原体检出率高低与是否肺实变无关。     

胸腹腔镜联合Ivor Lewis食管癌根治术对食管癌患者肺功能、红细胞免疫及应激反应的影响

目的:探讨胸腹腔镜联合Ivor Lewis食管癌根治术对食管癌患者红细胞免疫、肺功能及应激反应的影响。方法:选取2016年5月~2018年6月期间我院收治的食管癌患者150例。根据随机数字表法将患者分为A组(n=75)和B组(n=75),A组予以开胸Ivor Lewis食管癌根治术,B组予以胸腹腔镜联合Ivor Lewis食管癌根治术,比较两组围术期指标、肺功能、红细胞免疫、应激反应及并发症。结果:B组手术时间、住院时间短于A组,术中出血量少于A组(P<0.05);两组清扫淋巴结数目比较无差异(P>0.05)。两组术后1个月第1秒末用力呼气容积(FEV1)、用力呼吸肺活量(FVC)、FEV1/FVC均降低,但B组高于A组(P<0.05)。两组术后3d白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)均升高,但B组低于A组(P<0.05)。两组术后3d红细胞免疫复合物花环率(RBC-ICR)升高,但B组低于A组(P<0.05);红细胞C3b受体花环率(RBC-C3bRR)、肿瘤红细胞花环率(TRR)降低,但B组高于A组(P<0.05)。两组患者术后并发症发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:胸腹腔镜联合Ivor Lewis食管癌根治术治疗食管癌患者,可有效改善围术期各项指标,减轻对机体肺功能、红细胞免疫及应激反应的影响,且不增加并发症发生率。     

阿霉素通过Wnt/β-catenin信号通路抑制口腔鳞癌干细胞迁移和侵袭

目的:探讨阿霉素对口腔鳞癌干细胞迁移、侵袭、凋亡的影响及其可能的机制。方法:体外培养人口腔鳞癌细胞系SCC25,通过流式细胞术分选CD44^-和CD44⁺细胞,RT-PCR检测CD44^-和CD44⁺细胞的Oct4、CD133、CD44和GAPDH的m RNA表达;检测和比较CD44^-和CD44⁺细胞的克隆形成能力。CD44+细胞用阿霉素或β-catenin抑制剂LF3进行处理,分别使用Transwell和细胞划痕检测细胞侵袭和迁移能力,一步法TUNEL检测细胞凋亡水平,WB检测β-catenin和TCF-4的蛋白表达。结果:流式细胞术成功分离CD44^-和CD44⁺细胞,RT-PCR检测CD44+细胞高表达Oct4、CD133和CD44 m RNA,CD44-细胞弱表达Oct4m RNA,不表达CD133和CD44 m RNA;CD44⁺细胞的克隆形成能力显示显著强于CD44^-细胞(P<0.05)。阿霉素显著降低了CD44⁺细胞的侵袭能力和迁移能力(P<0.05),显著提高了CD44+细胞的凋亡率(P<0.05);阿霉素显著降低了CD44+细胞β-catenin和TCF-4的蛋白表达(P<0.05),LF3对β-catenin和TCF-4蛋白表达的影响与阿霉素比较无显著差异(P>0.05)。结论:阿霉素可能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路降低口腔鳞癌干细胞迁移、侵袭能力,促进细胞凋亡。     

转录因子PU.1的最新研究进展

PU.1是ETS转录因子家族(E26 transformation-specific family)的成员,在机体多种组织发育中发挥重要作用。近年来的研究发现,PU.1不仅在造血谱系的确定和分化中起作用,而且还在机体免疫、脂肪形成、组织纤维化、神经发育中发挥功能。在造血及免疫等系统中,PU.1与多个靶基因形成复杂的调节网络,并且PU.1受组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传的调控,参与细胞增殖、分化等多个过程,对维持细胞稳态具有一定意义。PU.1与红细胞白血病、前B细胞急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血病、过敏性疾病、类风湿性关节炎、肥胖相关疾病、骨硬病、神经胶质瘤等疾病的发生相关。该文从功能方面阐述PU.1的最新研究进展,为该基因和ETS家族的后续研究提供新思路。     

葛根芩连汤对泄泻肠道湿热证小鼠肠道双糖酶活性的影响

目的探究葛根芩连汤对泄泻肠道湿热证小鼠肠道双糖酶活性的影响。方法采用“高糖高脂+高温高湿+白酒复合灌胃冰水”的方法制备泄泻肠道湿热证小鼠模型,并运用葛根芩连汤进行干预治疗。分别在干预的第0、2、4、6天无菌采集各组小鼠肠黏膜,运用DNS法测定蔗糖酶活性,ONPG法测定乳糖酶活性,观察葛根芩连汤对泄泻肠道湿热证小鼠肠道双糖酶活性的影响。结果经肠道湿热泄泻造模后,小鼠肠道前段和后段黏膜的乳糖酶和蔗糖酶活性均显著下降,与正常组小鼠相比差异有统计学意义(均P<0.01)。随着治疗时间的延长,治疗组小鼠肠道乳糖酶和蔗糖酶活性与正常组相比有显著的提高(均P<0.05),治疗6 d后,肠道前段黏膜蔗糖酶和乳糖酶活性恢复至正常组水平(P>0.05)。肠道后段乳糖酶活性在第4天时最高,后段黏膜蔗糖酶活性在第6天时最高,与正常组和自愈组相比差异有统计学意义(均P<0.05)。结论泄泻肠道湿热证造模使小鼠肠道黏膜蔗糖酶、乳糖酶等双糖酶的活性显著下降,葛根芩连汤能调节泄泻肠道湿热证小鼠肠道黏膜乳糖酶和蔗糖酶的活性,从而发挥治疗泄泻肠道湿热证的疗效。     

猫儿山铁杉相邻植株冠层机械磨损对枝叶性状的影响

机械磨损是邻体植物冠层接壤区域的重要生态过程之一, 对枝叶生理和形态特征具有重要影响。但是, 当前非常缺乏邻体植物冠层机械磨损对枝叶功能性状影响特征和权衡机制的深入研究。该研究以广西猫儿山的铁杉(Tsuga chinensis)为对象, 通过比较邻体冠层间机械磨损区优势枝、劣势枝与非机械磨损区的叶面积、叶长、叶宽、叶厚、比叶面积、叶干物质含量、叶干质量、末端枝含水率和枝直径的差异, 分析枝叶功能性状在机械磨损影响下的变异和权衡关系。结果显示: 机械磨损显著影响邻体冠层叶干物质含量、比叶面积和叶干质量。具体而言, 机械磨损区优势枝叶干物质含量显著大于劣势枝和非机械磨损区, 优势枝比叶面积显著低于劣势枝和非机械磨损区, 劣势枝叶干质量显著低于优势枝和非机械磨损区。其次, 机械磨损对枝叶性状关系的影响格局不同。叶面积-叶长在机械磨损区优势枝、劣势枝和非机械磨损区间表现出一致的正向关系; 叶面积-叶宽、叶面积-叶干质量、叶宽-叶厚、叶厚-末端枝直径和叶长-叶宽仅在机械磨损区优势枝显著正相关; 叶面积-末端枝直径和末端枝直径-末端枝含水率仅在劣势枝显著负相关; 叶干物质含量-叶厚仅在劣势枝显著正相关。其余性状关系在机械磨损区优势枝、劣势枝和非机械磨损区均不显著。以上结果表明, 森林植物邻体间的冠层机械磨损可显著改变枝叶功能性状的权衡关系。