造血干细胞生物学——研究与展望

造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）是目前研究方法最为多样、研究技术手段最为成熟的一类组织干细胞,并且已经被成功运用于临床上对白血病以及先天性免疫缺陷等疾病的治疗。近年来,通过对一系列“转基因”与“基因敲除”小鼠模型的分析,人们对造血干细胞在胚胎早期发育过程中的发生与起源、造血干细胞“自我更新”与“定向分化”的调节机制、骨髓中造血干细胞的微环境（niche）对造血干细胞功能维持的调控,以及造血干细胞与白血病干细胞之间的相互关系等诸多方面都取得了很大的进展。如何实现造血干细胞的体外长期培养与扩增,实现胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）或诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPS细胞）向造血干细胞进行有效的定向分化,以及探索造血干细胞在病理状态（如癌症、贫血、衰老等）或应激状态下（如炎症与感染、组织损伤、代谢异常等）的功能变化,都将会是今后造血干细胞研究的重要方向。     

转基因白桦中GUS基因表达的定量分析

以转基因白桦（Betula platyphylla）为材料,采用单酶切结合Southern杂交的方法揭示不同转基因植株中GUS基因的整合拷贝数为1—4个。采用组织化学染色法定性分析不同整合方式转基因白桦植株中GUS基因的表达。结果表明,11个转基因植株中有2株出现了GUS基因沉默,其余植株均有不同水平的GUS表达。在此基础上应用分光光度法定量分析不同拷贝数的GUS转基因白桦中β-葡萄糖醛酸酶活性。结果表明,在11个转基因尢性系中除2个株系的GUS基因沉默外,其它9个转基因植株中GUS酶活力差异明显,但这种差异与GUS基因的拷贝数没有必然联系。     

分娩方式对北京地区持续母乳喂养的34周龄婴儿肠道菌群影响

[目的] 比较持续母乳喂养条件下不同分娩方式的34周龄婴儿肠道菌群差异,探讨分娩方式对较大婴儿肠道菌群发育的影响。[方法] 在北京地区招募健康足月分娩母乳喂养婴儿,在34周仍然参与随访的持续母乳喂养婴儿共21例,其中剖宫产婴儿16例、阴道分娩婴儿5例,进行肠道菌群的16S rRNA检测。[结果] 两组共21个粪便样本中,共注释到6个门,分别为：疣微菌门、变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门;两组共21个样本中共有57个OTU注释到属水平,其中,26个属水平OTU被注释到厚壁菌门,18个属水平OTU被注释到变形菌门,6个属水平OTU被注释到放线菌门,5个属水平OTU被注释到拟杆菌门,梭杆菌门、疣微菌门各有1个属水平OTU被注释。其中变形菌门在阴道分娩组（44.17%）肠道菌群中的含量高于剖宫产组（16.10%）;而放线菌门在阴道分娩婴儿（0.00%）肠道菌群中的含量低于剖宫产婴儿（0.09%）。阴道分娩组与剖宫产组相比,共有7个菌属的丰度发生了显著降低（P<0.05）,分别为副杆菌属、葡萄球菌属、嗜血杆菌属、乳杆菌属、肠球菌属、双歧杆菌属及一注释到科水平的毛螺旋菌科OTU。[结论] 分娩方式对持续母乳喂养的婴儿肠道菌群结构存在影响,且这种影响在出生后34周仍然存在。     

木论喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物萌生特征

萌生更新是植物进行自我更新的重要方式之一。为了阐明喀斯特常绿落叶阔叶林植物的萌生特征,基于木论25 hm²动态监测样地的调查数据,分析了木本植物萌生更新数量特征、不同生活型植物萌生能力的差异、萌生能力与地形因子和萌生能力与物种多样性的关系。研究结果表明：样地具有萌生现象的木本植物共有197种,隶属59个科137个属,分别占样地植物科属种的86.8%、93.7%、91.3%。萌生现象在样地内各物种中普遍存在,滇丁香、长管越南茜、火棘、香叶树等物种的萌生能力较强。不同生活型的植物的萌生能力存在显著差异,常绿树种的萌生能力显著高于落叶树种（P<0.001）。萌生物种丰富度比例及萌生物种个体比例都与群落物种多样性呈显著正相关。萌生能力与土层厚度呈显著负相关,与凹凸度呈显著正相关,此外萌生物种丰富度比例还与海拔呈正相关关系,而萌生物种个体比例与岩石出露率和土壤坡度呈正相关关系。由此可见,作为喀斯特森林群落更新中一种占优势的更新方式,萌生更新在一定程度上能够增加群落物种多样性,萌生能力与地形因子存在一定关联。     

荒漠草原向灌丛地转变过程中两种优势植物种子萌发及阈值特征

选取宁夏荒漠草原人为灌丛地转变过程中的两种优势种沙芦草（Agropyron mongolicum）和柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）为对象,利用不同浓度PEG条件下的种子萌发特性来探究其在干旱胁迫下植被更新萌发特征,结果表明：柠条锦鸡儿平均初始萌发时间早于沙芦草14 h,且柠条锦鸡儿吸水率低于沙芦草,分别为201.21%、293.43%;柠条锦鸡儿和沙芦草种子萌发率和萌发速率均随渗透势的升高呈先上升后下降趋势,且均在-0.02 MPa时萌发率最高,分别为28.67%、44.67%,在-1.2 MPa时最低,分别为6.67%、1.33%;两者萌发速率均在-0.02 MPa时达到最大,分别为12.84%、9.52%,且柠条锦鸡儿起始萌发天数少于沙芦草1-4 d;通过S型生长曲线和线性模型模拟种子萌发水势和萌发率关系,分析得出柠条锦鸡儿萌发水势阈值范围为-0.3--0.86 MPa、沙芦草为-0.3--0.65 MPa,灌木柠条锦鸡儿种子萌发水势阈值范围低于多年生禾草沙芦草。以上结果表明灌丛引入下的荒漠草原在未来干旱条件下,其灌丛柠条锦鸡儿种子在植被更新中较沙芦草更具萌发优势。     

“新工科”背景下环境生物技术双语教学的改革策略与实践反思

“新工科”建设是以培养工程实践能力、创新能力和国际竞争力的高素质复合型人才为目标,双语课程已成为培养既懂专业又能进行国际交流的复合型人才的有效手段之一。然而,大多数双语课程教学效果不是很理想。本文在分析当前双语教学普遍存在问题的基础上,以环境生物技术双语课程为例,从教学模式构建、质控体系建立、教材选用和考核方式优化等方面探讨了改进的策略,从提高教师教学能力、学生学习热情和学校政策保障等方面总结了既往的经验和不足,以期为提高双语教学效果提供借鉴。     

耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构的影响

为探究不同耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构和多样性的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了土壤团聚体中微生物群落。试验设置4个耕作处理,分别为旋耕+秸秆还田(RT)、深耕+秸秆还田(DP)、深松+秸秆还田(SS)和免耕+秸秆还田(NT)。结果表明:与RT相比,DP处理显著提高了原状土壤和>5 mm粒级土壤团聚体中真菌PLFAs量和真菌/细菌,为真菌的繁殖提供了有利条件,有助于土壤有机质的贮存,提高了土壤生态系统的缓冲能力;提高了5～2 mm粒级土壤团聚体中细菌PLFAs量,降低了土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,改善了土壤营养状况;提高了<0.25 mm粒级土壤团聚体中微生物丰富度指数。总的来说,深耕+秸秆还田(DP)对土壤团聚体细菌和真菌生物量有一定的提高作用,并且在一定程度上改善了土壤团聚体微生物群落结构,有利于增加土壤固碳能力和保持土壤微生物多样性。冗余分析结果表明,土壤团聚体总PLFAs量、细菌、革兰氏阴性菌和放线菌PLFAs量与土壤有机碳相关性较强,革兰氏阳性菌PLFAs量与总氮相关性较强。各处理较大粒级土壤团聚体微生物群落主要受碳氮比、含水量、pH值和团聚体质量分数的影响,较小粒级土壤团聚体微生物群落则主要受土壤有机碳和总氮的影响。     

动物对孢子植物的传播模式及进化意义

孢子植物物种多样性丰富, 是自然生态系统的重要组成部分。孢子植物的传播通常被认为主要依靠风、水、弹力等非生物媒介, 而动物的作用往往被忽略。本文主要概述了: (1)孢子植物对动物传播的适应: 一方面孢子植物可为动物提供食物、庇护所、繁殖场所等, 另一方面孢子植物也可产生视觉、嗅觉等方面的线索来吸引动物, 从而促进动物传播其繁殖体。(2)动物对孢子植物的传播模式: 包括体内传播(消化道和组织寄生)和体外传播两种, 这些模式都能对孢子植物繁殖体进行有效传播。由于动物间形态或生活习性的不同, 以致传播距离存在差异, 最短距离为0.1 cm, 最长距离可从北半球至南半球。(3)动物对孢子植物传播的生态与进化意义; 由于某些孢子植物繁殖体的结构特点或萌发的需求, 以致其繁殖体只能通过动物的传播才能得以定殖, 因此动物与孢子植物之间存在密不可分的关系。目前, 动物对孢子植物的传播研究主要是描述性的内容以及研究单方面的传播途径, 建议在今后的研究中考虑动物对孢子植物传播的有效性以及多途径同时传播对孢子植物定殖的影响, 同时应更加关注孢子植物和动物互惠关系的形成、维持机制及将来的进化趋势。     

分娩方式对婴儿出生后一年内肠道菌群的影响

目的探讨不同分娩方式对婴儿出生后1年内肠道菌群定植的影响。方法选取45例新生儿为研究对象,根据分娩方式分为自然分娩组(n=27)和剖宫产组(n=18)。收集婴儿出生后0(胎粪)、3、6和12个月的粪便标本,应用高通量测序技术分析肠道菌群多样性及组成。结果与自然分娩组比较,在0个月时剖宫产组婴儿粪便标本拟杆菌门的相对丰度显著降低(Z=-2.374 1,P=0.017 6)。2组研究对象中,除自然分娩组和剖宫产组0个月时婴儿粪便标本分别以埃希菌-志贺菌属和克雷伯菌属为优势菌属外,余下均以双歧杆菌属为优势菌属。相比于自然分娩组,在0个月时剖宫产组婴儿粪便标本埃希菌-志贺菌属和肠杆菌属所占比例显著降低(Z=-2.136 4,P=0.032 7;Z=-2.940 8,P=0.003 3),克雷伯菌属和罗氏菌属所占比例显著升高(Z=-2.642 4,P=0.008 2;Z=-2.299 4,P=0.021 5);6个月时罗氏菌属所占比例显著降低(Z=-2.045 0,P=0.040 9),肠球菌属所占比例显著升高(Z=-2.109 2,P=0.034 9)。结论不同分娩方式下的婴儿肠道菌群的构成存在显著差异。     

草地利用方式对温性典型草原优势种植物功能性状的影响

当外界环境发生变化后植物能够改变自身功能性状及时调整适应策略, 因此植物功能性状能够有效地反映植物对草地利用变化的响应, 然而在内蒙古草原从植物功能性状角度开展草地利用方式影响的研究略少。该研究以内蒙古典型草原大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿(Artemisia frigida) 4种主要优势种为研究对象, 探讨在长期自由放牧、割草、短期围封和长期无干扰的影响下优势种植物功能性状的差异, 以期从功能性状视角, 揭示植物在受到外界干扰后的适应策略, 旨为天然草地的可持续管理提供基础数据支持和科学依据。结果表明: 1)除糙隐子草外, 在长期放牧后内蒙古典型草原优势植物植株高度、根长和植物碳氮含量降低, 这些性状的变化能够使植物个体小型化, 适口性降低, 表明植物通过逃避放牧的策略适应长期自由放牧的干扰; 在割草管理方式下, 优势种的高度和比叶面积有增加的趋势, 其中冷蒿的氮含量对割草响应最敏感, 其根、茎、叶中的氮含量均在割草样地最低; 围封和长期无干扰处理下植物的碳氮含量增加, 表明在干扰强度降低后, 植物通过功能性状的改变从资源获取策略向资源储藏策略转变。2)对优势种功能性状集合分析表明, 糙隐子草具有较低的植株高度和较高的比叶面积, 冷蒿具有较高的木质素含量和氮含量, 这些性状能够使两种植物被家畜采食量减少, 并保证其具有较强的再生能力, 这可能是糙隐子草和冷蒿耐牧的原因; 大针茅具有最高的植株高度、最大的叶片干物质含量, 以及最高的茎、叶纤维素含量, 说明大针茅是非常典型的竞争物种, 在干扰较低的条件下, 大针茅采取竞争策略对其他物种产生较大的竞争压力可能是其占优势的重要原因。