重唇石斛传粉生物学与显微动态研究

通过杂交和自交实验,对重唇石斛授粉亲和力和结实性进行分析,并对其开花期间花粉及蕊柱结构的动态变化进行显微观察,以探讨重唇石斛的最佳杂交授粉时间.结果表明:(1)花器表面结构差异较大,唇瓣、药帽、萼片表皮布满突起、钩刺等,花瓣表皮较平滑;(2)杂交时以重唇石斛为父本或母本均具有选择性,但作为父本亲和力强,杂交结实率可达100%,作为母本杂交结实率最高为60%;自交结实率非常低,为4.3%;(3)花粉培养的最佳配方为30%蔗糖+0.15 mg·L-1 CaCl2;(4)花开第4天后花粉发育饱满,第5～12天花粉发芽率稳定大于70%,蕊柱的乳突细胞于开花第6～10 天时发育饱满.研究表明,重唇石斛花开第5～12 天为最佳授粉时间.     

人乳头瘤病毒58型的系统地理学分析

人乳头瘤病毒58型（HPV58）是具有高度致癌危险性的HPV型别之一,在亚洲和非洲等地呈现出特殊的流行状况．由于全球HPV58数据分布零散,加之一些高发地区（如中国内地）数据缺乏,迄今为止尚未有对世界范围内HPV58地理分布的全面分析．本研究对中国内地妇女宫颈癌组织标本进行了HPV58检测,共获得14条HPV58-E6,L1基因序列．对GenBank收录的自1985年起分离的HPV58序列进行了系统地理学分析．结果表明,在上海、江苏和四川等地检出的HPV58-E6,L1序列均与以往来自中国香港、西安和日本等HPV58亚洲株同源．HPV58毒株可能由非洲西部起源,而中国内地及东南亚地区则在接受“根部”来源的变异株之后,成为毒株播散源“中转站”和新的策源地．HPV58型可能与HPV16,HPV18相同,也是宫颈癌发生和散播的主要HPV型别．     

基因芯片技术检测重要人兽共患病病毒方法的建立

为了建立能对25种重要人兽共患病病毒进行筛查及鉴定用的基因芯片技术,本实验首先设计针对每种病毒的寡核苷酸探针并进行探针特异性的生物信息学验证.然后探索病毒核酸随机扩增方法,优化杂交动力学条件,建立本芯片标准的数据处理分析方法.最后用细胞培养的病毒和模拟临床标本验证芯片的敏感性与特异性．结果表明,锚定随机PCR扩增法适合于本芯片病毒核酸的扩增;芯片杂交前用0.25% NaBH4进行封闭,最优杂交条件为51 ℃,2 h及50%甲酰胺浓度;芯片具有较好的敏感性及检测特异性．初步结果表明,本实验所建立的基因芯片技术可应用于对25种重要人兽共患病病毒进行筛查及鉴定．     

基于pDS132的基因敲除中创伤弧菌氯霉素的耐药性变化及影响

【背景】基于自杀载体的基因敲除在单基因敲除上的应用较为常见,但在多基因敲除过程中细菌耐药性的变化及对后续敲除的影响尚未明确。【目的】探究基于自杀载体pDS132的创伤弧菌vvhA与rtxA1双基因敲除株构建过程中,创伤弧菌对氯霉素耐药性的变化及对后续基因敲除的影响。【方法】基于自杀载体pDS132的同源重组法构建创伤弧菌YJ016的单基因敲除株YJ016-ΔvvhA、YJ016-ΔrtxA1和双基因敲除株YJ016-ΔvvhAΔrtxA1,记录单交换筛选时的氯霉素浓度与筛选平板上成功重组的菌株所占比例。琼脂稀释法测定野生型与敲除株的氯霉素最低抑菌浓度(Minimum InhibitoryConcentration,MIC)和抗性突变频率,纸片扩散法测定菌株对其他药物的敏感性,分析其对单交换筛选的影响。【结果】单基因敲除株的氯霉素MIC及氯霉素抗性突变频率高于野生型;双基因敲除株的庆大霉素抑菌圈直径小于野生型。单基因敲除时,单交换重组菌株的占比为100%(20/20);在YJ016-ΔvvhA上敲除rtxA1基因,氯霉素筛选浓度为2、4μg/mL时,单交换重组菌株的占比分别为40%(8/20)、5%(1/20);在YJ016-ΔrtxA1上敲除vvhA基因,氯霉素筛选浓度为2、4μg/mL时,单交换重组菌株的占比均为0%(0/20)。【结论】基于自杀载体pDS132的基因敲除中创伤弧菌氯霉素的耐药性升高,可能影响后续单交换重组的筛选,该结果为基于自杀载体的同源重组技术应用于多基因敲除提供了参考。     

异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr (VI)的特性研究

[背景] 异化铁还原细菌能够在还原Fe （III）的同时将毒性较大的Cr （VI）还原成毒性较小的Cr （III）,解决铬污染的问题。[目的] 基于丁酸梭菌（Clostridium butyricum） LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr （VI）的特性研究。[方法] 构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系。菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿。设置不同初始Cr （VI）浓度（5、10、15、25和30 mg/L）,分别测定菌株LQ25对Cr （VI）还原效率以及生物磁铁矿对Cr （VI）的还原效率。[结果] 菌株LQ25在设置的Cr （VI）浓度范围内都能良好生长。当Cr （VI）浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr （VI）的还原率为63.45%±5.13%,生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率为87.73%±9.12%,相比菌株还原Cr （VI）的效率提高38%。pH变化能影响生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率,当pH 2.0时,生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率最高,几乎达到100%。电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe （II）的存在形式是Fe （OH）₂。[结论] 基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr （VI）,这是一种有效去除Cr （VI）的途径。     

营养对褐飞虱生长和繁殖信号通路的影响

【目的】昆虫感知外界营养状态,在体内营养信号通过许多信号通路进行传递,进而调控昆虫的生长和繁殖。本研究旨在为营养调控褐飞虱Nilaparvata lugens生长和繁殖的分子机制作出初步探索。【方法】在不同营养条件［100%浓度饲料(全纯人工饲料D-97, 对照)、50%浓度人工饲料和25%浓度人工饲料］下饲喂褐飞虱3龄第2天若虫至成虫,统计体重、发育历期、存活率和每卵巢成熟卵量;利用荧光定量PCR检测羽化后第2天褐飞虱成虫不同组织(卵巢、脂肪体和其他组织)中IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因(InR1, InR2, AKT, FoxO, TOR, S6K, 4EBP, AMPKα,AMPKβ和AMPKγ)的表达量;利用Western blot方法检测羽化后第6天褐飞虱成虫卵巢和其他组织中Akt, FoxO和AMPK蛋白磷酸化水平;同时检测羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平以及不同龄期褐飞虱体内保幼激素(juvenile hormone, JH)和蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)滴度。【结果】与饲喂100%浓度人工饲料的对照相比,用低浓度人工饲料饲喂褐飞虱至成虫导致5龄第2天至成虫体重显著降低,从3龄第2天若虫至成虫发育历期缩短,死亡率提高,每卵巢成熟卵量显著降低。取食低浓度人工饲料后,羽化后第2天成虫IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因InR2, TOR, 4EBP, AMPKα在卵巢、脂肪体和其他组织中, AKT, S6K和AMPKγ在脂肪体和其他组织中,以及InR1, FoxO和AMPKβ在其他组织中表达量较对照均显著下降,但卵巢中InR1, AKT, FoxO和AMPKγ的表达量相对稳定;羽化后第6天成虫卵巢和其他组织中AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平显著增加。随着人工饲料饲喂浓度的降低,羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平显著增加。不同营养条件下褐飞虱4龄第2天若虫体内JH滴度无显著差异,低营养条件下5龄第2天若虫体内JH滴度较对照显著降低,而在羽化后第2天成虫体内JH滴度则较对照显著增加;低营养条件导致褐飞虱若虫以及成虫体内20E滴度均显著增加。【结论】褐飞虱在面临营养缺失的情况下,营养信号传导通路(IIS, TOR以及APMK通路)的关键基因表达均下降,而ROS水平显著上升,通过调节AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平,进而影响JH以及20E的生物合成。     

超级马拉松运动中唾液α-淀粉酶活性和尿液糖皮质激素浓度的时程变化*

目的: 观察超级马拉松过程中唾液α-淀粉酶活性和尿液糖皮质激素浓度的时程变化。方法: 选取长期规律参加有氧训练的20名男性健康青年,年龄为(22.57±1.63)岁,身高(175.28±4.58)cm,体重(66.95±5.36)kg,完成一次36 h的超级马拉松(12 h～24 h休息),记录运动中R-R间期,分别在在0 h(运动开始前)、12 h(首日结束后)、24 h(次日开始前)、36 h(运动结束后)采集测试对象的唾液和尿液,采用碘-淀粉法检测唾液α-淀粉酶活性,采用液相色谱法检测尿液糖皮质激素浓度。结果: 与安静状态(0 h)相比,运动中的心率、运动后的过氧消耗和运动冲量值均显著增加(P＜0.05),其中,0-12 h的运动后的过氧消耗和运动冲量值显著高于24~36 h(P＜0.05)。与安静状态相比,12 h时唾液α-淀粉酶活性显著增加(P＜0.05),24 h时显著下降(P＜ 0.05);与24 h相比,36 h时显著增加(P＜0.05)。与安静状态相比,12 h、24 h和36 h时尿液中的皮质醇的浓度显著升高(P＜ 0.05),24 h时显著低于12 h和36 h(P＜0.05);可的松的浓度在运动过程中持续升高,且显著高于安静状态(P＜0.05)。结论: 人体唾液α-淀粉酶活性和尿液皮质醇浓度于运动后升高,休息后下降;尿液可的松浓度在运动过程中持续升高。     

不同时期北部湾日本带鱼营养生态位差异

基于2008—2009年和2018年对北部湾日本带鱼的采样,通过测定碳氮稳定同位素,计算其营养级、营养生态位等指标,对比分析10年前后日本带鱼营养生态位的差异,探究其生态适应能力的变动。结果表明: 2个时期北部湾日本带鱼碳稳定同位素(δ¹³C)值差异明显,2018年δ¹³C值范围变窄,平均值变小,推测日本带鱼食物来源由偏中上层向偏中下层水域转变;氮稳定同位素(δ¹⁵N)值的范围和平均值基本保持不变,营养级范围和平均值(3.38和3.43)变化不明显,说明近10年来北部湾日本带鱼在生态系统中的营养层次比较稳定。日本带鱼δ¹³C值与肛长相关性不显著,δ¹⁵N则为极显著正相关性。在营养生态位方面,2018年的生态位指标均出现不同程度的下降,下降幅度的范围为1.1%~32.1%;生态位总面积和核心生态位面积分别由20.20和4.68缩小至14.20和3.18,说明北部湾日本带鱼的营养生态位发生了显著变化,对资源利用能力和环境适应能力下降。推测,10年来北部湾日本带鱼的营养级变化不明显,但由于食物来源发生变化,营养来源多样性下降,营养生态位变小。     

土壤水分对土壤产生气态氮的厌氧微生物过程的影响

气态氮[一氧化氮(NO)、氧化亚氮(N₂O)和氮气(N₂)]的释放是土壤氮损失的一种重要途径。硝化和反硝化作用是土壤气态氮损失的主要微生物过程,但是异养硝化作用、共反硝化作用和厌氧氨氧化过程对土壤气态氮损失的贡献尚不清楚。本研究利用¹⁵N标记和配对法,结合硝化抑制剂双氰胺(DCD),通过土壤培养试验来量化厌氧条件下各种微生物过程对NO、N₂O和N₂产生的贡献。结果表明: 在厌氧条件下培养24 h后,土壤孔隙含水率为65%时,3种气体总的¹⁵N回收率最高,占加入¹⁵N总量的20.0%。反硝化过程对NO、N₂O和N₂产生的贡献率分别为49.9%～94.1%、29.0%～84.7%和58.2%～85.8%,是产生3种气体的主要过程。异养硝化过程也是产生NO和N₂O的重要过程,特别是在土壤孔隙含水率很低时(10%)对两种气体产生的贡献率分别为50.1%和42.8%。,共反硝化过程对N₂O产生的贡献率为10.6%～30.7%,共反硝化和厌氧氨氧化过程对N₂产生的总贡献率为14.2%～41.8%,表明共反硝化过程在N₂O和N₂产生中的作用不可忽视。¹⁵N标记和配对法是区分气态氮损失的各种微生物过程的有效手段。     

基于MSPA和MCR模型的秦岭(陕西段)山地生态网络构建

快速的城市化发展破坏了生境斑块的连通性,而在应对此环境变化中,从斑块层构建区域生态网络的研究不足。本研究以秦岭(陕西段)为对象,采用形态学空间格局分析(MSPA)辨别生态源地,利用最小阻力模型(MCR)提取潜在生态廊道,构建秦岭生态网络;基于重力模型对生态网络内部斑块的重要性进行分级,并分析了网络的结构特征及景观构成。结果表明: 秦岭(陕西段)生态网络由10个生态源地、45条潜在生态廊道和38个脚踏石构成,生态源地总面积29686.15 km²;网络闭合度(0.11)、线点率(1.18)、网络连接度(0.42)、成本比(0.99)综合表明,网络结构中潜在生态廊道和生态节点的连通性较好,而源地间的连通程度低,构建网络的成本较高;重要生态廊道主要由林地、草地、耕地等景观类型构成,其中,林地面积最大,为571.00 km²,约占廊道总面积的89.2%,景观结构良好;在生态网络中应加强保护生态源地,优先建立并保护重要生态廊道和生态节点。研究结果可为秦岭生态环境保护与高质量发展提供科学的参考和依据。