可降解新烟碱类杀虫剂微生物及其代谢途径的研究进展

新烟碱类化合物基于烟碱结构改造修饰制备,相较菊酯、含磷类等杀虫剂,因其选择性毒力被认为是一类对人类和生态无害的农药。然而,近年来由于新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticides)过度施用,其残余或转化的物质通过在土壤与水体中累积,影响昆虫甚至哺乳动物及其生理与行为,导致了一系列生态环境问题和继发危害。本文聚焦新烟碱类杀虫剂的产业现状,面向生物降解新烟碱类杀虫剂这一迫切需求,围绕新烟碱类杀虫剂的微生物菌株资源,重点阐述微生物降解新烟碱类杀虫剂的代谢机制及其多样性。通过梳理新烟碱类杀虫剂生物降解及其应用转化的关键问题和前沿进展,旨在为借助合成生物学和宏基因组学手段建立或筛选安全可控的新烟碱类杀虫剂的高效转化体系提供参考。     

结合生态系统服务供需和人类福祉的区域规划

生态系统服务与人类福祉的和谐关系是区域规划的基石。现有的区域规划较少同时考虑生态系统服务的供需和流域居民的福祉差异。以城市化流域——官厅水库流域为例,应用改进后的CASA模型、IPCC清单法、SolVES模型和问卷调查量化食物供给、碳固持和文化服务以及人类福祉,再结合服务的供需关系及人类福祉水平开展聚类分区,并针对各区情况提出规划建议。结果显示,官厅水库流域内食物供给和文化服务供大于求,而碳固持服务供不应求。流域福祉位于中等水平,分值为3.44(满分5分)。其中,居民的基本物质需求分值最高(3.64),收入分值(3.00)明显低于流域整体水平。除此之外,居民认为供水、医疗条件和收入这些福祉要素仍有待改善。流域可分为城市发展区、城郊休闲区、生态涵养区和文化建设区。在各区需采用因地制宜的方式,通过增大植被覆盖面、开展文旅产业和推动冰雪项目等形式,提高居民生活质量和维持区域可持续性。     

利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因的HCT-116细胞株北大核心CSCD

为更好地研究靶向硫氧还蛋白还原酶1的小分子化合物的细胞内靶点选择性,利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因(编码硫氧还蛋白还原酶1)的HCT-116细胞株。首先根据TrxR1基因序列和CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计并选择合适的敲除位点,再根据敲除位点序列设计敲除TrxR1基因的sgRNA干扰序列,以pCasCMV-Puro-U6空质粒载体为骨架构建能表达该sgRNA干扰序列的重组质粒。质粒共转染至HCT-116细胞后,利用嘌呤霉素筛选TrxR1敲除的HCT-116细胞,通过DNA测序、免疫蛋白印迹、TRFS-green荧光探针和细胞内TrxR1酶活力检测等方法鉴定和验证HCT-116细胞的TrxR1基因敲除效果。进一步通过CCK-8实验初步研究靶向TrxR1小分子化合物对细胞内TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制的相关性。结果显示,表达sgRNA干扰序列的重组质粒可以敲除HCT-116细胞中TrxR1基因,筛选获得的稳定敲除细胞HCT116-TrxR1-KO中无TrxR1蛋白表达,而靶向TrxR1小分子抑制剂对该细胞无TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制效果。本研究利用CRISPR/Cas9系统成功构建了HCT-116的TrxR1基因敲除的稳定细胞株,为进一步研究TrxR1在相关疾病的发生机制和治疗中的作用奠定了基础。     

水杉凋落物水浸提液对其种子萌发和生长的化感作用

为探究水杉凋落物的化感作用是否是影响其天然更新的障碍因素,该文设置了8种水杉新鲜凋落物和自然凋落物水浸提液浓度200、100、50、20、10、5、2、1 g·L^-1和CK,分析不同类型不同浓度凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用的影响。结果表明:(1)水杉新鲜凋落物水浸提液对水杉种子发芽率和发芽势影响不显著(P>0.05),对发芽指数有显著影响(P<0.05),1、100、200 g·L^-1显著抑制种子发芽; 水杉自然凋落物水浸提液对水杉种子萌发3个指标影响均不显著(P>0.05),而浓度为5、10、50、200 g·L^-1时则有抑制效应。(2)水杉种子芽长、胚轴和主根长度均在不同浓度的新鲜和自然水杉凋落物水浸提液间差异显著(P<0.05),并随着水浸提液浓度的增加(≥10 g·L^-1)而逐渐降低,尤其是50～200 g·L^-1范围内抑制作用显著增强。(3)新鲜和自然水杉凋落物水浸提液对自身种子萌发后生长的抑制作用相较于对种子萌发强,并且新鲜凋落物的化感效应抑制强度大于自然凋落物。(4)在种子萌发和生长指标中,主根长度对化感物质反应最敏感。(5)水杉种子的芽长生长动态变化符合“S”型生长曲线(R2≥0.988)。总之,水杉凋落物对自身种子萌发和生长具有一定的化感抑制效应,影响其种群天然更新,建议在水杉种群管理中,适当清理林下凋落物,以促进水杉种群的天然更新。     

毛果杨nsLTP基因家族全基因组水平鉴定及其表达特性分析

植物非特异性脂质转移蛋白（non-specific lipid transfer proteins,nsLTP）是一类多基因家族编码碱性蛋白,负责脂肪酸体外结和与膜之间的磷脂转移,在植物生长发育和逆境胁迫响应中扮演着重要角色。目前为止,尚无模式植物毛果杨（Populus trichocarpa）nsLTP家族的研究报导。本研究从全基因组水平对PtrnsLTP家族成员的基因数量、亲缘关系、基因结构、编码蛋白保守基序等特性进行了分析,结果表明：PtrnsLTP家族共由39个基因组成,进化成5个亚家族,其中A亚族含有6个基因、B亚族含有2个、C亚族含有13个、D亚族含有3个、E亚族含有15个。PtrnsLTP家族包含7对旁系同源基因,其中1对大于1,6对Ka/Ks均远小于1,且这6对基因均处于同一个大的进化分支上,进化压力的不同导致基因间的功能出现了分化,编码蛋白均含有Motif 1和 Motif 2保守基序。利用qRT-PCR技术并结合杨树转录组数据对PtrnsLTP的组织表达与盐胁迫响应特性研究发现：各家族成员在毛果杨根、茎和叶中均有表达且经qRT-PCR技术验证后与网站预测结果基本吻合,有11、15和13个成员分别在根、茎和叶中有较高的表达,表明该基因家族参与了杨树不同组织的生长发育;NaCl胁迫下,该家族39个基因中分别有26个成员在根部、14个成员在叶部表达量随着胁迫时间的增加而升高,而32个基因在茎部表现为先升高后降低的趋势。本研究结果对于PtrnsLTP家族基因生物学功能的鉴定与盐胁迫响应基因资源的工作有着积极的推动作用。     

miR-10a通过FBXW7-ZEB2轴调控非小细胞肺癌肿瘤化疗耐药的动物实验研究

摘要 目的：通过动物实验,具体探讨微小RNA（miR-10a）通过含F-框WD重复域蛋白7（FBXW7）-E盒锌指结合蛋白2（ZEB2）轴调控非小细胞肺癌的肿瘤化疗耐药作用。方法：非小细胞肺癌模型小鼠（n=42）随机平分为三组-模型组、miR-10a组与环磷酰胺组,模型组给予生理盐水0.2 mL腹腔注射,环磷酰胺组给予环磷酰胺20 mg/kg腹腔注射,miR-10a组给hsa-miR-10a mimics 15 mg/kg 联合环磷酰胺20 mg/kg腹腔注射,1次/d,持续给药14 d。结果：miR-10a组与环磷酰胺组治疗第7 d与第14 d的肿瘤体积低于模型组,miR-10a组低于环磷酰胺组（P<0.05）。miR-10a组与环磷酰胺组治疗第14 d与第28 d的瘤体质量低于模型组,抑瘤率高于模型组,miR-10a组与环磷酰胺组对比差异也有统计学意义（P<0.05）。miR-10a组与环磷酰胺组治疗第14 d与第28 d的肿瘤细胞凋亡指数高于模型组,miR-10a组高于环磷酰胺组（P<0.05）。miR-10a组与环磷酰胺组治疗第14 d与第28 d的血清FBXW7、ZEB2含量低于模型组,miR-10a组低于环磷酰胺组（P<0.05）。miR-10a组与环磷酰胺组治疗第14 d与第28 d的FBXW7、ZEB2 mRNA与蛋白相对表达水平低于模型组,miR-10a组低于环磷酰胺组（P<0.05）。结论：过表达miR-10a能抑制非小细胞肺癌小鼠的FBXW7-ZEB2轴的激活,抑制血清FBXW7、ZEB2的表达,从而促进肿瘤细胞凋亡,改善肿瘤化疗耐药性,促进缩小肿瘤体积。     

军事飞行人员非酒精性脂肪肝病患者白细胞计数、C反应蛋白、尿酸与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性研究

摘要 目的：研究军事飞行人员非酒精性脂肪肝病（NAFLD）患者白细胞计数（WBC）、C反应蛋白（CRP）、尿酸（UA）与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性。方法：选择2018年7月至2021年12月期间海军青岛特勤疗养中心收治的100例NAFLD军事飞行人员作为NAFLD组,另取同期健康体检者90例作为对照组。检测并对比两组的WBC、CRP、UA、糖脂代谢、胰岛素抵抗以及肝纤维化相关指标,采用Pearson相关系数分析WBC、CRP、UA与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性。结果：NAFLD组的WBC、CRP、UA水平均明显高于对照组（P<0.05）。NAFLD组的空腹血糖（FBG）、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、空腹胰岛素（FINS）、稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）水平均高于对照组,高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平低于对照组（P<0.05）。NAFLD组的Ⅲ型前胶原肽（PC-Ⅲ）、层粘连蛋白（LN）、透明质酸（HA）、Ⅳ型胶原（Col-Ⅳ）水平均明显高于对照组（P<0.05）。Pearson相关性分析结果显示, WBC、CRP、UA与TC、TG、LDL-C、HOMA-IR、PC-Ⅲ、LN、HA、Col-Ⅳ均呈正相关,而与HDL-C呈负相关（P<0.05）; WBC、CRP、UA与FBG、FINS无显著相关性（P>0.05）。结论：军事飞行人员NAFLD患者体内WBC、CRP、UA明显升高,且与糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗和肝纤维化有关。     

载多西紫杉醇脂质微泡对人肝癌HepG2细胞抑制作用的体外研究

目的：观察自制载多西紫杉醇脂质微泡联合超声对人肝癌HepG2细胞的抑制作用。方法：通过薄膜分散法制备载多西紫杉醇脂质微泡,观察其形态,测定粒径大小、包封率、载药量及稳定性等性质;将人肝癌HepG2细胞随机分为5组,对照组、多西紫杉醇组（DOC组）、多西紫杉醇联合超声组（DOC＋US组）、载多西紫杉醇脂质微泡组（DLLM组）、载多西紫杉醇脂质微泡联合超声组（DLLM＋US组）,CCK-8法检测细胞毒性,倒置显微镜观察细胞凋亡的形态,DAPI荧光染色法观察凋亡细胞核的改变。结果：载多西紫杉醇脂质微泡形态光滑圆整,无黏连;粒径分布范围为170~590 nm,平均粒径为350 nm;Zeta电位为-5.2 mV;微泡的包封率为80.0%,载药量为18.5%;4℃条件下保存14天性质稳定;DLLM＋US组较其他各组对肿瘤细胞有更为明显的抑制增殖及诱导凋亡效应（P〈0.01）。结论：自制载多西紫杉醇脂质微泡粒径小,包封率高,稳定性好,此微泡联合超声对人肝癌HepG2细胞有明显抑制作用,载多西紫杉醇脂质微泡有望成为一种新型抗肿瘤给药途径。     

基于新一代测序方法的小鼠睾丸出生后发育的转录组研究

哺乳动物睾丸的发育是一个高度复杂而精密的过程.为了从转录组水平研究睾丸正常发育过程中的动态变化,本实验选取了出生后6日龄、4周龄和10周龄的3组小鼠,分别代表其幼年期、青春期以及成年期.应用超高通量的新一代测序技术(RNA-seq),获得了2.11亿条长度为35bp的序列,鉴定出18837个基因,并且发现表达量最高的基因均与精子发生相关.同时,也发现6日龄小鼠睾丸的基因表达谱明显有别于4和10周龄,表明4周龄小鼠已进入性发育期.本文分析了睾丸发育过程中大量与精子发生和体细胞发育相关的基因,找到了MAPK,Hedgehog和Wnt等信号通路在睾丸不同发育阶段中所起的重要作用.这些研究结果加深了对睾丸发育的分子调控机制的认识.本研究也表明新一代测序技术在转录组研究中具有很大优势.     

根区交替控制灌溉条件下玉米根系吸水规律

为了阐明根区交替控制灌溉(CRDAI)条件下玉米根系吸水规律,通过田间试验,在沟灌垄植模式下采用根区交替控制灌溉研究玉米根区不同点位(沟位、坡位和垄位)的根长密度(RLD)及根系吸水动态。研究表明,根区土壤水分的干湿交替引起玉米RLD的空间动态变化,在垄位两侧不对称分布,并存在层间差异;土壤水分和RLD是根区交替控制灌溉下根系吸水速率的主要限制因素。在同一土层,根系吸水贡献率以垄位最大,沟位最低;玉米营养生长阶段,10—30 cm土层的根系吸水速率最大;玉米生殖生长阶段,20—70 cm为根系吸水速率最大的土层,根系吸水贡献率为43.21%—55.48%。研究阐明了交替控制灌溉下根系吸水与土壤水分、RLD间相互作用的动态规律,对控制灌溉下水分调控机理研究具有理论意义。