英国动物和家畜繁殖中新技术的研究与应用

应英国医学研究委员会实验胚胎学和畸形学所 (MRC Experimental Embryology and Teratology Unit,以 下简称实验胚胎学所）所长Dr. D. G. Whittingham和 英国农业研究委员会家畜试验站（ARC Animal Research Station)站长Dr. C. Polge的邀请,根据中英文化 教育及科学交流协定,我于1984年6月到10月赴英 国上述两个单位进行工作访间。在短短的弓个月甲, 看到和学习了许多新的东西,开阔了眼界,特别是对英 国当前在动物和家畜繁育中一些新技术的研究与应用 进展迅速有深刻的印象。现把所了解到的一些情况作 一简单的介绍。     

肠道微生态在华支睾吸虫致宿主肝功能损伤中的作用研究

目的研究肠道微生态在华支睾吸虫致肝损伤中的作用。方法建立华支睾吸虫感染大鼠模型。分别在造模后48 h、18 d和35 d检测血浆内毒素、ALT(谷丙转氨酶)、AST(谷草转氨酶)水平;检测肠黏液中sIgA含量;取肠内容物进行乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌和肠杆菌的培养及定量分析。结果造模后18 d、35 d,大鼠血浆内毒素、ALT、AST水平明显升高,差异有统计学意义(t_内=8.335、7.612,t_(ALT)=11.815、9.874,t_(AST)=7.433、8.015,P值均0.01);造模后48 h,肠黏液sIgA水平高于正常组(t=2.752,P0.05),尤以造模后18 d、35 d升高显著(t=13.118、9.546,P值均0.01);造模后48 h、18 d和35 d,肠道乳酸杆菌和双歧杆菌数量明显减少(t_乳=2.612、4.142、5.556,t_(双)=2.302、4.565、3.982,P值0.05或P值0.01),造模后18 d和35 d,肠杆菌和肠球菌数量明显增多(t_肠=4.562、5.247,t肠=5.366、4.775,P值均0.01)。结论华支睾吸虫感染可致大鼠肠道菌群发生失调,引发内毒素血症,参与介导对肝细胞的损伤。     

胎胰源性Nestin阳性细胞向多巴胺能细胞元定向诱导分化的研究

目的：探讨胎儿胰岛源性Nestin（神经上皮干细胞蛋白）阳性干细胞分化为多巴胺能神经元的潜能。方法：用胶原酶消化法分离胎儿胰岛,贴壁培养后获得增殖力旺盛的细胞;用免疫组化法、免疫荧光法分别检测其增殖细胞核抗原（PCNA）及神经干细胞标志物Nestin的表达;用流式细胞术测定Nestin阳性细胞的比例;经N2培养液筛选后,分别用SHH（sonichedgehog）蛋白、成纤维细胞生长因子（FGF）8、胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）和脑源性神经营养因子（BDNF）向多巴胺能神经元定向诱导,检测诱导细胞的多巴胺能神经元标志酪氨酸羟化酶（TH）和芳香左旋氨基酸脱羧酶（AADC）的表达情况。结果：免疫荧光显示,从胎儿胰岛分离的干细胞表达PCNA和Nestin;流式细胞术检测Nestin阳性率达13．74％;筛选后向神经细胞定向诱导分化,细胞表达TH和AADC。结论：从胎儿胰岛中可以分离出Nestin阳性的神经干细胞,该细胞具有向多巴胺能神经元定向分化的能力。     

翘嘴鳜miR-222的表达特征

为了解翘嘴鳜miR-222的时空表达规律, 研究利用实时荧光定量PCR的方法检测miR-222在翘嘴鳜不同组织、胚胎发育及胚后发育中的相对表达丰度。研究结果显示, miR-222在肌肉相关的组织中表达较高, 特别是在成年翘嘴鳜的白肌中表达最高; 胚胎发育阶段结果显示, miR-222在胚胎发育的2细胞期就有表达, 而表达量在心动期达到最高。不同组织及不同发育阶段的差异性表达结果表明, miR-222很可能参与调控鳜鱼肌肉的生长发育。为研究合成代谢过程中miR-222在肌肉生长调控中的表达规律, 通过对翘嘴鳜幼鱼在饥饿一周后饱食一餐的实验处理下, 利用实时荧光定量的方法测定miR-222在骨骼肌中的相对表达变化。结果显示, miR-222的表达量在恢复喂食后的1h显著上升(P0.05), 表明miR-222很可能是调节鱼类骨骼肌生长过程中, 参与快速应答信号系统的一类miRNA。研究为miR-222在鱼类发育中的调控作用提供一些理论依据。       

千斤拔多糖对小鼠免疫功能的调节作用

为研究千斤拔多糖对正常及免疫低下小鼠免疫功能的调节作用,该研究选用SPF级BALB/c小鼠,免疫抑制小鼠采用隔天皮下注射环磷酰胺(40 mg·kg~(-1))5次,通过测定脾脏、胸腺质量及计算脏器指数,采用碳粒廓清法计算单核巨噬细胞吞噬功能,在鸡红细胞免疫后测定小鼠血清溶血素抗体水平,同时观察高、低剂量千斤拔多糖(剂量分别为500、1 000 kg·d~(-1))对正常小鼠及免疫低下小鼠免疫调节的影响。结果表明:千斤拔多糖高、低剂量组对正常及免疫低下小鼠均有不同程度的增加脾脏指数、胸腺指数的作用;千斤拔多糖高、低剂量组对正常及免疫低下小鼠均能提高廓清指数,但没有统计学意义;千斤拔多糖高剂量组对正常及免疫低下小鼠的血清溶血素抗体水平都有显著性提高。这说明千斤拔多糖能有效提高正常及免疫低下小鼠免疫功能的作用。     

过表达外源FUT8增加乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力

核心岩藻糖的修饰被认为是对糖蛋白进行转录后加工和功能调控的一种重要方式, 与肿瘤的发生发展密切相关, 但其在乳腺癌恶性转化过程中所发挥的生物学功能尚不明确. 本文构建了α1,6-岩藻糖基移转酶（FUT8）基因真核表达载体,将其转染人乳腺癌细胞Bcap-37, 实时PCR及Western印迹检测FUT8 mRNA和蛋白质表达, 通过细胞划痕实验和Transwell小室观察FUT8过表达对细胞体外迁移、侵袭能力的影响, 免疫共沉淀和Western印迹检测肿瘤细胞整合素、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）家族相关蛋白质表达水平变化. 结果显示,外源FUT8基因在mRNA水平和蛋白质水平的表达均显著增加, FUT8过表达组细胞迁移和侵袭能力明显增强;上调FUT8基因表达可使Bcap-37细胞中核心岩藻糖基化的整合素-α3β1、MMP-2和MMP-9在蛋白质水平呈不同程度升高. 上述研究表明,FUT8可通过核心岩藻糖化修饰正性调控整合素-α3β1的功能, 诱导MMP-2、MMP-9的表达, 促进乳腺癌细胞的迁移和侵袭.     

择伐对思茅松天然林乔木种间与种内关系的影响

通过分析不同择伐强度下思茅松(Pinus kesiya)天然林乔木种群的生态位、种间联结、种内与种间竞争和群落稳定性, 探讨干扰强度对思茅松天然林乔木种群种间与种内关系的影响。结果表明: (1)择伐干扰改变了大多数乔木树种在群落中的优势地位, 思茅松优势地位未受影响, 随着择伐干扰强度的增加, 思茅松在群落中的生态位宽度逐渐变大, 在重度干扰的群落中与红木荷(Schima wallichii)一起成为生态幅度最大的树种。(2)通过种间联结与生态位重叠分析发现, 随着干扰强度的加剧, 乔木种群的种间关系发生变化, 中度干扰群落中物种之间的生态位重叠明显高于未干扰和重度干扰群落, 而在三类群落中, 思茅松与其他种群之间的重叠值较小。随着干扰强度增加, 种群间正联结与负联结的种对所占的比例逐渐增加。(3) Hegyi竞争指数表明, 三类群落中思茅松种群的竞争压力主要来自种间, 而干扰强度进一步增加了思茅松种群的种间竞争强度, 其种内平均竞争指数随着对象木胸径的增加而减少。(4)林窗是思茅松种群种间和种内关系变化的主要原因, 三类群落都处于较不稳定的阶段, 但中度干扰群落的物种丰富度与稳定性都高于未干扰和重度干扰的群落。择伐原则依据森林管理的目的而确定, 如以木材培育为主或森林生态系统服务功能为主。     

沙坡头地区人工林植物的水分生态位适宜度与种间共存机制分析

以沙坡头地区人工固沙植物为研究对象,扩展了Hutchinson提出的n维超体积生态位概念,定义固沙植物种的水分生态位适宜度是该种的最适水分生态位与现实水分资源位之间的贴近度。水分生态位适宜度的大小表示植物对土壤水分的利用程度。根据几何平行度方法建立了新的数学模型。实例计算结果表明,利用新模型计算结果比常用的百分比相似性公式计算的结果有较合理的数值分布;实验条件下的合理营林密度为5000株／hm^2,营林方式为柠条与油蒿均匀混播,此种情况下水分生态位适宜度最高,相应林木覆盖率最大。在试验条件下,油蒿和柠条纯林的水分生态位适宜度平均值低于混播下的值。关于不同种植密度下水分生态位适宜度的变化规律,呈现随密度增加先上升后下降的趋势。由于油蒿是浅根系植物,利用土壤上层水分;柠条是深根系植物．利用土壤下层水分;二者适当混播后可使土壤水分合理分配和充分利用,因此混播下具有较高的水分适宜度值,而且实验条件下能够实现稳定共存,达到较好的防风固沙效果。     

三江源区沼泽湿地退化过程中植被变化特征及评价指标体系

湿地退化评价指标体系研究是湿地退化研究的重要科学问题,该研究以隆宝高寒沼泽湿地为例,分析了不同退化程度湿地植被的变化特征,并利用主成分分析法以多个植被指标构建了湿地退化的植被评价指数。结果表明：(1)随着湿地退化程度加剧,沼生植物重要值减小,湿中生植物重要值增大,植物群落由小苔草(Carex parva)群落向藏嵩草(Kobresia tibetica)群落演替。(2)随着湿地退化程度加剧,物种多样性指数、均匀度指数和丰富度均逐渐增大,其中,重度退化阶段与未退化阶段间差异显著(P<0.05)。(3)地上生物量随着湿地退化显著降低(P<0.05),而地下生物量则呈先增加后降低的变化趋势,其中,在10~20 cm和20~30 cm土层,重度退化阶段与轻度退化阶段间均差异显著(P<0.05)。(4)主成分分析显示,9个植物群落指标简化为第1和第2主成分,累计解释量达91.7%。第一主成分上盖度、地上生物量、沼生植物重要值和中生植物重要值具有较高载荷,达0.9以上,对于湿地退化的指示性较好。(5)不同退化阶段的湿地植被评价指数(SVEI)分别为,未退化阶段-3.23～-1.98,轻度退化阶段-0.54～0.51,重度退化阶段2.15～3.26。研究认为,利用多个植被指标构建的湿地退化植被评价指数可以很好地指示隆宝湿地的退化程度,且湿地植被评价指数值越大,湿地退化越严重;不同退化程度湿地的植被评价指数阈值为：未退化阶段SVEI<-1,轻度退化阶段-1≤SVEI≤1,重度退化阶段SVEI>1。     

日光温室黄瓜生长发育模拟模型

实现日光温室黄瓜生长发育动态模拟预测,可为日光温室黄瓜智慧生产管理提供技术支撑.本研究依据黄瓜生长发育的光温反应特性,以‘津优35’为试验品种,利用2年4茬分期播种试验观测数据建立基于钟模型的温室黄瓜发育模拟模型.依据温室黄瓜叶片生长与关键气象因子(温度和辐射)的关系,以辐热积(TEP)为自变量构建了黄瓜叶面积指数(LAI)模拟模型;依据单位叶面积光合作用对叶面积指数和日长的二重积分,结合黄瓜不同器官的呼吸消耗,构建了黄瓜干重生产分配模拟模型,结合器官含水量,构建了黄瓜器官鲜重模拟模块.基于各子模块构建了温室黄瓜生长发育模拟模型,确定了模型品种参数并进行检验.结果表明: 日光温室黄瓜移栽期-伸蔓期、移栽期-初花期、移栽期-采收初期和移栽期-拉秧期的模拟值与观测值的均方根误差(RMSE)在3.9～10.5 d,归一化均方根标准误差(nRMSE)在6.5%～28.6%,符合度指数(D)在0.79～0.97.LAI与TEP呈S型曲线变化关系,LAI模拟值与实际观测值的RMSE为0.19,nRMSE为17.2%,D值为0.90.根、茎、叶、花和果干重模拟值与实际观测值的RMSE在0.39～8.94 g·m^-2,nRMSE在10.9%～17.7%,D值均为0.98以上.表明模型能够较准确地模拟黄瓜关键发育期、叶面积和各器官干鲜重,定量化日光温室黄瓜生长发育过程.