病毒侵染与寄主植物的呼吸代謝

我們曾开始进行病毒侵染与寄主呼吸代謝关系的研究。近年来这方面的研究进展較快,为了更好的开展工作,有必要系統的总結这一問題的进展。     

感染烟草花叶病毒的叶组织中葡萄糖的氧化代谢

在感染了病原物的植物组織的代謝研究中曾注意到呼吸強度和葡萄糖异化途径的改变。現在已明确地肯定了在受感染的寄主組織中,特別是在銹菌感染的情况下(Allen1959;Daly和Sayre 1957;Samborski和Shaw 1956;Farkas和Kiraly 1955)呼吸強度是增加的。感染病毒的植物在这方面的一些結果則还未能肯定(Bawden 1959;Millerd和Scott 1962)。更有兴趣的是在锈菌感染的研究中发現葡萄糖异化途径由酵解(EMP)轉向戊糖磷酸(HMP)途径(Daly等1962;Shaw和Samborski 1958),根据回收的CO_2中同位素碳的比例(Bloom和Stetten 1953)来确定的这一現象还未在真菌以外的其他寄生物——     

Ridaifen-G诱导细胞死亡不依赖于细胞凋亡蛋白酶(英文)

通过对Ridaifen-G(RID-G)诱导造血细胞U937、Raji、THP-1和IM-9死亡是否需要Z-VAD-fmk(一种细胞凋亡蛋白酶抑制剂)的研究,发现RID-G以细胞凋亡蛋白酶非依存性的方式诱导细胞死亡,并伴随有线粒体功能紊乱。Z-VAD-fmk对U937细胞的死亡没有影响,但抑制etoposide诱导的细胞凋亡;DNA片段化结果表明,RID-G可破坏Raji和THP-1细胞的DNA,经RID-G处理后的U937细胞的DNA条带没有经etoposide处理的清晰。此外,Z-VAD-fmk对U937、THP-1和Raji细胞DNA的片段化程度有不同的影响,抑制细胞死亡。这些结果表明,RID-G诱导的非典型细胞死亡不依赖于caspase,且伴随有线粒体功能紊乱。     

大气CO2浓度升高对稻田水体细菌及大肠菌群数量的影响

稻田水体中细菌(尤其是其中的大肠菌群)数量的多少及活性深刻影响着水体质量和物质循环,然而大气CO2浓度升高对它们的影响至今鲜有报道.为此,借助国际上唯一的稻麦复种FACE(free air CO2 enrichment)试验(位于江苏省江都市,始于2004年),于2006年对稻田水体中细菌数量、大肠菌群数量、总有机碳量和总氮量等进行了动态监测.结果表明,大气 CO2浓度升高显著提高了以上各指标在稻田水体中的含量(P <0.01),在整个水稻生育期,与对照相比,水体中的细菌数量、大肠菌群数量、总有机碳量和总氮量平均分别提高了45.9%、68.8%、31.2%和25.9%,不同生育期之间上述各指标存在显著差异(P<0.01).可见,大气CO2浓度升高不仅可通过改变稻田水体质量的方式来影响水稻的安全生产,而且还可能通过田间排水尤其是水稻生长前期的暴雨导致的洪涝来加重稻田生态系统向周边居民井水和其它水域的细菌和大肠菌群的输出量,从而可能影响周边水体质量及人体健康.     

普通小麦与鹅观草属间杂种F1及BC1的分子细胞遗传学、育性和赤霉病抗性研究

通过胚拯救, 成功获得鹅观草Roegneria kamoji (2n=6x=42, SSHHYY)和普通小麦中国春Triticum aesti-vum (2n=6x=42, AABBDD)的正反交属间杂种F1, 并对这些杂种F1及其BC1的形态学、减数分裂配对行为、育性和赤霉病抗性进行研究。结果表明, (鹅观草×中国春)F1和(中国春×鹅观草)F1的形态介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体构型分别为40.33I + 0.78II + 0.03III和40.40I + 0.79II 。杂种F1高度雄性不育, 用中国春花粉与其回交可获得BC1代种子。(鹅观草×中国春) F1×中国春BC1植株的染色体数目主要分布在55~63之间, 单价体较多, 植株高度不育; (中国春×鹅观草)F1×中国春BC₁植株染色体数目也主要分布在55~63之间, 但其中部分植株拥有整套小麦染色体且能正常配对、分离, 可形成部分可育花粉粒, 能收到少量自交结实种子。在 (鹅观草×中国春)F1中有1株穗型趋向中国春, 其染色体数目为2n=63, 经染色体分子原位杂交(GISH)检测, 含有42条小麦染色体和21条鹅观草染色体。该杂种F1在减数分裂中期I平均每个花粉母细胞有26.40I+18.30II, 但植株高度雄性不育, 用中国春花粉回交能收到BC₁种子。(鹅观草×中国春) F₁ (2n=63)×中国春BC₁的染色体数目主要分布在40~59之间, 其中的外源染色体已经逐渐减少, 虽然该BC₁的穗型已接近中国春, 但仍然高度不育。赤霉病抗性鉴定结果显示, 所有杂种F1及大部分BC₁对赤霉病均表现出较好的抗性。     

S100A6通过招募和活化巨噬细胞促进血管形成*

目的:探讨S100A6经由巨噬细胞介导的促血管生成作用及机制。方法:(1)用重组蛋白 GST-hS100A6处理巨噬细胞后:①收集上清制备条件培养基(简称A6-Mφ-CM),并用之重悬人脐静脉内皮细胞(HUVEC),用体外血管形成试验检测各处理因素对血管形成的影响;②分别用实时荧光定量PCR和Western blot检测巨噬细胞的M2型标志物CD163及促血管形成因子CCL2、IL-6、VEGFA的mRNA和蛋白质水平,以及JAK2和STAT3的蛋白质及其磷酸化水平;③用Transwell迁移试验检测巨噬细胞迁移能力的变化。(2)使用JAK2抑制剂(XL019)预处理巨噬细胞后再加GST-hS100A6处理,检测S100A6促巨噬细胞迁移作用的变化。以重组蛋白GST为实验对照。 结果:(1)A6-Mφ-CM组的血管分支数和血管分支长度既明显高于GST-Mφ-CM组(P值均小于0.05),也明显高于GST-hS100A6直接处理的HUVEC组(P<0.001,P<0.01),提示S100A6处理后的巨噬细胞具有促进血管形成的作用;(2)GST-hS100A6处理后的巨噬细胞中,CD163、CCL2、IL-6、VEGFA的mRNA和蛋白质水平明显高于GST组(P值均小于0.05),提示S100A6诱导巨噬细胞向促血管表型(pro-angiogenic phenotype)转化;(3)GST-hS100A6处理后,巨噬细胞的迁移数是GST组的1.4倍(P<0.01),提示S100A6具有招募巨噬细胞的作用;(4)GST-hS100A6处理组巨噬细胞的JAK2和STAT3的蛋白质及其磷酸化水平都明显高于GST组(P值均小于0.05),而JAK2抑制剂XL019可部分抑制S100A6促进巨噬细胞迁移的作用(P<0.01),提示S100A6促进巨噬细胞迁移作用机制涉及JAK2/STAT3信号通路的激活。 结论:微环境中的S100A6可通过招募巨噬细胞并进一步诱导其向促血管表型转化,进而促进新生血管形成;其招募巨噬细胞的机制涉及JAK2/STAT3信号通路的激活。     

S100A6通过巨噬细胞促结直肠癌细胞增殖的作用及机制

目的:探讨微环境中钙周期素S100A6是否通过影响巨噬细胞(macrophages,M_φ)进而促进结直肠癌(colorectal cancer,CRC)细胞的增殖及其机制。方法:制备(原核表达)并鉴定带GST(glutathione S-transferase,谷胱甘肽S-转移酶)标签的人重组S100A6蛋白(recombinant GSTh S100A6,r S100A6)和对照蛋白GST;采用台盼兰计数、CCK8和结晶紫染色检测CRC细胞系HCT116的增殖能力;用定量实时聚合酶链反应检测M_φ中IL-6 mRNA水平;用Western blot检测M_φ中IL-6的蛋白水平、HCT116细胞中JAK2和STAT3及其磷酸化水平。结果:(1)成功制备r S100A6和GST蛋白。(2)与经r S100A6处理的M_φ(即A6-M_φ)共培养后,HCT116细胞的增殖能力增强(P 0. 05);同时,HCT116细胞中的JAK2和STAT3水平无明显变化,但其磷酸化水平提高(P 0. 05)。(3) A6-M_φ中,IL-6的mRNA和蛋白水平均升高(P 0. 05)。(4)在HCT116与A6-M_φ的共培养体系中加入IL-6R封闭肽后,A6-M_φ促HCT116细胞的活力和增殖能力的作用被部分逆转(P 0. 05)。结论:微环境中的S100A6可通过上调巨噬细胞中IL-6的表达、进而激活HCT116细胞中IL-6/JAK2/STAT3信号通路来促进CRC细胞的增殖。     

阴晴天条件下高CO2浓度对杂交稻光合作用影响的FACE研究

光和二氧化碳(CO₂)是绿色植物光合作用的两个基本条件.为了明确不同光照条件下,高CO₂浓度对不同杂交水稻光合特性的影响,2017年利用稻田大型FACE平台,以‘Y两优900’和‘甬优538’为供试材料,设置环境CO₂和高CO₂浓度(增200 μmol·mol^-1)两个水平,分别在拔节期和灌浆期同时测定阴、晴天气条件下顶部全展叶光合特性参数.结果表明: 高CO₂浓度使不同天气情况下两品种叶片的净同化率(P_n)均呈增加趋势,其中晴天条件下的增幅(31%)大于阴天(25%),拔节期的增幅(37%)大于灌浆期(21%),CO₂与天气、CO₂与生育期均存在显著的互作效应.叶片水分利用效率(WUE)对高CO₂浓度的响应趋势与P_n一致.高CO₂浓度环境下叶片气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)均呈下降趋势,晴天条件下的降幅略大于阴天.与晴天相比,阴天条件下叶片P_n、g_s、T_r、WUE和L_s平均分别下降41%、18%、41%、26%和27%,差异均达显著或极显著水平.相关分析表明,晴天P_n、g_s、T_r均与阴天时的参数呈极显著正相关关系.表明阴天使水稻生育中、后期叶片光合参数及其对高CO₂浓度的响应均大幅降低,且两品种表现一致.评估未来水稻产量潜力需要考虑天气条件.     

高浓度CO2对稻穗不同位置籽粒结实和米质性状的影响

不断升高的大气CO₂浓度影响水稻颖花发育、灌浆结实和品质形成,但这种影响是否与籽粒在稻穗上的着生部位有关尚不清楚.利用稻田FACE (Free-Air CO₂ Enrichment)平台,以优质丰产粳稻‘武运粳23’为材料,CO₂处理设背景CO₂浓度(Ambient)和高CO₂浓度(增200 μmol·mol^-1, FACE)两个水平,研究开放大田条件下高浓度CO₂对水稻颖花密度、籽粒结实能力、稻米外观和食味品质的影响及其与稻穗不同着生位置的关系.结果表明:FACE处理使武运粳23籽粒产量平均增加18.3%,从产量构成因素看,穗数和饱粒重分别增加21.4%、9.4%,每穗颖花数、饱粒率平均减少9.0%、2.2%.FACE水稻饱粒率下降主要与稻穗不同部位空粒率大幅增加有关.FACE水稻每穗颖花数减少主要与稻穗上部、中部二次枝梗现存颖花大幅减少有关,而其他位置颖花数均无显著变化;稻穗不同位置饱粒重和饱粒率对FACE的响应无显著差异.FACE处理使绿粒率下降,但糙米长度和宽度均增加,稻穗不同部位趋势一致.FACE使垩白粒率(增幅59%)、垩白度(增幅55%)均极显著增加,增幅表现为稻穗一次枝梗>二次枝梗、上部>中部>下部.FACE使稻穗不同位置稻米直链淀粉含量略增,使最高粘度、热浆粘度、崩解值、最终粘度和消减值略降,但多未达显著水平.FACE使稻米糊化温度显著下降,弱势粒的降幅大于强势粒.综上,高浓度CO₂环境下武运粳23产量增加主要与穗数增多和籽粒增重有关,而稻穗明显变小;高浓度CO₂使稻米绿粒率减少,垩白增多,而对蒸煮食味品质影响较少;颖花着生位置对高浓度CO₂环境下水稻颖花发育、结实和品质的影响因不同测定指标而异.     

阴晴天条件下高CO_2浓度对杂交稻光合作用影响的FACE研究

光和二氧化碳(CO_2)是绿色植物光合作用的两个基本条件.为了明确不同光照条件下,高CO_2浓度对不同杂交水稻光合特性的影响,2017年利用稻田大型FACE平台,以‘Y两优900’和‘甬优538’为供试材料,设置环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol·mol^-1)两个水平,分别在拔节期和灌浆期同时测定阴、晴天气条件下顶部全展叶光合特性参数.结果表明:高CO_2浓度使不同天气情况下两品种叶片的净同化率(P_n)均呈增加趋势,其中晴天条件下的增幅(31%)大于阴天(25%),拔节期的增幅(37%)大于灌浆期(21%),CO_2与天气、CO_2与生育期均存在显著的互作效应.叶片水分利用效率(WUE)对高CO_2浓度的响应趋势与P_n一致.高CO_2浓度环境下叶片气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)均呈下降趋势,晴天条件下的降幅略大于阴天.与晴天相比,阴天条件下叶片P_n、g_s、T_r、WUE和L_s平均分别下降41%、18%、41%、26%和27%,差异均达显著或极显著水平.相关分析表明,晴天P_n、g_s、T_r均与阴天时的参数呈极显著正相关关系.表明阴天使水稻生育中、后期叶片光合参数及其对高CO_2浓度的响应均大幅降低,且两品种表现一致.评估未来水稻产量潜力需要考虑天气条件.