植物干细胞的形成与维持最新综述

植物干细胞是一群具有自我更新能力并能够不断产生各种分化细胞的原始细胞,是植物各种组织和器官的细胞来源。植物干细胞研究不仅是植物发育生物学核心研究命题,也是作物分子遗传改良和植物生物技术产业化的重要基础。植物干细胞主要位于根尖和茎尖的分生组织以及形成层,在植物整个生命周期中保持其多能状态,并控制着植物的生长和发育。     

多倍体银鲫F系bmp15不同等位基因的分子特征、基因组结构和表达模式

为探究骨形态发生蛋白15(Bone morphogenetic protein 15, bmp15)在银鲫(Carassius gibelio Bloch) F系卵巢发育过程中的表达特征, 研究采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法首先从银鲫F系卵巢cDNA中克隆了2个bmp15部分同源基因(Homeologs), 将其命名为Cgbmp15a和Cgbmp15b, 它们各自具有3个不同等位基因。不同脊椎动物Bmp15蛋白序列多重比对和系统进化树均表明, 银鲫为异源六倍体, 在其进化历程中发生了两轮多倍化, 其中早期的异源多倍化整合了来自2个原始祖先的染色体组, 导致银鲫和鲫的四倍体共同原始祖先基因组中包含bmp15a和bmp15b; 随后第二轮同源多倍化最终导致银鲫存在6个bmp15等位基因。bmp15基因及其邻近基因同线性分析表明, 银鲫在形成异源多倍体后, 其基因组发生了复杂的变化, 包括bmp15邻近基因的丢失。Cgbmp15a和Cgbmp15b均主要在卵巢中表达, 在皮质泡期卵母细胞中表达量最高; 无论是在银鲫成体组织还是不同发育阶段的卵子中, Cgbmp15a的表达水平显著高于Cgbmp15b的表达水平。在孕酮激素DHP体外诱导银鲫F系GV1期卵母细胞6h后, Cgbmp15a开始上调表达, 诱导8h后达到最高表达水平, 随后下降; 而Cgbmp15b在诱导8h后表达水平有微弱上调, 随后下降。上述的结果表明, Cgbmp15a和Cgbmp15b在银鲫F系成体组织和不同发育和成熟阶段的卵子中, 均表现出偏性表达的特征, 暗示Cgbmp15a在银鲫的卵母细胞发育和成熟中起着主要作用。     

和厚朴酚对嗜水气单胞菌气溶素表达的抑制作用

为了研究不同浓度和厚朴酚对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)致病力的影响, 筛选抗嗜水气单胞菌感染的天然化合物, 通过溶血试验、免疫印记试验、荧光定量PCR试验和动物试验进行了研究。结果发现, 和厚朴酚能在亚抑菌浓度下降低嗜水气单胞菌培养物上清中的溶血活性; 蛋白免疫印迹试验发现和厚朴酚能降低嗜水气单胞菌气溶素的分泌; 荧光定量PCR试验进一步表明和厚朴酚与嗜水气单胞菌共培养后降低了气溶素编码基因aerA的转录而降低气溶素的分泌。此外, 通过动物试验发现和厚朴酚治疗能显著提高斑点叉尾鮰( Ictalurus punctatus )嗜水气单胞菌感染模型的存活率。以上研究表明, 和厚朴酚能通过降低气溶素编码基因aerA的转录而降低嗜水气单胞菌的致病力, 和厚朴酚是一种潜在的新型抗嗜水气单胞菌感染的先导化合物。     

微小核糖核酸106b对肝细胞葡萄糖异生的影响及机制*

目的: 探讨微小核糖核酸106b(miR-106b)对肝细胞葡萄糖异生作用及其机制。方法: 正常人L02肝细胞培养于含10%胎牛血清的DMEM中,利用miR-106b模拟物和抑制剂(mimics和antagomiR,分别20 nmol/L)处理L02肝细胞24 h,Western blot法检测蛋白和磷酸化蛋白的表达,定量RT-PCR检测mRNA的表达,葡萄糖试剂盒检测培养液中葡萄糖含量。结果: miR-106b模拟物可明显增加磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的蛋白表达(P均＜0.01)、增加磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(PCK1)的mRNA表达(P＜0.01)、降低葡萄糖激酶(GCK)的mRNA表达(P＜0.01)。miR-106b抑制剂可显著降低PEPCK和G6Pase的蛋白表达(P均＜0.01)、降低PCK1的mRNA表达(P＜0.01)、增加GCK的mRNA表达(P＜0.01)。此外,miR-106b模拟物或抑制剂可显著降低或增加信号转导和转录激活子3(STAT3)的蛋白表达(P均＜0.01)。STAT3特异性抑制剂可显著拮抗miR-106b抑制剂对肝细胞葡萄糖异生的抑制作用。结论: miR-106b通过抑制STAT3信号通路而增加肝细胞葡萄糖异生。     

IPBES工作进展及我国对策建议

作为生物多样性保护领域的首个政府间机制, 生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)正在对全球生物多样性和生态系统保护政策的制定和实施产生重要影响, 其评估成果大大提升了全球决策者对生物多样性的关注。2019年4月, IPBES在法国巴黎召开第七次全体会议, 会议总结了第一轮工作方案(2014-2019)各目标的实现情况, 通过了第二轮工作方案(2019-2030), 为未来10年重点工作和评估方向提供指导。本文结合两轮工作方案的具体目标, 分析研判了IPBES工作及评估进展, 对各成员国主要观点进行了梳理, 提出了中国的应对策略。IPBES评估发现, 人类面临的生物多样性问题越来越多元化、复杂化, IPBES正通过发布一系列的评估报告, 将生物多样性保护问题进一步主流化、政治化。我们建议, 作为全球生物多样性最为丰富的国家之一, 中国应该充分认识到IPBES的作用, 积极参与有关进程, 加强跨部门跨学科协助, 促进国际合作与交流, 提升我国在生物多样性领域相关谈判中的主动权和话语权。     

乳腺癌细胞QSOX1的CRISPR/Cas9基因编辑及其对增殖侵袭的影响研究*

目的:乳腺癌细胞的恶性增殖和易于侵袭转移特性与其对患者的危害直接相关,因此,探究其产生的分子机制,对其有效防治具有重要意义。静息巯基氧化酶-1(QSOX1)是巯基氧化酶家族成员之一,有研究证明其对细胞内蛋白质折叠过程中二硫键形成及细胞外基质的形成发挥重要作用。由于QSOX1在乳腺癌和胰腺癌等多种癌细胞中过表达,将探索QSOX1对乳腺癌细胞过度增殖和侵袭转移方面的可能作用。方法:通过利用CRISPR/Cas9技术构建QSOX1基因敲除和敲入的乳腺癌细胞模型,检测分析QSOX1对乳腺癌细胞MCF-7的分裂增殖、侵袭迁移能力等方面的影响。结果:利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了QSOX1基因敲除和敲入的乳腺癌MCF-7细胞株,其与对照野生型组细胞相比,QSOX1基因敲除株的增殖能力显著下降,癌细胞在体外的迁移和侵袭能力受到明显抑制;而QSOX1基因敲入株的增殖能力和体外迁移侵袭能力却明显有提高。结论:初步揭示了QSOX1在癌症发生与发展中的作用,为进一步阐明其作用的分子机制和设计靶向药物奠定了重要基础。     

再生水补给河道内芦苇的光谱特征及其对水体氮和磷含量的响应

再生水是城市景观河湖的重要补给水源, 然而再生水中含量较高的氮和磷营养盐会引起水体富营养化, 破坏水生态平衡。以再生水补给的潮白河为研究区, 运用高光谱技术分析了挺水植物芦苇(Phragmites australis)叶片的光谱特征, 并结合水质数据, 通过拟合模型, 探究了芦苇对再生水中氮和磷的响应关系。结果表明, 各采样点水体的总氮(TN)和总磷(TP)含量分别介于1.85-18.16 mg·L^-1及0.01-0.36 mg·L^-1之间, 叶绿素a (Chl a)和溶解氧(DO)含量的范围分别为0.60-47.45 μg·L^-1与4.24-11.4 mg·L^-1。水体富营养化较为严重, 但仍处于富氧环境。多重方差分析表明, 不同采样点之间水体的TN、TP和Chl a含量差异显著(P<0.05)。由光谱反射率及反射率一阶导数曲线可知, 水体TN含量越高, 叶片光谱在可见光区的反射率越小, 红边位置也越向波长长的方向移动(即红移)。相关分析表明, 水体TN和TP含量与吸光度值log(1/R)在可见光区的相关性较强, 且TN与log(1/R)的相关系数高于TP。芦苇叶片光谱可在一定程度上区分水体TN含量差异, 但TP对光谱特征的影响模式不明显。光谱指数与水体TN含量之间的拟合模型中, 基于光化学指数(PRI)、修正叶绿素吸收指数(MCARI)和导数叶绿素指数(DCI)的模型能够解释水体TN含量变化的62.4%-70.9% (P<0.05), 可用于再生水氮含量的定量监测。该研究证明了植物光谱技术在水体富营养化监测上的可行性, 为保障再生水修复河道水质和生态安全提供了科学依据。     

Species-specific responses to drought,salinity and their interactions in Populus euphratica and P. pruinosa seedlings

干旱和盐胁迫是严重的非生物胁迫因子,限制植物的生长和生产力,特别是在沙漠地区。本研究采用两种沙漠杨树—胡杨(Populus euphratica)和灰杨(P. pruinosa)幼苗,比较它们对干旱、盐胁迫和两者交互胁迫的耐受性。研究了在干旱、盐胁迫和交互胁迫下,胡杨和灰杨在生长、光合能力和色素含量、非结构性碳水化合物浓度、Cl⁻分配、渗透调节和活性氧积累等方面的物种特异性响应。研究结果表明, 与胡杨相比,灰杨在干旱、盐胁迫,特别是交互胁迫下表现出更高的生长抑制作用,光合作用下降,气孔关闭和活性氧积累,抗氧化酶活性和渗透调节能力下降。此外,在盐胁迫下,胡杨限制了盐从根部向叶片的转运,并且向粗根分配的Cl⁻较多,向叶片分配的Cl⁻较少,而灰杨向叶片分配较多的Cl⁻。表明这两种杨树存在着物种特异性变化,在干旱、盐胁迫,特别是交互胁迫下,灰杨受到更大的负面作用。因此,在未来干旱和盐胁迫加重的气候环境下,在生态恢复和植树造林时,应考虑这两种杨树对干旱和盐胁迫的物种特异性响应和耐受性。