异源表达多巴脱羧酶促进大肠杆菌从头合成多巴胺

多巴胺是多种天然抗氧化药物生物合成的前体物质,在人体内作为神经递质调控中枢神经系统的多种生理功能,常用于多种类型休克的临床治疗。目前,通过微生物合成技术已经实现了多巴胺的从头合成,但是合成效率很低。针对该问题,在左旋多巴 (l-DOPA) 大肠杆菌工程菌基础上,利用不同拷贝数质粒表达野猪Sus scrofa来源的多巴脱羧酶基因Ssddc,实现了葡萄糖到多巴胺的生产。为了进一步提高多巴胺合成效率,从100个候选基因中筛选出5个多巴脱羧酶基因进行测试,其中来源于人Homo sapiens多巴脱羧酶基因Hsddc的工程菌摇瓶发酵的多巴胺产量最高,达到3.33 g/L;而来源于果蝇Drosophila melanogaster多巴脱羧酶基因Dmddc的工程菌摇瓶发酵的左旋多巴残余量最低,仅有0.02 g/L;这两株工程菌分批补料发酵表明,多巴胺的产量可以分别达到13.3 g/L和16.2 g/L,左旋多巴残余量分别是0.45 g/L和0.23 g/L。将多巴脱羧酶基因Dmddc和Ssddc分别整合到基因组上,获得遗传稳定的工程菌,在分批补料发酵条件下,多巴胺产量最高达到17.7 g/L,是目前国内外报道的最高产量。     

植物生长抽梢期和气候因子对株高生长影响

利用西双版纳热带植物园的热带植物物候观测资料和气候资料,通过对热带植物株高生长偏差、生长抽梢期和气候因子的分析,探讨了三者的关系。结果表明,热带植物生长抽梢期变长不一定影响株高生长,而且与株高生长偏差的关系也小于气候因子与株高生长偏差的关系。同时,热带植物生长抽梢期对气候因子和株高生长偏差之间关系的贡献很小。因此,可以认为热带植物的生长期对植被生产力的促进作用较弱。     

高湿环境对大鼠免疫功能的影响

目的：观察高湿环境下大鼠免疫功能的变化,并探讨其意义,为进一步研究相关影响机制奠定基础。方法：将30只sD大鼠随机分为3组（n：10）：分别为常温常湿组、湿化20d组和40d组。湿化模型组用人工环境气候箱模拟高湿环境,在90％的湿度条件下进行处理,并于第20天、40天分别处死,收集外周血和脾脏,用流式细胞术检测大鼠外周血和脾脏的T淋巴细胞的百分率。结果：湿化20d大鼠外周血CD3’％为52．91±6．27,CD4％为37．80±4．11,CD8＋％为14．85±3．73,CD4＋／CD8’为2．72±0．82,除CD3％外与常温常湿组均有显著性差异（P〈0．05）,而40d组外周血T淋巴细胞亚群数据均无统计学差异。湿化各组脾脏T淋巴细胞的百分率与常温常湿组差异不大,20d组CD8’％为6．23±2．87,有显著性差异（P〈0．05）。血清检测结果显示,高湿组IgG、IgA、IgM均未见显著变化,而20d组c3显著升高。结论：在高湿环境下,初期大鼠的免疫自稳状态发生变化,免疫功能升高,随着时间的推移,机体通过自我的调整,可能逐渐习服,免疫功能逐渐降低到正常水平。     

西双版纳区域气候变化对植物生长趋势的影响

目前全球变暖已经致使地球上生物群系的格局发生了显著的变化。高纬度地区的植物生长由此变得更加活跃,而热带地区植物生长的趋势仍然是一个具有争论的问题。西双版纳热带植物园地处中国西南地区,20世纪70年代以来,这里气候发生了显著的变化,其气温以每10年0.18℃的速度上升。本研究利用西双版纳热带植物园中的48种热带植物（28科）的株高生长数据（1974～2003年）来分析其对西双版纳区域气候变化的长期变化响应,通过对株高与气候因子的相关分析选出对植物株高生长影响最大的气候因子。结果表明,植物在研究期间的株高生长年间波动比较强烈,但没有表现出明显的趋势;植物的株高生长主要受到干热季（3、4月份）的日照时数（负）与月均最低气温（正）所影响,而干热季正是这些植物每年开始萌叶的时期;另外,降雨并没有对引种植物株高生长产生显著的影响;从2个关键因子的长期变化趋势来看,西双版纳气候变化将有利于保护植物的生长,进而将有利于植物园内热带植物的保护与保存。     

引种保护植物对西双版纳极端冷年的春季物候响应

气温被普遍认为是春季物候期最主要的控制因子之一,然而低温对植物物候的影响效应一直都存在不同的观点。西双版纳由于地处热带地区的北缘,其气温相对于赤道附近的热带地区较低。自1959年以来,西双版纳热带植物园引入了来自世界各个热带地区的4万余种植物进行保护,之前的研究证明西双版纳的低温对这些引种植物的生长有很大影响。因此,1974年西双版纳出现的极端低温势必对引种植物造成极大威胁,同时也是对这些植物低温适应能力的一个考验。通过对比43种引种植物物候期（生长抽梢期与开花期）在1974年与常年的差异情况,分析不同来源（热带亚洲、热带美洲与热带非洲）引种植物对西双版纳低温的适应性。结果表明,经历西双版纳1974年初的极端低温之后,使81%的引种植物生长抽梢期提前,同时也造成35%的引种植物在该年没有开花;而植物生长抽梢提前的主要原因则是极端低温以及低温过后气温迅速回升。引种植物均能顺利度过1974年的最冷时期,并出现生长抽梢物候,这意味着引种植物在经历极端低温之后都能够进行正常的生长活动,但极端低温对引种植物繁殖活动的不利影响大于其对生长活动的影响;引种植物对西双版纳极端低温的适应能力由大到小顺序依次为：亚洲来源植物〉美洲来源植物〉非洲来源植物。因此在迁地保护植物的选择过程中,应多选择亚洲热带植物,其次为美洲热带植物,而对非洲热带植物的引入则需谨慎考察。     

西双版纳热带植物园引种植物个体适应性研究

本研究通过比较引种植物和本土植物的生长状况,主要是果熟现象,讨论了引种植物对引种目的地的适应性。中国科学院西双版纳热带植物园,引种和保存了国内外万种以上的热带和亚热带植物,并对多种引种植物进行了长期连续生长监测。本文统计分析了其中观测4年以上的569个编号的引种植物生长适应状况。结果表明：1）引种植物基本适应植物园的环境,但是不同气候区来源的植物适应性表现不同,不同地区来源植物适应性顺序为：热带亚洲植物〉亚热带和热带北缘植物／热带非洲植物〉热带澳洲植物〉热带美洲植物;2）不同科属植物个体适应表现也有差别,无患子科,蝶形花科,楝科和紫葳科等的植物个体适应性和本土植物比较相似,而大戟科植物个体适应性和本土植物差异最大;3）分析表明引种植物对植物园的适应受到来源地气候和区系起源两个因素的影响;4）紫蒇科,桃金娘科和含羞草科的一些引种植物个体果熟年比高于本土植物,其入侵性有待于进一步入评估。     

西双版纳热带植物园引种植物物候特征比较

迁地保护是生物多样性保护的重要手段之一,前期的植物引种研究呵为迁地保护提供必要的理论支持。通过对西双版纳热带植物园内不同来源的引种植物和本地植物的4个物候期（萌叶期、落叶期、开花期和果熟期）分布格局及其气候影响因子进行对比,阐明引种植物对环境的适应性和对策。结果表明,引种植物比本地植物萌叶生长盛期更长,但对低温和干旱更加敏感的引种植物,在旱季其落叶比例明显高于本地植物,而3、4月由于气温的回升,使引种植物和本地植物在雨季之前就进入了萌叶盛期。而在繁殖物候方面,由于受气候因子影响较小,引种植物和本地植物的开花期和果熟期格局季节性表现都不明显。且规律性不强。总体上,各来源地的引种植物能根据环境的改变形成相应的生长与繁殖适应对策,可较好地适应西双版纳的环境。     

引种保护植物对西双版纳极端冷年的春季物候响应

气温被普遍认为是春季物候期最主要的控制因子之一,然而低温对植物物候的影响效应一直都存在不同的观点。西双版纳由于地处热带地区的北缘,其气温相对于赤道附近的热带地区较低。自1959年以来,西双版纳热带植物园引入了来自世界各个热带地区的4万余种植物进行保护,之前的研究证明西双版纳的低温对这些引种植物的生长有很大影响。因此,1974年西双版纳出现的极端低温势必对引种植物造成极大威胁,同时也是对这些植物低温适应能力的一个考验。通过对比43种引种植物物候期(生长抽梢期与开花期)在1974年与常年的差异情况,分析不同来源(热带亚洲、热带美洲与热带非洲)引种植物对西双版纳低温的适应性。结果表明,经历西双版纳1974年初的极端低温之后,使81%的引种植物生长抽梢期提前,同时也造成35%的引种植物在该年没有开花;而植物生长抽梢提前的主要原因则是极端低温以及低温过后气温迅速回升。引种植物均能顺利度过1974年的最冷时期,并出现生长抽梢物候,这意味着引种植物在经历极端低温之后都能够进行正常的生长活动,但极端低温对引种植物繁殖活动的不利影响大于其对生长活动的影响;引种植物对西双版纳极端低温的适应能力由大到小顺序依次为:亚洲来源植物美洲来源植物非洲来源植物。因此在迁地保护植物的选择过程中,应多选择亚洲热带植物,其次为美洲热带植物,而对非洲热带植物的引入则需谨慎考察。     

芳香族化合物微生物代谢工程研究进展

代谢工程从20世纪90年代初期发展至今已有近30年历史,对微生物菌种改良和选育工作起到了极大的推动作用。芳香族化合物是一类可以通过微生物发酵生产的化学品,广泛应用于医药、食品、饲料和材料等领域。利用代谢工程手段对莽草酸和芳香族氨基酸合成途径进行理性改造,微生物细胞可以定向地大量积累人们需要的各种芳香族化合物。笔者对近30年来国内外代谢工程改造微生物合成各种芳香族化合物的研究策略和生物合成途径进行了梳理和总结,以期为开展相关研究提供参考。     

动态物候模型发展及其在全球变化研究中的应用

物候模型可以通过环境因子预测植物物候期,是植物物候学一个重要内容。其中,试图反映生物过程的动态物候模型往往预测比较准确,因此这类物候模型有助于探讨植物在全球变化中的响应。本文把动态物候模型分为3大类,温度物候模型、冷激物候模型和其它物候模型,阐述了每个模型的基本原理和假设,重点论述了常见的温度物候模型.提出物候模型的真实性和广泛性还需要进一步提高,并介绍了温度物候模型在全球变化中运用的几个代表案例,指出目前的物候模型研究刚刚起步,还有许多方面需要进一步深入和开拓。