碳量子点对模式植物拟南芥的生物效应研究

以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为材料,从生理及分子层面研究碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)对拟南芥生物效应的影响。结果显示,CQDs能被拟南芥根部吸收并连续运输到叶片,对种子萌发率无明显影响,但能显著促进幼苗主根伸长和株重的增加。幼苗叶片叶绿体中色素含量随CQDs浓度的升高而显著降低。脯氨酸与丙二醛含量随CQDs浓度的升高呈先上升后下降趋势。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随CQDs浓度的升高呈先上升后下降趋势,在抗氧化酶系统中起主导作用;叶片内源过氧化氢(H_2O_2)的积累随CQDs浓度的升高而升高,具有显著的浓度依赖效应。与其他纳米材料处理不一样的是,硫同化及胁迫相关基因在CQDs处理后表达量下调,这可能与CQDs粒子本身的特性有关。     

碳点的生物成像研究进展

作为新型荧光纳米材料的一员,碳点(Carbon Dots,CDs)因其良好的荧光稳定性,无光闪烁现象,低毒性,良好的生物相容性,激发波长和发射波长可调控等优异的性能,在生物成像领域吸引了众多的关注。为了更系统地了解CDs生物成像研究的最新进展,方便科研人员掌握研究的动态,本文就CDs的生物成像研究进行了综述。本文在大量整理和分析最新有关CDs生物成像研究的基础上,通过比较、对比各研究的优缺点和异同,对CDs在肿瘤细胞检测、磁共振成像等领域的研究进展进行了综述,并提出了有待解决的问题和应用前景。     

碳量子点的合成、表征及应用

对碳量子点的常用合成方法、表征手段及应用情况进行介绍。碳量子点是一种以碳元素为主体的新型荧光纳米材料,具有光学性能优良、细胞毒性低、生物相容性好、易于功能化和成本低廉等优点,在生物和医药领域具有广阔的开发前景。     

CdS/ZnS量子点对秀丽隐杆线虫的生物安全性研究

随着工农业的发展,各类材料如纳米材料、重金属材料应用,及其他一些生物质类材料的积累,对生物体的生长发育和繁殖等都有着较明显的生理毒理效应。只有对这些材料的生物效应有了清楚的了解才能正确地使用而避免它对人体产生毒副作用。本试验以秀丽隐杆线虫为研究对象,从生长发育到基因水平,考察了CdS/ZnS量子点对的生物安全性。研究发现CdS/ZnS量子点暴露不仅对秀丽隐杆线虫的体长、头部摆动以及身体弯曲等生物行为有不同程度的抑制作用,而且对线虫细胞毒性相关基因、胁迫相关基因以及细胞生长发育相关基因的表达也有一定的影响。当CdS/ZnS量子点的暴露浓度为3.33 nmol/L,线虫体长、头部摆动以及身体弯曲分别从空白组的(0.64±0.072)mm,(55.94±7.17)次/min和(9.95±2.42)次/20 s降到(0.48±0.099)mm,(15.83±6.76)次/min和(7.72±1.12)次/20 s;而GST-1,daf-21,HSP-16.4等基因表达分别增加了15.33, 19.51和35.01倍。本研究为量子点在应用过程中的生物安全性研究提供理论依据。     

碳量子点抗菌活性的研究进展

碳量子点（Carbon quantum dots,CQDs）是一种新型碳纳米材料,具有独特的性质,逐渐得到广泛关注。由于CQDs主要是通过“自下而上”的方法制备,其表面具有更加丰富多样的基团,因此更容易衍生化和功能化,进而更容易得到具有特殊性质和功能的CQDs。同时,CQDs在水溶性、可修饰性、耐光漂白等方面具有明显的优势,并且还兼具低生物毒性和良好的生物相容性,使其在生物成像、生物传感和生物分子/药物传递等方面具有潜在的应用价值。随着CQDs研究的增多,各种不同功能化的CQDs得到发展,并被越来越多地用于抗菌方面。根据CQDs目前在医学领域的发展,本文对CQDs在抗菌方面的最新研究进展作一综述。     

基于鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究

本研究以鞣花酸为原料,在碱性条件下,采用便捷的超声法制备了碳量子点(CQDs),并用紫外光谱法和荧光光谱法研究了该CQDs与西咪替丁之间的相互作用,研究发现以该CQDs为荧光探针可以测定西咪替丁(CMTD)的含量。研究结果：鞣花酸(0.089 4 mol/L)与氢氧化钠溶液(0.100 0 mol/L)以1:3的比例混合后,在50℃下超声4 h得出的荧光碳量子点与西咪替丁结合,可以使碳量子点的荧光信号减弱。其浓度在1×10^-8～1×10^-7mol/L范围内与碳量子点荧光信号强度的减少值ΔF成良好的线性关系,相关系数r为0.996 42。以此提出用鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究,该方法简便高效,可应用于样品中西咪替丁含量的测定,S_RSD范围为0.86%～1.06%;回收率范围为98.18%～103.2%。     

量子点荧光探针在生物成像中的应用进展

量子点荧光探针是近几年发展起来的一种新型荧光标记物,拥有荧光染料及荧光蛋白所不能比拟的独特优势,已经在细胞功能研究及细胞表面和内部功能分子的探测、组织的成像和病灶的定位等方面得到了较为广泛的应用。本文对量子点的光学特性、生物化修饰及其在生物成像等方面的应用进展进行了较为详细的介绍,并展望了其应用发展。     

碳离子束辐照拟南芥介导外源基因转移的研究

采用700keV或4.0MeV碳离子束辐照拟南芥种子,通过对样品的显微摄影,发现随着辐照剂量的增加,碳离子束对种子表面的损伤逐渐加剧,特别是在4.0MeV碳离子束辐照下,当剂量达到1×1014ions·cm-2后,种皮局部逐渐被刻蚀殆尽,甚至造成种皮局部破裂。对拟南芥种子进行台盼蓝染色后的显微观测显示,碳离子束辐照可以导致拟南芥种皮细胞着染,在剂量较大的情况下,部分皮下细胞也可着染,表明碳离子束可作用到皮下细胞,为外源基因提供导入的通道。GUS基因导入后的组织化学检测表明:质粒pCAMBIA1301能够进入4.0MeV碳离子束辐照后的拟南芥种子,并在种子和幼芽中获得瞬间表达。     

量子点生物传感体系用于胆碱酯酶抑制剂检测的研究进展

量子点是一种具有独特性质的纳米材料,近年来被广泛应用于传感领域。对高毒性胆碱酯酶抑制剂类化合物进行灵敏检测一直是传感领域的一个研究热点。我们就偶联标记型和非标记型两种传感策略,对量子点生物传感体系用于胆碱酯酶抑制剂检测的研究工作进行了综述。     

拟南芥AtJ50基因表达特性的研究

以拟南芥野生型和AtJ50∷GUS转基因株系为材料,通过半定量RT-PCR和GUS组织化学染色法探索AtJ50基因的时空表达特性.结果表明:(1)AtJ50基因在根、茎、叶、花和果实中都有表达,花和叶中表达最高,茎和根中次之,成熟的长角果中几乎没有表达;随着植株的成熟和衰老,AtJ50基因的表达量逐渐下降.(2)半定量RT-PCR法分析结果表明,AtJ50基因表达受0.2 mol·L-1的NaCl诱导,随着NaCl处理时间的延长表达量增加,12 h后表达量达到最高,24 h后又有所下降;水分胁迫也可诱导AtJ50基因的表达,水分胁迫0.5 h后AtJ50基因表达量开始增加,1 h后达到最高,2 h后又开始下降.     

细菌卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥菜中的高效表达

报道了细菌Xanthobacter autotrophicus编码卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥菜中的高效表达。以土壤农杆菌介导将该基因整合到拟南芥菜基因组中,经数代筛选得到了转基因纯合种子,Northern印迹和气相色谱检测表明,转基因的表达程度很高,酶量占细胞总可溶性蛋白的8%,酶活力达7.8mU·ml^-1提取物。转基因植株在含二氯乙烷的培养基上不能生长。     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA,通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后,将其构建到原核高效表达载体pET30a( )上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达,继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究.实验结果表明,植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达,纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性,其活性最适温度为45℃.通过GC-MS分离检测,可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系,这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能.     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA, 通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后, 将其构建到原核高效表达载体pET30a(+)上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达, 继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。实验结果表明, 植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达, 纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性, 其活性最适温度为45℃。通过GC-MS分离检测, 可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系, 这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能。     

Parental environmental effects on life history traits in Arabidopsis thaliana (Brassicaceae)

Environmentally induced maternal effects on offspring phenotype are well known in plants. When genotypes or maternal lineages are replicated and raised in different environmental conditions, the phenotype of their offspring often depends on the environment in which the parents developed. However, the degree to which such maternal effects are maintained over subsequent generations has not been documented in many taxa. Here we report the results of a study designed to assess the effects of parental environment on vegetative and reproductive traits, using glasshouse-raised maternal lines sampled from natural populations of Arabidopsis thaliana . Replicates of five highly selfed lines from each of four wild populations were cultivated in two abiotic environments in the glasshouse, and the quality and performance of seeds derived from these two environments were examined over two generations. We found that offspring phenotype was strongly influenced by parental environment, but because the parental environments differed with respect to the time of seed harvest, it was not possible to distinguish clearly between parental environmental effects and the possible (but unlikely) effects of seed age on offspring phenotype. We observed a rapid decline in the expression of ancestral environmental effects, and no main environmental effects on progeny phenotype persisted in the second generation. The mechanism of transmission of environmental effects did not appear to be associated with the quantity or quality of reserves in the seeds, suggesting that environmental effects may be transmitted across subsequent generations via some mechanism that generates environment-specific gene expression.     

模式植物拟南芥开花时间分子调控研究进展

植物从营养生长到生殖生长的转变是开花发育的关键,在合适的时间开花对植物的生长和繁衍极为重要,植物开花时间的调控对农业生产发展意义重大。植物开花是由遗传因子和环境因子协同调节的一个复杂过程。近年来,对不同植物开花调控的研究,特别是对模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.）的开花调控研究取得了显著进展,已探明开花时间分子调控的6条主要途径分别是光周期途径、春化途径、自主途径、温度途径、赤霉素途径和年龄途径。各遗传调控途径既相互独立又相互联系,构成一个复杂的开花调控网络。本文综述了模式植物拟南芥开花时间调控分子机制相关研究的最新进展,并对未来的研究进行了展望。     

CfGST转基因拟南芥抗寒性和叶肉细胞超微结构研究

CfGSr基因克隆于加拿大森林害虫云杉蚜虫的幼虫基因组。研究CfGST转基因拟南芥表型特征,以及低温条件下叶肉细胞超微结构与存活率。结果表明,与野生型拟南芥相比,CfGSr转基因拟南芥的茎粗、叶宽,植株高度、分枝数、荚果数皆降低,生长速度减慢。低温（5±1）℃处理后,转基因拟南芥叶片的叶绿体和线粒体膜结构完整清晰,存活率提高25．14％。     

油菜素内酯不敏感型的拟南芥突变型筛选

自1979年Grove等首次从油菜（＆．wM－。。WL·）花粉中分离出油菜素内酯（brassinolide,BR）以来,人们已在该激素的生理反应和对植物生长发育等方面进行了许多研究（Kalinich等1985,Mandava1988,吴登如和赵硫橘1993）。但由于这类激素在10－'mol／L浓度水平就能诱导大豆、水稻等多种植物细胞的生长和分裂（Sasse1991）,而且在植物体内含量极低,因此用传统的方法研究它的作用方式非常困难。目前,利用激素突变体来研究激素代谢及其分子机制已有不少成功的例子,如生长素（Keily和Bradford1986,Lincoln等1990）、赤霉素（Singh…     

拟南芥室内培养技术

本文报道了室内培养拟南芥的一些简便易行的改进技术.采用我们改进的营养土、蛭石、素沙混合培养介质和直播方式培养拟南芥,并根据其生物学特性在温度、空气湿度、土壤水分和光照等方面给予适当管理,能培养出生长更健壮、更好地满足实验要求的拟南芥植株.此外还介绍了播种、浇水、生育期调节、种子保存、病虫害防治和防混杂等环节的一些技巧措施.与其他培养方法相比,此法不仅简便、效果好,而且适合较简易的培养条件.     

生态因子及其交互作用对拟南芥(Arabidopsis thaliana)表型可塑性的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)两种基因型(ws-0和col-0)材料,采用复因子混合水平正交试验设计开展盆栽实验,研究了土壤盐分、土壤水分、光照强度、去叶处理等生态因子及其交互作用对受试植株18个表型特征的影响.结果表明生态因子对植物表型可塑性的影响是有针对性的:土壤水分主要影响植物体构件数目;土壤盐分主要影响生物量、角果数及种籽总数等直接反映植株适合度的表型特征;光照条件则主要影响植物的物候表型特征.植物体表型可塑性的方向随水分梯度的变化而发生改变.生态因子交互作用对植物表型可塑性的影响效果不是各因子独立作用的简单加和:对某个表型特征都有显著影响的两个生态因子其交互作用对该特征可能没有影响;反之,受两个生态因子交互作用影响显著的表型特征也可能不受它们的独立影响.在对生态因子交互作用作出响应时,col-0的9个特征表现出可塑性,而ws-0仅有4个表型是可塑的;同一基因型内彼此相关的表型特征在可塑性上也具一致性.抽苔时莲座叶数与角果平均籽粒数不受任何生态因子及其交互作用的影响,这两个表型作为数量特征而未表现出可塑性.