四种生态型芦苇叶中离子分布对生境的生理适应

采用X射线微区分析技术 ,测定了 4种生态型芦苇 (Phragmitesaustralis (CaV .)Trin .exSteud .)叶的表皮泡状细胞、叶肉细胞和叶脉维管束鞘细胞离子的含量。结果表明 :沼泽芦苇的鞘细胞内 ,K 、Na 、Ca2 、Mg2 和Cl-分布均较叶肉细胞和泡状细胞高。沙丘芦苇的泡状细胞中Ca2 分布较叶肉细胞和鞘细胞高 ,而Mg2 在其叶肉细胞 ,以及K 、Na 和Cl- 在其鞘细胞内分布均较高。在轻度盐化草甸芦苇的叶肉细胞内分布较多的Na 和Mg2 ,而在鞘细胞内K 、Ca2 和Cl- 的分布均较叶肉细胞和泡状细胞为高。重度盐化草甸芦苇的泡状细胞内Na 和Mg2 的分布较多 ;同样 ,在叶肉细胞中K 、Ca2 和Cl- 的分布也较多。最后 ,讨论了上述各种离子在不同生态型芦苇叶内分布的状况 ,以及与其环境适应的生理意义。     

高性能微区X射线荧光光谱仪在寒武纪特异保存软躯体化石研究中的探索:以腕足动物化石为例*

随着国家对基础研究的日趋重视,我国的古生物学,包括早期生命和寒武纪大爆发研究取得了长足的进步,研究手段和仪器设备日益改善和提高,例如扫描电子显微镜(SEM)和X射线显微断层成像技术(Micro-CT)的使用已经十分广泛。本研究以我国滇东地区寒武纪澄江化石库和乌龙菁组关山生物群特异保存的腕足动物化石为例,运用高性能微区X射线荧光光谱仪对化石标本和围岩的成分进行了定性和半定量分析。由于X射线有一定的穿透能力,且生物体与围岩的组成元素不同,因此对标本的定性分析可快速清晰地显示出某些生物体在光学显微镜下未显示出的生物解剖结构;对化石中化学元素(Na-U)和化合物的半定量分析数据可大致揭示澄江生物群与关山生物群沉积矿物元素的区别,并且筛选出更适合用于高精度元素分析的标本。微区X射线荧光光谱仪在测试和扫描前对样品普遍不用进行前期处理,可用于样品表面扫描和微区分析,操作快捷、有效,加之其较大的样品台空间,是一种先进的高灵敏度、非破坏性的元素分析手段,能为对比研究诸如澄江生物群与关山生物群等不同时代生物群的特异埋藏条件和沉积环境提供新的信息。     

四种生态型芦苇叶中离子分布对生境的生理适应

采用X射线微区分析技术,测定了4种生态型芦苇(Phragmites australis (CaV.) Trin. exSteud.)叶的表皮泡状细胞、叶肉细胞和叶脉维管束鞘细胞离子的含量.结果表明:沼泽芦苇的鞘细胞内,K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-分布均较叶肉细胞和泡状细胞高.沙丘芦苇的泡状细胞中Ca2+分布较叶肉细胞和鞘细胞高,而Mg2+在其叶肉细胞,以及K+、Na+和Cl-在其鞘细胞内分布均较高.在轻度盐化草甸芦苇的叶肉细胞内分布较多的Na+和Mg2+,而在鞘细胞内K+、Ca2+ 和Cl-的分布均较叶肉细胞和泡状细胞为高.重度盐化草甸芦苇的泡状细胞内Na+和Mg2+的分布较多;同样,在叶肉细胞中K+、Ca2+和Cl-的分布也较多.最后,讨论了上述各种离子在不同生态型芦苇叶内分布的状况, 以及与其环境适应的生理意义.     

生物薄试样X射线显微定量分析技术的有效性研究

为了探讨生物薄试样的X射线显微定量分析(EPMA)技术的有效性,本文对Cliff-Lorimer因子(k因子)的计算值和EPMA测定值做了比较。结果显示生物试样中的一些主要元素如Cl,K,Ca的Cliff-Lorimer因子的计算值和EPMA测定值吻合得很好;还对不同含硫蛋白质试样中元素硫浓度计算值与EPMA测定值,及不同Ca²⁺含量试样中Ca²⁺浓度EPMA测定值与原子吸收光谱测定值做了比较。分别获得相关系数为0.994和0.989。这些结果说明用EPMA分析生物薄试样的结果是可以信赖的。     

酵母菌细胞的超微结构及其功能

近年来,由于细胞分离技术的进步,可以从细胞中分离出各种细胞器;由于电子显微镜技术的发展,逐步查明了各种细胞器的超微结构。同时,细胞化学,放射自显影术,元素分析等方法与电子显微镜技术的结合,使我们得以探索各类物质在细胞内的分布状况。     

蜈蚣草羽叶中砷及植物必需营养元素的分布特点

采用同步辐射X射线荧光(SRXRF)分析了砷超富集植物蜈蚣草羽叶中As及6种植物必需营养元素的分布特点, 以及各元素分布之间的相互关系. 结果显示, 元素在羽叶中的分布与其迁移能力有密切的关系. As在羽叶中的分布表明, 蜈蚣草羽叶中As具有较强的木质部运输和木质部卸载能力. 植物体内移动性较强的大量元素K的分布与As最为相似, 而移动性较弱的Fe和Ca的分布与As呈相反的趋势.     

应用X光荧光法检测硫的化学位移和研究病毒感染植物中硫状态的改变

应用双晶X光荧光光谱仪研究生理性和病理性植物组织中某些元素的分布特征已有报道。本研究工作中采用日本国东芝厂出品的AFV701型双晶X光荧光光谱仪,测定并比较了植物感染病毒前、后的叶片中,不同硫状态相对比例的改变。应用此仪器首先测定各种标准硫化物硫状态的化学位移数值,在确定标准图谱及可分性之后,再测定感染蚕豆萎蔫病毒(BBWV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、芜菁花叶病毒(TuMV)的茄、苋色藜、烟草和萝卜等四种寄主植物的显症病叶中不同硫状态的相对比例。发现应用此技术能明显地区别出病态植物与健康植物中硫状态相对比例的变化差异。     

观察植物内部结构的计算机摄影术

..X射线计算机摄影术(CT),是依据物体内部密度的差异,导致X射线强弱不同的原理,从而产生二维(2D)的图像,以及由此重建成三维(3D)密度图。目前医学上所使用的X射线扫描仪,是利用非致命性的X-射线能量,由此产生的低分辨率的图像,而在其它学科和工业方面,则可使用高分辨率(高能量)的扫描仪。例如这项技术主要用于地球科学领域,同时也已用于对化石内部结构无损伤的研究,以及土壤中植物根系发育的研究等。然而,值得注意的是,最近X-射线CT已被英国邱园的科学家用于植物解剖学的研究领域。这种技术最显著的特点在于,对观察材料无损伤和三维图…     

六盘山鸡爪大黄葸醌类化合物积累特征的研究

采用多种组织化学方法研究了六盘山鸡爪大黄营养器官中蒽醌类化合物的积累特征。结果显示：蒽醌类化合物在根中分布于周皮的木栓层和栓内层、次生维管组织的维管射线和根中央的部分木薄壁细胞内,且维管射线是根中贮藏和积累蒽醌类化合物的主要组织;在根茎中分布于周皮的木栓层和栓内层、次生维管组织的形成层和维管射线,以及髓的异常维管束射线中,且维管射线是根茎中贮藏和积累蒽醌类化合物的主要组织;在茎中主要分布于表皮、近表皮皮层和维管束的维管束鞘及其薄壁细胞,大型和小型维管束之间和周围的部分薄壁细胞,以及髓射线中有不同程度的分布;在叶中主要积累在叶柄的表皮、叶柄和大叶脉的部分基本组织、维管束的部分薄壁细胞等部位。结果表明,六盘山鸡爪大黄的根和根茎是蒽醌类化合物贮藏和积累的主要器官,维管射线是其贮藏和积累的主要组织,而且各营养器官中蒽醌类化合物积累的数量与植物各相关器官组织的发育程度、细胞中含淀粉粒的多少存在着一定的相关性。     

不同发育阶段斑马鱼胚胎对X射线辐射敏感性差异

目的:考察X射线对斑马鱼早期胚胎发育的影响,探讨其影响机制.方法:用X射线照射不同发育时段的斑马鱼胚胎,统计死亡率和畸形率;应用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术检测X射线对胚胎DNA损伤的影响;采用DCFH-DA测定胚胎活性氧;总抗氧化能力(T-AOC)测定;结果:X射线照射对斑马鱼胚胎发育有明显的影响,能够导致胚胎发育畸形如围心腔水肿、脊柱扭曲、尾部弯曲等多种畸形甚至死亡;检测X射线对斑马鱼胚胎DNA损伤时,发现X射线照射对胚胎中的DNA能够产生明显的损伤,且DNA损伤程度随胚胎发育的进行而减弱;胚胎经X射线照射后活性氧的产生增加;胚胎总抗氧化能力随着胚胎发育的进行而逐渐增强;结论:X射线照射明显影响斑马鱼胚胎发育,并造成胚胎细胞DNA损伤,发育早期胚胎敏感性高;发育后期胚胎对X射线敏感性降低,可能与胚胎细胞抗氧化能力增强有关.     

六盘山鸡爪大黄蒽醌类化合物积累特征的研究

采用多种组织化学方法研究了六盘山鸡爪大黄营养器官中蒽醌类化合物的积累特征.结果显示:蒽醌类化合物在根中分布于周皮的木栓层和栓内层、次生维管组织的维管射线和根中央的部分木薄壁细胞内,且维管射线是根中贮藏和积累蒽醌类化合物的主要组织;在根茎中分布于周皮的木栓层和栓内层、次生维管组织的形成层和维管射线,以及髓的异常维管束射线中,且维管射线是根茎中贮藏和积累蒽醌类化合物的主要组织;在茎中主要分布于表皮、近表皮皮层和维管束的维管束鞘及其薄壁细胞,大型和小型维管束之间和周围的部分薄壁细胞,以及髓射线中有不同程度的分布;在叶中主要积累在叶柄的表皮、叶柄和大叶脉的部分基本组织、维管束的部分薄壁细胞等部位.结果表明,六盘山鸡爪大黄的根和根茎是蒽醌类化合物贮藏和积累的主要器官,维管射线是其贮藏和积累的主要组织,而且各营养器官中蒽醌类化合物积累的数量与植物各相关器官组织的发育程度、细胞中含淀粉粒的多少存在着一定的相关性.     

新型蛋白转导域PTD4的细胞内转导及其组织分布

目的:合成新型蛋白转导域PTD4,研究其细胞内穿膜效应及在体组织分布。方法:设计并采用固相合成法合成新型蛋白转导域PTD4,用FAM(羧基荧光素)进行标记,采用高效液相色谱仪(HPLC)和质谱仪测定其纯度与相对分子质量;采用荧光倒置显微镜和激光扫描共聚焦显微镜观察其在细胞内的穿膜情况;采用裸鼠活体成像观察穿膜肽在体内的组织分布及代谢特性,并切片观察各组织器官的分布情况。结果:合成了新型蛋白转导域PTD4,纯度为95.76%,相对分子质量为1776.5;PTD4在体外的穿膜效应有时间与浓度依赖性,约24 h代谢完毕,且共聚焦显微镜细胞层扫证实穿膜肽进入胞内;尾静脉注射的PTD4在裸鼠体内可迅速分布于各组织器官,但组织分布不均一,且有时间与浓度依赖性,6 h后荧光强度下降了大半,且腹腔注射方法不如尾静脉注射的穿膜效率高。结论:采用Fmoc固相肽合成法可成功合成蛋白转导域PTD4;PTD4能高效穿透细胞膜,穿膜效应呈时间与浓度依赖性;PTD4在体内能迅速分布于各组织细胞。     

增强UV-B辐射对小麦根尖细胞游离钙离子分布的影响

以小麦根尖为材料,利用低温装载法在根尖细胞中成功地装载了酯化形式的钙离子荧光指示剂fluo-3/AM,利用激光共聚焦显微技术检测了增强UV-B辐射后小麦根尖细胞内游离钙离子荧光强度的分布,并对胞质内游离钙离子浓度进行了测定.结果表明:(1)对照组小麦根尖细胞内钙离子荧光主要分布于细胞胞质周缘;而经UV-B辐射处理后,细胞内钙离子荧光不仅分布在胞质周缘,且在细胞壁与胞间隙可观察到大量钙离子荧光.(2)对单个细胞内钙离子荧光强度进行测定,发现UV-B处理使细胞胞质内游离钙离子浓度明显升高.     

一株胞内合成纳米磁性颗粒菌株的筛选及鉴定

【目的】从聊城东昌湖湖水中分离纯化出一株可合成纳米磁性颗粒的菌株,将其命名为TZ-1。【方法】对该菌株进行形态学研究、分子生物学鉴定,将TZ-1菌株合成的纳米磁性颗粒进行提取纯化,并对菌体和纳米磁性颗粒进行透射电镜(transmission electron microscope,TEM)观察、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)元素分析,对纳米磁性颗粒进行X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析。【结果】经鉴定TZ-1属于伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.)。透射电镜下菌体为杆状,易聚集,有明显的单生鞭毛,有荚膜,在TEM下观察菌体内部有两种电子致密颗粒,较小颗粒分布在菌体细胞膜附近,近似多边形,大小约为60 nm,较大颗粒分布在菌体内部,大小约为180 nm,表面有膜包裹。扫描电镜(SEM)下细胞为杆状,大小与TEM下测量结果一致。SEM下对磁性颗粒进行元素分析,主要为Fe、P、O。根据TEM、SEM、XRD结果推测菌体可合成纳米磁性颗粒。【结论】分离纯化出的菌株TZ-1可合成纳米磁性颗粒,磁性颗粒X射线衍射结果分析知TZ-1合成的纳米磁性颗粒为单斜晶体,主要成分为Fe3(PO4)2·8H2O和Fe3O4。     

陆地棉雌蕊的花粉管生长途径中钙分布的超微细胞化学定位

用焦锑酸盐沉淀法对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)授粉前后的柱头、花柱、珠孔与珠心组织中的钙进行了超微细胞化学定位。X射线波谱与能谱分析证明所定位的沉淀确系焦锑酸钙。观察结果表明:在整个花粉管生长途径中的雌蕊组织,钙分布均较其它相邻组织密集;钙主要分布在细胞壁与胞间基质等质外体系统中。在雌蕊中生长的花粉管,其尖端细胞器区也有丰富的钙。     

砷在药用植物三七根部组织及其亚细胞分布特征

采用同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)与亚细胞分布研究相结合的方法,从细胞组织微区及亚细胞分布层面首次揭示了药用植物三七(Panax notoginseng)受砷(As)的毒害作用。研究结果表明,三七根部的As元素多集中在表皮组织中,且有向维管束运转的趋势;细胞液是As主要富集的亚细胞组分,用20 mg·L~(-1)As处理的三七细胞液中As含量约为不加As的200倍;分析三七主根亚细胞组分的As含量与营养液As浓度的曲线拟合方程,确定了营养液As浓度直接影响细胞液组分的As含量;各组分所占比例从大到小表现为:细胞液细胞壁细胞质,20 mg·L~(-1)As处理的细胞液中砷含量约占三组分总量的65.78%,达到最高比例,细胞壁和细胞器中则始终维持较低的砷浓度。     

X射线对我国两种典型土壤中微生物活性及群落结构的影响

【目的】X射线断层扫描技术(X-ray micro-Computed Tomography,micro-CT)能够原位、无损伤的解析土壤物理结构,有望与土壤微生物研究结合,以有助于更好的了解土壤生态系统。由于土壤的高度异质性,X射线扫描和土壤微生物分析应为同一样品,但是关于X射线扫描后的土壤样品是否兼容土壤微生物分析却鲜有报道,即X射线扫描是否影响土壤微生物的活性及群落尚未明确。【方法】本研究采集我国华北地区潮土和亚热带红壤,利用平板计数、微量热技术和高通量测序技术研究了X射线扫描对可培养微生物数量、土壤微生物的代谢热和群落结构的影响。【结果】X射线辐射显著降低了2种土壤中活体细菌的数量,同时微生物的代谢活性也发生改变;在分子水平上,基于细菌16S r RNA基因的高通量数据显示2种土壤的细菌多样性指数发生了变化,而其群落结构均无改变。【结论】X射线断层扫描技术并不兼容土壤微生物功能的研究;但可兼容基于分子生物学的微生物群落结构分析。     

活细胞RNA动态成像技术进展

RNA是生命“中心法则”的主要成员,广泛参与细胞内各种生命活动. RNA在活细胞内的区室定位和动态过程与RNA功能息息相关.因此,需要开发活细胞内RNA成像技术,追踪RNA时空动态过程,原位阐明RNA活性和功能,进一步解析RNA相关生命过程和疾病的关系.本文系统阐述两大活细胞RNA成像体系:(i)RNA发夹:荧光蛋白体系;(ii)荧光响应RNA适配体:小分子探针体系.并介绍其他可用于动态示踪RNA的技术,概述不同技术在追踪活细胞RNA方面的特点和问题,讨论RNA动态成像技术未来的发展方向.     

白背飞虱体内金属元素的含量动态及模拟分析

摘要: 为明确金属元素在白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)体内的分布及其含量动态, 将白背飞虱长翅成虫在实验室中用超纯水分别饲养0, 24, 48, 96 h后测量其体重变化; 并用电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)检测各个处理虫体内12种金属元素(Cu, Zn, Cd, Mn, Ca, Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb)的含量。以白背飞虱整个体重(W)、 有机体组织重量(O)、 体内可排泄内容物重量(E)及可排泄内容物排出体外的速率(r)为参数, 构建其体重变化的修正指数模型W_t=O+E(1-r)^t。基于白背飞虱体内金属元素总含量(WC_t)为有机体组织内含量(OC)和可排泄内容物中含量(EC)按两者百分率(OP_t和EP_t)加权之和, 即WC_t=OC·OP_t+EC·EP_t, 分别估计白背飞虱体内组织和可排泄内容物中金属元素含量。模拟分析结果表明： Cu, Zn, Cd, Mn和Ca这5种元素在白背飞虱组织内的含量显著高于其可排泄内容物中的含量(P<0.05), 表明这些金属元素可被昆虫有机体组织吸收、 积累, 并稳定地存在于昆虫的有机体组织之中。Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb这7种元素在白背飞虱有机体组织内的含量与其可排泄内容物中的含量接近, 其在有机体组织中和可排泄内容物中的分布差异不显著(P>0.05), 以相对平衡状态存在于白背飞虱有机体组织和可排泄内容物中。该分析方法可能为其他小型和微型昆虫体内金属元素的分布、 积累、 排泄的研究提供借鉴。     

江西瑞昌石灰岩山地淡竹林植物元素分布与吸收特征

为探究石灰岩山地淡竹林植物养分分布与吸收特征,辨析其与群落功能地位的关系,该研究通过测定江西瑞昌石灰岩山地淡竹林建群种淡竹(Phyllostachys glauca),伴生种胡颓子(Elaeagnus pungens)、油茶(Camellia oleifera)和枸骨(Ilex cornuta)不同器官9种元素含量,对比分析了元素分布与吸收特征。结果表明:(1)淡竹各器官大量元素(N、P、K、Ca、Mg)分布规律为叶根茎,微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu)分布规律为根叶茎;其叶中N [(18.82±1.16) g·kg-1]、P [(1.17±0.19) g·kg-1]、Fe [(1.01±0.09) g·kg-1]元素含量高;各器官的元素生物吸收系数大小顺序与元素含量一致。(2)伴生种植物大量元素分布与生物吸收系数顺序均为叶茎根。微量元素在器官的分布顺序因物种而异,油茶叶的Mn含量最高,为(1.88±0.18) g·kg-1,而Ca、Mg、Zn元素在枸骨茎中富集最多。(3)群落上层植物淡竹和光照条件较好的胡颓子各元素含量及分配规律相近,而林下植物油茶和枸骨元素含量与之相比相差较大。研究认为,淡竹林建群种和伴生种在元素分布和吸收特征的差异与群落光照条件密切相关。