解析2009年度诺贝尔生理学或医学奖——端粒与端粒酶

美国加州大学旧金山分校的伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth H. Blackburn）、约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德（Carol W. Greider）和马萨诸塞州总医院的杰克·绍斯塔克（Jack W. Szostak）,因为“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”,而获得2009年度诺贝尔奖生理学或医学奖。这个结果已在很多人的意料之中。因为端粒和端粒酶的发现揭示了线性染色体末端复制的机制,以及端粒和端粒酶在保护染色体及维持遗传稳定性中的中心作用。端粒和端粒酶的发现为科学家认识并探索衰老和肿瘤的发生机制开辟了新领域,对预防和治疗衰老及与衰老相关的疾病（如肿瘤）具有重要科学和应用意义。     

不同来源腐植酸与活性氧自由基的相互作用

以ESR波谱仪为工具,利用自旋捕集技术研究不同来源腐植酸与黄嘌呤氧化酶体系和人多形核白细胞(PMN)呼吸暴发产生的超氧阴离子自由基(O₂^-·)及Fenton反应生成的羟自由基(·OH)的相互作用,发现大骨节病病区和非病区的腐植酸对·OH自由基的产生表现促进作用,而对O₂^-·自由基则表现清除作用.而泥炭腐植酸对O₂^-·和·OH均显示清除作用,明显不同于大骨节病病区和非病区腐植酸的行为,认为腐植酸诱导大骨节病的过氧化损伤应主要是通过羟自由基反应而引发的.     

Simulation of forest net primary production and the effects of fire disturbance in Northeast China

 森林净初级生产力(NPP)是衡量陆地碳源/汇的重要参数, 准确地估算森林生态系统的NPP, 同时通过引入干扰因子以期更加完整地描述生态学过程及其响应是目前森林生态系统碳循环研究的重点。因此, 该研究基于北方生态系统生产力(BEPS)模型, 结合遥感数据和气象数据等模拟2003年东北林区NPP; 将BEPS模型模拟的结果作为整合陆地生态系统碳收支(InTEC)模型的参考年数据, 模拟东北林区1901–2008年的NPP, 并在InTEC模型中加入林火干扰数据, 模拟大兴安岭地区1966–2008年的森林NPP。结果显示: 在1901年, 东北林区NPP平均值仅为278.8 g C·m^–2·a^–1, 到了1950年, NPP平均值增加到338.5 g C·m^–2·a^–1, 2008年NPP平均值进一步增加到378.4 g C·m^–2·a^–1。其中长白山地区的NPP平均值始终最高, 大兴安岭次之, 小兴安岭始终最低。到了2008年, 大、小兴安岭和长白山地区的NPP平均值都有较大涨幅, 其中涨幅最高的是长白山地区, 达到200–300 g C·m^–2·a^–1; 东北三省中, 黑龙江和吉林的NPP平均值和总量都比较高, 辽宁相对较低, 但相比于1901年的涨幅最高, 达到70%; 重大火灾(100–1000 hm²)对NPP的影响不是很大, 而特大火灾(>1 000 hm²)的影响比较大, 使NPP下降幅度达到10%左右, 其他火灾年份, NPP增长迅速并保持在较高水平; 对火灾面积在100 000 hm²以上的4个年份的NPP进行分析, 发现NPP平均值都大幅度下降, 其中1987年下降幅度最大, 为11%以上。     

尖峰岭热带山地雨林生物量及碳库动态

利用从1983年以来, 2块固定样地清查数据(P8302, P9201)对尖峰岭热带山地雨林生物量和碳源汇大小进行估算, 并探讨该森林碳源汇大小与环境因子的关系. 结果表明, 基于林分生物量、主要树种各组分碳含量而估算的碳密度, P8302样地在(223.95±45.92)~ (254.85±48.86) Mg C/ha间变动, 平均为(243.35±47.64) Mg C/ha; 而P9201样地在(201.43± 29.38)~(229.16±39.2) Mg C/ha间变动, 平均为(214.17±32.42) Mg C/ha. 林分碳源汇的年际变化较大, 多年平均碳汇为(0.56±0.22) Mg C·ha⁻¹·a⁻¹, 与非洲和美洲热带森林的碳汇量((0.62± 0.23) Mg C·ha⁻¹·a⁻¹)相近, 表明尖峰岭热带雨林具有一定的碳汇能力. 碳源汇的大小与暴雨次数和干旱月份次数呈现二次曲线的变化趋势, 暴雨次数和干旱月份次数是尖峰岭热带山地雨林碳源汇大小的两个关键影响因子.     

人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析

研究了宽叶香蒲Typha latifolia人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性.历时10年的监测结果表明该系统能有效地净化铅锌矿废水.未处理的废水含有高浓度的有害金属,Pb(11.5 mg·L-1),Zn(14.5 mg ·L-1),Cd(0.05 mg·     

番茄丛矮病毒p19蛋白抑制转录后基因沉默作用机制

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是真核生物体内由双链RNA（double—stranded RNA）介导的同源RNA降解现象。在细胞内,长的dsRNA被Dicer酶切割成21～26核苷酸（nucleotide,nt）的小干扰RNA（small interfering RNA或short interfering RNA,siRNA）;siRNA与多种蛋白结合后形成RNA诱导沉默复合物（RNA—induced silencing complex,RISC）,同时解链;有活性的RISC可在siRNA的指引下与互补的转录物结合,并导致RNA的降解,     

外源H2O2和·OH对大麦幼苗根系线粒体膜脂和流动性的伤害

以大麦(HordeumvulgareL.)为材料,研究了外源H2O2和*OH对大麦根系呼吸速率、线粒体膜流动性和膜脂脂肪酸组成的影响。结果表明,10mmol/LH2O2或·OH处理4d,大麦幼苗根系呼吸速率和线粒体膜脂不饱和脂肪酸含量及脂肪酸不饱和指数下降,线粒体膜脂荧光强度增加,膜流动性下降,且H2O2或·OH处理浓度(在0.1～10mmol/L范围内)越高,膜脂流动性下降越明显。H2O2和·OH处理的同时加入同浓度的抗坏血酸(AsA)和甘露醇,膜流动性明显增强或恢复。     

干旱胁迫下La3+在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度La3+叶喷小麦整株幼苗后,随着干旱处理时间的延长,除对叶片相对含水量没有影响外,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O-·2和H2O2的产生速率均有影响,其变化趋势与不加La3+叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较,变化曲线上升部分却下降,下降部分却略有升高.表明La3+可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量,抑制O-·2产生速率,减少叶片中H2O2积累,阻止Fe2+的继续生成,限制了由Fe2+催化的Haber-Weiss和Fenton反应中底物O-·2和生成·OH的生成速率,使小麦叶片中·OH产生量相对减少,降低了叶细胞膜脂过氧化水平,减轻膜伤害,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害.     

格氏栲天然林与人工林凋落叶分解过程中养分动态

通过对中亚热带格氏栲天然林 (natural forest of Castanopsis kawakamii, 约150a)、格氏栲和杉木人工林 (monoculture plantations of C. Kawakamii and Cunninghamia lanceolata,33年生) 凋落叶分解过程中养分动态的研究表明,各凋落叶分解过程中N初始浓度均发生不同程度的增加后下降;除格氏栲天然林中其它树种叶和杉木叶P浓度先增加后下降外,其它均随分解过程而下降;除杉木叶外,其它类型凋落叶的Ca和Mg浓度呈上升趋势;凋落叶K浓度均随分解过程不断下降.养分残留率与分解时间之间存在着指数函数关系xt=x0e-kt.凋落叶分解过程中各养分释放常数分别为N(kN) 0.678～4.088;P (kP) 0.621～4.308;K(kK) 1.408～4.421;Ca (kCa) 0.799～3.756;Mg (kMg) 0.837 ～ 3.894.除杉木叶外,其它凋落叶分解过程中均呈kK>kP>kN>kMg>kCa的顺序变化.各林分凋落叶的年养分释放量分别为N 10.73～48.19kg/(hm2·a),P 0.61～3.70kg/(hm2·a),K 6.66～39.61kg/(hm2·a),Ca 17.90～20.91kg/(hm2·a),Mg 3.21～9.85kg/(hm2·a).与针叶树人工林相比,天然阔叶林凋落叶分解过程中较快的养分释放和较高的养分释放量有利于促进养分再循环,这对地力维持有重要作用.     

用脉冲辐解法研究海胆苷对DNA碱基损伤的修复作用

利用脉冲辐解技术研究了从中草药皱褶马先蒿(Pedicularis plicata Max-im)中提取的海胆苷(echinocoside)对胸腺嘧啶阴离子自由基的修复作用.海胆苷属于苯丙素苷的多酚类化合物.根据瞬态吸收谱分析,发现海胆苷能快速有效地对胸腺嘧啶阴离子自由基进行修复,其机理为电子自胸腺嘧啶阴离子自由基向海胆苷快速转移.通过详细的动力学计算,得出电子转移反应速率达1.45×10⁹dm³.·mol^-1·S^-1     

中国东部木荷-米槠林的生物量和地上净初级 生产力

运用样方重叠和树干解析法测定了浙江天童木荷-米槠群落生物量及生产力. 结果表明, 群落总生物量为(225.3±30.1) t/hm², 其中地上部分占72.0%, 地下部分占28.0%, 87.2%分配于乔木层; 萌枝生物量较小, 其中95.0%以上分布于灌木层. 群落地上部分生产力为(386.8±98.9) g·m⁻²·a⁻¹, 其中96.0%以上分配于乔木层, 树干对生产力的贡献最大, 叶的贡献率最小. 中国亚热带常绿阔叶林群落生物量与林龄差异较大, 本研究的52年生木荷-米槠群落生物量低于中国亚热带常绿阔叶林生物量的平均水平, 也较低于世界其他常绿阔叶林生物量水平, 而且其生产力低于模型估算结果, 表明该群落在没有干扰的影响下, 群落生物量和生产力发展潜力较大.     

多形核白细胞产生的NO和O2-自由基主要形成 ONOO-

用ESR自旋捕集技术研究了人多形核白细胞(PMN)受促癌剂佛波醇(PMA)刺激产生O₂^-和NO自由基的相互作用.发现加L-精氨酸使在PMA刺激PMN体系中捕捉到的O₂^-明显减少,加N^G-甲基精氨酸(NGMA)使在PMA刺激PMN体系中捕捉的O₂^-明显增加.用黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶和光照核黄素体系证明,加L-精氨酸使PMA刺激PMN产生NO^-·自由基与O₂^-结合生成ONOO^-是加入L-精氨酸使PMA刺激PMN体系捕捉的O₂^-减少的主要原因,并且推算了加入不同浓度L-精氨酸PMN产生NO^-·自由基的量.用羟基自由基清除剂和ONOO^-氧化DMPO和DMSO及其对pH的依赖关系,证明了ONOO^-分解并没有直接生成羟基自由基.用依赖鲁咪诺的化学发光法研究了人多形核白细胞受促癌剂PMA刺激产生NO^-·自由基动力学过程.另外,用化学合成的NO^-·自由基和过氧亚硝基在模型体系研究了它们的ESR和化学发光特征.说明PMA刺激PMN生成的NO^-·和O₂^-自由基反应形成的ONOO^-是引起化学发光的主要形式.     

Survivin特异性SiRNA提高鼻咽癌移植瘤放射敏感性

目的：研究Survivin特异性SiRNA（small interfering RNA）对鼻咽癌移植瘤的放疗增敏作用,探索提高鼻咽癌疗效的新方法。方法：Survivin特异性SiRNA转染鼻咽癌5-8F细胞系,培养48h后,采用RT-PCR、流式细胞仪（flow cytometry,FCM）分别检测Survivin mRNA和蛋白在5-8F细胞中表达。将Survivin基因特异性SiRNA转染5-8F细胞,培养24h后,用剂量为6GY的放射线处理,培养6h后,收集细胞,进行裸鼠皮下接种,50d后处死裸鼠,对移植瘤进行分析。结果：Survivin特异性SiRNA能有效抑制5-8F细胞中Survivin表达。Survivin特异性SiRNA组,Survivin表达阳性率12.37±1.86%,与对照组阳性率91.93±1.3%和阴性对照组阳性率92.43±2.34%比较,差别具有显著性（p〈0.01）。特异性SiRNA加放射组移植瘤（0.03±0.03g）显著小于特异性SiRNA组（0.28±0.02g,p〈0.01）与阴性SiRNA加放射组（0.17±0.02g,p〈0.01）。结论：Survivin特异性SiRNA增强了鼻咽癌5-8F细胞移植瘤的放射敏感性。     

哺乳动物中作用于非编码RNA的RNA编辑研究进展

RNA编辑是RNA转录过程中序列变化而引起的一种基因动态调控机制。腺苷脱氨酶（adenosine deaminases acting on RNA, ADAR）参与RNA编辑,将双链RNA中腺苷残基（A）转化为肌苷（I）,接着被转录和拼接成鸟苷（G）。由ADAR催化,作用于RNA的A-I型RNA编辑是人类最常见的转录后修饰。近年来,这种修饰不仅存在于编码RNA中,在非编码RNA（noncoding RNA, ncRNA）中也逐渐被发现,如microRNA（miRNA）、小分子干扰RNA（siRNA）、转运RNA（tRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。这种修饰可能通过对microRNA和mRNA之间结合位点创造或破坏,进而影响ncRNA的生物起源、稳定性和靶向识别功能。目前,对这种生物现象的机制及ADAR底物,尤其是在ncRNA中的特性仍然没有得到充分的认识。主要对哺乳动物中ncRNA上的RNA编辑进行总结,并列举一些阐明其生物学功能的计算方法。     

海南岛尖峰岭热带山地雨林土壤和凋落物呼

采用CI-301 PS红外CO2测定系统对海南岛尖峰岭热带山地雨林土壤和凋落物的呼吸进行测定结果表明,原始林土壤呼吸速率昼夜变化表现为多峰曲线,最高峰在20oo,在1200和400～600出现2个次高峰,平均呼吸速率为10.6853μmol·m2·s-1;更新林土壤呼吸速率变化大,平均为14.7536 μmol·m-2·s1,高峰主要在1300和200;凋落物分解过程在林地CO2排放总量中贡献很少,仅占1.741%～2.831%;原始林凋落物CO2排放量明显比更新林大,而各层的排放比例不一样,原始林是b层(半分解凋落物及腐殖质层)＞a层(未分解凋落物层),更新林是b层＜a层;森林凋落物覆盖层对林地土壤CO2排放起到减缓的屏蔽作用;林地土壤呼吸与环境因子的关系较复杂,原始林土壤呼吸速率除与大气CO2浓度有关外,主要是时间节律影响,以及与气温变化有关,与大气湿度关系不明显;更新林地除与大气CO2浓度和时间节律有关外,气温、湿度影响力增大.     

RNA干扰在疾病治疗方面的应用研究

RNA干扰是由双链RNA引起的序列特异的基因沉默现象。由于RNA干扰能在细胞组织及动物模型中沉默疾病相关基因,因此,RNA干扰也是各种疾病治疗的有效手段。在哺乳动物细胞内诱导RNA干扰可以通过导入小干扰RNA（siRNA）,或是以质粒、病毒为载体表达短的发夹RNA（shRNA）而实现。本文介绍了RNA干扰在疾病治疗方面的应用,并就其面临的挑战进行讨论。     

贡嘎山峨眉冷杉原始林及其更新群落凋落物的特征

1998～2001年对贡嘎山峨眉冷杉[Abiesfabri(Mast.)Craib]原始林及其更新林凋落物的数量、凋落特征进行了观测和分析.结果显示,峨眉冷杉原始林的年均凋落量为2.777t/(hm2·     

广西澄江喀斯特湿地沉水植物碳、氮、磷化学计量特征

沉水植物是水生生态系统中重要的初级生产者。当前有关沉水植物生态化学计量特征的研究主要集中在非喀斯特区,而在喀斯特区的相关研究较为缺乏。因此,以广西澄江喀斯特典型湿地中的7种沉水植物为研究对象,分析沉水植物地上部分及底泥的碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征。结果显示,（1）7种沉水植物地上部分总碳、总氮和总磷平均含量最大值均出现在小茨藻（Najas minor）分别为（325.4±5.01） g/kg、（33.07±1.59） g/kg和（3.79±0.16） g/kg;C ： N、C ： P、N ： P平均值分别为10.14±0.18、96.23±3.56和9.47±0.32,C ： N最大值（11.89±0.54）出现在苦草（Vallisneria natans）,C ： P和N ： P最大值（113.27±18.14和11.13±1.63）均出现在穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）。（2）底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷含量平均值分别为（15.05±0.56） g/kg、（2.06±0.08） g/kg、（0.58±0.01） g/kg、（162.53±9.16） mg/kg和（21.73±0.86） mg/kg,有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷的平均含量最大值均出现在小茨藻（N.minor）分别为（18.54±1.04） g/kg、（2.55±0.25） g/kg、（0.66±0.03） g/kg、（214.82±32.05） mg/kg和（26.37±3.31） mg/kg;底泥的C ： N、C ： P和N ： P平均值分别是7.33±0.14、25.7±0.72和3.53±0.09,C ： N、C ： P和N ： P最大值分别出现在金鱼藻（Ceratophyllum demersum）（7.45±0.32）、小茨藻（N. minor）（28.29±1.29）和黑藻（Hydrilla verticillata）（3.89±0.25）。（3）沉水植物的地上部分总碳与底泥的有机碳和总氮均呈显著负相关性;沉水植物的地上部分总氮与底泥有机碳、碱解氮、C ： P均呈显著正相关性;沉水植物地上部分C ： N、C ： P均与底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮、C ： P、N ： P呈显著负相关,表明不同喀斯特湿地沉水植物和底泥之间的养分耦联性不同。本研究为喀斯特湿地生态系统生态化学计量学研究提供理论依据。     

Optimization and evaluation of vegetation photosynthesis and respiration model using the measurements collected from the forest site of subtropical coniferous-evergreen

 碳循环模型参数的确定和优化对生态系统净CO₂交换(NEE)的模型计算至关重要。该文利用2010–2012年ChinaFLUX千烟洲站点的通量观测资料, 对植被光合呼吸模型(VPRM)的参数进行了优化。通过比较两种不同的拟合方案, 发现利用传统光响应方程得到的参数不适用于VPRM, 而利用模型自身反演方案拟合得到的参数最大光量子效率(λ)达0.203, 大于C₃植物平均值, 但与其他相关研究结果吻合。采用VPRM模型反演方案优化得到的参数后, VPRM能较准确地模拟千烟洲站不同季节的NEE。其对全年半小时NEE模拟的平均误差为–0.86 μmol·m^–2·s^–1, 相关系数为0.72。模型可准确地模拟生长旺季NEE平均日变化, 但低估了非生长旺季白天吸收峰值约52%。通过个例分析发现, VPRM模型可以准确模拟晴天条件下NEE的时间变化, 但对阴雨天条件下NEE的模拟还存在较大的不确定性。该研究将有助于进一步改进CO₂通量及浓度的区域数值模拟。     

一种简便、快速测定鹅膏多肽毒素的方法--抑芽法

低浓度（5-10ngml-1）的鹅膏毒肽(amatoxins)能专一性抑制RNA聚合酶Ⅱ的活性,高浓度（为RNA聚合酶Ⅱ103-104倍的浓度）也能抑制RNA聚合酶Ⅲ的活性,因而影响细胞mRNA的转录和蛋白质的合成,抑制种子的萌发和生长。根据此原理我们建立了一种以植物种子萌发试验检测鹅膏毒肽的方法,称之为"抑芽法"（bud-inhibitedassay）。该方法简便、实用、准确。操作流程45℃干燥至恒重的鹅膏菌等子实体菌盖;水提法提取毒素并用氯仿沉淀蛋白质等;粗毒液浓度为0.025-0.05gml-1干子实体;萝卜或绿豆种子培养温度为28℃,培养时间为24-72h。绿豆芽下胚轴生长被抑制率在95%以上,可能为鹅膏毒肽含量高的剧毒鹅膏菌;当被抑制率在60-80%,可能为鹅膏肽含量较低的微毒鹅膏菌;当被抑制率在30%以下时,可能是不含鹅膏菌肽的鹅膏菌。