美国国家植物基因组计划资助情况分析

美国植物基因组计划（National Plant Genome Initiative,NPGI）于1998年正式启动,该计划在美国国家科学基金会（NSF）的支持下,成立了由美国农业部（USDA）、能源部（DOE）、国立卫生研究院（NIH）、国家科学基金会（NSF）、科学与技术政策办公室（OSTP）、管理与预算办公室（OMB）和美国国际开发署（USAID）等组成的植物基因组跨机构工作组（Interagency Working Group on Plant Genomes,IWG）,IWG每5年制定一项5年计划来指导协调基因组研究工作。对1998～2009年期间,美国国家科学基金会（NSF）资助国家植物基因组计划（NPGI）的目标、经费、项目变化情况进行了分析,以期得到某些启示和借鉴。     

保护行为学: 正在兴起的保护生物学分支学科

过去的30年里, 人们利用动物行为的进化生物学方法来解决保护实践中遇到的问题, 行为学、行为生态学与保护生物学相结合, 产生了保护生物学的一个新分支学科--保护行为学。保护行为学的研究目的是: 从物种保护实践中发现环境对动物行为的影响以及行为的生态适应性, 并把动物行为学和行为生态学理论应用到物种保护实践中, 从而促进物种保护工作。目前全球有10%的物种濒临灭绝, 生物多样性保护日趋紧迫, 保护行为学的诞生为行为学和保护生物学研究带来了新的机遇, 也表明行为学家和保护生物学家正在担负起挽救濒危物种的使命。不久的将来, 保护行为学及其相关学科将更加繁荣。     

Praxis and possibilities in school science education

D. H. Jennings published in Journal of Biological Education, 14 (3), 223-230, which commented on the Association for Science Education's consultative document Alternatives for Science Education and the Royal Society discussion paper Science and the Organisation of Schools in England.     

低氧暴露所致大鼠骨骼肌萎缩的蛋白转化调节机制

目的 对比低氧暴露和常氧下配对低氧摄食干预(半饥饿状态)下大鼠骨骼肌蛋白质合成和分解相关基因表达的差异,以探讨低氧暴露诱导骨骼肌萎缩发生的可能机制。方法 SD大鼠分为:①常氧正常饮食组(C组);②低氧正常饮食组(H组),氧气浓度为12.4%;③常氧配对饮食组(P组),投食量即为H组前一天摄食量。4周干预后测量大鼠体成分,取比目鱼肌(SOL)和趾长伸肌(EDL),称量湿重;HE染色观察肌纤维形态,计算肌纤维横截面积(FCSA);WB测试骨骼肌中HIF1α、Akt、p-Akt及骨骼肌蛋白合成和分解相关基因蛋白含量。结果 1)H组大鼠体重较C组持续下降,P组与C组间无显著性差异;干预初期H组(P组同)摄食量较C组显著下降,后期两组间无差异;(2)干预后,H组大鼠体质量和肌肉总量较C组和P组显著性降低,P组与C组间无差异;H组两肌肉湿重较C组显著下降;H组EDL的FCSA显著低于C组和P组;(3)H组EDL中HIF1α蛋白含量显著高于C组;H组和P组SOL中p-Akt/Akt比值显著低于C组;H组EDL中mTOR、4EBP1蛋白含量显著低于C组,atrogin1、MuRF1、beclin1蛋白含量及LC3Ⅱ/Ⅰ比值显著高于C组,H组SOL中MuRF1蛋白含量显著高于C组和P组。结论 低氧所致的骨骼肌萎缩由低氧特异性因素诱发,表现为以快肌为主的骨骼肌蛋白合成减少和分解增加,而非低氧下摄食量减少引起。     

关注学科前沿，促进学术交流——站在新起点的2009年Science China: Life Sciences

《中国科学》杂志英文版生命科学辑Science China: Life Sciences在2009年进行了全面的改革,贯彻“关注学科前沿,促进学术交流”的编辑出版方针,刊发了5个前沿学科专题,包括基因组学研究,非编码RNA与RNA组学,高致病性禽流感病毒,表观遗传学,干细胞——从分子病理到临床应用,发表了近200篇学术论文,使刊物从形式到内容都展现了一个新的水平．以此为标志,刊物正站在一个前进的新起点,以全新的态势开始其发展的新里程．就此对已发表的一些重要学术论文作一简要回顾和评述．     

小鼠cofilin2蛋白的原核表达及纯化

[目的]构建小鼠cofilin2原核表达载体并纯化表达产物。[方法]以胚胎期小鼠心脏组织的c DNA为模板PCR扩增cofilin2基因,经酶切连接表达载体PGEX-4T-1后转化入大肠杆菌E. coli BL21感受态细胞中,利用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达及优化,利用SDS-PAGE凝胶电泳,考马斯亮蓝R-250进行染色,检测GST-cofilin2的表达情况。通过谷胱甘肽树脂(Glutathione Resin)亲和层析进行纯化,最后通过Western Blot进行验证。[结果]PCR成功扩增cofilin2基因,双酶切及测序结果表明p GEX-4T-1-cofilin2原核表达载体构建成功,SDS-PAGE鉴定表明,在22℃、200μmol/L的IPTG能诱导出大量可溶性的GST-cofilin2蛋白,分子量为43 k Da。Western Blot验证得到纯化的GST-cofilin2。[结论]成功构建小鼠cofilin2原核表达载体,纯化得到的重组小鼠cofilin2蛋白可用于后续的生物学研究。     

一种耐铀植物促生菌的筛选及促生特性研究

采用富集培养法和LB平板法从铀尾矿污染区蓼科植物酸模根部中筛选和分离一株具有较强铀耐受能力的细菌菌株,通过特征反应和平均吸光度法分析其生长特性和不同培养条件下植物促生特性。结果表明:该菌株可在铀浓度350 mg/kg(土)条件下生长。具有较强的分泌IAA能力,普通条件下24 h产IAA 40.21 mg/L,最佳产IAA条件为温度为35℃,pH 7,转速为150 r/min,氮源为酵母膏,碳源为甘油;兼具ACC脱氨能力,普通条件下24 h产ACC酶活为0.32 U/μg,最佳的ACC酶活条件为温度为30℃,pH 7,转速180 r/min。结合形态学特征,生理生化初步特征和16s rDNA序列确定菌株为木糖氧化无色杆菌。不同铀浓度的盆栽实验接种该菌种能使苜蓿干重分别提高17.9%-110.4%;对铀的富集率分别提高12.2%-180.6%。     

柞蚕小热休克蛋白20.1的基因鉴定及免疫功能研究

热休克蛋白(HSP)是一类广泛存在于各类生物中的具有分子伴侣功能的蛋白质。近年来研究发现HSP与机体许多功能如免疫、凋亡、衰老等密切相关。柞蚕(Antheraea pernyi)小热休克蛋白20.1(Aphsp20.1)基因的开放读码框长度为534bp,编码178个氨基酸。序列比对结果表明,柞蚕小热休克蛋白20.1属于HSP20家族。组织定量显示这Aphsp20.1在中肠和脂肪体分布较高。此外用大肠杆菌Escherichia coli及Micrococcus luteus病原微生物注射入5龄3天柞蚕幼虫后,发现Aphsp20.1的基因表达菌明显上调。另外体外抑菌试验结果发现纯化后的蛋白也具有一定的抑菌作用。该研究表明ApHSP20.1在柞蚕的免疫功能中具有重要作用,该研究不仅为我们进一步了解更加复杂的高等生物天然免疫反应提供一些相关的研究线索;而且对柞蚕天然免疫的研究有利于更好地理解昆虫自身的免疫系统,为保护益虫防治害虫提供重要依据。     

短梗千金藤,越南防己科新记录种（英文）

报道了越南防己科(Menispermaceae)一新记录种:短梗千金藤(Stephania brevipes Craib)。据文献记载,该种仅分布于泰国,现首次在越南发现其分布。本种与粪箕笃(S.longa Lour.)形态相近,但叶宽三角状卵形至三角状扁圆形,雄花序小,腋生或生于无叶的茎上,总梗较短,花萼淡黄色,花瓣红紫色,内果皮外部沟数目较少而与后者不同。还提供了该种详细的形态学描述、图版、分布及生态学等信息。凭证标本保存在越南国立自然博物馆标本馆(VNMN)和中国科学院华南植物园标本馆(IBSC)。     

The Use of the Microcomposter to Study the Dynamics of a Mini-Ecosystem

In this activity, students learn about the important topic of invasive species, specifically Zebra Mussels. Students role-play different characters in a real-life situation: the trial of the Zebra Mussel for unlawful disruption of the Great Lakes ecosystem. Students will also learn about jurisprudential inquiry by examining the trial process. This activity will reinforce important knowledge and skills underscored in the Life Science and Science in Personal and Social Perspectives Standards in the National Science Education Standards (National Research Council 1996).     

Chauvinism in science

Is Science chauvinistic? It is not, but scientists often are. How does chauvinism in Science manifest itself? Could it be that we are genetically programmed to reject those we see as “foreign”?     

Changes in N and P availability and P fractions in Iwo soil from Nigeria under intensive cultivation

Summary Two N-P factorial experiments, one on a site previously in bush fallow and the other previously in arable crops, were used to follow changes in the P status of Iwo soils under continuous cultivation. Marked yield response of maize to N was found at both sites, with the response being relatively small in the early crop at the fallowed site. Yield response to P was found only at the cropped site and then only if N was applied. About 25% of the organic P in the surface soil was mineralized during the two cropping periods of the rainy season which resulted in release of about 3 times as much P as was taken up by the maize. Most of the mineralized P as well as any added P was converted to Fe and Al-P. Apparently the rate of organic P mineralization in this soil is rapid enough for a few years following clearing to maintain adequate P activity for plant growth whereas N deficiency shows up very early. Lecturer, Department of Soil Science, University of Ife, Nigeria, and Professor of Soil Science, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, formerly Professor of Soil Science, University of Ife, respectively. Lecturer, Department of Soil Science, University of Ife, Nigeria, and Professor of Soil Science, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, formerly Professor of Soil Science, University of Ife, respectively.     

精神依赖物海洛因对大鼠胚胎发育和脑组织Bax表达的影响

目的 探讨精神依赖物海洛因对胚胎大鼠发育和大脑Bax表达的影响。方法 将受孕后的Wistar大鼠随机分为对照组和海洛因给药组(分为海洛因低、中、高剂量组)。第7天,分别给予16、32和64mg/kg的海洛因,连续给予海洛因9d,观察精神依赖物海洛因对胚胎大鼠形态结构发育的影响,用酶联免疫吸附法(ELISA)检测胚胎大脑组织Bax表达水平。结果 胚胎观察发现,海洛因低、中、高剂量组活胚胎总数比对照组分别减少了27.27%、37.12%和48.48%;海洛因低剂量组胚胎枕骨发育不全,胚胎出现脑膨出畸形;海洛因中剂量组胚胎枕骨、顶骨发育不全,胚胎脑膨出明显;海洛因高剂量组胚胎枕骨、顶骨、颞骨发育不全,胚胎脑膨出更为明显。ELISA检测发现,海洛因低、中、高剂量组胚胎大脑组织中Bax表达水平比对照组分别增加了11.41%、47.06%、83.74%,差异有显著性(P<0.05,P<0.01);胚胎小脑组织中Bax表达水平比对照组增加了17.16%、52.96%和90.01%,差异有显著性(P<0.05,P<0.01)。结论 精神依赖物海洛因具有明显抑制胚胎大鼠形态结构发育的作用,抑制作用随给予海洛因剂量的增加而增强,其作用机制可能与海洛因诱导胚胎组织器官Bax表达上调有关。     

氧化应激下植物线粒体自噬分析

线粒体自噬,是指通过选择性的识别并清除损伤、衰老及功能紊乱的线粒体,对维持细胞内线粒体质量和数量的平衡产生了重要作用。与动物和酵母中线粒体自噬的研究进展相比,植物线粒体自噬的途径及具体调控机制尚不明确。基于GFP标签,本文探究了氧化胁迫下植物线粒体自噬发生情况。研究发现甲基紫精诱导线粒体在液泡中积累,并呈现两种状态:1) GFP小体包含的线粒体; 2)不含GFP的线粒体。本研究发展的GFP标签策略可为植物线粒体自噬关键调控因子的筛选提供借鉴。     

光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白ApPGRP的表达与功能分析

【目的】旨在研究光滑鳖甲Anatolica polita肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)基因ApPGRP表达模式及其对下游免疫相关基因的表达调控,以及重组蛋白ApPGRP与细菌的结合能力。【方法】构建原核表达载体pET-28a-ApPGRP,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),诱导表达并纯化重组蛋白His-ApPGRP,分别测定其与金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和肽聚糖(peptidoglycan, PGN)的结合能力。金黄色葡萄球菌S.aureus刺激后,利用qRT-PCR检测光滑鳖甲6龄幼虫体内ApPGRP、抗菌肽基因ApAttacin2和ApAttacin1、防御素基因ApDefensin、丝氨酸蛋白酶基因ApSP和丝氨酸蛋白酶抑制剂基因ApSerpin等免疫相关基因的表达水平;采用RNAi技术沉默光滑鳖甲6龄幼虫体内ApPGRP基因的表达,并利用qRT-PCR分别检测RNAi处理以及RNAi后再用S.aureus刺激时幼虫体内上述基因的表达水平变化。【结果】通过原核表达获得了重组蛋白His-ApPGRP,其具有结合金黄色葡萄球菌和肽聚糖的能力。注射金黄色葡萄球菌后,检测的光滑鳖甲6龄幼虫免疫相关基因(ApSP除外)的表达都显著上调;RNAi沉默光滑鳖甲6龄幼虫ApPGRP后,其他免疫相关基因表达量均显著降低,其响应金黄色葡萄球菌刺激后的表达量也显著低于对照组。【结论】这些结果表明,ApPGRP在光滑鳖甲免疫防御中起着识别外源微生物,激活信号通路并调控抗菌肽表达的作用。     

马铃薯泛素结合酶基因StUBC17的克隆与功能分析

泛素结合酶(Ubiquitin-conjugating Enzyme E2,UBC)与植物生长发育和抗病反应密切相关。为了解泛素结合酶基因对植物抗晚疫病的贡献,从马铃薯栽培种"合作88"中克隆出一个E2泛素结合酶基因,命名为StUBC17,并对其受晚疫病菌诱导表达特性及功能进行分析。利用病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术降低本氏烟(Nicotiana benthamiana)中StUBC17同源基因(NbUBC)的转录水平,再接种晚疫病菌进行抗病性鉴定。进一步在基因沉默植株上瞬时表达马铃薯抗病基因和其相应的无毒基因(R3a+AVR3a、R3b+AVR3b和Rx+CP)及INF1。StUBC17编码区全长447 bp,编码148个氨基酸,其蛋白分子量为16.52 kD,理论等电点为7.72。表达分析结果表明,StUBC17受晚疫病菌诱导表达。抗病鉴定结果显示,与对照植株相比,NbUBC沉默植株的抗病性显著降低。沉默NbUBC不影响过敏反应(Hypersensitive responses,HR)的发生。StUBC17是植物防御晚疫病所需,但该基因的沉默并不影响R3a、R3b、Rx及INF1介导的HR反应。     

景观可持续性与景观可持续性科学

人类活动已经剧烈地改变了自然环境,全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染等种种迹象表明当今世界正处在一个不可持续的运行轨迹上,实现可持续发展成为21世纪人类面临的巨大挑战。景观是理解与塑造人类社会和环境关系最具操作性的尺度,也是提供景观服务,实现人类福祉最重要的场所。景观可持续性研究对于人类具有重要意义。景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务、维护和改善本区域人类福祉的综合能力。景观可持续性具有跨学科、多维度特征,强调景观弹性和可再生能力;景观服务是景观可持续性研究中的重要概念,它是连接自然资本与人类福祉的关键桥梁,也是将景观可持续性与景观生态学紧密联系在一起的纽带。格局-过程-设计新范式的产生是景观可持续性研究的新发展。在景观可持续性快速发展的同时,聚焦于景观和区域尺度的景观可持续性科学应运而生。景观可持续性科学以景观格局、景观服务、人类福祉三者之间的动态关系为主要研究内容,充分融合了景观生态学空间显示方法、可持续性指标体系和GISRS等方法技术,其理论框架和研究方法体系正在逐步形成和完善之中。景观可持续性科学是可持续性科学的重要组成部分,虽然处于刚刚起步阶段,它必将成为未来十多年可持续性科学的研究热点。     

Book Review

The Freshwater Fishes of China in Coloured Illustrations. (Vol. 1). Co-edited by the Research Institute of Hydrobiology, the Chinese Academy of Science and the Shanghai Natural Museum, published by the Shanghai Science Press, 1981.