利用低CO_2浓度培养箱筛选谷子(Setaria italica)C_4光合作用相关突变体

C_4光合作用和光呼吸研究是植物学界的研究热点,缺乏低CO_2浓度培养条件和相关突变体限制了相关工作的深入开展。本研究设计了一个低CO_2浓度培养箱,CO_2浓度、光照和温度等培养条件可稳定控制,试验数据可通过网络实时查看记录。以该培养箱为平台,本研究对54份谷子甲基磺酸乙酯(EMS)突变体进行了耐40 mg/L(正常空气中CO_2浓度范围是380~400 mg/L)CO_2浓度培养鉴定,根据死苗量将这些材料分为4类,其中敏感的Ⅲ级突变体19个和Ⅳ级突变体13个,对低CO_2浓度极度敏感的5个谷子突变体均为叶脉变异系,证实了低CO_2浓度培养箱筛选鉴定的实用性。对这些材料开展包括花环解剖结构观察和相关突变基因克隆的深入研究,将奠定谷子C_4光合作用的研究基础,所构建的低CO_2浓度培养箱也适用于其他作物光合作用和光呼吸的生理学研究。     

一种简易实用的CO2培养装置

近年来由于杂交瘤技术和细胞培养方法的发展,CO_2培养箱的使用日益广泛。目前进口或国产的CO_2培养箱价格昂贵,货源较缺,并需配CO_2钢瓶,因此某些地区的一般实验室购置和使用常有困难。有人采用烛罐法或通过范氏气体定量器通CO_2至厌氧罐法作为替代,但有CO_2量不易控制或操作较繁复之弊。本文介绍我们试制的一种用化学法产生CO_2的简易CO_2培养装置。     

不同能量CO2点阵激光对博来霉素诱导的小鼠增生性瘢痕的作用及Hedgehog信号通路的影响

目的:探讨不同能量CO_2点阵激光对博莱霉素诱导的小鼠增生性瘢痕模型的作用及其对瘢痕组织中Hedgehog信号通路的影响。方法:于雄性C57BL/6J小鼠背部皮肤注射博来霉素(1 mg/d,4周)制作增生性瘢痕模型,另取4只小鼠背部注射PBS缓冲液作为对照。造模成功之后,随机将小鼠分为瘢痕对照组(模型组),10 mj激光治疗组(10 mj组)和20 mj激光治疗组(20 mj组),每组6只小鼠。10 mj组小鼠给予10 mj激光治疗(共3次,每次间隔2周);20 mj组小鼠给予20 mj激光治疗(共3次,每次间隔2周)。治疗结束后,处死小鼠,取瘢痕全层标本进行病理组织学染色观察(HE、Masson染色)以及α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、GLi1免疫荧光观察。结果:①我们成功复制出小鼠增生性瘢痕模型;②20 mj CO_2点阵激光治疗可有效修复瘢痕组织,经治疗后皮肤瘢痕程度显著减轻,同时可降低真皮层厚度和减轻瘢痕组织的纤维化程度;③免疫荧光染色结果提示,CO_2点阵激光可显著减少小鼠皮肤增生性瘢痕中α-SMA、GLi1表达。结论:于小鼠的背部皮肤注射博莱霉素可建立增生性瘢痕模型。CO_2点阵激光为治疗增生性瘢一种有效的治疗方式,其作用可能与其对Hedgehog信号通路的抑制有关。     

猕猴肝细胞的分离及培养

用浓度为50毫克/100毫升的胶原酶液,在体外无菌的条件下灌注分离猕猴肝组织块,所分离到的肝细胞活性率达88—91％。用含10％胎牛血清,0.2％牛血清白蛋白,1毫升/100毫升牛咦岛素的基础培养基(MEM),在37℃含5％CO_2:的培养箱中培养。细胞在塑料培养皿中贴壁伸展良好,培养一个月后,仍见有大量贴壁的肝细胞,它可满足弓形体的生长发育。     

血液中CO2的运输形式及运输过程

(一)血液中CO_2的运输形式血液中CO_2的运输有三种形式: 1.物理溶解的形式。 2.结合成HCO_3~-的形式,这种形式大部分在血浆中。 3.在红细胞中与Hb(还原型血红蛋白)结合成氨基甲酸血红蛋白(HbNHCOOH)的形式。后两种形式也可统称为化学结合形式。血液中以各种形式存在的CO_2的量大致如表1所示。     

测定有氧呼吸过程中氧气消耗的实验方法

活的组织或者小生物体放入一个密封的小容器内,它们将会消耗氧气,产生二氧化碳。容器内的压力也将会与消耗的氧气的量成比例的下降。氢氧化钾是一种有效的二氧化碳吸收剂。它与二氧化碳的反应式,如下: H_2O+CO_2(?)H_2CO_3(溶液) H_2CO_3+2KOH—→K_2CO_3(结晶)+2H_2O 下图是进行这个实验的简单装置     

羊水细胞CO_2培养箱原位培养试验成功

1980年6月,美国C.D.C遗传实验室陈达能先生来我所讲学——遗传疾病的产前诊断,介绍了CO_2培养箱内羊水细胞原位培养法。我们实验室根据介绍的方法,结合本实验室的条件,共培养了46例,其中42例获得成功(2例因CO_2培养箱不稳定,细胞不生长,2例因F_(10)污染培养失败),取得满意的分裂相(见图)。     

大气CO2浓度升高对粘虫生长发育和繁殖的影响

为明晰大气CO_2浓度升高对粘虫Mythimna separata(Walker)生长发育和繁殖的影响,在人工气候箱800μL/L与400μL/L两种不同CO_2浓度下,用人工饲料连续饲养粘虫3代后,分析其发育历期、体重、存活率等种群参数的变化。结果表明:不同CO_2浓度处理下各世代的粘虫均能正常发育,各虫态的发育历期为:幼虫成虫蛹卵,幼虫1-3代的发育历期在两种CO_2浓度下差异达极显著水平(P0.001);CO_2浓度倍增条件下的蛹重和成虫体重较对照条件下明显下降;CO_2浓度倍增对粘虫的性比影响不大,但可导致粘虫雌成虫寿命缩短,单雌平均产卵量和单雌日均产卵量下降。高CO_2浓度下第1代粘虫种群的平均世代周期(T)和种群加倍时间(DT)分别延长了1.19和1.24 d,1-2代粘虫的净生殖率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)呈下降趋势,至第3代略有回升,但未达到显著性差异水平(P0.05);高CO_2浓度条件下粘虫1-3代的存活率分别为44%、31%和33%,分别较对照条件下对应世代粘虫的存活率低10%、27%和22%,其中第2、3代粘虫的存活率在两种CO_2浓度条件下差异显著(P0.05),第1代粘虫在高CO_2浓度下存活率明显下降,至第3代时逐渐趋于稳定,说明随着世代的延长,粘虫对高CO_2浓度的适应能力增强。     

嗜碱性利用—碳的莫拉氏菌的研究

利用不同营养类型的微生物进行CO_2固定的研究在世界上很受重视。对光能自养菌和化能自养菌;好氧菌和厌氧菌等多种类型的一碳微生物的比较生化学分析能使人们更好地认识它们潜在的应用价值。近年来,分离自极端环境微生物的CO_2固定研究已引起人们的极大兴趣。在pH9～10的偏碱性条件下,根据反应式(1)、(2)、(3),绝大部分CO_2以HCO_3~-和CO_3~2-;的形式存在。CO_2、H_2CO_3、HCO_3~-和CO_3~2-的总量多于中性环境的相应量。因此,认为分离嗜碱性菌株是获得一碳利用     

非光合固碳微生物的碳源组合优化

二氧化碳(CO_2)过量排放而引起的全球变暖是目前全球面临的重大环境问题。微生物固碳是实现二氧化碳资源利用的一种重要方式。探索无需光照的高效固碳微生物对于更广泛环境条件下的微生物固碳具有重要意义。在从全球各大海域筛选富集出非光合微生物茵群的基础上,本文构建了在不同的电子供体条件下(铵和氢气)促进非光合微生物茵群生长的最佳混合碳源组合,得到如下结果:在以NH_4~+为电子供体的条件下,优化后的碳源组合为374.24 mgC/L碳酸钠(Na_2CO_3),54.76 mgC/L碳酸氢钠(NaHCO_3)和0 mgC/LCO_2时,最佳响应值TOC为3.06 mg/L。最佳响应值TOC低于以Na_2CO_3为单一碳源时,但高于以CO_2或NaHCO_3为单一碳源时;在以H_2为电子供体条件下,使用优化后的混合碳源为0.26 mg/L Na_2CO_3、0.59mg/L NaHCO_3和71.48mL/L CO_2时,非光合微生物菌群的固碳效率可达27.62 mg/L,较以CO_2为单一碳源提高35%左右。这可能意味着有H_2条件下非光合微生物菌群中的微生物可能以羟基丙酸固碳途径为主,而且多条固碳途径均能被混合菌群利用。     

无机碳供应与光照条件对坛紫菜光合功能的影响

海藻群体密度过大常引起海水中CO_2供应和光照强度降低,为探讨这两种环境条件对坛紫菜光合作用的影响,在4种条件下培养坛紫菜,即390μL·L^-1(正常空气)+全日光、20μL·L^-1(低CO_2供应)+全日光、390μL·L^-1+低日光(光照强度为全日光的20%)、20μL·L^-1+低日光,测定藻体的碳酸酐酶活性、光合速率,以及不同温度下开放状态光系统Ⅱ最大量子产量(F_ v'/F _m').结果表明:低CO_2供应和低日光下生长的坛紫菜具有较高的碳酸酐酶活性,并且低日光能够提高海藻最大碳饱和光合放氧速率(V _max).在低日光下,生长在低CO_2海水中的坛紫菜V _max显著低于正常CO_2海水中生长的海藻V _max;在全日光下,低CO_2下生长的海藻V _max却高于正常CO_2下生长的海藻V _max.生长在低CO_2和低日光条件下的海藻在低温(10℃)和高温(30℃)下,藻体的F_ v'/F _m'变化不明显;而生长在390μL·L^-1+全日光环境中的海藻在高温环境下200 min后,藻体的F_ v'/F _m'相比40 min时的F_ v'/F _m'降低76.4%.低CO_2和低日光提高坛紫菜光合无机碳利用能力以及适应短期温度变化的能力,而低CO_2对海藻光合速率的影响与海藻所处光照环境有关.     

CO_2浓度升高对宁夏枸杞苗木光合特性及生物量分配影响

为明确大气CO_2浓度升高对宁夏枸杞光合特性及生物量分配的影响,以宁夏枸杞苗木为试材,采用开顶气室(OTC)模拟自然环境大气CO_2浓度变化,设置3个CO_2浓度水平[CK(380±20μmol/mol)、TR1(570±20μmol/mol)、TR2(760±20μmol/mol)],分别于不同CO_2浓度处理90d、120d后,测定其净光合速率(P_n)、光响应曲线、CO_2响应曲线等相关指标及植株不同器官生物量。结果表明:(1)TR1及TR2下Pn于第一年处理至90d时均较CK显著升高(P0.05),且TR1处理在120d时较CK显著降低;第二年处理90d时,TR1处理较CK下降了4.77%,处理120d时TR1、TR2均高于CK,但差异不显著。(2)随着CO_2浓度升高,两年中TR1、TR2处理的胞间CO_2浓度(C_i)较CK均显著升高,处理后120d时,气孔导度(G_s)较CK均显著下降;水分利用率(WUE)在第一年处理中均无显著变化,但在第二年处理120d时,TR1、TR2均较CK显著上升。(3)处理至90d和120d时,TR1、TR2组的宁夏枸杞苗木光饱和点、CO_2饱和点均高于CK,但TR2组初始羧化效率低于CK。(4)随着CO_2浓度升高,宁夏枸杞苗木地上部分生物量分配显著增加,地下部分生物量分配显著降低。研究发现,一定时间内适宜CO_2浓度升高可促进宁夏枸杞苗木光合作用,使得其地上部分生物量分配显著提高,地下部分生物量分配显著降低;但随着处理浓度升高及处理时间延长,其光合作用有下调趋势,表现为净光合速率、气孔导度、初始羧化效率等下降。     

呼气末二氧化碳分压在评估心脏骤停大鼠模型复苏结果中的作用

目的:研究持续监测呼气末二氧化碳分压(Pressure of End Tidal Carbon Dioxide, P_(ET)CO_2)在室颤法和窒息法所致的心跳骤停的大鼠模型中的差异,探究其在判断复苏结局中的意义。方法:分别用室颤法和窒息法建立心脏骤停-复苏的大鼠模型,持续监测大鼠复苏过程中复苏起点PC0 min(Precordial Compression, PC0),PC1 min,PC2 min,PC3 min,PC4 min,PC5 min,PC6 min呼气末二氧化碳分压,比较两组组间不同时间点P_(ET)CO_2水平差异及两组组内自主循环恢复大鼠(Return Of Spontaneous Circulation,ROSC)和未能成功复苏(NOROSC)的大鼠P_(ET)CO_2的差异,分别绘制P_(ET)CO_2的受试者工作特征曲线。结果:窒息组大鼠ROSC 9只(9/12,75%),室颤组ROSC 8只(8/12,67%),组间无统计学差异(P=0.093)。窒息组平均复苏时间232±20 s,室颤组平均复苏时间360±30 s(P0.05)。心脏骤停后,室颤组大鼠P_(ET)CO_2水平较基础值明显下降(P0.05),窒息组P_(ET)CO_2先升高后降低。复苏开始即刻(PC0)窒息组大鼠明显高于室颤组45±4 vs 36±4 mm Hg(P0.001),直到PC3 min,窒息组P_(ET)CO_2水平仍高于室颤组。组内比较发现室颤组在PC5 min和PC6 min时ROSC大鼠P_(ET)CO_2水平明显高于NOROSC组,PC5 34±3 vs 24±3 mm Hg (P0.001),P_(ET)CO_2曲线下面积为0.731,95%置信区间为(0.512, 0.764),根据约登指数计算,当截断点选择20 mm Hg时,灵敏度66.6%,特异度63%。室颤组PC6时P_(ET)CO_233±4 VS 23±2 mm Hg(P0.001),ROC曲线下面积为0.875,95%置信区间为(0.662, 0.984),当截断点选择18 mm Hg时,灵敏度87.4%,特异度71%。窒息组组内分析未见P_(ET)CO_2水平在ROSC和NOROSC之间差异。结论:P_(ET)CO_2水平在复苏早期可能有助于鉴别心脏骤停原因,窒息所致P_(ET)CO_2水平可有升高。在室颤所致的心脏骤停,P_(ET)CO_2水平可能有助于判断复苏结局。     

寒地不同熟性品种水稻产量对CO_2浓度和温度升高响应的模拟

选择黑龙江省作为研究区域,根据主栽水稻生育期内所需积温选取3个代表性品种,重点分析增温和大气CO_2肥效作用对不同熟性品种水稻产量的影响.采用2013年的逐日气象资料及开顶式气室(OTC)(3个CO_2浓度:390、450和550μmol·mol~(-1))试验资料对品种的遗传参数进行调试;然后采用经验证的CERES-Rice作物模型分别模拟了3个CO_2浓度水平下,伴随温度升高1、2、3和4℃时早、中、晚熟品种水稻产量.结果表明:随CO_2浓度升高,不同品种水稻产量均上升;随温度升高,早熟品种产量持续下降,中、晚熟品种产量先上升再下降.若不考虑CO_2肥效作用,除了中熟和晚熟品种在增温1℃时会有3.1%和0.27%的小幅增产外,其余均表现为减产,其中早熟品种减产幅度最大,增温4℃时减产高达57.7%,而中熟和晚熟品种减产10%左右.若考虑CO_2肥效作用,450μmol·mol~(-1)CO_2浓度下,中熟和晚熟品种在增温2℃时仍增产0.75%和3.2%;550μmol·mol~(-1)CO_2浓度下,中熟品种在增温3℃时仍增产4.5%,晚熟品种在增温4℃时仍增产0.39%.而无论是否考虑CO_2肥效作用,早熟品种在增温作用下均表现大幅度减产.与不考虑CO_2肥效相比,大气CO_2肥效作用有效提高了水稻产量,但CO_2肥效对增产的贡献率在不同品种间差异不明显,且贡献率均小于10%.     

盐碱胁迫对柳树幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

以盐柳1号为试验材料,将2种中性盐NaCI、Na_2SO_4和2种碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3,按不同比例混合成A(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶2∶1∶0)、B(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶9∶9∶1)、C(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶1∶1∶1)3种组合,设4个浓度梯度(50、100、150、200 mmol/L),模拟出12种盐度和碱度各不相同的盐碱条件,对盐柳1号幼苗进行处理,测定了株高生长量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量4项指标。结果表明:随着盐浓度的增大和碱性盐比例的增高,盐柳1号幼苗的株高生长量呈降低趋势,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量则有不同程度的升高。A、B、C处理组的株高生长量在盐浓度200 mmo/L时分别相对CK降低了61.32%、68.67%、73.02%,差异均达到显著水平(P0.05)。A处理组(pH值为8.04),随着盐浓度的增大,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量升高趋势不明显;B处理组(pH值为8.66),叶片MDA含量在盐浓度超过100 mmol/L时呈显著升高趋势,脯氨酸和可溶性糖含量在盐浓度超过150 mmol/L时急剧增加;C处理组(pH值为9.47),盐浓度大于150 mmol/L时,盐柳1号幼苗的叶片全部枯黄。综合分析结果表明,在混合盐碱胁迫下,盐柳1号幼苗的生长受到了不同程度的抑制;盐柳1号可以耐受不超过100 mmol/L的3种组分盐碱胁迫,且盐浓度150 mmol/L、pH9.51的盐碱条件不适宜盐柳1号的生长。     

制备酵母菌实验材料的简易方法

笔者在实验中发现了以下制备酵母菌实验材料的简易方法。1　实验器材1 .1　药品 :玉米粉、琼脂、蔗糖和酵母粉。1 .2　器材 :小三角烧瓶 (带棉塞 )、烧杯、漏斗和电炉。1 .3　仪器 :培养箱、高压灭菌锅。2　操作步骤1 )先将三角烧瓶 (带棉塞 )、漏斗用报纸包好 ,然后进行高压灭菌 (1 2 1℃维持 2 0～ 3 0min)。2 )配制玉米粉培养基 ,方法如下 :A .蔗糖 1 3g +琼脂 1 .5g+水 80mL ,倒入大烧杯中煮沸 ,使琼脂溶解。B .玉米粉 1 7g+水 80mL倒入另一烧杯中调匀。当A中的琼脂溶解后 ,将B倒入A中 ,煮沸后移去电炉。待稍冷却后往培养基中加入 1 …     

关于卡尔文循环的总反应式

在不同的教科书或专著中,卡尔文循环总反应式的写法多有不同,笔者见到的有: 1 3CO_2+9ATP+6NADPH→ GAP+9ADP+8Pi+6NADP 2 3CO_2+9ATP+6NADPH+6H~+→ GAP+9ADP+6NADP~++8Pi[10] 3 CO_2+3H_2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→ GAP+6NADP~++9ADP+9Pi 4 3CO_2+-3H_2O+9ATP+6NADPH_2→     

O_3与CO_2浓度倍增对油松针叶抗氧化酶活性的影响

以4年生的油松幼苗为试材,采用开顶箱内气体熏蒸实验,对经高浓度O_3(80nmol·mol~(-1))和CO_2(700 μmol·mol~(-1))单一及复合处理3年后,油松当年生针叶内丙二醛(MDA)含量、活性氧自由基和抗氧化酶等逆境生理指标进行了分析.结果表明:超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性经O_3处理后显著升高,分别比对照上升了43.1%、18.9%、283.5%和142.6%,而CO_2和复合处理仅对APX和CAT活性有明显的诱导作用,但均低于O_3处理;O_3处理导致MDA含量上升51.8%,而外加CO_2则能有效逆转这一趋势;超氧阴离子(O_2~-·)产生速率和H_2O_2含量在所有处理组合间均无显著差异.上述结果说明,O_3能有效地激活油松当年生针叶内的抗氧化酶系统,而CO_2能缓解O_3所带来的不利影响,但并非通过提高抗氧化酶活性这一途径.

Abstract：

Four-year-old Pinus tabulaeformis seedlings were planted in open-topped chambers and treated with elevated O_3(80 nmol·mol~(-1)) and/or CO_2(700 μmol·mol~(-1)). After treated for three years, the malondialdehyde (MDA) content, reactive oxygen species, and antioxidant enzyme activities in the current year needles were analyzed. In treatment elevated O_3, the activi-ties of superoxide dismutase (SOD), aseorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and de-hydroaseorbate reductase (DHAR) increased significantly, being 43. 1%, 18.9%, 283.5% and 142. 6% higher than the control; and in treatments elevated CO_2 and its combination with el-evated O_3, only APX and CAT activities were induced remarkably but still lower than those in treatment elevated O_3. Elevated O_3 increased the MDA content by 51.8%, whereas the combina-tion of elevated O_3 and CO_2 reversed this increase efficiently. No significant differences were ob-served in the superoxide anion (O_2~-·) generating rate and H_2O_2 content among all treatments. All the results demonstrated that elevated O_3 was able to effectively activate the antioxidant enzyme system in P. Tabulaeformis current year needles, while elevated CO_2 could mitigate the negative effects of elevated O_3 through the actions other than enhancing the antioxidant enzyme activities.     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.     

碳酸酐酶对CO2液相扩散的影响及其与C3植物光合作用的关系

当CO_2进入水溶液时,必然存在CO_2 H_2O?H~ HCO_3~-平衡。根据Henderson-Hasselbach方程pH=pK lg[HCO_3~-]/[CO_2],平衡时溶液中CO_2和HCO_3~-浓度比由溶液中的pH值决定。在大多数生物介质中,尤其是叶绿体基质,处于平衡时,HCO_3~-浓度是CO_2浓度的十几甚至是几十倍。在这种情况下,HCO_3~-的扩散成为无机碳的主要扩散形式。碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase EC 4.2.1.1)能够加速CO_2和HCO_3~-之间的平衡。本文对此作些