Water Striders:The Biomechanics of Water Locomotion and Functional Morphology of the Hydrophobic Surface(Insecta:Hemiptera-Heteroptera)

Water striders are insects living on the water surface, over which they can move very quickly and rarely get wetted. We measured the force of free walking in water striders, using a hair attached to their backs and a 3D strain gauge. The error was calculated by comparing force and data derived from geometry and was estimated as 13%. Females on average were stronger (1.32 mN) than males (0.87 mN), however, the ratio of force to weight was not significantly different. Compared with other lighter species, Aquarius paludum seems stronger, but the ratio of force to weight is actually lower. A. paludum applies about 0.3 mN·cm-1 to 0.4 mN·cm-1 with its mid-legs, thus avoiding penetrating the surface tension layer while propelling itself rapidly over the water surface.We also investigated the external morphology with SEM. The body is covered by effectively two layers of macro-and micro-hairs, which renders them hydrophobic. The setae are long (40 um-60 um) and stiff, being responsible for waterproofing, and the microtrichia are much smaller (<10 um), slender, and flexible, holding a bubble over the body when submerged.     

Segmental Kinematic Coupling of the Human Spinal Column during Locomotion

As one of the most important daily motor activities, human locomotion has been investigated intensively in recent decades. The locomotor functions and mechanics of human lower limbs have become relatively well understood. However, so far our understanding of the motions and functional contributions of the human spine during locomotion is still very poor and simultaneous in-vivo limb and spinal column motion data are scarce. The objective of this study is to investigate the delicate in-vivo kinematic coupling between different functional regions of the human spinal column during locomotion as a stepping stone to explore the locomotor function of the human spine complex. A novel infrared reflective marker cluster system was constrncted using stereophotogrammetry techniques to record the 3D in-vivo geometric shape of the spinal column and the segmental position and orientation of each functional spinal region simultaneously. Gait measurements of normal walking were conducted. The preliminary results show that the spinal column shape changes periodically in the frontal plane during locomotion. The segmental motions of different spinal functional regions appear to be strongly coupled, indicating some synergistic strategy may be employed by the human spinal column to facilitate locomotion. In contrast to traditional medical imaging-based methods, the proposed technique can be used to investigate the dynamic characteristics of the spinal column, hence providing more insight into the functional biomechanics of the human spine.     

灌浆前期高温和干旱胁迫对小麦籽粒蛋白质含量和氮代谢关键酶活性的影响

为探讨花后逆境胁迫影响小麦籽粒氮代谢及蛋白质合成的生理机制,采用盆栽和人工气候室模拟花后高温的方式,研究了灌浆前期短暂高温和干旱胁迫对两个不同品质类型小麦品种籽粒蛋白质含量、组分及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)活性的影响。结果表明,灌浆前期高温、干旱及其复合胁迫均显著提高两品种籽粒蛋白质及组分含量,但降低谷/醇比。逆境胁迫使蛋白质积累量和粒重显著下降,其中高温处理使两品种蛋白质产量分别下降20.7%和12.4%,粒重下降23.2%和24.0%;干旱胁迫使两品种蛋白质产量分别下降16.2%和11.9%,粒重下降18.0%和16.0%;复合胁迫使两品种蛋白质产量分别下降26.1%和15.8%,粒重下降29.9%和28.9%。高温、干旱及其复合胁迫下两品种籽粒氮代谢关键酶活性升高。花后8,17,23,29 d的GS活性和花后11,17 d的GPT活性与蛋白质含量呈显著或极显著正相关,花后23,35 d的GS和花后8,17,23 d的GPT活性与蛋白质产量呈显著或极显著负相关,花后8,17,23,29,35 d的GS和花后8,11,17,23 d的GPT活性与籽粒产量呈显著或极显著负相关。试验条件下,高温处理对籽粒蛋白质合成的影响大于干旱胁迫,二者具有叠加效应,强筋小麦品种郑麦366受逆境胁迫的影响较大。     

北京市两栖爬行动物空间分布格局及影响因素

基于遥感和野外调查数据,研究北京市两栖爬行动物空间分布格局及其影响因素。结果显示,北京记录两栖爬行动物2纲3目10科17属22种,其中,保护物种15种,占物种总数的68.19%。物种分布整体呈现由西北向东南递减的空间特征,西北部山区丰富度和相对多度较大,门头沟和延庆物种丰富度最大(14种),占调查物种总数的66.67%,优势种为中国林蛙、黑斑侧褶蛙、中华蟾蜍和山地麻蜥;门头沟、怀柔、房山分布了全市71.54%的种群数量;200-500 m海拔段物种丰富度最高(18种),主要生境为森林灌丛;物种数在6种以上的网格有11个,包括大滩、怀九河、百花山、拒马河、密云水库等。总体来看,物种种类和数量相较之前呈现减少趋势,而土地用途转换具有重要影响。1980-2018年,建设用地表现出以东西城为核心向外围扩张的趋势,侵占的农田占生态系统总转换面积的42.85%;城六区和平原区的主要物种为黑斑侧褶蛙和中华蟾蜍,少有中国林蛙分布。进一步分析两栖动物1500 m的迁徙距离内,森林灌丛和农田为主要的生境类型,城市扩张侵占了部分农田;同时,污染物的排放引起水体水质下降,特别是北运河水系,造成两栖动物的繁殖率降低和栖息地破坏。目前,北京市各类保护地虽覆盖两栖爬行动物种类的90.91%和数量的60.45%,但在怀柔宝山镇白河上段、密云水库来水的潮河上段辛庄桥、平谷洳河大兴庄镇-峪口镇等地,仍然存在较大的保护空缺。对此,建议开展长期定位观测,构建生物多样性观测网络,并探索建立高强度土地利用下的生物多样性保护机制,从而实现生物资源可持续利用。     

宿生陆地棉经济性状的研究

在引进抗虫陆地棉品种的基础上,对5个品种二年生及其一年生栽培的主要经济性状进行了比较研究。结果显示,二年生棉平均皮棉产量1510.56kg·hm-2,比其一年生棉平均增产14.57%;二年生棉的棉纤维品质性状与其一年生棉的基本一致,部分性状优于其一年生棉。在供试品种中,中928 F1和湘杂棉3号的二年生棉皮棉产量分别为1845.42kg·hm-2,1689.63kg·hm-2,棉纤维品质优良,产量构成因素匹配好,可在冬季无霜或轻霜地区进行二年生栽培并应用于生产。     

长江中下游浅水湖泊沉积物多酚氧化酶与过氧化物酶活性分布

采样分析了长江中下游浅水湖泊(鲁湖、梁子湖、后官湖、牛山湖、三角湖、龙阳湖、墨水湖、月湖以及太湖)沉积物多酚氧化酶与过氧化物酶活性的分布及其与微生物的关系.结果表明,在水平方向上,沉积物有机质含量较高的湖泊酶的活性明显较高,湖内酶的活性亦有明显的异质性,排污口、水生植物凋落区以及未疏浚点的活性明显较高.在垂直方向上,有机质含量较高的表层显示较高的多酚氧化酶活性.因此,不同来源的有机质均能诱导酶的产生;过氧化物酶活性随深度变化的趋势不明显,且在疏浚与未疏浚点显示相近水平,这种现象可能源于酶与腐殖质的结合;多酚氧化酶与过氧化物酶活性显著正相关,初步揭示了二者在有机质降解与腐质化过程中的偶联;细菌和放线菌(而非真菌)似为酶的主要生产者.并讨论了氧化还原酶在湖泊富营养化过程中的作用.     

显微镜下经外侧裂清除高血压壳核血肿的手术体会

目的:探讨显微镜下经外侧裂-岛叶入路治疗30例高血压壳核出血的手术体会。方法:选择高血压壳核出血患者30例,采取经翼点-外侧裂-岛叶入路显微手术治疗高血压壳核出血的方法,观察记录上述患者手术一般资料及手技体会、手术治疗临床效果及术后第6个月患者的恢复情况。结果:上述患者平均输血量93.3±45.6ml,平均手术时间2.5±0.4小时,平均住院时间23.1±3.3天;血肿清除量>90%者18例,80%～70%者10例,<70%者2例;术后第6个月评价上述患者的ADL,Ⅰ级7例(23.3%),Ⅱ级13例(43.3%),Ⅲ级8例(26.7%),Ⅳ级2例(6.7%),Ⅴ级0例(0.0%),临床疗效满意病例20例(66.7%)。结论:经外侧裂显微手术治疗壳核出血,具有手术时间短、患者创伤小、术后恢复快的优点,值得临床推广。     

保藏温度对厌氧氨氧化颗粒污泥特性的影响

为考察保藏温度对厌氧氨氧化污泥颗粒特性的影响,同时优化保藏厌氧氨氧化颗粒污泥温度参数,本试验首先通过HRT调控进水基质负荷培养厌氧氨氧化颗粒污泥,并采用KHCO3和Na HCO3交替提供无机碳源。然后分别在–40℃、4℃、(27±4)℃室温和35℃条件下避光保藏。结果表明,Na HCO3可代替KHCO3作为厌氧氨氧化菌生长的无机碳源。相比于其他保藏温度,4℃保藏能够较好地维持生物量和生物活性,同时能较好地维持颗粒污泥的沉降性能、颗粒污泥和细胞结构完整性。在保藏过程中,一阶衰减指数模型可拟合厌氧氨氧化颗粒污泥生物量及活性的衰减过程,衰减指数与胞溶程度正相关,而且生物量的衰减比活性的衰减更快。同时,颗粒污泥胞外聚合物中蛋白质与多糖的比值(PN/PS)和血红素不能有效指示保藏过程中颗粒污泥沉降性能和活性的变化,而生物活性与胞溶程度呈负相关。     

质膜NAD(P)H氧化酶参予金瓜炭疽(Colletotrichum lagerarium)细胞壁激发子诱导人参细胞产生激发反应(英文)

在人参(Panax ginseng C.A.Meyer)悬浮细胞质膜上测出了NAD(P)H氧化酶活性。这类NAD(P)H氧化酶活性可以被金瓜炭疽细胞壁激发子(Cle)诱导。Cle处理还能诱导人参悬浮细胞的氧进发、促进人参悬浮细胞的皂苷合成、提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活力、以及诱导查尔式酮酶(CHS)的累积和细胞壁上抗性相关蛋白基因脯氨酸富裕蛋白基因hrgp(Hydroxyprolin-rich glycoproleins)的表达。当用哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶的特异性抑制剂二亚苯基碘(Diphenylene iodonium,DPI)与奎吖因(quinacrine)预处理人参悬浮细胞30 min 后,Cle诱导的H2O2释放与Cle激活的质膜NAD(P)H氧化酶活性被抑制,同时Cle诱导的PAL活性及CHS的积累下降,皂苷合成与hrgp的表达被抑制。由此推测:人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶与哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶有很大的相似性。在Cle激发人参悬浮细胞产生氧进发的过程中,NAD(P)H氧化酶活性被诱导从而导致H2O2的产生,H2O2作为第二信使,激活苯丙氨酸途径,诱发人参皂苷的合成及hrgp防御基因的表达。这一过程中还涉及到Ca2+内流,胞内Ca2+浓度的升高,蛋白磷酸化与去磷酸化。人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶在人参细胞对Cle的反应过程中起一种介导作用。因此可能存在由Cle刺激,NAD(P)H氧化酶被诱导,H2O2释放,到人     

& 转录因子CBF在植物抗寒中的重要作用

低温能够诱导植物许多基因的表达,从而使植物具有抗寒性,这种现象称为冷驯化。对于植物冷驯化的分子机理,目前研究的最多的是CBF转录因子调控的信号转导途径,其作用途径可归纳为：CBF(C-repeat Binding Factor)转录因子→CRT/DRE(C-repeat /Dehydration Responsive Element)基序→COR基因表达→植物抗寒性增加。研究CBF转录因子在抗寒中的作用机制,能为提高植物的抗寒性,培育抗寒作物品种提供新方向。