落叶松和水曲柳人工林细根生长、死亡和周转

 细根周转是陆地生态系统碳分配格局与过程的核心环节,而细根周转估计的关键是了解细根的生长和死亡动态。该研究以18年生落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxi nus mandshurica)人工林为对象,采用微根管（Minirhizotron）技术对两树种0～40 cm深度的细根生长和死亡动态进行了为期1年的观测,研究了两树种细根在不同土层深度的生长与死亡动态、细根周转以及与土壤有效氮含量、土壤温度、大气温度和降水的关系。结果表明：1） 落叶松平均细根生长（Root length density production, RLDP）0.0045 mm•cm^－2•d^－1）明显低于水曲柳RLDP（0.0077 mm•cm^－2•d^－1）。两个树种细根平均RLDP在表层（0～10 cm）最大,而底层（30～40 cm）最小 ,两树种平均细根死亡（Root length density mortality, RLDM）也表现同样规律 。水曲柳春季生长的细根占41.7%,夏季占39.7%,而落叶松细根生长分别是24.0%和51.2%,水曲柳细根死亡主要发生在春季（34.3%） 和夏季（34.0%）,而落叶松细根死亡主要发生在夏季和秋季（分别占28.5%和32.3%）,两 树种细根生长与死亡在冬季均较小;2）落叶松细根年生长量（0.94 mm•cm^－2•a^－1）和年死亡量（0.72 mm•cm^－2•a^－1）明显低于水曲柳（1.52和1.21 mm•cm^－2•a^－1）,两树种细根表层年生长量和年死亡量均最高,底层最低。落叶松细根年周转为3.1次•a^－1（按年生长量计算）和2.4次•a^－1（按年死亡量计算）,相比较,水曲柳细根年周转分别为2.7次•a^－1和2.2次•a^－1;3）土壤有效氮含量、土壤温度、大气温度和降水综合作用影响细根生长和死亡动态,可以解释细根生长80%的变异和细根死亡95%以上的变异。     

一个中国雄性激素不敏感综合征大家系中AR-Arg840Cys突变的生物学效应

 雄性激素不敏感综合征在中国有一个患者大家系.遗传分析表明,雄性激素受体(AR)的Arg⁸⁴⁰Cys突变是引起本家系疾病的原因.家系中的患者个体呈现高度变异的表型特征.选择具有显著代表性的3个患者个体,成功建立了这些个体的生殖器皮肤成纤维细胞系（GSF）,并研究了各细胞系的生长动力曲线和生长周期的分布,发现这些指标和个体病症的严重程度呈一定的正相关性.通过比较野生型与突变性AR的空间结构变化以及转激活能力的变化,结合个体表型的差异性,推测由于个体的基因背景差异,相关AR辅调控因子的表达也会存在着差异,可能最终导致该家系患者显著的表型变化.目前,已利用蛋白质双向电泳,观察到个体间差异表达的蛋白,并在其中寻找AR的辅调控因子,以期进一步阐明AR-Arg⁸⁴⁰Cys突变一因多效性的机制.     

三江平原湿地生态风险评价及空间阈值分析

湿地生态风险评价对区域自然资源保护及规划管理具有重要意义。以三江平原湿地为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,以城市扩张导致的土地利用变化、道路建设等人类活动为风险源,景观生态格局、生态系统服务价值为风险受体构建了三江平原湿地生态风险综合评价体系,分析三江平原湿地生态风险时空变化特征。进而,利用距离阈值确定空间距离权重,采用双变量空间自相关模型揭示了不同时间尺度下生态风险的空间集聚分布特征。结果显示：从风险源角度,人类活动风险源强度呈增加趋势,松花江、穆棱河、倭肯河地区一直处于中高风险水平;从风险受体角度,景观生态风险的中高风险地区重点集中在湿地与水体分布区,生态系统服务低价值区主要分布在中部水田、旱田、建设用地以及东北部与东南小范围的湿地区域。综合生态风险结果显示,三江平原生态风险在时间上呈增加趋势,空间上由松花江河滩型湿地区与穆棱河地区逐渐向四周蔓延。此外,生态风险的强弱受到空间距离的影响显著,选取5km为自相关分析的距离阈值,土地利用与综合生态风险的空间格局存在显著的空间正相关关系,高-高地区集中分布在研究区内的松花江流域及周围滩地地区,随着土地利用变化及转移,空间关联逐渐增强且区域分布不断扩大。研究结果可从人类活动控制、景观格局优化、生态服务价值提升等方面为三江平原生态风险防控分区管理提供理论依据。     

利用亮氨酸和赖氨酸设计新型α-螺旋抗菌肽

【目的】根据螺旋轮模型设计以亮氨酸(L)为疏水面,赖氨酸(K)为亲水面的新型α-螺旋抗菌肽LK,并对该抗菌肽的生物学活性进行检测。【方法】利用圆二色光谱分析LK的二级结构,同时,评价LK的抑菌活性、稳定性和细胞选择性。【结果】在模拟细胞膜的环境中LK呈α-螺旋型结构。LK对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有很强的抑菌活性,最小抑菌浓度(MIC)在2-4μmol/L之间。LK具有很强的酸碱盐稳定性。肽浓度为2-4μmol/L时,LK表现出较低的溶血活性和细胞毒性。【结论】根据螺旋轮模型结构,以疏水性的L和正电荷性的K设计的新型抗菌肽LK具有较高的细胞选择性及稳定性,具有替代抗生素的发展潜力。     

大鼠肝纤维化相关microRNA及其候选靶基因的筛选

microRNAs (miRNAs)是一类功能性非编码RNA,在多种生物过程中具有重要作用.然而,miRNA的表达模式、调控网络以及参与肝纤维化的miRNA仍有待阐明.为了探讨与肝纤维化相关的miRNA及其靶基因的功能,为临床肝纤维化治疗提供理论依据,本研究前期已采用胆管结扎法(BDL)建立大鼠胆汁淤积性肝纤维化模型.从大鼠肝脏中提取总RNA,应用基因芯片技术对胆汁淤积性肝纤维化肝组织中miRNA和mRNA表达谱进行综合分析;结合生物信息方法分析在胆汁淤积性肝纤维化中差异表达miRNA可能的靶基因;实时荧光定量PCR技术检测TGF-β1处理人肝星状细胞LX-2细胞中miR-29a-3p、miR-194-5p和miR-22-3p相对表达水平.结果 表明,与正常肝组织相比,纤维化肝组织中有48个差异表达miRNA (FC＞2,P＜0.05),其中36个上调,12个下调;筛选出18个预测靶基因参与与纤维化相关的生物过程;TGF-β1处理LX-2细胞中miR-29a-3p、miR-194-5p和miR-22-3p相对表达水平显著下调(P＜0.05).本研究筛选的差异表达miRNAs通过调节靶基因的表达在肝纤维化中可能发挥重要作用,将为miRNA在肝纤维化中的作用提供新的见解.     

去叶对水曲柳和落叶松苗木当年生长及细根动态的影响

叶片被取食会导致树木生长发育和生理代谢发生显著的变化。目前对细根动态如何对叶片损失做出响应的了解仍然有限。以生物量分配和高生长策略不同的水曲柳(Fraxinus mandschurica)和落叶松(Larix gmelinii)苗木为研究对象, 进行了不同强度的人为去叶处理(叶面积去除0% (对照)、40%和80%), 采用微根管技术对细根(直径≤2 mm)生产和死亡的季节动态进行了定量观测, 同期测定了地上部分(苗高和地径)的生长。结果表明: 1)去叶降低了两树种苗高(统计上均不显著)和地径的生长, 但是对苗高生长的影响小于地径。随着去叶强度的提高, 苗木地上生长受到的影响加大, 生长季末期水曲柳苗高比对照降低3.3%-12.1%, 地径降低5.7%-23.1%; 而落叶松苗高和地径降低相对较少(< 12%)。2)去叶显著地减少了水曲柳和落叶松细根现存量(p< 0.001), 其相对增长量((去叶后现存量高峰-去叶当日现存量)/去叶当日现存量)随着去叶强度的加大而降低。3)与对照相比, 去叶后两树种细根生产量显著减少(p< 0.05), 而细根死亡量在不同处理间没有显著差异。综合来看, 去叶对水曲柳地上部分(特别是地径)生长影响较大, 而对落叶松地下部分(主要是新根)生长影响较大。研究结果为理解冠层碳供应对根系动态影响的种间差异及其机制提供了必要的理论依据。     

湖南东部植被恢复对土壤有机碳矿化的影响

为阐明中亚热带植被恢复对土壤有机碳(SOC)稳定性的影响机制, 采用空间代替时间方法, 在湘东丘陵区选取檵木(Loropetalum chinense)-南烛(Vaccinium bracteatum)-杜鹃(Rhododendron simsii)灌草丛(LVR)、檵木-杉木(Cunninghamia lanceolata)-白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana)-柯(Lithocarpus glaber)-檵木针阔混交林(PLL)、柯-红淡比(Cleyera japonica)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复系列, 采用室内恒温培养(碱液吸收法)测定SOC矿化速率及其累积矿化量(C_m), 结合主成分和逐步回归方法分析C_m、SOC矿化率与植被因子和土壤因子的关系。结果表明: (1)不同植被恢复阶段SOC矿化速率随着培养时间呈现基本一致的变化趋势, 培养初期矿化速率较高, 且快速下降, 培养中后期缓慢下降并趋于平稳, 倒数方程能很好地拟合不同植被恢复阶段SOC矿化速率与培养时间的关系。(2)植被恢复显著提高各土层SOC矿化速率和C_m, LAG显著高于其他3个植被恢复阶段, LAG 0-40 cm土层C_m比LVR、LCQ、PLL分别高出359.06%-716.31%、112.38%-232.61%、94.40%-105.74%。(3) 4种植被恢复阶段0-10、10-20、20-30、30-40 cm土层SOC矿化率分别为2.13%-4.99%、3.42%-4.18%、4.05%-4.64%、4.02%-5.64%, 但不同植被恢复阶段之间差异不显著。(4)植被恢复过程中, C_m的变化主要受土壤全氮(TN)含量、根系生物量的驱动, 土壤TN含量、根系生物量可分别解释C_m变异的96.9%、0.9%。而土壤C:N是SOC矿化率的主要调控因子, 可单独解释SOC矿化率变异的49.4%。表明植被恢复促进了SOC矿化, 降低了SOC中矿化C的比例, 有利于提高土壤固C能力; 随着植被恢复, 土壤TN含量和根系生物量增加是影响C_m的主要因子, 而土壤SOC的质量差异是影响SOC矿化率的主要因子。     

旋覆代赭汤对食管癌细胞干性的影响*

目的: 探究旋覆代赭汤对食管癌细胞干性的影响。方法: 将BALB/c裸鼠随机分为对照组与实验组,每组5只,分别连续给予生理盐水和旋覆代赭汤(9.89 g/kg)灌胃处理,在给予灌胃第8日时皮下接种5×10⁶细胞数量的人源食管癌ECA-109细胞,每周测量肿瘤大小,4周后处死小鼠。收取肿瘤组织和小鼠血清,采用RT-qPCR、Western blot和免疫组化方法检测肿瘤细胞干性相关转录因子NANOG、OCT4、SOX2的表达。分别用含10%胎牛血清和上述两组小鼠的血清处理48 h食管癌ECA-109细胞,每组设置三个复孔,用RT-qPCR和Western blot方法检测NANOG、OCT4、SOX2的mRNA和蛋白表达水平,以及AKT及其磷酸化(p-AKT)的蛋白表达水平;用流式细胞术检测肿瘤细胞中ALDH酶活性;用成球实验检测肿瘤细胞的成球数量。结果: 与对照组相比,旋覆代赭汤显著抑制食管癌小鼠肿瘤的生长和大小(P＜0.01或P＜0.05);旋覆代赭汤药物血清显著降低食管癌细胞的中NANOG、OCT4和SOX2 mRNA和蛋白的表达水平、ALDH酶活性和成球数量,以及AKT和AKT的磷酸化(p-AKT)水平(P＜0.01或P＜0.05)。结论: 旋覆代赭汤具有抑制食管癌细胞干性的作用,其可能是治疗食管癌的潜在有效药物,为食管癌治疗探寻新的有效药物提供理论依据。     

粮食和食物安全专题服务平台研究

明确了粮食和食物安全领域的科研需求,梳理了资源的类型、来源及其整合组织与建设,设计了粮食和食物安全专题服务平台的总体框架,展示了平台的技术架构、系统功能及部署,并从运维管理制度规范、学科馆员和专题平台建设与服务推广运维队伍、运维管理系统等方面介绍平台运维管理工作,保证专题服务平台稳定、高效、可持续的运行。构建的面向我国粮食和食物安全科研领域的专题知识服务与支撑技术平台可满足粮食和食物安全领域科研用户个性化、深层次、嵌入解决科学问题全过程的专题知识服务需求。     

外源基因在转基因玉米中的整合位点分析

玉米是我国第一大作物,在保障我国粮食安全中发挥重要作用。通过转基因技术培育具有抗病虫等性状的转基因玉米新品种,可有效减少产量损失。培育的转基因玉米需要鉴定外源基因整合位点,为转基因玉米的安全性评价提供重要依据。以一个抗虫转基因玉米事件IE34为材料,采用热不对称PCR(TAIL-PCR)和遗传定位方法,鉴定外源基因整合位点及旁侧序列。通过TAIL-PCR得到一段长度为776 bp的玉米基因组序列。分别在旁侧序列和外源基因上游序列设计特异性引物,建立了转基因玉米事件特异性的PCR鉴定方法。将旁侧序列在MaizeGDB中进行比对分析,发现此序列是重复序列而且存在于多条染色体上。构建转基因玉米IE34与自交系B73的F2代遗传分离群体,通过BSR-Seq方法确定外源基因整合在玉米第5染色体短臂2.32-2.70Mb区间内。通过精细定位将外源基因整合位点缩小在第5染色体2.35-2.61 Mb约260 kb的区间内。本研究结果表明,对于整合位点旁侧序列复杂的转基因事件,TAIL-PCR结合遗传定位方法能够有效鉴定外源基因的整合位点。