2009年中国植物科学若干领域重要研究进展

2009年中国植物科学在水稻和拟南芥研究等方面取得＂爆发性＂的快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果,尤其是在基于新一代测序技术和计算生物学理论的基因组学、水稻功能基因挖掘、激素受体和信号转导以及转基因作物产业化和生态安全性研究等方面取得一系列重大进展,受到了国内外广泛关注。该文对2009年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述,旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件,并展现我国科学家们所取得的杰出成就。     

GLIPR-2的生物学特性及与疾病的关系

神经胶质瘤致病相关蛋白2(glioma pathogenesis-related protein 2,GLIPR-2)是CAP蛋白质超家族中的一种高尔基体膜蛋白,具有CAP保守结构域,在体内的分布具有一定的组织和细胞特异性,在免疫器官和肺脏中表达较高。GLIPR-2与细胞膜系统具有高度的亲和力,可能与十四酰基化有关。GLIPR-2在HSAB和紫外光作用下形成二聚体,且能与Caveolin-1相互作用。GLIPR-2与疾病也很相关,目前发现GLIPR-2能诱导肾脏上皮细胞发生上皮细胞间质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)而参与肾脏纤维化。CAP家族的SCRIP-3和GLIPR-1与肿瘤关系密切,GLIPR-2与上述两个蛋白具有相似的保守结构域,因此GLIPR-2可能也与肿瘤有关。     

黄芪属六种植物的核型多样性

采用常规压片法,对豆科黄芪属6种植物制备染色体标本进行核型分析。结果表明:体细胞中期染色体数目分别为:沙打旺、斜茎黄芪、达乌里黄芪2n=16,均为二倍体;草木樨状黄芪2n=32,为四倍体;紫云英、鹰嘴紫云英则呈现多数目性,紫云英染色体数变动范围为55～65,64条稍多,鹰嘴紫云英染色体数变动范围51～65,62条稍多,均为混倍体。核型公式分别为:沙打旺2n=2x=16=12m+4sm;斜茎黄芪2n=2x=16=10m+6sm;达乌里黄芪2n=2x=16=16m;草木樨状黄芪2n=4x=32=32m;紫云英2n=64=62m+2sm;鹰嘴紫云英2n=62=12M+50m(2SAT)。染色体核型呈现多样性。     

多层螺旋CT低剂量扫描在小儿胸部的应用探讨

目的:评价小儿胸部多层螺旋CT低剂量与常规剂量扫描的图像质量,探讨低剂量扫描在小儿胸部应用的可行性。材料与方法:(1)随机选择肺部感染的患儿30例,先常规剂量(150mAs)扫描,再在感染灶局部加作低剂量扫描,剂量为50,35及15mAs。其他参数为:120kV,床进28.8mm/圈,0.5s/圈,16×1.5mm准直,重建层厚及间隔均为3mm。分别记录不同剂量扫描时的CT权重剂量指数(CTDIw)及剂量长度乘积(DLP)。(2)由2位高年资医师按优、良、合格及不合格的等级盲法评价不同剂量的图像质量,结果进行统计学处理。结果:(1)小儿胸部35mAs和15mAs的CTDIw与常规剂量150mAs的比值分别为23.0%及10.0%,其DLP与常规剂量比值为23.3%和10.0%。(2)图像质量评价结果:150,50,35,15mAs的可诊断图像χ2检验,肺窗P>0.05,纵膈窗P<0.05,提示上述剂量肺窗图像差异无显著性意义,纵膈窗图像差异有显著性意义。用150,50,35mAs的可诊断图像进行χ2检验,P>0.05,提示其差异亦无显著性意义。结论:多层螺旋CT低剂量扫描适用于小儿胸部检查,在保证图像质量的前提下,采用35mAs左右的扫描条件较为适宜。     

沙坡头地区人工固沙植物水分利用及其生态位适宜度过程数值模拟分析

本文以干旱区植物为研究对象,探讨了自然降水资源的时空分布规律以及降水与固沙植物耗水之间的制约关系。通过扩展经典生态位理论的内涵,用数学抽象的方法定义植物水分生态位适宜度为其水分最适生态位点与现实生态位的贴近度,建立相应的数学模型,对固沙植物生态位适宜度进行了定量分析,并建立了生态位适宜度过程模拟方法。依据实验结果进行了有关计算与数值模拟,所做模拟结果与实际观测结果相吻合。结果表明,柠条与油嵩混播为实验条件下的最佳种植方式,密度为5000株／hm^2时其水分生态位适宜度最高,林木覆盖率也最大。文中进一步讨论了有限降水限制和沙地土壤水分亏缺胁迫下油篙和柠条对水分的竞争行为,混播下的生态位适宜度变化及稳定共存格局形成的机理。该结果为干旱区人工林的营建提供了定量依据。     

人类遗传流行病学的研究设计:海外朝鲜民族研究方案（英文）

传统的遗传流行病学和基因定位的研究设计往往局限于单一的（通常是简单的）数据结构和过分简化的流行病学模型。然而,当实际情况稍微复杂一些的时候,这些简单的方法几乎注定要失败,因此,我们应该重新建构思维方式,应考虑何种的病因学模型会与我们所知道的进化,表现型的表达以及基因型-表现型的相互关系相符,当基因定位的策略充分利用选择偏倚来使P（基因型Ⅰ表现型的;选择偏倚）的预测值达到最大,用分离分析试图对外显率函数或P（表现型Ⅰ基因型）作无偏估计,因而一般而言,没有一个值可以完全充分地被另一个值所推估,一个常见的,关于基因组计划得以“改变世界”的误解甚至使得严谨的科学家们都忽略了以下的科学事实;他们努力地为基因定位策略上的巨额支出辩护,却忽略了基因定位策略的本身就是极度取决于一些难以验证的前题假设,将不同实验设计方案的数据合并起来定会使估计参数和检验假设的自由度增加,虽然仍然需要大样本数的资料库,但采取以上策略可提供更多的信息以检测出真实情况,以往传统的研究方法只针对病因变异量的某一特定方面;双生子法侧重于研究在一个家庭内分享共同的环境因素之下遗传因素的作用;寄养子研究侧重于在控制遗传因素之下,不同家庭环境间的变异性;移民流行病学分析侧重于在控制遗传因素之下,不同文化环境间的变异性;而家系分析则侧重于检测较大的亲缘族系中的复杂遗传性相关,不同的研究着重不同成份的变异量,很显然,一个综合性的研究将可对特微病因学提供更多关于自然,养育因素以及它们之间交互作用的信息,同样地,这些信息可用来辅助基因定位和基因型-表现型相关性的研究,我们目前正以外朝鲜族家庭为对象进行此类研究,这些外朝鲜族家庭包括位于哈萨克斯坦,韩国,中国（延边0的朝鲜族家庭以及寄养于美国及欧洲的朝鲜人,我们亦希望能取得这些寄养人位于韩国的血亲的资料。     

中国鮈鲭在我国最东分布及对其中名的商榷

本文于辽宁省凤城市凤凰山旅游区采到３号标本,该动物全身覆棕褐色毛,背毛具棕黄色毛尖,腹毛尖色略浅,为淡黄色,背、腹面毛色在体侧无明显分界,头骨上、下颌有３２枚牙齿,上颌第１单尖齿明显大于第２单尖齿,第３、４单尖齿等大,但明显小于第２单尖齿,齿尖均染栗红色,上颌第５单尖齿很小,也明显染有少量栗红色;经鉴定为ＳｏｒｅｘｓｉｎａｌｉｓＴｈｏｍａｓ,１９１２。此种在我国的分布区应向东扩大至辽宁省的千山山地。中名被称作欧明显不妥,建议订正为中华。     

青藏高原高寒生态区生态系统脆弱性时空变化及驱动机制分析

全球气候变化和人类活动胁迫下, 青藏高原高寒生态区的脆弱生态系统正在发生深刻变化。研究在充分考虑研究区生态环境本底特征(高寒、冻融侵蚀、盐渍化、水力侵蚀强烈)的基础上, 引入了极端气候事件因子(极端高温、极端低温、极端降水)和人类活动干扰因子构建了青藏高原高寒区生态系统脆弱性评价体系, 进而对研究区近13 年的生态系统脆弱性时空变化格局及其驱动机制进行了分析。研究结果表明: 青藏高原高寒生态区的生态系统脆弱性总体上属于中度脆弱状态, 其空间分布格局自东南向西北呈现递增趋势; 2000-2013 年, 青藏高原高寒生态区总体的生态系统脆弱性表现为先增加后减小的趋势; 生态系统脆弱性时空变化分异格局与地形、气候(气温、降水等)、人口密度存在显著地相关性。相关研究成果可以为青藏高原脆弱生态环境的保护和修复提供决策支持。     

外源ABA对大蒜试管苗玻璃化发生和抗氧化系统的影响

以大蒜品种‘二水早’试管苗为材料,从活性氧代谢的角度研究了外源ABA、H_2O_2和H_2O_2+ABA处理下的试管苗玻璃化率、活性氧积累与组织定位和抗氧化系统的响应特征,探讨ABA缓解试管苗玻璃化过程的机理。结果表明:(1)外源H_2O_2处理可诱导大蒜试管苗玻璃化发生,外源ABA处理下玻璃化率最低,可以缓解H_2O_2诱导的玻璃化的发生。(2)试管苗O_2~产生速率和H_2O_2含量在H_2O_2处理下最高,在ABA处理下最低;在添加H_2O_2的培养基中同时添加ABA能显著减少因外源H_2O_2处理引起的O_2~产生和H_2O_2积累。(3)试管苗CAT、POD和APX活性在外源H_2O_2处理前期(0~8d)均上升并显著高于对照,但其CAT、APX活性在处理后期(8~16d)下降,其同期POD活性也增加缓慢;各抗氧化酶的活性在外源ABA与H_2O_2+ABA处理前期(0~8d)均呈直线上升趋势,而它们在H_2O_2+ABA处理后期(8~16d)均显著高于H_2O_2处理。(4)各处理试管苗抗坏血酸和谷胱甘肽含量随处理时间先升高后降低,并以外源ABA处理下最高,外源H_2O_2处理下最低。(5)试管苗O_2~和H_2O_2产生部位主要在基部和叶尖,且外源ABA处理下组织中ROS的积累最少。(6)在ABA+H_2O_2处理下,大蒜试管苗内丙二醛含量和膜相对透性显著低于对照和H_2O_2处理。研究发现,外源ABA处理可有效降低大蒜试管苗的内源O_2~产生速率和H_2O_2含量,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,抑制活性氧在试管苗内的产生和运输,显著降低试管苗玻璃化率;外源ABA可通过增强大蒜试管苗抗氧化能力来抑制玻璃化发生。     

CRISPR/Cas9技术特异杀伤癌细胞——癌症治疗新策略北大核心CSCD

CRISPR/Cas9技术,主要用于基因编辑。最近发现,CRISPR/Cas9技术亦可用于特异性杀伤癌细胞。天然状态下,CRISPR/Cas9系统存在于细菌,其功能是识别并切割入侵病毒或噬菌体的DNA,由此导致病毒或噬菌体死亡。因此,对于细菌来说,CRISPR/Cas9是一种＂基因剪刀＂或＂基因武器＂,是细菌重要的＂免疫系统＂。目前,CRISPR/Cas9系统一般用于对单基因或多基因的敲除或插入,以构建细胞或动物研究模型。