多囊肾病动物模型的研究进展

多囊肾病(Polycystic kidney disease,PKD)是以肾脏充满多个液性囊泡,细胞增殖异常,间质炎细胞浸润及细胞外基质重塑等病理特点为主的遗传性疾病。主要分为常染色体显性多囊肾病(Autosomal dominant polycystic kidney disease,ADPKD)及常染色体隐性多囊肾病(Autosomal recessive polycystic kidney disease,ARPKD)。ADPKD更为常见,发病率约为1:500-1000,约50%的患者到60岁会发展为终末期肾脏病。ARPKD较少见,发病率约为1:20000-1:40000,患者多在婴幼儿时期死亡。目前,一旦多囊肾发展为终末期肾脏病,除了肾脏移植和透析外没有更有效的治疗方法,因此,早期的诊治对延缓多囊肾进展及防止其发展为终末期肾脏病是至关重要的。多囊肾动物模型的建立在研究多囊肾疾病具体发病机制及新药研发中具有重要意义。本文介绍了PKD疾病动物模型的研究进展,包括经典PKD自发模型、化学诱导模型及基因修饰模型。     

光合作用对光和CO2响应模型的研究进展

光合作用对光和CO₂响应模型是研究植物生理和植物生态学的重要工具, 可为植物光合特性对主要环境因子的响应提供科学依据。该文综述了当前光合作用对光和CO₂响应模型的研究进展和存在的问题, 并在此基础上探讨了这些模型的可能发展趋势。光合作用涉及光能的吸收、能量转换、电子传递、ATP合成、CO₂固定等一系列复杂的物理和化学反应过程。光合作用由原初反应、同化力形成和碳同化3个基本过程构成, 任一个过程均可对光合作用速率产生直接的影响。光合作用对光响应模型只涉及光能的转换, 而光合作用的生化模型包含了同化力形成和碳同化这两个基本过程。把光合作用的原初反应, 即把参与光能吸收、传递和转换的捕光色素分子的物理参数(如捕光色素分子数、捕光色素分子光能吸收截面、捕光色素分子处于激发态的平均寿命等)结合到生化模型中, 可能是今后光合作用对光响应机理模型的发展方向。     

铜绿假单胞菌耐热亮氨酸氨肽酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及表达产物的酶学特性鉴定

氨肽酶在食品加工、饲料生产、生物活性肽制备等多个领域被广泛应用,尤其是耐热氨肽酶的应用前景更加广阔。目前,有关铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)耐热氨肽酶基因的成功克隆和表达的研究较少,本研究将源自铜绿假单胞菌GF31的亮氨酸氨肽酶基因aps进行密码子优化,通过全基因合成得到aps序列并构建周质表达载体pET22b(+)-pelB-aps,在大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta gami2(DE3)中进行表达。纯化后的重组菌所产亮氨酸氨肽酶比活力为6.8 U/mg,最适反应温度和pH值分别为80℃和8.0;在50℃～70℃或pH 7.0～9.0下孵育1 h后该酶仍保持80%以上的活力;Co²⁺对其酶活力有较强激活作用,Fe²⁺、 Ni²⁺、 Zn²⁺、 β-巯基乙醇、 DTT、 EDTA、 1,10-邻菲咯啉和Bestatin对其有较强的抑制作用;该酶对Leu-pNA和Met-pNA的水解效果较好,对Ala-pNA和Arg-pNA也有一定水解能力,其中...     

植物气孔导度的机理模型

Ball-Berry气孔导度模型及其修正模型是评价植物叶片气孔调节的重要工具。该文从CO₂分子在叶片气孔中扩散这个最基本的物理过程出发, 应用物理学中的分子扩散和碰撞理论、流体力学与植物生理学等知识, 严格推导出叶片气孔导度的机理模型。利用美国Li-Cor公司生产的Li-6400光合作用测定仪控制CO₂浓度、湿度和温度, 测量了华北平原冬小麦(Triticum aestivum)的光响应数据和气孔导度数据。拟合结果表明: 推导的气孔导度机理模型较之Ball-Berry气孔导度模型和Tuzet等气孔导度模型, 能更好地描述冬小麦的气孔导度与净光合速率之间的关系。如果用气孔导度的机理模型耦合光合作用对光响应的修正模型, 则耦合模型可以很好地描述华北平原冬小麦叶片气孔导度对光强的响应曲线, 并可直接估算冬小麦的最大气孔导度和对应的饱和光强, 同时可以研究最大气孔导度是否与最大净光合速率同步的问题。拟合结果还表明: 冬小麦在30 ℃、560 μmol·mol^-1CO₂, 或在32 ℃、370 μmol·mol^-1CO₂条件下, 最大气孔导度与最大净光合速率并不同步。     

自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合的气孔和非气孔限制特征

为探究自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合作用的气孔与非气孔限制特征,利用LI-6400光合仪测定了4个水稻品种(恢复系R7-35,不育系井大3S,杂交F_1代井大3S/R7-35和对照品种9311)的气体交换数据,获得了它们的净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和气孔限制值对光的响应曲线。结果表明:与最大净光合速率相对应的饱和光强(I_(sat))分别为1500、1800、1200和1200μmol·m~(-2)·s~(-1);除井大3S/R7-35外,其他3个水稻品种的气孔导度随光强的增加而非线性增加,由此可知,在较高光强处限制这4个水稻叶片光合作用的因素是非气孔限制。与最小胞间CO_2浓度(C_i)相对应的光强分别为1600、1600、1400和1600μmol·m~(-2)·s~(-1),与最大气孔限制值(L_s)相对应的饱和光强分别为1400、1200、1400和600μmol·m~(-2)·s~(-1)。根据Ci降低和Ls升高作为判断叶片光合速率降低的主要原因是气孔因素的判据标准,品种9311则在光强小于1600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ci随光强的增加而降低,在光强小于600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ls随光强的增加而升高,但该品种在光强小于1200μmol·m~(-2)·s~(-1)时,其光合能力随光强的增加而非线性增加。这个结果与以Ci降低和Ls升高作为判断准则相互矛盾。为此,提出用植物叶片是否存在I_(sat)作为判断光合速率下降的非气孔限制因素准则,用气孔导度是否存在最大值作为植物叶片的气孔限制因素准则。     

丙酮丁醇梭菌磷酸化蛋白质组分析

近年的研究揭示,细菌细胞中蛋白质的磷酸化状态可能调节信号或代谢通路的生物活性。丙酮丁醇梭菌是一个重要的工业菌株,在酸性条件下能够生成大量的有机溶剂。然而,调节丙酮丁醇梭菌有机溶剂生成的分子机制尚未完全阐明。采用双向电泳和质谱联用的技术,比较了该菌在产酸期与产有机溶剂期间的差异蛋白质谱图。特别关注了那些分子量接近但具有不同等电点的蛋白质。在高有机溶剂生成速率的丙酮丁醇梭菌中,发现了8个电泳斑点簇呈现明显的酸移而且伴随光密度强度的变化。质谱分析数据表明,这些蛋白质均含有磷酸化修饰的肽段。生物信息学分析预示,这些蛋白质参与了有机溶剂的生成过程。但究竟它们的磷酸化状态如何调控有机溶剂生成仍需更为深入地研究。     

牦牛OB基因的克隆及原核表达

肥胖基因(obese gene,OB gene)表达产物瘦蛋白(leption)具有调节体重、影响动物生长和繁殖率等一系列生物学功能。通过牦牛脂肪组织总RNA的提取,利用RT-PCR克隆出牦牛OB基因的成熟肽cDNA,构建OB基因的原核表达载体OB-pET32a(+),在大肠杆菌表达系统使融合蛋白表达,通过SDS-PAGE检测所表达的融合蛋白。结果表明,克隆的OB基因成熟肽片段为456 bp包含EcoR I和BamH I两个酶切位点,与普通牛、瘤牛该基因的相似性达98.6%。原核表达产物为包涵体形态,大小为31 kD,符合预期结果,为OB基因的高效表达系统的构建奠定基础。     

洪河国家级自然保护区最小生态需水量与补水分析

湿地生态水文及其水资源优化配置已成为湿地研究中的重大科学问题之一.该研究基于湿地最小生态水位,以湿地静态补水与动态补水的定量方法,对洪河国家级自然保护区湿地最小生态需水量进行估算.研究结果表明:洪河湿地最小生态水位为51.5 m,静态需水量1863×104 m3,动态补水方案为1级补水量867.4×104 ～ 1518.0×104 m3/月,2级补水量693.9×104 ～ 1214.4×104 m3/月,3级补水量520.4×104 ～ 910.8×104 m3/月,4级补水量173.5×104 ～ 303.6×104 m3/月,5级补水量0.0×104 m3/月.研究确定的最小生态水位具有一定科学性,湿地生态水位提高30cm,能够为该区湿地植被群落的水生演替提供适宜生境.该研究结果可为其他湿地自然保护区的科学、有效管理提供理论依据.     

注射突变p53基因CRISPR/Cas9质粒和肝癌细胞建立肝癌小鼠模型

目的 采用尾静脉注射突变p53基因CRISPR/Cas9质粒和H22细胞建立肝癌模型.方法 将健康雄性BALB/c小鼠随机空白组(生理盐水)、质粒组(质粒)、对照组(H22细胞+盐水)、实验组(H22细胞+质粒),每组25只.尾静脉注射建立肝癌模型.分别在注射后的2、3、4、5周中取材,眼眶采血检测小鼠血清转氨酶(AL...     

典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应

由于人类活动和气候变化的共同作用, 大气氮(N)沉降日益加剧, 使得陆地生态系统中的可利用性N显著增加, 生态系统更易受其他元素如磷(P)的限制。然而, 目前关于N、P养分添加对草原生态系统不同组织水平的影响研究较少, 相关机制尚不清楚。该文以内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原为研究对象, 通过连续两年(2011-2012年)的N和P养分添加实验, 研究建群种羊草的生理生态性状、种群生物量和群落初级生产力对N、P添加的响应及其适应机制。结果表明: 羊草草原不同组织水平对N、P添加的响应不同。群落水平上, 地上净初级生产力在不同降水年份均受N和P元素的共同限制, N、P共同添加显著提高了地上净初级生产力; 物种水平上, N、P添加对羊草种群生物量和密度, 以及相对生物量均没有显著影响, 表明羊草能够维持种群的相对稳定; 个体水平上, 在正常降水年份(2011年), 羊草生长主要受N素限制, 而在湿润年份(2012年), 降水增加使得羊草生长没有受到明显的养分限制。羊草通过增加比叶面积、叶片大小和叶片N含量, 提高整体光合能力, 以促进个体生长。总之, 内蒙古典型草原群落净初级生产力受N、P元素共同限制, 作为建群种的羊草, 其对N、P添加的响应因组织水平而异, 也受年际间降水变化的影响。