空间脑科学研究的回顾与展望

人类大脑是自然界最复杂的系统之一.大脑结构与功能之谜是人类认识自身的终极疆域,对于推动科技创新发展与人类文明进步具有极其重要的意义.载人航天是现代科技革命的重要领域之一,美国、俄罗斯等航天大国已利用空间资源开展脑科学研究.我国空间站的建设,将提供空间脑科学研究的系统创新平台,极大地推进中国空间脑科学计划进程.本文综述了在空间环境或模拟空间环境下,脑发育及生物学机制、认知规律与机制、生物节律和睡眠对脑功能的影响、群脑协同等方面的空间脑科学研究进展,并简述和展望了我国空间脑科学研究的发展方向.     

巴尔鲁克山野扁桃种子萌发特性

为探求新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)实生更新受限的障碍因子,更好的保护该种质资源和种群,以新疆巴尔鲁克山野扁桃当年种子为试验材料,研究种子吸水特性、不同层积时间、不同质量浓度赤霉素(GA3)和不同基质处理对种子休眠与萌发的影响,并对萌发抑制物进行探究。结果表明：(1)完整种子在层积80 d后解除自然休眠,而去种皮种子不需要层积就可萌发,添加300 mg·L^-1 G_A3培养可以提前打破去种皮种子休眠并提高发芽率。(2)萌发抑制物主要存在于外果皮和中果皮。(3)在原生境土壤中的萌发率比在营养土中高。     

瓜叶菊花色性状形成机理的研究进展

瓜叶菊是拥有多种花色品种资源的观赏植物,同时具有蓝色、斑色等观赏植物中稀缺的花色表型,不同花色品种具有多种花青素代谢途径,解析其花色性状形成的分子机制能够为观赏植物的分子育种提供理论依据,其中鉴定的关键基因能够为蓝色花新品种培育提供宝贵的基因资源。在对瓜叶菊多年研究的基础上,本文从瓜叶菊特殊的花青素结构、花青素生物合成调控途径及其花色研究的主要技术手段方面,综述了近20年来瓜叶菊花色研究的进展,具体内容包括：（1）瓜叶菊不同色系呈色的色素基础,尤其是蓝色花品种中特殊的多聚酰化色素结构;（2）多聚酰化修饰相关糖基化、酰基化修饰的瓜叶菊花青素代谢途径的基因,以及调控花色、花斑形成的MYB、MADS-box等转录因子的功能;（3）瓜叶菊中进行花色研究相关的高效遗传转化体系和病毒介导的基因沉默（VIGS,virus-induced gene silencing）体系,及其在花色研究中的研究进展。本文旨在为后续瓜叶菊及其他花卉花色研究和分子育种提供参考。     

固体介质中的重金属源解析及其在中国近海沉积物中的应用

沉积物中重金属源解析对甄别人为活动与自然变化对近海生态系统演化的影响有重要作用.本文总结了近年来污染物源解析常用的多元统计分析、地球化学方法和地质统计分析3种主要研究方法,剖析了不同方法的优劣及适用性,提出正定矩阵因子分析、Pb同位素示踪在重金属来源定量化研究中具有良好应用前景.梳理了中国近海沉积物中重金属来源的主要研究结果,发现河口和海湾是沉积物重金属受人为来源影响剧烈的典型近海区域,不同定量解析方法(多元统计分析、背景值估算、Pb同位素分析)均表明中国近海沉积物重金属的人为来源贡献率接近或超过50%.当前中国近海沉积物中重金属源解析研究还存在源识别端元模糊、解析结果缺乏相应的可靠性评价等问题.据此提出近海沉积物重金属源解析研究应使用多种解析技术手段综合、集成与优化,提高源解析的准确性;建立完善指标体系,筛选代表特定人为活动和自然过程的指标;甄别人为源重金属入海方式及过程,为沉积物数据信息的解译提供理论基础.     

艾塞那肽对糖尿病大鼠肾脏损伤的保护作用

目的：探讨GLP-1类似物艾塞那肽（exenatide）对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠肾脏的保护作用。方法：SD大鼠随机分为正常组（NC组,n=8）和模型组;模型组给予高脂高糖饲料,喂养4周后腹腔注射STZ（30 mg·kg^-1）建模,72 h后以血糖≥ 16.7 mmol·L^-1为糖尿病成模标准,将成模大鼠随机分为糖尿病对照组（DM组,n=10）、3 μg·kg^-1艾塞那肽干预（Ex-1）组和6μg·kg^-1艾塞那肽干预（Ex-2）组;艾塞那肽组连续皮下注射艾塞那肽（bid）12周,NC组和DM组注射等容积溶剂;测定各组大鼠糖脂代谢变化和肾功能指标如血肌酐（Scr）、尿肌酐（Ucr）、尿素氮（BUN）、24 h尿微量白蛋白排出率（24 h UMA）并计算肌酐清除率（Ccr）;测定肾组织氧化应激指标超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）;HE染色观察肾组织病理形态及ELISA法测定肾组织糖基化终末产物AGEs水平。结果：与糖尿病组相比,艾塞那肽可明显改善糖尿病大鼠糖脂代谢,血糖、糖基化血红蛋白（HbAlc）、甘油三脂及胆固醇值均下降（P < 0.05）,肾功能指标明显好转（P < 0.05）且肌酐清除率下降（P < 0.05）,提示肾小球高滤过状态;同时改善糖尿病引起的肾组织病理结构改变,AGEs浓度下降（P < 0.05）,氧化应激指标SOD和GSH-Px活力升高,MDA含量降低（P < 0.05）。结论：艾塞那肽具有肾脏保护作用,其机制可能与抑制糖尿病大鼠肾组织的AGEs生成和改善氧化应激有关。     

利用CRISPR/Cas9n double nick系统构建人DNAH2基因敲除的U2OS细胞株

基于CRISPR/Cas9n double nick技术构建人DNAH2(Homo sapiens dynein,axonemal,heavy chain 2)基因敲除的U2OS稳定细胞株,旨在研究DNAH2基因的生物学功能。首先设计并合成A、B两个sg RNA(Single guide RNA)以及各自的互补链,退火连接形成DNAH2 sg RNA-A、B双链,再分别与带有BbsⅠ粘性末端的p X462线性载体相连,形成p X462-DNAH2-A、p X462-DNAH2-B重组真核表达质粒。质粒共转染至U2OS细胞后,加入嘌呤霉素,以有限稀释法获得阳性单克隆细胞株,再以蛋白印迹实验检测DNAH2蛋白的表达,最后通过PCR-基因测序技术分析突变特点。结果显示A、B sg RNA双链成功插入p X462载体,U2OS-DNAH2-KO单克隆细胞株中DNAH2蛋白不表达,DNAH2基因发生移码突变,从而证实利用CRISPR/Cas9n double nick系统成功构建人DNAH2基因敲除的U2OS稳定细胞株,为研究DNAH2基因提供有利工具。     

利用叶绿素荧光评估草原植物羊草缺磷缺氮状况北大核心CSCD

羊草(Leymus chinensis)是北方草原的重要牧草。准确评估其营养状况,对维护羊草草原的生产力具有重要意义。以羊草幼苗为材料,利用能同时表征2个光系统光化学活性的叶绿素荧光检测技术,对缺氮和缺磷处理下的叶片光化学活性进行分析。结果表明,缺氮处理20天后羊草叶片叶绿素含量降低近50%。同期缺磷及缺氮处理对PSⅡ功能的影响总体大于PSⅠ。与对照相比,缺氮叶片的Φ(Ⅱ)和Φ(Ⅰ)分别比对照降低了30.3%与38.5%;ETR(Ⅱ)与ETR(Ⅰ)分别降低30.8%和28.9%。缺磷处理组Φ(Ⅱ)和ETR(Ⅱ)的降低幅度约为缺氮的1/2。这些定量研究结果对及时有效地诊断和区分羊草植物氮磷缺乏状况具有重要的参考价值。     

PHP14沉默对肺癌细胞凋亡的影响及其机制

目的:在肺癌细胞中沉默PHP14,并研究其对肺癌细胞凋亡的影响及其可能机制。方法:利用shRNA稳定沉默肺癌细胞株A549中PHP14的表达,并利用Annexin V、PI双染和流式细胞仪检测细胞在正常培养条件下和凋亡诱导条件下的凋亡情况;通过皮下接种裸鼠,探讨PHP14沉默对肺癌细胞体内成瘤的影响,并利用Realtime-PCR和Western blotting检测PHP14沉默后凋亡相关基因的表达情况。结果:成功获得了PHP14稳定沉默的肺癌细胞株,发现PHP14沉默可促进肺癌细胞诱导性凋亡,并抑制肺癌细胞的体内成瘤能力,并且发现PHP14沉默对肺癌细胞凋亡的影响可能是通过抑制Bcl-2表达实现的。结论:PHP14沉默可促进肺癌细胞诱导性凋亡,并可能通过抑制Bcl-2影响肺癌细胞凋亡。     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

潮间带红藻——海萝光合活性对干露胁迫的响应

采用叶绿素荧光技术考察了不同潮汐模式下海萝藻体光合活性的日变化、海萝光合活性与藻体含水量之间的关系以及干露和光照对光合活性的交互影响.结果表明： 早、中、晚潮汐相比,中午潮时最大量子产量(F_v/F_m)下降速度最快.早潮干露初期F_v/F_m下降较慢,随后加快;晚潮干露时F_v/F_m始终较快下降.各种潮汐模式下,F_v/F_m当日基本恢复至初始水平,呈现了可逆的下降,即动态光抑制.F_v/F_m及有效量子产量(Φ_PSⅡ)随含水量的降低而下降,当含水量低于90%时,F_v/F_m和Φ_PSⅡ下降迅速,但含水量6%左右的藻体重新浸没后仍能恢复光合作用,即通常情况下可以耐受72 h的干露,具有很强的干露耐受能力.藻体含水量（TWC）与F_v/F_m及Φ_PSⅡ的函数关系为：F_v/F_m=0.68+(0.0044-0.68)/\[1+(TWC/66.96)⁵\],R²=0.99;Φ_PSⅡ=0.585+(0.004-0.585)/\[1+(TWC/73)¹⁰\],R²=0.99.方差分析结果进一步显示,光强和干露交互作用对藻体光合活性影响显著,随光照增强和干露时间延长光抑制程度增大,强光(1000 μmol pho·m^-2·s^-1)和长时间干露(6 h)叠加时,藻体光合活性降低程度最大,完全恢复所需时间最长.