Using Molecular Dynamics to Predict Factors Affecting Binding Strength and Magnetic Relaxivity of MRI Contrast Agents

We demonstrate the use of molecular dynamics and molecular mechanics methods to calculate properties and behavior of metal-chelate complexes that can be used as MRI contrast agents. Static and dynamic properties of several known agents were calculated and compared with experiment. We calculated the static properties such as the q-values (number of inner shell waters) and binding distances of chelate atoms to the metal ion for a set of chelates with known X-ray structure. The dynamic flexibility of the chelate arms was also calculated. These computations were extended to a series of exploratory chelate structures in order to estimate their potential as MRI contrast agents. We have also calculated for the first time the NMR relaxivity of an MRI contrast agent using a long (5 nsec) molecular dynamics simulation. Our predictions are promising enough that the method should prove useful for evaluating novel candidate compounds before they are synthesized. One novel static property, the projected area of chelate atoms onto a virtual surface centered on the metal ion (gnomonic projection), was found to give an effective measure of how well the chelate atoms use the free space around the metal ion.     

HCV5＇端非编码区cDNA的体外转录

采用逆转录聚合酶链反应（ＲＴ－ＰＣＲ）从广东省一例慢性丙型肝炎病人血清中获得丙型肝炎病毒（ＨＣＶ）５＇端非编码区（５＇ＮＣＲ）３０２ｂｐ的ｃＤＮＡ片段,经补齐和提纯后插入ｐＵＣ１９质粒,获得的重组体ｐＵＮ进行序列测定。将ｐＵＮ的目的基因亚克隆进体外转录载体ｐＳＰＯＲＴＩ多克隆位点的ＥｏｏＲＩ和ＰｓｔＩ切点之间,所得重组体ｐＳＮ线性化后由Ｔ＿７ＲＮＡ多聚酶及ＳＰ６ＲＮＡ多聚酶引导体外转录反应,产物经凝胶电泳及特异引物ＲＴ－ＰＣＲ,证实ＳＰ６引导的是正义ＲＮＡ,Ｔ７合成的是反义ＲＮＡ,其大小分别力４２９ｂｐ和３６２ｂｐ。并证实所得ＲＮＡ力ＨＣＶ５＇ＮＣＲｃＤＮＡ转录而来。获得的ＨＣＶ５＇ＮＣＲｃＤＮＡ和ＲＮＡ在常规逆转录和ＰＣＲ步骤中用于设立有效的模板对照,对消除假用性及评估试剂有重要意义。同时,ＨＣＶ５＇ＮＣＲ体外转录载体的构建可用于制各ＲＮＡ探针和反义ＲＮＡ,改进后还可作为定量ＰＣＲ的竞争性模板。     

Expression of betaine aldehyde dehydrogenase gene and salinity tolerance in rice transgenic plants

Betaine as one of osmolytes plays an important role in osmoregulation of most high plants. Betaine aldehyde dehydrogenase C BADH) is the second enzyme involved in betaine biosynthesis. The BADH gene from a halophite, Atriplex hortensis, was transformed into rice cultivars by bombarment method. Totally 192 transgenic rice plants were obtained and most of them had higher salt tolerance than controls. Among transgenic plants transplanted in the saline pool containing 0.5% NaCl in a greenhouse, 22 survived, 13 of which set seeds, and the frequency of seed setting was very low, only 10% . But the controls could not grow under the same condition. The results of BADH ac-tivity assay and Northern blot showed that the BADH gene was integrated into chromosomes of transgenic plants and expressed.     

双碳源单细胞蛋白间歇培养及流加培养的动力学模型

应用非结构的逻辑增殖模型研究了两种酵母的单碳源和双碳源单细胞蛋白间歇培养的动力学,用改进的逻辑增殖模型研究了双碳源流加培养过程的动力学,从实验数据拟合了动力学模型参数,模型计算值与实验数据吻合良好。     

地衣内生菌Elaphocordyceps sp.的代谢产物

【目的】通过对猫耳衣内生菌Elaphocordyceps sp.代谢产物的研究,以期获得结构新颖、抗菌活性强的化合物。【方法】采用PCR扩增和测定nrDNA的ITS(Internal transcribed spacer)序列,在GenBank数据库中比对,并采用构建系统发育树的方法,确定该菌株的分类地位。采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱和高效液相色谱方法进行成分分离。根据理化性质和波谱数据进行结构鉴定。采用倍比稀释法进行抑菌活性测定。【结果】鉴定出供试菌株为地衣内生菌Elaphocordyceps sp.。从Elaphocordyceps sp.的发酵液中分离得到3个化合物,结构鉴定为麦角甾醇、4,8-Dihydroxy-1-tetralone和De-O-methyldiaporthin。化合物1–3表现弱的抑制白色念珠菌活性。化合物3具有非常强的植物毒活性(叶片敏感度:4 nmol)。化合物3在地衣内生菌Elaphocordyceps sp.发酵液中的得率为0.75 mg/L(3.2?103 nmol),远远高于其对叶片敏感度4 nmol。【结论】由猫耳衣内生菌Elaphocordyceps sp.产生的De-O-methyldiaporthin可作为一种微生物源除草剂。     

大凉螈繁殖生态

大凉螈是我国特有的珍稀有尾两栖动物,其种群数量目前呈现明显下降趋势,然而涉及该物种保护的繁殖生态学研究仍十分匮乏。通过融合围栏陷阱及标志重捕的样方调查法,对大凉螈石棉栗子坪种群繁殖个体和变态登陆幼体的迁徙、繁殖群体种群大小、繁殖场内雌雄有效性比变化等进行了研究。运用Jolly-Seber法估测了繁殖种群大小,运用单因素方差分析或Kruskal-Wallis秩和检验比较了不同时期进入繁殖场的雄性大凉螈头体长及体重,运用t检验或者Wilcoxon秩和检验比较了雌雄性间形态上的差异,运用t检验、t′检验或Wilcoxon秩和检验比较了野外抱对雄性与非抱对雄性间的体征差别,运用Pearson相关分析探讨了雌性产卵量与其身体形态的关系,同时观察了卵的孵化情况。研究结果表明:大凉螈的繁殖季为每年的4月下旬到7月下旬,幼体最早于8月上旬变态登陆。估测调查地繁殖场内雄性大凉螈繁殖种群大小约为391尾,雄螈较雌螈更早进入繁殖场且在场内停留时间更长,体重较轻的雄螈较晚迁入繁殖场。有效性比明显偏雄(雌/雄:0.03—0.10)。雌雄间具明显性二型性,雌性个体的头体长、体重及肥满度均大于雄性,而雄性的尾高和尾长占全长的比例则大于雌性。对比自然抱对雄性和非抱对雄性个体发现,抱对个体在头体长、体重和尾高等体征方面显著大于非抱对个体,暗示这些形态特征可能在雄性竞争配偶的过程中起到关键作用。雌螈在室内条件下平均产卵数为176枚,产卵历时2—4 d,产卵量与雌性肥满度正相关,卵的平均孵化期为15.7 d,孵出幼体平均全长为9.74 mm。     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

退化柞蚕林封育对枯落物和表层土壤持水效能的影响

柞蚕林是辽东山区退化最严重的森林类型之一,因多年反复刈割导致生长逐渐衰退、更新能力下降,局部出现空地甚至土壤开始砂化,涵养水源和保持水土等生态功能明显降低。以辽东山区的退化柞蚕林为研究对象,分析了在封育9、12、21a后森林的枯落物及表层土壤持水效能。结果表明:退化柞蚕林经过封育恢复后,封育恢复时间越长,林地枯落物累积量增加的越显著,枯落物持水能力和有效拦蓄降雨能力提高也越明显。对照(未封育)、封育9、12、21a柞蚕林枯落物储量分别为3.69、7.92、8.41 t/hm~2和8.74 t/hm~2;最大持水量分别为6.23、14.71、15.81 t/hm~2和17.18 t/hm~2,有效拦蓄量分别为4.78、10.87、11.70、12.78 t/hm~2。枯落物持水量与浸水时间存在显著的相关关系(P0.001),自然对数模型模拟拟合效果最好(R~20.9)。退化柞蚕林经过封育恢复后,表层土壤水文物理性质的改善随着封育恢复时间的增加而越来越明显,封育9、12和21年柞蚕林表层土壤容重分别比对照退化柞蚕林降低了5.51%、12.60%、17.32%,毛管持水量分别增加了7.01%、28.98%、54.83%,非毛管持水量分别增加了46.14%、126.19%、187.19%。本研究结果说明退化柞蚕林封育能够通过提高其林地枯落物和改善土壤物理性质,增加表层土壤持水效能,对恢复和改善退化柞蚕林地的生态环境、恢复森林生产力具有重要作用。     

鄱阳湖湿地不同土地利用方式下土壤微生物群落功能多样性

于2011年5月分别采集鄱阳湖围垦92、48a和38a的水稻田,退田还湖25a的退耕地以及自然湿地共5个样地的表层土壤,利用Biolog-ECO板技术对土壤微生物群落的单一碳源利用情况进行了测定,并结合群落指数和主成分分析(PCA)对培养72 h土壤微生物群落功能多样性变化进行了分析。结果表明:退耕地和自然湿地土壤微生物群落利用31种碳源的能力较强,来自不同围垦年限的土壤微生物群落利用碳源能力均较弱;且随围垦时间的增长,土壤微生物对碳源的利用能力呈降低的趋势。自然湿地、退耕地与围垦92、38a样地土壤之间存在显著的微生物功能多样性差异;围垦对土壤微生物代谢糖类、羧酸类、氨基酸类物质的影响最为明显。结果提示,围垦改变了湿地土壤微生物群落结构,退田还湖有助于湿地土壤微生物群落结构的恢复。