Zebrafish on a Chip: A Novel Platform for Real-Time Monitoring of Drug-Induced Developmental Toxicity

Pharmaceutical safety testing requires a cheap, fast and highly efficient platform for real-time evaluation of drug toxicity and secondary effects. In this study, we have developed a microfluidic system for phenotype-based evaluation of toxic and teratogenic effects of drugs using zebrafish (Danio rerio) embryos and larvae as the model organism. The microfluidic chip is composed of two independent functional units, enabling the assessment of zebrafish embryos and larvae. Each unit consists of a fluidic concentration gradient generator and a row of seven culture chambers to accommodate zebrafish. To test the accuracy of this new chip platform, we examined the toxicity and teratogenicity of an anti-asthmatic agent-aminophylline (Apl) on 210 embryos and 210 larvae (10 individuals per chamber). The effect of Apl on zebrafish embryonic development was quantitatively assessed by recording a series of physiological indicators such as heart rate, survival rate, body length and hatch rate. Most importantly, a new index called clonic convulsion rate, combined with mortality was used to evaluate the toxicities of Apl on zebrafish larvae. We found that Apl can induce deformity and cardiovascular toxicity in both zebrafish embryos and larvae. This microdevice is a multiplexed testing apparatus that allows for the examination of indexes beyond toxicity and teratogenicity at the sub-organ and cellular levels and provides a potentially cost-effective and rapid pharmaceutical safety assessment tool.     

木立芦荟组织培养pH分化特性及快速繁殖的研究

以木立芦荟的叶片、叶鞘、带腋芽的茎段为外植体进行试管培养 ,结果叶鞘和茎段可诱导形成愈伤组织 ,腋芽直接萌生。经试验筛选出各培养阶段最适宜的培养基为 :( 1 )愈伤组织诱导 ,MS BA 2 .5mg/L NAA0 .1 5mg/L ;( 2 )腋芽萌生 ,MS BA 2 .0mg/L NAA 0 .1 5mg/L ;( 3 )丛生芽分化及继代 ,MS BA 2 .0mg/L NAA0 .1 0mg/L ;( 4)生根 ,MS BA 0 .3～ 0 .5mg/L IBA 0 .2mg/L 活性碳 0 .5%。研究还发现 ,培养基酸碱度对木立芦荟组织培养分化效果的影响非常显著。     

螺旋藻富集和转化硒研究进展

无机硒的生物有机化是开发有机硒的合理途径。硒有机化生物载体有酵母、大蒜、螺旋藻、蜜蜂等。螺旋藻富集和转化硒具有良好的产业化前景,就藻种的选择、培养条件的优化、硒添加浓度和方法等方面的研究进展进行了综述。     

跨区域森林生态补偿的演化博弈分析——基于主体功能区的视角

新常态下,我国的森林生态环境承载力已经达到或接近上限,森林资源存在乱砍乱伐现象和林区政府监管乏力问题,究其根源是缺乏森林保护和补偿的驱动机制。在中央政府投入大量物力和财力的同时,其他利益相关主体却存在不同利益诉求和行为导向冲突,跨区域森林生态补偿难以实现,因此利用演化博弈模型厘清森林生态环境保护与补偿行动中保护主体、受益主体和中央政府的关系,有助于突破跨区域森林生态保护补偿困境,形成良好的行动机制。分析主体功能区利益群体逻辑关系的基础上,构建保护地区政府和受益地区政府的演化博弈模型,分别研究未引入"约束-激励"机制和引入"约束-激励"机制下的主体行为特征及其影响因素,剖析不同情形地方政府间的博弈决策行为。研究结果表明,在未引入中央政府"约束-激励"机制的情况下,跨区域生态补偿无法实现,保护地区政府会通过权衡保护森林资源收益和机会成本进行策略选择,当保护森林资源的净收益为正时,即使没有受益地区生态补偿,保护地区政府仍然有足够的激励保护森林资源,当保护森林资源的净收益为负时,两类政府群体容易陷入森林生态治理的"囚徒困境",而"约束-激励"机制的引入可以实现森林生态保护补偿的帕累托改进,通过中央政府惩罚、奖励金额的限制能够实现最优稳定均衡策略。     

基于人地关系视角的鄱阳湖水陆交错带范围划分

水陆交错带是典型的过渡性地理空间,是地理学研究的关键样带,承载着特殊且复杂的人地关系。根据鄱阳湖过水性、吞吐型、季节性特点,考虑行政区划完整性与尺度效应,基于高分辨率遥感影像和长时间序列水位变化数据,利用非监督分类、目视解译、调查验证等方法,从自然和行政区划两个维度划分了鄱阳湖水陆交错带的地域范围,阐述了其自然、经济和社会等基本特征,分析了其理论基础、现实意义及科学内涵。研究表明：(1)鄱阳湖水陆交错带最大自然范围约为2508.08 km~2,行政范围涉及11个县(市、区)78个乡镇单元,包含行政村974个;(2)其景观要素变化多样,经济发展主要以生态农业、生态旅游业为主,人口分布呈现带状特征,与交错带范围高度吻合;(3)自然基础、尺度效应和内涵特征是其范围划分的理论基础,探究其人与环境相互作用的过程、机理与规律是重要现实意义;(4)未来可以从景观格局变化、人地关系分解、社会生活变迁等方面开展进一步研究,以揭示该区域特殊人地关系变化。     

若尔盖湿地退化过程中土壤水源涵养功能

若尔盖湿地是青藏高原上面积最大的沼泽湿地,也是长江、黄河两大河流的水源区,对区域水循环起重要调节作用。近年来在全球变化及放牧的影响下,若尔盖湿地出现了不同程度的退化。为了查明若尔盖湿地退化过程中水源涵养功能的变化趋势,2009年8月对该区域的沼泽草甸、草原草甸和沙化草甸3个阶段的土壤水源涵养功能进行了调查。结果为:若尔盖湿地由沼泽草甸向草原草甸和沙化草甸的退化过程中,土壤容重显著增加(P<0.01),毛管孔隙度和总孔隙度显著下降(P<0.01),且容重和孔隙度在土壤剖面自然分布规律也发生变化;沼泽草甸的土壤自然含水量、毛管持水量、最小持水量和最大持水量均显著高于草原草甸和沙化草甸(P<0.01);0-100 cm 深度范围内的沼泽草甸土壤的最大持水量(8486.27 t/hm²)显著高于草原草甸(4944.98 t/hm²)和沙化草甸(4637.96 t/hm²)(P<0.01)。土壤持水量与有机质含量、毛管孔隙度和总孔隙度有显著正相关(P<0.01),与土壤容重呈显著负相关(P<0.01),并受植被盖度和泥炭层厚度的影响。研究结果表明,若尔盖湿地退化过程中植被盖度、土壤有机质含量及泥炭层厚度的下降和土壤质地沙化是导致若尔盖湿地水源涵养功能下降的主要原因。     

2000-2010年武汉市中心城区湖泊景观变化

武汉雅称"百湖之市",湖泊是武汉市的重要名片。以2000、2005和2010年三期Landsat TM数据为数据源,采用归一化差异水体指数(NDWI)提取湖泊水体信息,建立了各个时期武汉市中心城区湖泊矢量图层,计算了湖泊的面积萎缩率、斑块分维数和破碎度等景观指数,对2000—2010年武汉市中心城区湖泊变化特征进行了分析。研究表明,武汉市各个湖泊均有不同程度的萎缩,湖泊面积萎缩率大小和其所隶属的环线及政策因素有较大的关系;各湖泊斑块分维数在1-1.3之间,并越来越接近于1,表明在人类活动持续影响下,其形状变得越来越规则;同时斑块数目增加,湖泊在面积萎缩的同时,也变得越来越破碎,研究显示主要是道路修建所致导致的湖泊分割,湖泊被分割后,自净能力下降,会导致水体污染而最终被填埋。总之,10年武汉市湖泊景观环境朝着不良方向发展,应该制定更严格的政策进行水域管理。     

细菌素Paracin 1.7的纯化与性质

[目的]分离纯化(Lactobacillus paracasei)HD1.7所产生的细菌素并分析其特性.[方法]细菌素Paracin1.7的纯化采用色谱技术,其分子量检测采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),利用琼脂扩散法测定细菌素活力.[结果]Paracin 1.7分离于我国传统发酵食品酸菜发酵液中,其产生菌为副干酪乳杆菌.Paracin 1.7可以抑制其它微生物的生长,为细菌素.该菌在稳定期可产生大量Paracin 1.7.经过阳离子交换层析、凝胶过滤层析以及高效液相色谱(HPLC),对该细菌素进行了初步纯化,并经Tricine-SDS-PAGE检测其分子量大约为11 kDa.Paracin 1.7抑菌谱较广,其抑菌范围包括Proteus,Bacillus,Enterobacter,Staphylococcus,Escherichia,Lactobacillus,Microccus,Pseudomonas,Salmonella,Saccharomyces,其中有些为食品源致病菌.该细菌素在酸性及高温下稳定,对几种蛋白质酶敏感.该细菌素对敏感菌株的作用方式为抑菌.在4℃保存4个月后,Paraein 1.7的抑菌活性保持稳定.[结论]基于细菌素Paracin 1.7的性质,该细菌素可用作食品防腐剂.     

2008年中国植物科学若干领域重要研究进展

在国家各类重大研究计划的持续支持和推动下, 2008年中国植物科学研究继续快速发展, 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, 尤其是在水稻株型功能基因组、水稻开花控制和种子发育、生殖隔离机制以及转基因生态安全研究等方面取得了一系列重大进展, 受到了国内外的广泛关注。该文对2008年中国本土科学家在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, 并展现我国科学家所取得的杰出成就。