基因工程菌高密度培养补料调控策略的研究进展

补料调控策略是基因工程菌实现高密度培养的关键技术之一。本文结合大量实例,着重介绍了基因工程菌高密度培养补料控制策略在国内外的发展现状及发展趋势。并探讨了模式识别技术、人工神经网络、PSO优化算法等在补料策略及其控制系统中的应用情况及发展趋势。     

外源钙对干旱胁迫下桔梗幼苗生理特性和桔梗品质的影响

【目的】干旱胁迫抑制药用植物光合色素合成,降低植株光合活性、光合碳同化效率,阻碍养分运输,严重影响药材的产量和品质。钙是植物生理活动中多种酶的活化剂,同时Ca2+作为细胞内第二信使与植物非生物胁迫密切相关。揭示外源钙缓解桔梗干旱胁迫伤害的潜在生理机制,对利用外源钙提高干旱、半干旱地区桔梗耐旱性和药用品质具有重要意义。【方法】以桔梗幼苗为材料,采用盆栽试验在干旱条件下叶面喷施10 mmol/L CaCl2,研究外源钙对桔梗幼苗生长、光合气体交换参数、抗氧化酶活性及药用部位品质等的影响。【结果】（1）外源钙处理能促进干旱胁迫下桔梗根长和干鲜生物量显著增加。（2）外源钙使干旱胁迫下桔梗叶片气孔开度、叶绿素a含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）分别显著增加30.28%、57.67%、44.44%、100.33%、89.53%、60.00%和83.11%。（3）外源钙使干旱胁迫下桔梗叶片丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量分别显著降低13.82%和18.66%,同时使干旱胁迫下桔梗叶片中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别增加了25.43%、7.90%和33.92%。（4）外源钙不仅促进桔梗根中药用成分皂苷D、多糖、总黄酮、游离氨基酸在正常条件下分别显著增加35.34%,34.87%,4.19%和6.52%,还使它们在干旱胁迫处理下分别显著增加10.94%、7.53%、6.07%和5.78%。（5）外源钙提高了干旱胁迫下桔梗根中可溶性蛋白含量,以及地上部和地下部矿质元素含量。【结论】喷施10 mmol/L CaCl2能进一步激发干旱环境中桔梗叶片抗氧化系统的保护作用,通过渗透调节提高光合色素含量和光合性能,协同促进次生代谢产物和矿质元素累积,改善药用部位品质,从而缓解干旱对桔梗幼苗的伤害。     

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用¹³C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO₂并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P<0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^-1 土壤 d^-1)是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^-1土壤d^-1)的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P<0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r=0.64,P=0.03)、纤维素(r=0.62,P=0.04)和锰含量(r=-0.63,P=0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。     

果蝇翅原基发育分化的主要过程及分子机理

翅原基发育分化与昆虫的个体发育紧密联系, 对昆虫翅发育的研究有助于阐述昆虫的发育过程。另外, 翅的形成是一些农林害虫泛滥的主要原因之一, 研究翅发育分化有助于我们从翅发育的角度控制农林害虫。目前, 翅发育分化在果蝇Drosophila中研究已较为深入详细。果蝇翅发育分化主要包括4个阶段： 翅原基（wing disc）的确定, 前-后（antero-posterior, A-P）和背-腹（dorso-ventral, D-V）组织中心（organizing center）的建立, 翅区（wing region）的确定, 以及翅区的进一步分化。具有homeobox序列的基因（homeobox 基因）如Engrailed (En)、 Apterous (Ap)和Ultrabithorax (Ubx), 分泌蛋白如Wnt家族成员Wingless (Wg)及TGF-β超家族成员Decapentaplegic (Dpp)和Hedgehog (Hh), 以及翅原基特有的核蛋白编码基因Vestigial (Vg), 共同调控了翅原基的正常发育分化。本文综述了果蝇翅原基发育分化的过程及分子机理方面的研究发现, 为翅原基的研究提供了参考。     

两种杨树对高硼胁迫的生理响应

近年来国外学者发现杨树(Populus spp.)对硼表现出很强的富集能力和极强的耐受能力, 但其耐硼胁迫的生理机制和种间差异仍不清楚。该研究通过两年的硼梯度控制试验, 探讨了硼胁迫对欧洲黑杨杂交种俄罗斯杨(Populus russkii)和银白杨变种新疆杨(P. bolleca)的生长和生理指标的影响。结果表明, 新疆杨的耐高硼能力高于俄罗斯杨, 其高硼伤害阈值(EC10)为35 mg·kg^-1, 俄罗斯杨为19 mg·kg^-1。两种杨树的过氧化氢酶(CAT)和愈创木酚过氧化物酶(Gu-POD)活性随硼浓度升高而升高, 超过EC10后显著下降。尽管两种杨树的叶绿素含量和光化学效率在硼胁迫下降低, 但抗硼胁迫能力较强的新疆杨仍然保持了较高的叶绿素a/b值和热耗散能力(非光化学淬灭升高), 因此有效地保护了该树种的光合能力。两种杨树的可溶性糖含量随硼胁迫加重而适应性升高, 以维持其抗渗透能力, 但其叶片可溶性蛋白含量仅在中低强度的硼胁迫条件下有所升高。该研究明确了两个富集硼的杨树种对高硼胁迫的生理响应及其种间差异。     

尾斑瘰螈主要消化器官组织结构观察

本研究采用组织学方法对尾斑瘰螈(Paramesotriton caudopunctatus)的消化器官进行了显微结构观察。结果表明,尾斑瘰螈食管较短,胃、肠壁组织结构分为黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜,小肠前段的黏膜下层缺失。胃黏膜层中有许多胃腺,胃腺细胞胞质含嗜酸性颗粒。小肠前段绒毛细长密集,中段、后段逐渐短小稀疏,在黏膜层的固有膜中没有肠腺分布。肝实质中肝小叶界限不明显,肝小叶内有大量色素颗粒成团分布。     

拟科蚱属的分类研究及一新种记述（直翅目： 短翼蚱科）

拟科蚱属Cotysoides建立于2000年, 该属的主要特征为体小型; 头顶前缘突出于复眼之前; 触角丝状, 着生于复眼前缘下1/3处; 前胸背板背面密具小瘤突; 中隆线波状, 形成一连串小突起; 后突不超过后足股节顶端; 前胸背板侧片外翻, 后角顶平截; 后翅不达后突顶端; 后足跗节第1节长于第3节。本文记述拟科蚱属6种, 包括1新种, 即断隆拟科蚱Cotysoides interruptus sp. nov. 该新种近似于广西拟科蚱Cotysoides guangxiensis Zheng et Jiang, 2000, 主要区别为： 1）头顶为一眼宽的1.5倍; 2）前胸背板侧片前角钝角形; 3）后翅伸达后足股节膝部; 4）中足股节宽狭于前翅宽; 5）雌性下生殖板后缘中央三角形突出。附有分种检索表、 分布及文献引证。新种的模式标本保存于陕西师范大学动物研究所及西南林业大学博物馆。     

马尾松(Pinus massoniana)人工林林窗对土壤不同形态活性有机碳的影响

研究了四川盆地低山丘陵区马尾松人工林不同大小林窗对表层土壤活性有机碳(水溶性有机碳、微生物量碳、易氧化碳)含量、分配比例及碳库管理指数的影响。结果表明:(1)林窗下土壤微生物量碳含量与分配比例较林下土壤有所升高,而水溶性有机碳与易氧化碳含量及水溶性有机碳分配比例有所降低。(2)林窗大小显著影响林窗中心土壤活性有机碳含量与分配比例。随林窗面积增大,水溶性有机碳、微生物量碳与易氧化碳含量呈现较为一致的升高趋势;水溶性有机碳和微生物量碳分配比例也升高,易氧化碳分配比例先下降后升高,稳定态碳先升高后降低;总体表现为较大林窗(900—1225m2)微生物活性强,活性有机碳含量高,且有机碳库稳定性较好。(3)土壤碳库管理指数随林窗面积增大无显著变化,但与各形态活性有机碳含量及总有机碳含量显著相关,说明土壤碳库管理指数能够相对全面地反映林窗大小对土壤碳库的影响。     

9种Na+通道mRNA在5个不同发育阶段大鼠16种组织中表达及变化趋势

电压-门控Na⁺通道由1个可单独发挥作用的α亚单位和2～4个起辅助作用的β亚单位构成,在可兴奋细胞动作电位的产生及传导等过程中起重要作用.采用RT-PCR法对5个不同发育阶段(P1、P9、P40、P80、P120)Wistar大鼠16种不同组织的9种Na⁺通道α亚单位及1种β亚单位的mRNA进行检测发现：同种类型Na⁺通道mRNA在大鼠不同组织中的表达不同,不同类型Na⁺通道mRNA在大鼠同一组织中的表达不同.其中,神经系统和心肌组织中Na⁺通道mRNA的表达最高,随着日龄的增加,Na⁺通道mRNA在不同组织中表达的变化趋势不同.Na⁺通道在全身组织中的广泛分布及随发育周期的不同变化趋势,为离子通道病的研究及治疗提供了理论基础.     

靶向突变p53聚集体的肿瘤治疗研究进展

突变p53 (mutant p53, Mut-53)聚集体的形成是p53突变后使原本包裹在其疏水核心内部的黏附序列暴露,黏附序列迅速成核组装,形成无定形的原纤维. Mut-p53聚集体不仅可以以显性负效应(dominant-negative effect,DN)的方式使野生型p53 (wild type p53,Wt-p53)失活,还表现出功能获得(gain-of-function,GOF)特性,促进肿瘤的发生和发展.在卵巢癌、结肠癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞中均发现了Mut-p53的异常聚集,其与肿瘤的转移、耐药和预后不良具有显著的相关性.因此,p53聚集是逆转化疗耐药及肿瘤治疗的潜在靶点.设计和发现靶向Mut-p53聚集体的小分子化合物,抑制p53疏水核心内部黏附序列的暴露,恢复p53的功能从而发挥抗肿瘤作用成为了当今研究热点.本文就p53聚集体对肿瘤发生发展的影响及目前靶向Mut-p53聚集体的研究策略进行了综述.