亚热带森林乔木树种DNA条形码研究——以哀牢山自然保护区为例

作为新一代植物志iFlora的重要组成部分,DNA条形码已经成为物种鉴定中重要且有效的方法。本研究以亚热带森林的乔木树种为研究对象,开展了DNA条形码的尝试性工作。为评估DNA条形码对鉴定亚热带森林树种的有效性,收集并研究了来自哀牢山自然保护区内5l科111属中204个树种的525个乔木个体。结果显示,所选4个DNA片段（rbcL,matK,trnH-psbA和ITS）的PCR扩增成功率都超过90％;测序成功率rbcL和matK最高,分别为90．7％和90．5％,trnH-psbA次之（83．6％）,ITS最低（73．5％）,表明4个片段在亚热带森林乔木中都具有较好的通用性。应用BLAST与NJ Tree两种方法,对物种和属水平的鉴别成功率进行统计,发现单片段中ITS最高,分别为68．4％-81．3％和99．0％～100％,核心条码rkL和matK组合的成功率是52．8％～60．2％和86．7％～90．5％,再与补充条码trnH-psbA和ITS联合,可以成功鉴别74．7％～79．6％哀牢山自然保护区亚热带森林中的乔木物种。由于ITS片段在亚热带森林部分重要树种类群（樟科和壳斗科等）中的测序成功率较差,所以对这些植物类群采用trnH-psbA作为DNA条形码是一个更好的选择。     

Stress Granules Inhibit Apoptosis by Reducing Reactive Oxygen Species Production

Cells can undergo two alternative fates following exposure to environmental stress: they either induce apoptosis or inhibit apoptosis and then repair the stress-induced alterations. These processes minimize cell loss and prevent the survival of cells with aberrant DNA and protein alterations. These two alternative fates are partly controlled by stress granules (SGs). While arsenite, hypoxia, and heat shock induce the formation of SGs that inhibit apoptosis, X-ray irradiation and genotoxic drugs do not induce SGs, and they are more prone to trigger apoptosis. However, it is unclear precisely how SGs control apoptosis. This study found that SGs suppress the elevation of reactive oxygen species (ROS), and this suppression is essential for inhibiting ROS-dependent apoptosis. This antioxidant activity of SGs is controlled by two SG components, GTPase-activating protein SH3 domain binding protein 1 (G3BP1) and ubiquitin-specific protease 10 (USP10). G3BP1 elevates the steady-state ROS level by inhibiting the antioxidant activity of USP10. However, following exposure to arsenite, G3BP1 and USP10 induce the formation of SGs, which uncovers the antioxidant activity of USP10. We also found that the antioxidant activity of USP10 requires the protein kinase activity of ataxia telangiectasia mutated (ATM). This work reveals that SGs are critical redox regulators that control cell fate under stress conditions.     

干旱与盐胁迫对花生根际土壤细菌群落结构和花生产量的影响

以花生品种花育25号为试验材料,采用盆栽试验研究了开花期干旱和盐分胁迫对花生生长发育和荚果产量的影响,并运用高通量测序技术分析干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下,花生根际土壤细菌群落结构的变化特征。结果表明: 不同胁迫处理花生根际土壤细菌群落均以变形菌门、放线菌门、Saccharibacteria、绿弯菌门、蓝藻菌门和酸杆菌门为主。干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫均不同程度降低了变形菌门和放线菌门的相对丰度,但显著提高了蓝藻菌门的含量,且旱盐双重胁迫较其单一胁迫引起的根际蓝藻菌门丰度变化更显著。土壤细菌功能预测分析显示,信号转导机制、防御机制及翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣等相关功能在旱盐双重胁迫的细菌中活性更强,可能对花生生长及胁迫应答具有重要影响。统计学分析显示,开花期干旱、盐胁迫和旱盐双重胁迫严重影响花生生长发育,并显著降低产量。研究结果可为通过改良土壤微生物环境来提高植物胁迫耐受性提供参考。     

Cardiac-restricted expression of the carboxyl-terminal fragment of GRK3 Uncovers Distinct Functions of GRK3 in regulation of cardiac contractility and growth: GRK3 controls cardiac alpha1-adrenergic receptor responsiveness

G protein-coupled receptor kinase-2 and -3 (GRK2 and GRK3) in cardiac myocytes catalyze phosphorylation and desensitization of different G protein-coupled receptors through specificity controlled by their carboxyl-terminal pleckstrin homology domain. Although GRK2 has been extensively investigated, the function of cardiac GRK3 remains unknown. Thus, in this study cardiac function of GRK3 was investigated in transgenic (Tg) mice with cardiac-restricted expression of a competitive inhibitor of GRK3, i.e. the carboxyl-terminal plasma membrane targeting domain of GRK3 (GRK3ct). Cardiac myocytes from Tg-GRK3ct mice displayed significantly enhanced agonist-stimulated alpha(1)-adrenergic receptor-mediated activation of ERK1/2 versus cardiac myocytes from nontransgenic littermate control (NLC) mice consistent with inhibition of GRK3. Tg-GRK3ct mice did not display alterations of cardiac mass or left ventricular dimensions compared with NLC mice. Tail-cuff plethysmography of 3- and 9-month-old mice revealed elevated systolic blood pressure in Tg-GRK3ct mice versus control mice (3-month-old mice, 136.8 +/- 3.6 versus 118.3 +/- 4.7 mm Hg, p < 0.001), an observation confirmed by radiotelemetric recording of blood pressure of conscious, unrestrained mice. Simultaneous recording of left ventricular pressure and volume in vivo by miniaturized conductance micromanometry revealed increased systolic performance with significantly higher stroke volume and stroke work in Tg-GRK3ct mice than in NLC mice. This phenotype was corroborated in electrically paced ex vivo perfused working hearts. However, analysis of left ventricular function ex vivo as a function of increasing filling pressure disclosed significantly reduced (dP/dt)(min) and prolonged time constant of relaxation (tau) in Tg-GRK3ct hearts at elevated supraphysiological filling pressure compared with control hearts. Thus, inhibition of GRK3 apparently reduces tolerance to elevation of preload. In conclusion, inhibition of cardiac GRK3 causes hypertension because of hyperkinetic myocardium and increased cardiac output relying at least partially on cardiac myocyte alpha(1)-adrenergic receptor hyper-responsiveness. The reduced tolerance to elevation of preload may cause impaired ability to withstand pathophysiological mechanisms of heart failure.     

地表火对红花尔基沙地樟子松种群空间分布格局的影响

利用全林木定位的方法, 对地表火干扰1年后的樟子松(Pinus sylvestris L. var. mongolica Litv.)林进行调查, 并通过假设检验和成对相关函数对其林火及林分结构特征和空间格局进行分析。结果表明, 林火强度相似的同一场地表火干扰下, 不同林分的密度均大大降低, 胸高断面积仅略有下降, 林分结构特征则有趋同的态势。不同林分的空间格局也有相似的变化趋势, 烧死木均表现为显著的双尺度聚集分布及显著的正相关, 活立木也表现出显著的正相关; 地表火干扰前后, 樟子松林的空间格局均为显著的聚集分布, 但地表火干扰后其聚集分布的尺度范围变小; 存活林木中, 大树和幼树则呈现出相互独立或略微排斥的关系。显然, 地表火驱动下, 不同樟子松林的空间格局呈现出相似的变化趋势, 并推动其向着成熟林方向演替, 这对天然樟子松林的资源保护和经营管理有着重要意义。     

人体动脉血气信号波浪式变化及连续动脉逐搏取血血气分析方法的建立*

目的: 建立动脉逐搏取血血气分析法,在人体实验中验证呼吸调控核心信号——PaO₂,PaCO₂和[H⁺]a是受呼吸影响的周期性、波浪式变化信号,而不是传统理念上误认的稳定水平信号。方法: 选择心功能正常、Allen试验阴性需要监测动脉血流动力学变化的患者6例。在左侧桡动脉穿刺,连接肝素化塑化管（3 mm×1 000 mm）,注满血液并计数血液注满所需心跳次数。用止血钳将塑化管钳闭成与心跳次数相对应的分段后,迅速置于冰水中,立即进行血气分析。选取每位患者的2个典型波浪式周期,用于分析2对最高-最低和最低-最高共4个测定值,取平均值。对相邻最高和最低值作统计学配对t检验。结果: 血液注满塑化管需要16±2次心跳,均覆盖超过2个呼吸周期。每个呼吸周期是5±0.6次心跳。PaO₂、PaCO₂、[H⁺]a和SaO₂都呈现出明显的波浪式变化（相邻高点与低点比较,P<0.05）,PaO₂、PaCO₂、[H⁺]a和SaO₂的波浪幅度分别是（11.28±1.13）mmHg,（1.77±0.89）mmHg,（1.14±0.35）nmol/L和（0.52±0.44）%;波浪幅度分别是其平均值的（7.7±1.1）%,（5.1±2.5）%,（3.1±1.0）%和（0.5±0.4）%。结论: 动脉延长管连续取血,按心跳次数分隔血样,血气分析法简单易行,为验证动脉血气受呼吸影响的周期性波浪式信号提供了可靠证据。本方法为原创,技术操作层面仍需提高熟练程度,增加志愿者和试验样本的数量进一步探索此类信号的临床检测可靠性及其与临床疾病的关系。     

代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究I:运动试验*

目的: 在整体整合生理学医学理论的指导下,通过分析正常人运动期间心肺代谢等多系统功能整体整合的连续动态变化,探讨正常环境运动状态下呼吸反应模式的调控机理。方法: 选正常志愿者5名,在美国洛杉矶加州大学Harbor-UCLA医学中心分别进行动脉置管,在常温室内空气状态下完成症状限制性最大极限心肺运动试验(CPET)。在运动过程中,连续测定肺通气指标及每分钟动脉取样的血气分析指标的变化,对CPET期间呼吸气体交换和血气指标的动态变化进行统计分析。结果: 在CPET期间,随着运动功率逐步递增,分钟摄氧量(每呼吸摄氧量×呼吸频率=每搏摄氧量×心率）和分钟通气量(潮气量×呼吸频率)均呈现近于线性渐进性递增(与静息状态比较,P<0.05~0.001);在运动超过无氧阈和呼吸代偿点后,分钟通气量的上升反应更加显著。结论: 人体在运动过程中,为了克服自行车功率计的阻力而发生代谢率改变,呼吸随代谢改变而变化,高强度运动时酸性代谢产物堆积更加加剧呼吸反应。     

中国森林生物量的估算：对Fang et al.

 Science杂志于2001年发表了方精云等人关于中国森林植被碳库及其变化的论文(Fang et al., 2001, 291: 2320～2322)。该文利用大量的生物量实测数据,结合使用中国50年来的森林资源清查资料及相关的统计资料,基于生物量换算因子连续函数法,研究了中国森林植被碳库及其时空变化。这是一个大时空尺度的工作,涉及一些大尺度生态学研究的原理、方法以及尺度转换问题。由于篇幅所限,论文并未详细说明这些问题。为了帮助理解大尺度生态学研究的方法和思路,本文给出了论文中涉及生物量计算的理论基础,对     

编码锌指蛋白的人类新基因TFL76的电子克隆

目的：根据基因同源同功原理电子克隆人类新基因。方法：利用基于基因识别软件Genescan和EST拼接的同源基因克隆法得到人类新基因序列TFL76,再利用生物信息学数据库和软件对其进行功能的预测和分析。结果：TFL76的cDNA序列长2268bp,开放阅读框编码677个氨基酸残基,含12个连续的C2H2型锌指基序,其分子量为76kDa。编码区序列被4个内含子分割。染色体定位于19q13．4。此位点存在很多与胃癌、膀胱癌、乳腺癌等癌症相关的基因。TFL76的N末端含有多种蛋白激酶的磷酸化位点和核定位信号。结论：TFL76可能是一个和癌症相关的核转录因子。