The altered activity of complex III may contribute to the high penetrance of Leber's hereditary optic neuropathy in a Chinese family carrying the ND4 G11778A mutation

The ND4 G11778A mutation is the most common mitochondrial DNA mutation leading to Leber's hereditary optic neuropathy (LHON). Despite considerable clinical evidences, the modifier role of nuclear background and mitochondrial haplotypes in phenotypic manifestation of LHON remains poorly understood. We investigated the effect of these modifiers on bioenergetics in lymphoblastoid cell lines derived from five affected subjects of one Chinese family carrying the G11778A mutation and five Chinese controls. Significant reductions in the activities of complexes I and III were observed in mutant cell lines from the Chinese family, whereas the mutant cell lines from other families carrying the same mutation exhibited only reduced activity of complex I. The reduced activities of complexes I and III caused remarkably higher reductions of ATP synthesis in mutant cell lines from the Chinese family than those from other families. The deficient respiration increased generation of reactive oxygen species. The defect in complex III activity, likely resulting from the mitochondrial haplotype or nuclear gene alteration, worsens mitochondrial dysfunction caused by the G11778A mutation, thereby causing extremely high penetrance and expressivity of optic neuropathy in this Chinese family. Our data provide the first experimental evidence that altered activity of complex III modulates the phenotypic manifestation of LHON-associated G11778A mutation. Thus, our findings may provide new insights into the pathophysiology of LHON.     

原癌基因ras在玉米中同源序列的检出及其荧光原位杂交定位

原癌基因ｒａｓ是动物中抑制细胞凋亡的重要基因之一。以人的ｒａｓ基因为探针,通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交技术,确证玉米和水稻中均含有ｒａｓ基因的同源序列;同时,运用荧光原位杂交技术,首次对ｒａｓ基因在玉米中的同源序列进行了定位。结果表明：ｒａｓ探针在第２号和第７号染色体上均检出了杂交信号,信号检出率分别为１０．８５％和１４．１５％,杂交信号与着丝粒的百分距离分别为 ５４．９２± １．９０和 ９４．６２± ２．７７。上述研究结果为植物细胞凋亡的进一步研究提供了线索和帮助。     

植物响应盐胁迫组学研究进展

盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,"组学"研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。     

1-辛烯-3-醇防治采后桃果实软腐病的作用

【目的】桃果实易受匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)侵染引起软腐病,导致果实采后腐烂损失严重。目前人工合成的化学杀菌剂是控制桃果实采后病害的主要方法,但长期使用容易带来食品安全隐患、病原菌抗药性和环境污染等问题。通过研究生物源抑菌成分1-辛烯-3-醇对桃果实软腐病的控制作用,为减少化学农药使用和控制采后桃果实软腐病提供理论基础。【方法】使用1-辛烯-3-醇熏蒸接种匍枝根霉(R.stolonifer)后的桃果实,对果实抗病相关基因表达和酶活性进行测定。通过离体试验,研究1-辛烯-3-醇熏蒸对匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝和孢子的影响。【结果】55.80μg/mL 1-辛烯-3-醇熏蒸处理可以显著降低桃果实的发病率和病斑直径(P<0.05),提高几丁质酶(chitinase,CHI)和β-1,3葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GLU)的活性以及病程相关基因非表达子1(nonexpressor of pathogenesis-related protein 1,NPR1)、病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein 1,PR1)、CHI和GLU的基因表达量。离体试验结果显示,1-辛烯-3-醇可抑制平板上匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝的生长,使菌丝体细胞结构遭到破坏,同时显著降低麦角固醇含量(P<0.05),抑制孢囊孢子的萌发和芽管伸长,并通过破坏孢子的膜结构,引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)暴发与线粒体损伤。【结论】以上结果证实,1-辛烯-3-醇熏蒸处理不仅能直接破坏匍枝根霉(R.stolonifer)的菌丝与孢子,还可通过诱导桃果实的系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)抑制采后软腐病的蔓延。     

城市绿地对热岛效应缓解作用研究——以保定市中心城区为例

随着中国城镇化建设的进行,城市热岛效应逐渐成为城市发展的显著问题之一,而城市绿地能有效地缓解城市热岛效应,在城市规划中,可以通过对城市绿地进行合理布局,从而减缓城市热岛效应的影响。本文采用遥感数据反演的方法,综合应用地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术,得到不同时期保定市中心城区地表温度和植被覆盖度的时空演变图,分析近10年的时空演变规律,并用网格法对植被覆盖度与地表温度之间的耦合关系进行研究,得出研究区内的植被覆盖度每增加10%,其地表的平均温度可减少0.9℃~1.3℃。选取研究区域内的8个城市绿地,利用缓冲区分析的方法,定量研究城市绿地面积与其降温范围之间的关系,结合保定市热岛效应集中区域及周边土地利用现状,提出增加城市绿地的可能位置,为城市绿地布局提供科学依据。     

合成生物学中不依赖限制性内切酶的分子克隆策略

随着合成生物学的兴起和发展,基因克隆和DNA大片段组装成为了常规操作。利用人工智能和液体操作机器人进行高通量的DNA组装和功能筛选已被广泛应用。传统的依赖于限制性内切酶识别位点的克隆技术对序列有选择性、步骤繁琐、实验人员的培训周期长,不利于以流水线形式进行工程化使用,已经逐步在生物工程领域内被淘汰。文中论述了一系列适于机械化操作的新一代分子克隆技术,即不依赖基因序列和连接反应克隆方法、Gibson组装、聚合酶环形延伸克隆、细胞裂解物体外无痕连接和细胞体内组装克隆。对这些方法的建立、基本原理及应用前景等方面进行了总结,并对其优缺点进行了比较。     

可持续生计框架下连片特困区发展机理——以宁夏限制开发生态区为例

生计资本与农户收支有着密切关系,决定农户的生计策略,影响区域的发展机理与发展模式.基于参与式农村评估和数理统计方法,分民族、地形、农户类型对宁夏限制开发生态区农户生计资本与农户收支状况进行定量评估,创建农户非农性指数,揭示生计资本与农户收支和非农性指数的关系,结合研究区实际对农户可持续生计进行研究,探讨区域发展机理.结果表明: 研究区农户生计资本量整体偏低,其中,回族略高于汉族、川道农户高于山地农户、兼业户和非农业户显著高于农业户;区域发展与非农性指数和人力、物质等资本显著正相关,与自然资本显著负相关,需着力提升农户的非农性指数和人力、物质等资本量,同时引导农户对农业生产资料进行流转,促进自然资本两极分化.     

异枝竹属的名实问题

将异枝竹属Metasasa W．T. Lin作为酸竹属Acidosasa C．D．Chu et C．S．Chao ex Keng f．的异名处 理。异枝竹Metasasa carinata W．T. Lin和白环异枝竹 Metasasa albo-farinosa W．T．Lin作为新组合名Aci-dosasa nanunica(McCl．)C．S．Chao et G．Y．Yang,comb．nov．的异名。     

荧光物示踪法测定重复施药胁迫下食虫沟瘤蛛的摄食量动态

定量评价农药对天敌的影响是IPM研究的重要内容之一,由于对天敌的捕食量缺乏有效的定量测量方法,农药对天敌摄食功能影响仍处于定性水平的研究,误差基数较大。本文采用一种定量的测定方法——荧光物示踪法,以稀土元素铕作为荧光示踪物质,定量地测定了食虫沟瘤蛛在重复接受噻嗪酮喷施后,其存活个体在药后13天内摄食量的变化趋势,且把药后食虫沟瘤蛛的死亡率加以考虑,计算药后整个试验食虫沟瘤蛛群体的摄食量变化。结果表明：任何浓度任何一次施药后2天左右食虫沟瘤蛛存活个体的捕食量均急剧下降;药物浓度较低时,第1次施药对食虫沟瘤蛛的影响最大;药物浓度较高时,食虫沟瘤蛛存活个体药后摄食量恢复周期较长。药后一段时间内整个食虫沟瘤蛛种群的摄食率相当低下,高浓度农药处理的食虫沟瘤蛛组3次施药后13天内的平均种群摄食率只有正常状况下的1/4左右（24.44%）,推荐浓度及低于推荐浓度的食虫沟瘤蛛种群摄食率也仅为对照组的1/3左右（38.69%,36.52%）。因此在对水稻虫害防治时,应当尽可能地避免使用化学农药,充分发挥天敌对害虫数量的调控作用;当害虫数量超过经济阈值而必须施药时,也应当掌握农药用药剂量和次数的尺度,以利于食虫沟瘤蛛等稻田天敌的生理恢复和群落重建。     

基因治疗与人类健康

随着分子生物学及基因工程技术的迅猛发展 ,基因治疗已经成为治疗人类疾病的重要方法之一 ,同时也是维护人类健康最有发展前景的手段之一。诸如遗传病、肿瘤、和传染病与心血管病的基因治疗。遗传免疫方面 ,病毒性疾病和肿瘤的基因治疗 ,如将病毒抗原基因 (HBsAg)及一些肿瘤抗原基因 (CEA)直接注入人体内而产生抗体 ;人类亚健康状态 ,如肥胖、秃顶、疲劳、衰老等的基因治疗。然而基因治疗目前仍面临着许多困扰 ,如基因治疗的有效性、安全性、及社会伦理等诸多问题 ,因此在临床实际应用中要慎之又慎。只有对基因治疗合理规范和正确引导并遵循伦理原则 ,才能最终推动现代医学的发展。