“绿色革命”新进展:赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量,但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现,赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用,为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa)NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因,其表达受氮诱导。通过招募PRC2,NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰,从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标,受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制,并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。     

在不同的光学调制度水平下测定的对比敏感度函数

前文中,我们根据小尺寸矩形孔的 MTF(T_□)在高频部分的下降比对比敏感度函数(Tcs)下降快得多的事实,揭示了随空间频率(SF)的增加,网膜-大脑系统的 MTF(Trb)表现愈趋明显的补偿作用。     

棉酚引起大鼠体内锌、铁、锰浓度的改变

给大鼠长期(90天)灌服棉酚,肝铁水平明显升高,而肝锌水平是有所降低。然而这种现象在短期(例如一个月)服棉酚大鼠肝中看不出来,考虑到服棉酚大鼠食量减少,因此必须以限制饲料量(使相当于服棉酚大鼠的食量)的大鼠为对照,结果发现单纯限制饲料量的大鼠肝中铁与锌浓度比不限制食量的正常大鼠要高得多。而服棉酚大鼠肝的铁与锌浓度是从限食对照组的高水平上降下来的。这表明服棉酚后肝中铁与锌浓度是降低了。锰的情况不同于铁和锌,但服棉酚后肝锰浓度也有统计上显著的降低。这表明棉酚在体内与这三种微量元素的代谢有关。 虽然服棉酚后睾丸与附睾的铁与锌浓度变化情况大致与肝相似,但不能排除是精子减少或阙如所致。因此导致灭精是否与这些微量元素——特别是锌——有关, 尚待进一步研究。 相对的纯种Wistar大鼠比杂种大鼠对棉酚的耐受性要好一些。幼龄大鼠比成年大鼠对棉酚的耐受性则要好得多。 棉酚与铁的关系已有不少的研究,而棉酚与体内其它金属离子,特别是两价金属离子的关系,报道很少。作为螯合物,总免不了在适当条件下与两价金属离子络合。本文目的在于观察较长时期服用棉酚的大鼠体内锌和铁浓度有无改变,在有些情况下也测定了锰。所测定的材料包括肝脏、睾丸、附睾和肌肉等。之所以关心睾丸与附睾,     

大腦皮層單個刺激引起的重複表面負電位

用较强的电刺激直接刺激不麻醉动物的大脑皮层,所引起的反应包含以一串频率为10—20次/秒的表面负电位为主的重复反应。这种重复反应在大脑皮层广大区域都可以得到,而以在体感觉运动区得到的最为显著。它可以持续2秒以上,每一个负电位的时程为20—50毫秒,振幅可以达到1毫伏特左右。当这些表面负电位的任一个和另一刺激引起的第一个表面负电位同时出现时,後者减小;在大脑皮层表面局部施加阿讬品或普鲁卡因溶液後,这两种负电位有平行的变化。由於第一个负电位主要是代表锥体神经原顶端树状突的活动,重复反应的表面负电位主要也是代表顶端树状突的活动。在大脑皮层表面局部施加普鲁卡因後,虽然重复反应表面负电位的振幅迅速减小,但是重复反应持续的时间并不缩短。为了引起重复反应,在皮层表面刺激所需的刺激强度比将刺激电极尖端插在座层深1毫米处刺激所需的大几倍。由此看来,重复反应不是发源於顶端树状突。将脑干在上、下叠体之间切断,或将丘脑的感觉核吸去,重复反应的出现不受影响,但是如果将丘脑中央部分吸去,重复反应就不再出现。刺激丘脑这一部分也会在大脑皮层引起图形相同的重复反应。从这些结果看来,重复反应的表面负电位是大脑皮层和丘脑中央部分之间的闭合线路被激发以後,神经衝动周期性冲击顶端树状突的结果。     

光感受机制研究的重要突破

光感受的分子机制的研究是神经生物学的前沿领域之一。近年来,应用片膜钳位新技术已证明,在光电换能过程中的内部信使是环鸟苷酸(cGMP),并非原来所普遍认为的钙离子。光电换能的基本过程是:在暗中,cGMP 使光感受器膜钠离子通道保持开放,从而使膜去极化;当视紫红质分子吸收光后,GTP-结合蛋白被激活,并随之激活磷酸二酯酶(PDE)。PDE 使 cGMP 水解,导致钠离子通道关闭,膜超极化。本文概述这些重要进展及其意义,并展望其前景。     

冷冻或切除小脑蚓部山顶(Culmen)对豚鼠“踏步自动作用”(Stepping automatism)的影响

本研究探讨部分冷冻或切除小脑蚓部(vermis)对整体豚鼠“踏步自动作用”(steppingautomatism)的影响。“踏步自动作用”由我们近年来发现的诱发踏步物质(SIS)(4-R-2,2,5,5-四(三氟甲基)-咪唑啉)所引起。结果表明部分冷冻或切除小脑蚓部的山顶(culmen,Ⅴ和Ⅳ叶)和中央叶(Centralis,Ⅲa,b)明显增强豚鼠的“踏步自动作用”。冷冻小脑不能触发,但仅能调控“踏步自动作用”。这种调控作用对自动化程度差的弱“踏步自动作用”特别显著。蚓部山顶(Ⅴ叶为主)同时调控左右前肢踏步,而一侧蚓部山顶及其半球则主要调控同侧前肢踏步。此外,本研究的结果表明当介面温度(冷冻头和小脑幕间)致冷至5℃—0℃左右,冷冻小脑便可基本模拟部分切除小脑效应。     

激光照射胚泡对家兔和小鼠的抗早孕研究

本文在家兔、小鼠上探索了激光的抗旱孕效应,观察到血卟啉衍生物(HPD)和激光的光化效应能使早期胚泡完全坏死和吸收,无流血和晚期流产现象,通过PNQ_3荧光分光光度计测定HPD在胚胎组织中的荧光谱,证实HPD对胚胎组织有亲和力,其对滋养叶细胞比对宫壁组织的亲和力大4倍,借以解释激光光化效应抗早孕的可能机理。     

在双脉冲光刺激下瞳孔系统的采样控制特性

本文用实验揭示了瞳孔对光动态反应具有采样控制特性。实验中采用各种不同时间间隔的双脉冲光,以开环的方式(Maxwellian View)刺激瞳孔,当双脉冲之间间隔较长时,瞳孔反应相当于对双脉冲光的两次脉冲分别产生瞬态收缩;当双脉冲时间间隔短于0.6s 时,其反应就成了一次瞬态收缩,与单个光脉冲所引起的瞳孔反应一样。同—受试者的多次实验结果相同,不同受试者所得结果也基本一致。故瞳孔对脉冲刺激光引起反应后,必须至少约隔0.6s 才能对另一次脉冲光产生反应,这就说明了瞳孔动态反应具有离散的采样控制特性。实验还进一步证明,瞳孔系统的控制机制是双重模式的控制:不同的刺激条件下,瞳孔反应可呈现为瞬态反应(AC)或持续反应(DC),瞬态反应的 AC 通道为离散的采样控制,持续反应的 DC 通道为连续控制。     

清醒狗短暂缺血心肌复灌注时舒缩功能的变化

在狗的心脏上装入微超声探头和高精度微压力传感器,手术后两星期,在清醒状态下给予左冠状动脉旋支阻断三分钟。在复灌注过程中,观察到血液动力学指标与收缩期心室壁厚度(WT)迅速恢复正常;但在 dWT/dt—WT 环形图上出现舒张早期异常相,其形状与缺血过程不同。低氧和急遽冠状动脉过度充盈可以产生此种异常图形。我们推测,心肌缺血可能促使一些产物的形成,复灌注时它使冠脉过度舒张,冠脉灌注增加,从而造成舒张早期急遽充盈而形成了此种异常的形图。     

明、暗适应时视网膜的结构变化及其调节机制

鱼类等低等脊椎动物,在适应明、暗变化的外环境时,视网膜产生适应性的结构变化:视细胞伸缩运动和黑色素颗粒的聚散运动;视细胞和水平细胞间带状突触“刺”的形成和消失;水平细胞缝隙连接结构及膜通透性的改变。多巴胺作为一种神经调质,通过第二信使环化腺苷酸调节视细胞和水平细胞活动。