落叶松繁殖与育种研究中的干细胞发育模型

落叶松是我国北方中高山地区重要的针叶速生造林用材树种,基于落叶松体细胞胚胎发生模型的优质落叶松速生及转基因育种等品种改良技术,是世界林业研究关注的焦点.本文重点介绍了以落叶松体细胞胚胎发生体系为基础的快速繁殖、转基因育种技术及基础研究方法与技术,并对其中存在的问题进行了讨论与阐释.     

壬基酚对金鱼（Carassiusauratus ）胚胎发育毒性的初步研究

目的:观察环境激素壬基酚(Nonylphenol,NP)对金鱼胚胎发育的毒性效应。方法:在繁殖季节选取雌雄健康成年金鱼,采用人工受精的方法获取金鱼受精卵于23℃培养箱孵育。将正常发育的囊胚早期金鱼胚胎(50枚胚胎/培养皿)分别暴露在1μmol·L~(-1)、4μmol·L~(-1)、8μmol·L~(-1)、12μmol·L~(-1)和16μmol·L~(-1)的NP实验液中,设空白对照。通过显微成像技术观察NP暴露对金鱼胚胎发育形态、不同发育阶段胚胎死亡率、受精后72小时(72 hpf)孵化率及畸形率的影响。从原肠期开始每隔12 h观察一次。结果:低浓度NP主要影响金鱼胚胎晚期发育,使其尾部脊索弯曲上翘;高浓度NP可导致金鱼胚胎卵凝结、发育延迟、组织坏死、尾部卷曲、体轴缩短并出现血栓。各发育阶段胚胎死亡率和72 hpf畸形率随NP浓度升高而增加,72 hpf孵化率则随NP浓度升高而降低;NP对金鱼胚胎24 h、48 h、72 h的半数致死浓度(LC50)分别为:16.28μmol·L~(-1)、8.27μmol·L~(-1)和6.52μmol·L~(-1)。结论:NP对金鱼胚胎具有明显发育毒性,金鱼胚胎对低浓度NP也具有较高敏感性,在评价环境激素胚胎发育毒性方面具有潜在应用价值。     

家燕和金腰燕的卵胚胎心率比较

胚胎心率是衡量胚胎新陈代谢速率的重要指标。鸟类的胚胎心率随新陈代谢的增加而呈上升趋势。对早成性鸟类的种间比较发现,胚胎心率平均值随卵重量的增大而减小,卵体积小的种类具有相对较高的胚胎心率。国内有关野生鸟类胚胎心率的研究较少。2014年5~8月,在黑龙江扎龙国家级自然保护区,利用红外胚胎心率测量仪对两种近缘鸟类家燕(Hirundo rustica,n=14)和金腰燕(Cecropis daurica,n=14)的卵胚胎心率及其变化进行了测量与比较。两种燕均在孵卵的第2天开始出现胚胎心率,并随胚龄增加心率呈上升趋势,但在第8天及第11~14天家燕的胚胎心率显著低于金腰燕(第8天:z=﹣2.602,P=0.009;第11天:z=﹣2.497,P=0.013;第12天:z=﹣2.354,P=0.019;第13天:z=3.424,P=0.001;第14天:z=﹣3.380,P=0.001)。家燕卵胚胎日均增长心率(19.0±3.1)次/min,金腰燕卵胚胎日均增长心率(16.1±3.4)次/min,二者差异不显著(z=﹣1.792,P=0.073)。两种燕的胚胎心率与卵容量和卵重均不存在显著相关性[家燕:卵容量(1.73±0.09)cm3,r=0.192,P=0.511;卵重(1.74±0.09)g,r=0.128,P=0.663。金腰燕:卵容量(1.74±0.08)cm3,r=0.040,P=0.891;卵重(1.51±0.09)g,r=0.054,P=0.855]。这可能表明,卵大小和卵重量对家燕与金腰燕的胚胎心率均影响不明显。     

小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞体内生长的影响

目的:阐明小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞在体内生长的影响。方法:先制备来源于小鼠胚胎干细胞的拟胚体,然后用SDS去细胞处理。实验分成3组:小鼠Lewis肺癌细胞与去细胞拟胚体培养组,癌细胞与Matrigel培养组和单纯癌细胞组(每组n=12)。培养3天后注射入裸鼠体内,观察肿瘤生长情况。28天取出瘤体,Ki67和CD31免疫组化染色(n=12)检测细胞增殖和肿瘤微血管密度(MVD),Western blot检测组织Paxillin,E-cadherin和β-actin水平(n=6)。结果:去细胞拟胚体组肿瘤生长明显较单纯细胞组和Matrigel组慢。去细胞拟胚体组Ki67指数((17.1±2.6)%)明显小于单纯细胞组((34.5±4.7)%)和Matrigel组((48.4±8.6)%)(P0.05);去细胞拟胚体组的MVD(18.7±3.6个/mm2)明显小于单纯细胞组(32.1±6.4个/mm2)和Matrigel组(42.6±7.1个/mm2)(P0.05)。Western blot结果提示去细胞拟胚体组的Paxillin表达小于单纯细胞组和Matrigel组(P0.05),而E-cadherin表达大于单纯细胞组和Matrigel组(P0.05)。结论:小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞在体内有明显的促分化作用。     

植物花粉培养研究进展

花粉培养又称为游离小孢子培养,指将发育到一定阶段的花粉从花药中游离出来成为分散或游离状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程。花粉培养的主要目的是获得单倍体植株,进而得到双单倍体(double haploid,DH)植株,最终获得纯合系物种。本文对花粉培养形成植株的物种信息进行了收集整理,概述了国内外花粉培养的一些最新研究进展,包括影响花粉培养形成胚的因素以及提高花粉胚产量的措施,并对花粉培养的前景进行了展望。     

RNA干扰Dnmt1和Dnmt3b对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡和基因组DNA甲基化水平的影响

DNA甲基转移酶1(DNMT1)负责DNA甲基化维持,DNA甲基转移酶3b(DNMT3b)主要负责DNA从头甲基化,在体细胞中同时干扰Dnmt1、Dnmt3b表达会给细胞带来何种影响还未见报道。实验以小鼠胚胎成纤维细胞为实验对象,用RNA干扰方法对Dnmt1和Dnmt3b进行敲低,研究分别干扰和同时干扰这两个基因对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡、基因组甲基化水平的影响。研究发现,si RNA转染后24 h,Dnmt3b干扰组和Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA水平显著降低(P0.05);转染后48h,Dnmt3b单独干扰组、Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组中细胞凋亡显著增加(P0.05);Dnmt3b单独干扰组细胞基因组甲基化水平下降32%(P0.01),Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的基因组甲基化水平下降约44%(P0.01)。结果表明,DNMT3b在小鼠胚胎成纤维细胞正常增殖、基因组甲基化水平的维持上具有重要作用。     

小鼠休眠胚胎与正常胚胎冻融后体内外发育潜力的比较

目的检验小鼠休眠胚胎冻融后的质量及体内外发育潜力,为胚胎休眠技术的生产应用提供必要的参考。方法采用常规冷冻方法将正常孵化期胚胎和休眠胚胎进行冷冻,之后分别进行体外复苏培养实验和胚胎移植实验。随后利用双重荧光染色的方法分别对冻融前后的小鼠休眠胚胎与正常孵化期胚胎进行细胞计数,观察两种胚胎冻融前后的质量变化。结果休眠胚胎的冷冻解冻回收率、发育率均极显著高于孵化期胚胎(72.1%vs 50.2%,P<0.01;94.2%vs 73.9%,P<0.01)。休眠胚胎的移植妊娠率显著高于孵化期胚胎(40.8%vs 30.1%,P<0.05)。休眠胚胎的内细胞团细胞数显著高于孵化期胚胎(27.83 vs 19.53,P<0.05),滋养层细胞数差异不显著。冻融培养后休眠胚胎的内细胞团数,滋养层细胞数均显著高于孵化期胚胎(25.18 vs 14.68,P<0.05;114.09 vs 73.88,P<0.05)。结论小鼠休眠胚胎冻融后胚胎质量及体内外发育潜力均优于小鼠正常孵化期胚胎。     

西藏双须叶须鱼早期发育特征

通过双须叶须鱼(Ptychobarbus dipogon Regan)早期发育特征研究, 旨在为该鱼的科学保护和合理开发提供技术支撑。结果显示: 双须叶须鱼卵径3.7—3.9 mm, 吸水后的卵径可达5.1—5.3 mm。在水温10℃左右的条件下, 经历336.02h孵化出膜。根据胚胎的外部形态特征可将胚胎发育分为准备卵裂阶段、卵裂阶段、囊胚阶段、原肠阶段、神经胚阶段、器官分化阶段、孵化阶段共7个阶段34个时期。初孵仔鱼全长12.4 mm, 第1天体色素出现, 胸鳍上翘, 鳃盖骨出现, 下颌原基出现; 第2天鳃弓原基出现; 第3天消化道出现, 肝胰脏原基出现; 第4天鳃耙出现, 体表色素细胞带出现; 第5天口凹形成, 鳃丝形成; 第6天胸鳍褶, 背鳍褶, 腹鳍褶出现; 第7天鼻凹出现, 星芒状色素团出现; 第9天鳔前原基出现; 第11天尾鳍鳍条开始出现, 胸鳍开始颤动; 第13天鳔1室出现, 半规管形成; 第17天背鳍分化出来; 第21天腹部鳍褶变大, 舌颌骨清晰可见; 第28天脾脏出现; 第33天出现腹鳍鳍条; 第34天鳞片出现; 第85天稚鱼的形态与成鱼无异。双须叶须鱼是已报道裂腹鱼类卵径最大, 较四大家鱼卵周隙小, 是对高原隆起所导致的高寒自然环境的一种适应。     

西藏巨须裂腹鱼早期发育特征

巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)隶属裂腹鱼亚科, 裂腹鱼属, 是西藏特有经济鱼类, 因过度捕捞, 其种群数量和分布面积下降, 在2009年中国红色名录评为“濒危”等级。研究通过研究巨须裂腹鱼早期发育特征, 旨在为该鱼的科学养护提供技术支撑。结果表明: 巨须裂腹鱼受精卵直径3.0—3.2 mm, 遇水开始具有微黏性, 随后脱黏, 经过准备卵裂阶段、卵裂阶段、囊胚阶段、原肠胚阶段、神经胚阶段、器官分化阶段、 孵化阶段, 在水温10℃的条件下, 经过460.67h孵化出来。初孵仔鱼体长9.9—1.1 mm, 心率48—50次/min, 鳃盖骨清晰可见, 下颌原基、尾鳍下骨原基可见。第2天鼻凹出现; 第3天肝胰脏原基出现; 第4天鳃耙、肩带原基出现; 第6天仔鱼上下颌开始张合; 第7天心血管分化结束, 仔鱼开始进入混合营养期; 第14天鳔一室和体侧色素带形成; 第26天肋骨原基出现; 第35天鳔二室出现, 卵黄囊耗尽; 第63天背鳍分化结束; 第83天臀鳍分化结束。巨须裂腹鱼胚胎具有独特的发育时序: 体节的出现先于胚孔封闭, 是对高原环境的一种适应和进化。     

H1N1流感病毒对小鼠胚胎发育表型的影响

H1N1流感病毒属于常见的致病性病毒。流行病学调查研究表明,新生儿表型缺陷与流感病毒感染有关,但是具体机制还不明确。为了探讨H1N1流感病毒对胚胎发育的影响,本文通过流感病毒感染孕母鼠来构建流感病毒宫内感染的动物模型,分别在胚胎发育至E14.5、E15.5、E16.5、E17.5、E18.5 d以及出生1 d后测量各胚胎的体长,并在体视镜下观察胚胎体表各血管和器官来分析胚胎外表发育的情况,然后采用阿尔新蓝-茜素红染色法观察各发育时期胚胎骨骼发育的情况。结果表明,流感病毒感染的小鼠胚胎的体长明显降低。外部器官发育的差异性可体现在眼、耳等器官,攻毒组成型稍晚,尾部异常卷曲更为严重。各骨骼发育攻毒组较对照组更迟缓,但没有出现长短肢或骨骼缺失等严重异常表型。本研究首次构建了流感病毒宫内感染的动物模型,探究了H1N1流感病毒对小鼠胚胎表型发育的影响。