限制性酶切片段遗传分析例解

DNA分子经过限制酶作用后,可产生特异性的酶解片段,这些片段可用凝胶电泳法进行分离、鉴别。借助于一道系谱题中的电泳分析图和2012年江苏高考生物学试卷第32题的前3问,就性染色体在两性中的不同而导致限制性酶切片段的差异进行了遗传分析与例题讲解,从而为高中生物学“伴性遗传”和“基因工程”中基因的定位和基因分离、DNA分子碱基序列分析等知识提供较好的教学参考。     

大肠杆菌ATCC 15224胞内β-半乳糖苷酶生成的动力学研究

本文报道了用补料分批培养方法控制限制生长底物的补料速率,获得一个限制生长底物浓度由10Ks缓慢地渐降的可控培养过程,以保证获得足够数量的准确的(Si,μi),从而得到Ks值。用该法测定了E．Coli ATCC 15224在葡萄糖限制生长培养中的Ks值及Monod方程表达式。通过该菌胞内β-半乳糖苷酶生成与细胞比生长速率相互关系的研究,导出描述该酶生成与培养液中限制生长底物浓度相互关系的曲线方程。它很好地表明了菌体生长的环境因子与胞内酶生成的相互关系及影响,并提示可获得最多胞内酶的培养途径。     

太行山北段地区荆条灌丛和三裂绣线菊灌丛群落谱系结构

灌丛是太行山地区最重要的生态系统类型之一, 灌丛群落生物多样性的维持及其生态系统服务功能对京津冀地区的生态安全具有重要作用。本研究选择太行山最具代表性的两种灌木群落——荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛和三裂绣线菊(Spiraea trilobata)灌丛为研究对象, 利用净亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和多元回归等方法探究了两种灌丛群落构建机制的异同及主要的环境影响因子, 同时还利用谱系结构主坐标分析(principal coordinates of phylogenetic structure, PCPS)对决定群落谱系结构的关键系统发育节点进行了探究。结果表明: 两种灌丛群落内灌木植物的物种多样性没有显著差异, 但谱系结构差异显著。三裂绣线菊群落表现出显著的谱系发散趋势, 而荆条群落谱系聚集程度高于三裂绣线菊群落, 但未表现出显著的谱系结构。三裂绣线菊灌丛群落构建的驱动机制是生态位分化, 荆条灌丛中生境过滤作用有所增加, 与生态位分化共同驱动其群落构建过程。与干旱胁迫相关的生境过滤因素增加是荆条灌丛群落谱系聚集程度增加的重要原因。PCPS二维排序结果表明: 荆条灌丛群落谱系趋向聚集与其群落内缺乏蔷薇目、壳斗目等亲缘关系较远的类群有关, 而三裂绣线菊灌丛群落内物种则包含较多的演化分支。总体而言, 环境过滤不是决定太行山地区灌丛群落构建的主要驱动因素, 但水分条件仍然是影响区域群落谱系结构的重要因素。     

两种互逆资源梯度影响下刺叶锦鸡儿的种子选择性败育格局

种子的选择性败育在被子植物中普遍存在,开展结籽格局及其影响因素的研究有助于深入了解种子的形成机制及多样化的生殖对策。以刺叶锦鸡儿Caragana acanthophylla为材料,通过传粉过程、胚珠发育动态和资源分配状况的研究,以探讨种子的选择性败育格局及相关影响因素。结果显示：(1)刺叶锦鸡儿具高度自交不亲和性,为泛化的传粉系统,蜂类是主要的传粉者。自然状态的结实率为(86.00±4.96)%,不存在传粉限制,但受精具明显的时间效应。(2)刺叶锦鸡儿单花期4—5d,每朵花有(14.00±0.14)粒胚珠。胚珠的发育从荚果顶部开始,其中,开花后第3天荚果顶部胚珠开始膨大;第11天绝大多数胚珠出现了膨大,此时,在荚果基部的胚珠开始败育,随后荚果顶端受精后的胚珠也出现败育,最终仅荚果中部形成2—3粒种子。其结籽格局为成熟荚果中部胚珠,而败育荚果顶部和基部胚珠的选择性败育类型。(3)受微地形影响,居群内开花植株具斑块分布,对较少开花植株通过添加水肥进行资源调控后,结籽率显著提高,说明在种子形成过程中存在资源限制。综上所述,受精顺序和资源限制两个互逆的资源梯度决定了刺叶锦鸡儿的结籽格局。其中,...     

限制能量平衡膳食联合运动干预对肥胖儿童身体成分、脂质代谢及肠道菌群的影响

摘要 目的：观察限制能量平衡膳食联合运动干预对肥胖儿童身体成分、脂质代谢及肠道菌群的影响。方法：选取2020年4月至2022年10月期间浙江大学医学院附属儿童医院收治的肥胖儿童104例作为研究对象。按照随机数字表法将肥胖儿童分为对照组（n=52,限制能量平衡膳食）和观察组（n=52,限制能量平衡膳食联合运动干预）。对比两组身体成分、脂质代谢及肠道菌群变化情况。结果：观察组干预2个月后体重、体质量指数（BMI）、去脂体重、脂肪量、体脂率低于对照组（P<0.05）。观察组干预2个月后总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）低于对照组;高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）高于对照组（P<0.05）。观察组干预2个月后肠球菌、大肠杆菌低于对照组;乳杆菌、双歧杆菌高于对照组（P<0.05）。结论：限制能量平衡膳食联合运动干预可有效改善肥胖儿童身体成分,调节脂质代谢及肠道菌群平衡。     

甲硫氨酸限制对骨肉瘤细胞增殖、凋亡及铁死亡的影响

摘要 目的：探讨甲硫氨酸限制对骨肉瘤细胞增殖,凋亡和铁死亡的影响。方法：使用细胞计数检测剥夺甲硫氨酸对三株不同的骨肉瘤细胞系增殖的影响;高通量测序（RNA-seq）分析甲硫氨酸限制后骨肉瘤细胞的转录组学变化;流式细胞术检测细胞周期,凋亡以及ROS,脂质ROS水平;Western blot检测铁死亡关键蛋白谷胱甘肽过氧化物GPX4以及铁死亡标志蛋白前列腺素内过氧化物合成Cox-2的表达。结果：甲硫氨酸限制显著抑制骨肉瘤细胞的增殖（P<0.001）;RNA-seq分析筛选出1719个差异表达基因,基因富集分析发现甲硫氨酸限制可显著激活铁死亡通路并显著抑制细胞周期通路;细胞实验证实甲硫氨酸限制将骨肉瘤细胞阻滞在G2M期,显著诱导凋亡细胞比例增加;同时,细胞内Cox-2的表达增加,GPX4的活性降低,活性氧和脂质活性氧积累,最终导致细胞死亡,且这种作用可以被铁死亡抑制剂Fer-1部分挽救。结论：本研究的结果为甲硫氨酸限制治疗骨肉瘤提供了一定的科学依据。     

我国主体功能限制开发区域旅游生态安全动态演变及其驱动因素——以张家界为例

旅游生态安全是国家生态安全体系的重要组成部分,也是维系旅游产业健康可持续发展的前提基础。基于主体功能限制开发视域下旅游生态安全内涵解析和"压力-状态-响应"框架构建指标体系,继而采用改进的逼近理想排序法(TOPSIS)模型、卷积神经网络和长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)混合神经网络预测模型、因子贡献度模型对张家界旅游生态安全动态演变特征及驱动因素进行刻画分析。研究发现:(1) 旅游生态安全指数总体呈波动上升趋势,安全等级与警情状态不断改观,旅游生态安全水平演变分为"增减交替"快速上升"稳定增长"三个时期。(2) 旅游生态安全三大子系统均朝良性方向发展,但演化态势差异显著,压力子系统平均安全水平最高,但增长速率迟缓,状态子系统与前者则呈完全逆反态势,响应子系统平均安全水平与增长速率均处于中间位序水平,演变走势稳定性欠佳。(3) 2021-2030年,旅游生态安全指数预测值有望从0.6194增至0.7665,旅游生态安全水平呈"螺旋式"上升趋势,整体安全状况将会得到持续优化,但仍存在较强不稳定性和不确定性。(4) 影响旅游生态安全动态演变的首位驱动因子呈现"水土流失综合治理面积→省级以上自然保护区面积→城镇化率"的转换特征,旅游经济地位提升、公共绿地建设供给、工业绿色转型发展对旅游生态安全具有正向驱动效应,传统城镇化与工业化、高强度能源消耗、旅游产业无序扩张、频发性自然灾害、迟滞居民生活水平则产生负向抑制效应。     

人工引入传粉者对油茶丰产的意义及潜在的生物安全

动物传粉在全球生态系统中提供重要服务,全球农业生产对动物传粉服务的需求稳定增长。油茶是我国特有的重要木本油料植物,栽培历史悠久,由于严格自交不亲和而高度依赖动物传粉。基于我国油茶产业发展的新形势,从资源分配和花粉限制等生态因素系统分析了油茶产量受限制的原因,提出油茶的传粉者限制效果等同于花粉限制效果,人工引入潜在的高效传粉者是解除油茶资源限制措施和传粉生态限制措施之间冲突、提高油茶产量的有效途径。论述了人工引入传粉者传粉服务的优势和挑战。对人工引入传粉者,特别是外来传粉者所面临的潜在风险和控制途径进行了梳理,提出从传粉生态服务解决油茶产量和质量问题的新思路。全文旨在为人工引入传粉者在油茶丰产中的作用提供理论与科学依据,以期促进油茶产业健康有序发展。     

植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

Constraint line methods and the applications in ecology

With increasing data availability in the big data era, many traditional statistical analyses based on the mean or median are insufficient or inappropriate to elucidate the complex patterns of variation. This is particularly the case when multiple factors are involved and the bivariate scatter occurs as scatter clouds. In such circumstances, constraint line (or envelope) method could be an alternative and effective tool to extract the data boundaries, thus improves our understanding of the complex relationships between limiting factor and response factor. Here, we synthesize the major findings and achievements in the field of applying the constraint line method in ecology. Specifically, we first describe the history and development of the constraint line method. We then discuss the techniques to establish the constraint lines with examples, and discuss the applications and implications of the constraint lines in species distribution, population performance, and optimization problem. We suggest simultaneously application of both constraint lines and regression techniques to the same datasets to achieve a comprehensive understanding of ecological process and underlying mechanisms. Such combined methods should be used with special attention to the role of spatial heterogeneity and scale dependency. We also discuss in detail the potential applicability of the constraint line method in studying the linkages between ecosystem services, and land system design.