基于单波长激发的定量FRET成像

本文发展了一种针对于固定FRET质粒的单波长激发的E-FRET方法(SDW-E-FRET)。相比于EFRET方法,SDW-E-FRET只需要测量供体激发时供体通道的荧光强度(IDD)和FRET通道的荧光强度(IDA),因此该方法可以实现活细胞的快速定量FRET成像。结合双通道荧光显微成像系统,该方法无需任何机械切换,定量FRET成像的速度只取决于CCD相机的成像速度,因而特别适合活细胞实时动态定量FRET成像。在本研究小组发展的双通道荧光显微镜平台上,应用SDW-E-FRET方法测量了C5V和C17V的FRET效率,得到了与其它方法测量的一致的结果。     

华北旧石器晚期环境变化与人类迁徙扩散

近年来大量考古新发现与研究成果显示,受到地理区位与MIS3阶段以来气候变化双重影响,华北地区的本地文化与新来者持续移动扩散。本地的简单石核-石片技术经过长期发展,并不断与新来者交流融合,演进为以船型细石核技术为特色的华北旧石器晚期文化。来自欧亚大陆西侧的莫斯特与石叶技术,亦对华北地区有显著影响。MIS3阶段,外来影响仅表现为在高纬度地区向东扩散。应对MIS2阶段的环境压力,石叶与楔形细石核技术先后南下。华北地区原住民则可能是通过便于高流动性活动的船型细石核技术等适应方式,更好地维系了生存发展。     

细石叶工业研究的回顾与再思考

本文回顾了一百多年来细石叶工业在我国的发现和研究,以及从戈壁石核开始的各国学者对亚美史前文化联系的国际探索。目前细石叶的年代以俄国阿尔泰山地区的发现为最早,而在美国俄勒冈州则延续到公元1000年左右。早期的细石叶研究主要采取了分类描述和传播论的文化历史学范式。借鉴日本学者的方法,我国学者开始采用技术-类型学来根据细石核剥片过程对出土材料进行分类,命名了各种楔形石核的技法。之后,我国学者尝试从功能-适应的视角来对细石叶工业进行研究和解释。本文第二作者对以前的方法论做了再思,提出了"细石叶社群"的概念。旨在从环境适应和资源利用的角度思考细石叶社群的结构、信息交流和技术知识的互动,深入研究这类技术的发明和扩散的动因,以便更好了解这类石器技术在史前狩猎采集群中的文化意义和适应优势。     

中国米虾bursicon基因的功能及作用机制

为探讨米虾鞣化激素在其蜕皮周期及表皮角质层形成过程中的作用, 采用PCR技术克隆得到了米虾鞣化激素两个亚基基因的开放阅读框(ORF)序列。bursicon-α ORF全长441 bp, 共编码146个氨基酸; bursicon-β ORF全长411 bp, 共编码136个氨基酸。利用实时荧光定量PCR分析米虾整个蜕皮周期中鞣化激素2个亚基基因的表达特征, 结果发现, 鞣化激素bursicon-α和bursicon-β在米虾蜕皮周期的各个阶段的相对表达量存在差异, 在蜕皮前期(D期)相对表达量开始上升, 到D₃期时相对表达量最高, 蜕皮期E期相对表达量最低。RNA干扰(RNA interference, RNAi)介导bursicon-α和bursicon-β基因沉默后, 发现米虾的蜕皮周期延长, 表皮角质层明显变薄。结果提示, 鞣化激素(Bursicon)与新形成的外骨骼中角质层的加厚与硬化密切相关, 进而影响蜕皮时间。     

逆境胁迫对菜豆黄化苗转绿过程中交替呼吸途径与叶绿素荧光特征的影响

以菜豆黄化幼苗作为试验材料,探讨了铅(Pb)或PEG(聚乙二醇)胁迫下交替呼吸途径在植物转绿过程中对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的影响,以阐明逆境胁迫下植物交替呼吸途径的生理学作用。结果显示：(1)与菜豆黄化幼苗正常转绿过程(对照)相比,Pb或PEG胁迫导致菜豆黄化幼苗的叶绿素含量积累延迟,使叶片PSⅡ潜在最大光化学量子效率(F_v/F_m)、光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学荧光猝灭系数(qP)显著下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)则显著增加。(2)在菜豆黄化幼苗转绿过程中,Pb或PEG胁迫导致其交替呼吸途径容量较对照均显著上升。(3)Pb或PEG胁迫下,交替呼吸途径抑制剂［水杨基氧肟酸(SHAM,1 mmol/L)］使菜豆黄化幼苗转绿过程中叶绿素含量、F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(Ⅱ)和qP进一步下降, NPQ却进一步增加,说明抑制交替呼吸途径会加剧Pb或PEG胁迫对PSⅡ反应中心活性的进一步抑制,使还原力积累加剧,造成热耗散进一步增加。研究表明,Pb或PEG胁迫均显著降低了菜豆黄化幼苗PSⅡ对光能的利用率,进而阻碍了菜豆黄化幼苗转绿进程;交替呼吸途径有助于在胁迫条件下缓解PSⅡ的过度还原,可能在一定程度上缓解了Pb或PEG胁迫对其转绿进程的阻碍作用。     

快速展示糖苷水解酶活性架构单点突变导致结合力变化的电泳技术

酶分子在长期进化过程中形成一系列氨基酸残基组成的活性架构,参与底物的识别、结合与催化过程,而活性架构中相应氨基酸残基是如何影响酶分子结合底物的能力,进而影响酶分子的催化效率,一直是酶分子理性改造研究的热点.利用亲和电泳技术,可以快速展示内切纤维素酶Tr Cel12A和木聚糖酶Tl Xyn A活性架构中不同突变体的催化活性及其迁移率的变化,进而通过在不同底物浓度凝胶中蛋白质相对迁移率变化程度的定量回归分析,发现由氨基酸单点突变导致蛋白质迁移率的相对变化,可以定量表征酶分子突变前后结合底物能力的变化.亲和电泳测定的有效阻滞常数Kb值与等温滴定量热法和荧光光谱法测定的相关参数比较具有明显相关性.由于亲和电泳技术在测定酶分子与底物的结合能力时具有简便、快速、灵敏的特点,因而可作为常规生化实验室常规普筛技术来检测突变文库中系列突变体导致结合力的变化.     

不同苹果砧穗组合的生长及光合特性

以‘垂丝海棠’（Malus halliana）和‘平邑甜茶’（Malus hupehensis）为基砧,分别嫁接品种‘烟富6号’和‘长富2号’接穗,测定4种砧穗组合的嫁接亲和性、接穗生长量、光合与荧光参数及叶绿素含量（SPAD）,并用主成分分析法综合评价砧穗组合的优劣,探讨不同苹果砧穗组合嫁接苗的生长及光合特性,为西北盐碱地选择适宜的苹果砧木提供理论依据。结果表明：（1）4种砧穗组合中‘垂丝海棠/烟富6号’的上下口粗度比最接近1,嫁接亲和性最好。（2）整个生长期内,以‘垂丝海棠’为基砧的2个组合嫁接苗的生长量、净光合速率（P_n）、最大荧光（F_m）、PSⅡ最大光能转化率（F_v/F_m）均显著大于‘平邑甜茶’为基砧的组合,但其胞间CO₂浓度（C_i）及初始荧光（F₀）显著低于‘平邑甜茶’为基砧的组合;光化学猝灭系数（qP）在4种砧穗组合中无显著差异。（3）在8月份光照强度较高时,‘垂丝海棠/烟富6号’ 嫁接苗的气孔导度（G_s）高于其他砧穗组合;以‘垂丝海棠’为基砧的2个组合嫁接苗叶片的蒸腾速率（T_r）和相对叶绿素含量（SPAD）显著高于‘平邑甜茶’ 基砧组合。（4）根据主成分分析对各项指标进行综合评价,按照4个砧穗组合的综合得分由高到低依次为：‘垂丝海棠/烟富6号’、‘垂丝海棠/长富2号’、‘平邑甜茶/长富2号’、‘平邑甜茶/烟富6号’。研究发现,基砧‘垂丝海棠’的适应性优于‘平邑甜茶’,且‘垂丝海棠/烟富6号’砧穗组合的嫁接亲和性高,长势强,光合能力优,为甘肃中部地区适宜的砧穗组合。     

上转换纳米材料在生物应用中的研究进展

上转换发光纳米材料(UCNPs)具有荧光寿命长、潜在生物毒性低、穿透深度大、对生物组织损伤小且几乎没有背景光等显著优点,近年来,在光动力治疗(PDT)、生物成像及生物检测等领域已经得到广泛应用.但在应用的过程中存在一些缺陷,如在PDT中UCNPs与光敏剂之间能量转移效率较低、正常组织过热;在生物成像中,荧光强度较弱、光敏剂和激活剂有能量回流、成像模式单一等问题.科研人员针对上述问题研究出了很多解决的方法,如缩短UCNPs与目标物之间的距离、改变照射激光的强度、改变UCNPs的结构、将UCNPs作为新型多功能平台整合成像与治疗于一体等,使部分问题得到了很好的解决.本文重点综述了UCNPs应用在PDT和生物成像中所出现的问题及解决方法,并对UCNPs在生物医学领域的应用发展趋势进行展望.     

机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化分析

该研究采用甲基化敏感扩增多态性技术,分析了机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化的变化。结果显示：（1）与对照相比,伤害后0.5和2 h,DNA甲基化水平略有上升;伤害后48 h的DNA甲基化水平出现了较大幅度的下降。（2）甲基化变化类型分析表明,在伤害2 h主要发生了DNA的甲基化;伤害后48 h,主要发生了DNA的去甲基化。（3）差异甲基化位点的回收、测序及注释表明,ATP合酶F1亚基1、磷酸核糖胺 甘氨酸类连接酶、冷激结构域蛋白3、光系统II 47 kD 蛋白、E3泛素蛋白连接酶RING1、NADH泛醌氧化还原酶和一些假定蛋白参与了伤害的响应。（4）经重亚硫酸盐测序验证,ATP合酶F1亚基1和NADH泛醌氧化还原酶的CCGG位点发生了去甲基化。研究推断DNA的甲基化可能参与了橡胶树萌条对机械伤害的响应。     

辣椒雄性不育系SDH4基因的表达特性分析

为了探究线粒体电子传递复合体Ⅱ的关键酶基因(SDH4)与辣椒细胞质雄性不育的关系,该试验通过GenBank报道的辣椒线粒体基因组序列,特异引物扩增SDH4基因,并通过分析SDH4基因的时空表达及转录本编辑位点,以期找到辣椒细胞质雄性不育系9704A和保持系9704B的差异。结果表明:(1)从辣椒细胞质雄性不育系9704A和保持系9704B中获得的目的基因编码区片段长度一致,全长均为378bp,编码125个氨基酸残基。(2)辣椒保持系不同组织中SDH4基因表达存在差异,种子中表达最高,茎中表达最低。(3)在不同材料花蕾发育的同一时期,SDH4基因表达也不一致,在花粉母细胞减数分裂时期,不育系SDH4基因表达量明显低于保持系;而在造孢细胞增殖期、小孢子单核期和小孢子成熟期的表达量均高于保持系。(4)不育材料中SDH4基因在29位点出现RNA编辑,导致氨基酸由丝氨酸变为亮氨酸,增强了蛋白结构的疏水性能。研究认为,辣椒细胞质雄性不育系9704A和保持系9704B中SDH4基因的表达差异可能引起植物的能量代谢供应出现异常,从而导致雄性不育的产生。