军事医学科学院应用生理学研究回顾与展望

本文回顾了军事医学科学院成立以来在应用生理学研究领域所取得主要研究成果.军事医学科学院在应用生理学基础研究方面,先后发现了藏族人适应高原的部分分子机制、脑红蛋白抗低氧生物学作用、冷习服形成过程中微循环和免疫功能变化规律、热衰竭病理学变化机制和致热习服因子,确定了中国成年人蛋白质、维生素A,B1,B2,C的需要量,发现了维生素A营养状况与视网膜盲点大小的关系;在应用生理学应用研究方面,研制了治疗高原病的埃他卡林、复方党参和高原轻便加压舱以及促进冻伤康复的乳膏和相关治疗技术,提出了热环境军事作业人员的水盐需要量及其补给方法、热环境劳动的安全上限、耐受上限和耐受极限值,合成了长效维生素B1,B2和稳定性维生素C,开发出中国第一代结晶氨基酸注射液.上述研究成果为中国人民解放军的卫勤保障工作提供了理论指导和技术支撑,同时也为今后的研究工作奠定了坚实的基础.     

蛋白质序列的特征周期研究

利用Fourier乘积谱(Fourier product spectrum,FPS)系统计算了76个蛋白质亚家族的疏水自由能(HΦ)序列、电子离子相互作用势(electron-ion interaction potential,EIIP)序列和结构拓扑指数(Balaban指数)序列的特征周期;讨论了特征周期的规律;并以时间周期谱(time periodicity spectrum,TPS)演示了如何定位特征周期在蛋白质序列上的热区.结果表明EIIP特征周期热区与蛋白质结合位点有较好的对应关系.     

云南热区几种阔叶人工林C储量的研究

为了研究云南热区几种主要阔叶人工林分的固碳能力,利用实际测定生物量的方法对西双版纳的几种阔叶人工林生态系统的C储量进行了研究。研究结果发现,山桂花纯林,西南桦纯林,高阿丁枫纯林,马尖相思纯林以及西南桦+山桂花混交林和西南桦+马尖相思混交林几种7年生人工林生态系统的C密度为109.37～136.97 t/hm2。几种人工林分的年固C量在3.97～7.03 t/hm2·a之间。表明:这些树种都是开展以固C为目标的生态造林项目的适合树种。     

极端酸性矿山环境微生物基于CRISPR系统的适应性免疫机制

【目的】通过对酸性矿山环境中嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、钩端螺旋菌属(Leptospirillum)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、酸原体属(Acidiplasma)和铁质菌属(Ferroplasma)的100株冶金微生物基因组中CRISPR-Cas系统的结构特征和同源关系进行生物信息学分析,在基因组水平上解析冶金微生物基于CRISPR系统对极端环境的适应性免疫机制。【方法】从NCBI网站下载基因组序列,采用CRISPR Finder定位基因组中潜在的CRISPR簇。分析CRISPR系统的组成结构与功能:利用Clustal Omega对重复序列(repeat)分类;将间隔序列(spacer)分别与nr数据库、质粒数据库和病毒数据库比对,获得注释信息;根据Cas蛋白的种类和同源性对酸性矿山环境微生物的CRISPR-Cas系统分型。【结果】在100株冶金微生物基因组中共鉴定出415个CRISPR簇,在176个c CRISPR簇中共有80种不同的重复序列和4147条间隔序列。对重复序列分类,发现12类重复序列均能形成典型的RNA二级结构,Cluster10中的重复序列在冶金微生物中最具有代表性。间隔序列注释结果表明,这些微生物曾遭受来自细菌质粒与病毒的攻击,并通过不同的防御机制抵抗外源核酸序列的入侵。冶金微生物细菌的大部分CRISPR-Cas系统属于I-C和I-E亚类型,而古菌的CRISPR-Cas系统多为I-D亚类型,两者基于CRISPR-Cas系统的进化过程中存在显著差异。【结论】酸性矿山环境微生物的CRISPR结构可能采用不同免疫机制介导外源核酸序列与Cas蛋白的相互作用,为进一步揭示极端环境微生物的适应性进化机理奠定了基础。     

中国国家重点保护野生植物的地理分布特征

珍稀濒危野生植物作为生物多样性的重要组成部分,是保护生物学研究的核心内容之一.有关濒危物种分布区的研究对于生物多样性保护理论和濒危机制的探讨具有重要意义.本文基于文献资料和标本记录,以《国家重点保护野生植物名录》所列物种（包括即将发布的物种）为研究对象,从全国尺度上对我国保护植物的区系成分组成以及地理分布特征进行了系统分析.结果表明：1）我国国家重点保护植物共计2 177种,隶属于130个科、484个属;2）植物区系成分复杂多样,既具有明显的热带性质,起源古老,同时也有明显的温带过渡性,且特有成分丰富;3）水平地理分布极不均匀,主要集中分布在西南地区和台湾,其中云南、四川、广西、西藏、贵州、台湾为保护植物分布的热点地区;4）垂直分布范围很广,主要集中于800～1 600 m的低山和中山的海拔范围内,海拔梯度呈现单峰规律.本研究将为我国生物多样性优先保护区的确定和生物多样性保护政策的制定提供理论依据与参考.     

巨大侧耳原生质体制备条件的优化

为优化巨大侧耳原生质体的制备条件,该研究以两株不同温型的巨大侧耳菌株PG46和PG79为材料,采用单因素和正交试验方法对原生质体制备的菌丝体菌龄、稳渗剂种类、溶壁酶浓度、酶解温度和酶解时间进行研究。结果表明:(1)在单因素实验中,巨大侧耳原生质体制备的适宜条件为菌龄5 d,溶壁酶浓度2.5%,0.6 mol·L^-1甘露醇,32 ℃(PG46)或27～35 ℃(PG79)酶解4 h。(2)正交试验验证并优化了单因素实验结果,组合2(菌龄5 d,溶壁酶浓度2.5%,0.6 mol·L^-1的甘露醇,32 ℃酶解4 h)可同时作为PG46和PG79原生质体制备的最适条件,原生质体产量分别为11.22×10⁶ CFU·mL^-1和7.28×10⁶ CFU·mL^-1。(3)F-test检验中,各因素对原生质体制备的影响程度依次为菌龄>溶壁酶浓度>酶解温度>酶解时间(PG46),菌龄>酶解时间>酶解温度>溶壁酶浓度(PG79)。综上所述,两株不同温型巨大侧耳菌株的原生质体制备条件基本一致,菌龄对两菌株原生质体得率的影响程度最显著。该研究结果可为后续巨大侧耳的杂交育种、遗传转化、全基因组测序等工作奠定基础,进一步推动巨大侧耳分子遗传学的发展。