小麦产量形成对大气臭氧浓度升高响应的整合分析

应用整合分析(meta-analysis)方法定量研究了大气臭氧(O₃)浓度增加对小麦光合色素、气体交换和产量形成的影响. 通过Web of Sciences和中国期刊全文数据库检索, 共收集39篇原始论文. 结果表明, 大气臭氧浓度增加可导致小麦的产量在当前环境浓度的基础上降低26%, 籽粒重、穗粒数和穗数分别降低18%, 11%和5%, 收获指数减少11%. 叶片生理对大气臭氧浓度增加的响应比产量敏感得多, 如光饱和光合速率、气孔导度和叶绿素含量分别下降40%, 31%和46%. 春小麦和冬小麦对臭氧的响应相似. 大部分指标显示了小麦叶片生理和产量的降低随着臭氧浓度增加而线性增加的趋势. 在小麦灌浆期, 臭氧浓度增加引起叶片的光合速率、气孔导度和叶绿素含量降低得最大. 大气CO₂浓度升高可以明显减轻或抵消大气臭氧浓度增加引起的减产效应.     

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti) nifA基因通过诱导宿主防卫反应调节根瘤的形成

苜蓿中华根瘤菌nifA基因是固氮基因的正调节因子, 本文研究了nifA基因对根瘤形成的调节作用. 在分裂根实验中, nifA突变株对另一侧根的结瘤抑制率比野生型菌下降43.7%, 感染突变株植物合成的植保素和形成的坏死细胞的数量也相应减少, 与植物防卫反应相关的苯丙氨酸解氨酶基因、查儿酮合成酶基因和几丁质酶基因不能表达. 这些结果说明, 苜蓿中华根瘤菌nifA基因通过诱导宿主植物的防卫反应对根瘤的形成进行调节. 虽然nifA突变株在宿主植物上引发根瘤的数量增加, 它合成的结瘤因子的量却比野生型菌株少. 因此, 可以推测nifA基因介导了多种信号途径对根瘤的形成进行调节.     

黄守瓜取食行为的机理及黄瓜的化学应答

黄足黄守瓜先用口器在黄瓜幼苗叶面划圈, 然后再取食圈内叶组织, 但黄足黄守瓜却直接取食离体黄瓜子叶, 而不发生划圈取食行为. 研究显示, 黄守瓜这一有趣的划圈取食行为和黄瓜的化学应答显著相关. 当黄瓜被黄守瓜取食后, 子叶中葫芦素C的含量在60 min内增加10倍以上, 15 min后子叶还出现葫芦素Ⅰ, 并在60 min内达到75 mg/g鲜重的水平, 而且黄瓜子叶中这一高水平的葫芦素至少要持续24 h. 进一步的实验证实, 葫芦素C在10 ~ 250 mg/g浓度范围刺激黄守瓜取食, 250 mg/g以上浓度则抑制黄守瓜取食; 而葫芦素Ⅰ在50 mg/g浓度就抑制黄守瓜取食, 尤其是和葫芦素C混合后, 对黄守瓜取食的抑制效应显著增加. 结果表明, 黄瓜通过增加葫芦素种类和浓度以避免被黄守瓜进一步侵食, 而黄守瓜为了应对黄瓜的这一化学响应机制, 采用先划圈阻断黄瓜圈内叶组织合成葫芦素和使圈外葫芦素不能迁移到圈内, 以保证能取食圈内叶组织. 黄守瓜的取食行为和黄瓜的化学应答是它们为生存而形成的一种巧妙的自我保护策略.     

抑制CCoAOMT表达的转基因杨树的制浆性能

检测了生长3年的转反义CCoAOMT基因杨树(Populus tremula × Populus alba)的制浆性能. 该株系木质素含量比野生型对照下降约13%, G/S略有增加. 化学成分分析表明, 转基因杨树的灰分含量、冷水抽提物、热水抽提物、1% NaOH抽提物、综纤维素、戊聚糖及纤维素含量与野生型对照没有明显差别, 但转基因杨树的苯醇抽提物含量略有增加. 纤维特征分析表明, 转基因杨树的纤维品质有所提高. 实验室小规模制浆实验表明, 降低木质素含量可以明显改善转基因杨树的制浆性能, 表现为木质素更易于去除、纸浆得率增加和纤维聚合度提高.     

猪链球菌全基因组序列比较分析

2005年, 在四川局部地区爆发的人感染猪链球菌疫情导致200多人感染, 30多人死亡. 为了研究猪链球菌的致病机理, 以达到防止细菌传播和人畜感染的目的, 对已测序的猪链球菌(Streptococcus suis)的2个菌株(P1/7, 89-1591)进行了全面的功能注释和分析. 猪链球菌P1/7的基因组全长为2.007 Mb, 共有1969个可读框(ORF), 而部分测序的猪链球菌 89-1591序列包含在177个连接群(contig)中, 长为1.98 Mb, 含有1918个ORF. 两菌株基因组比较结果表明, 其平均编码区(CDS)的长度非常接近. 在所有ORF中, 同源ORF数为1306个. 两菌株中可能的毒性因子大多数具同源性. 但也存在例外, 如在P1/7中存在于一个基因岛内, 编码与毒性相关的荚膜多糖的11个毒性因子(CPS2A-2K)中, 4个基因cps2A, 2B, 2I, 2J未在89-159菌株中发现. 同时, P1/7中编码细胞外因子(EF)和溶血素(Haemolysin)的基因也未在89-159菌株中发现. 另外, 两菌株中与DNA复制、修复及重组相关的基因组成上存在着明显的差异, 并且在表面蛋白质组成上也同样存在着一定的差异. 这些特性表明两菌株为了适应不同的环境压力而演化出特有的功能单位, 暗示着2个菌株在毒性机理上存在着一定的差异. 以上分析结果为系统地研究猪链球菌以及防治、疫苗的开发、治疗药物的设计提供了广泛的基因组学信息.     

烟草细胞的空间电融合

随着国家载人航天项目“神舟四号”飞船的成功发射和顺利返回, 其携带的植物细胞——烟草(黄花品种)叶肉原生质体与烟草(革新一号)叶肉细胞脱液泡原生质体空间电融合实验获得成功. 细胞核染色的结果显示, 空间飞行样品中双核细胞的比率为18.8%, 多核细胞的比率为2.1%, 分别比地面对照样品(1.65%和0.34%)增加10.4和5.2倍. 细胞活力为53.1%, 地面对照细胞的活力为38.0%, 相对提高了39.7%. 同时, 微重力环境中融合细胞的代谢活动也发生了显著的改变. 此次实验的成功表明空间微重力环境是改善细胞电融合技术的重要途径.     

纳米氧化钴的制备及其超电容特性

实验制得粒径为3 nm左右的氧化钴微粒材料并以此制成电化学电极. 分析测试表明该氧化钴微粒不仅粒度小, 具有较大的比表面积(192 m²/g)及适宜的孔径分布(1~3 nm为主), 而且在一定程度上解决了小颗粒材料存在的团聚问题. 电化学测试表明, 此电极具有典型的电容性能, 单电极比容量为370~401 F/g, 主要以超电容形式存在.     

一个水稻铁转运基因(OsFRDL1)参与缺氧诱导根系铁膜形成的调节过程

根表铁膜是水稻重要的养分库和抵抗环境胁迫的天然屏障.然而根表铁膜形成的分子机制并不清楚.本文以日本晴野生型对照及Osfrdl1突变体为材料,研究了OsFRDL1基因在水稻根表铁膜形成中的作用.结果发现,低磷(0.02 mmol L-1)是水稻根表铁膜形成的重要条件.当处理溶液pH为5.0~6.0,FeSO4浓度为30~50μmol L-1时,根表铁膜含量最大.与通气处理相比,缺氧处理降低水稻根表铁膜含量;且缺氧处理时,Osfrdl1突变体根表铁膜含量低于野生型.实时定量PCR结果表明,缺氧处理显著增加OsFRDL1基因在根系表达,且根系基部的表达强度高于根尖.OsFRDL1::GUS染色结果表明,OsFRDL1::GUS报告基因主要在根系表皮细胞和维管束细胞表达;缺氧处理增加了报告基因在上述位置的表达.缺氧处理时,野生型比Osfrdl突变体根系具有较高的过氧化物酶活性.上述结果表明,缺氧处理诱导OsFRDL1基因的高量表达,使野生型与突变体相比,过氧化物酶活性维持较高的水平,从而使其铁膜生成量高于突变体.     

气氛与压力对制取非晶碳纳米管的影响

采用温控电弧装置, 以Co, Ni合金粉末作为催化剂, 放电电流为80A, 电压为32V, 放电时间为5 min, 研究了不同气氛、压力及温度对制取非晶碳纳米管的影响, 确定了优化参数. 在环境温度为 600℃时, 氢气气氛, 真空度约为6.6×10⁴ Pa, 非晶碳纳米管的产量和纯度(质量分数)都分别达到了6.5 g/h和80%以上, 其管径为7～20 nm.     

具有硒吸附能力乳酸菌的筛选及安全性评价

乳酸菌具有将无机硒转化为有机硒的潜在能力和多种益生特性,故将其作为安全高效的硒载体进行补硒已日益成为研究热点.本研究通过测定来源于8个种水平的43株乳杆菌的硒吸附能力,最终筛选出一株具有硒吸附能力较高的乳杆菌菌株植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)RS7-1,其对硒的吸附率可达40.79%.同时,通过测定不同初始p H、初始菌体浓度、初始硒浓度和不同吸附时间研究该菌株的吸附特性.此外,测定该菌株的耐酸和耐胆盐特性以研究其在胃肠道中是否仍可保持较高活性,并通过体外抗生素耐受性实验以及体内急性毒性实验和30d喂养实验对其安全性进行评价.结果表明,植物乳杆菌RS7-1硒吸附的最适p H为5.0,最适初始菌体浓度为2g/L,在初始硒浓度为20mg/L时达到最大吸附量,在吸附时间为60min即达到平衡.同时,该菌株具有较强的耐酸和耐胆盐能力,不存在非种属特有的抗生素耐受性.动物实验结果表明,饲喂植物乳杆菌RS7-1菌悬液的实验组小鼠的摄食量、体重、血常规指标和血生化指标与空白组无显著差异,且组织器官无病变.因此,综合评价植物乳杆菌RS7-1是一株硒吸附能力强、耐酸和耐胆盐、安全性好的乳酸菌,具有良好的应用价值.     

(顺)-3-(氯代亚甲基)-6-甲基-硫色满-4-酮的体外抗肿瘤活性研究

以生长抑制率为指标, 采用改良的MTT法检测新合成的(顺)-3-(氯代亚甲基)-6-甲基-硫色满-4-酮(CMMT)对12株人源肿瘤细胞系(A549, SGC-7901, BGC-823, U937, K562, Hela, MCF-7, HEPG-2, A375, LS174T, HT1080, C4-2B )增殖的影响. CMMT对12种细胞的半数抑制浓度(IC₅₀)在0.41~6.05 ?g•mL⁻¹之间. 与同浓度的顺铂(CDDP)相比, 其抗肿瘤活性明显占优. CMMT能够明显抑制肿瘤细胞的生长, 具有极高的抗肿瘤活性, 研究结果为深入研究该类药物的体内抗肿瘤作用提供了有力的实验数据.     

虫害诱导的水稻挥发物抑制水稻病原菌的生长

虫害诱导的植物挥发物在调节植物、植食性昆虫及其天敌的相互关系以及植物与植物之间的化学通讯中有重要作用. 为了阐明植物挥发物功能的多样性, 研究了虫害诱导的水稻挥发物对植物病原菌生长的影响. 结果表明, 供试的7种虫害诱导的水稻挥发物对稻瘟病菌Pyricularia grisea Sacc. 和水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kuhn. 的生长均有抑制作用. 挥发物的种类以及不同的处理浓度导致了抑制作用间的差异, 其中绿叶性气味物质(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇对病原菌抑制作用最强, 另外萜烯类物质中芳樟醇对其也有明显的抑制. 虫害诱导的挥发物对植物病原菌生长的抑制说明了植物间接防御物质具有对植物病原菌直接防御的功能, 植物挥发物在植物病虫害防治中的潜力巨大.     

光化学原位制备PDEA-磁性纳米凝胶用于DNA 固定及缓释研究

应用光化学原位聚合法合成了聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯)包覆的磁性纳米凝胶 (PDEA-磁性纳米凝胶). 应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计 (VSM)、光子相关光谱(PCS)等对PDEA-磁性纳米凝胶的结构、形貌、磁学性质、粒径及表面 ζ-电位等进行了表征. 结果表明, PDEA-磁性纳米凝胶形状较规则, 为“核-壳”结构, 表面PDEA高分子层约为26%, 平均水合粒径为43 nm, 具有超顺磁性. 该磁性纳米凝胶具有明显的pH敏感性, 在室温、 pH 5.0时可结合DNA分子, 最大结合量为51 μg/mg, 在pH 7.4条件下能够将DNA高效释放出来, 且呈现出明显的缓释效应, 加之良好的磁响应性能, 使其可作为一种新型磁靶向转基因载体应用于生物医学研究.     

寄生植物和寄主植物间的物质分配

以寄生植物肉苁蓉和寄主植物梭梭为对象, 研究了寄生植物和寄主植物间的物质分配.结果显示, 肉苁蓉体内累积大量的可溶性碳水化合物, 其中可溶性总糖、淀粉以及总可溶性碳水化合物总量分别达到了5.56, 2.73, 8.29 g/株, 分别占梭梭肉苁蓉复合体的51.01%, 60.13%,53.73%; 肉苁蓉对K, P, Zn, Cu 的累积较多, 总量分别达到了348.15, 18.94, 0.24, 0.14 mg/株, 分别占复合体的18.46%, 16.36%, 7.27%, 5.67%. 本研究结果为寄生植物和寄主植物间的物质分配调节提供了初步的理论依据.     

原位生长法制备PET/TiO2纳米杂化纤维及其光催化活性研究

通过水热合成法与电纺丝技术结合制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/二氧化钛(TiO₂)纳米杂化纤维, 经过温和条件下水热处理, 在纳米杂化纤维中原位生长纳米TiO₂粒子. TiO₂表面的羟基和PET分子链上的酯羰基通过氢键相互作用, 起到固定纳米TiO₂ 粒子的作用, 避免了光催化过程中TiO₂粒子的脱落, 纳米纤维的多孔结构和高的表面积能够有效吸附有机物质, 使得PET/TiO₂纳米杂化纤维具有良好的光催化活性. 同时, 在循环使用中保持很高的光催化活性, 对于实际应用具有重要的意义.     

一个水稻动态窄叶突变体的鉴定和基因定位

叶片形态是作物的重要性状, 阐明控制作物叶片形态的遗传机理有助于在作物育种中性状的改良, 提升作物的产量潜力. 本研究通过辐射获得一个水稻动态窄叶突变体(暂命名为dynamic narrow leaf 1, dnl1). 形态鉴定表明, 与野生型品种93-11相比, dnl1在苗期叶片显著变窄、变短, 而成熟期无显著差异; 同时, dnl1抽穗期延迟, 株高变矮, 籽粒数减少, 结实率降低. 遗传分析表明窄叶性状受1对隐性基因控制, 基因初步定位表明Dnl1位于第1染色体长臂的d15和d20标记之间, 遗传距离分别为0.9和2.2 cM. 进一步利用已经公布的SSR标记和发展的STS标记将其定位于STS标记M1-Z47和M1-Z42之间, 与d17, M1-Z41, M1-Z43及M1-Z49共分离, 物理距离为172 kb, 为克隆Dnl1奠定了基础.     

模拟酸雨对小麦生长和形态的影响

通过模拟试验研究不同PH值的酸雨对小麦生长的影响,说明小麦遭受酸雨特别是高酸度酸雨后,小麦叶片可见明显伤害,酸雨使小麦叶片出现可见伤害(斑)的阈值是PH=3.0;对小麦株高、叶面积、含水量有一定的负作用;酸雨对小麦的胁迫效应随酸雨的氢离子浓度增大而显著,且与酸雨处理次数和处理量相关。旨在为山西省二氧化硫实施控制和小麦丰产优质种植提供依据。     

荧光磁性纳米粒子标记的小鼠胚胎干细胞靶向识别体内胃癌细胞

胃癌的早期诊断和治疗是提高胃癌患者预后的关键, 纳米技术和干细胞是继手术、化疗和放疗之外新兴的肿瘤治疗新技术. 制备了氨基化修饰的荧光磁性纳米粒子(FMNPs), 无滋养层培养了小鼠胚胎干细胞(mESCs), 体外实验评价了mESCs的条件培养基对胃癌细胞的影响, 并利用FMNPs标记mESCs制备了干细胞纳米探针(FMNPs-mESCs), 通过尾静脉注射进入荷瘤小鼠的体内, 利用小动物活体成像系统考察了FMNPs-mESCs靶向识别体内胃癌细胞的能力. 结果显示, 制备的FMNPs具有良好的荧光性能和磁响应性能, 在50 μg/mL的浓度范围内对mESCs具有良好的生物活性, mESCs的条件培养基对胃癌细胞具有显著的抑制增殖的作用, FMNPs标记的mESCs具有良好的荧光性能, 在注射进入荷瘤小鼠体内6 h后可以通过活体成像结果和离体器官的荧光成像结果观察到肿瘤组织有显著的荧光信号. 研究表明, FMNPs-mESCs具有特异靶向识别体内胃癌细胞的能力, 为利用胚胎干细胞治疗胃癌提出新的研究方向.     

豌豆AGAMOUS同源基因功能的初步研究

豌豆是研究植物发育遗传的经典模式植物. 虽然已经克隆到了一些与豌豆花发育有关的基因, 但是由于豌豆基因组大、序列信息少以及缺少有效的遗传转化方法, 豌豆花发育研究的发展受到了限制. 病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing, VIGS)技术是近年来发展起来的一种反向遗传学快速研究基因功能的方法. 本文利用基于豌豆早褐病毒 (pea early browning virus, PEBV)的VIGS体系研究了豌豆中AGAMOUS同源基因(Pisum sativum AGAMOUS homologous genes, PsAGs)的功能. 在PsAGs沉默之后, 豌豆花表现为雄蕊花瓣化, 心皮开裂, 内生出一朵不完整的花. 半定量RT-PCR分析结果显示, 在沉默植株中PsAGs的mRNA转录水平显著下降. mRNA原位杂交结果显示, 花发育早期, PsAG基因在花原基中央表达, 后期在第三、四轮花器官中表达, 表明在豌豆有多个AGAMOUS同源基因. 实验结果表明, 豌豆中可能存在多个AGAMOUS同源基因, 彼此间功能冗余且相对保守, 同时暗示着在对基因家族成员进行功能研究时, VIGS是有效手段之一.     

蚊子腿表面多级微纳结构的超疏水特性

蚊子是一种能够在水面自由起落、行走、产卵而从不溺水的两栖昆虫.报道了蚊子腿表面的超疏水机理.单根蚊子后腿在水面上的静态承载力平均可达600μN,是整个蚊子体重的20多倍,而利用柔软细钢丝做成的外观形状、结构和尺寸与蚊子腿几乎一致的"钢丝腿",其水面承载力仅为85μN.扫描电子显微镜观察发现,蚊子腿表面被大量有序排列的、瓦片状的、尺寸在十微米级的空心鳞片覆盖,鳞片表面整齐排列了亚微米级的纵肋和纳米级的横筋结构蚊子腿部表面具有很强的疏水性,静态接触角约为153°.理论分析表明,蚊子腿表面上的微纳多级结构是其具有超疏水性和高可靠性表面承载力的根本原因.