漫话病毒

病毒是最小的生物体,可用细菌和病毒作一比较。最大的细菌与一般的人体细胞差不多大,约为10微米(1微米=1/1000毫米),人的肉眼只能看到比它大10倍的东西,所以要用显微镜才能看到。红血球的直径是7微米。一般的细菌比红血球还要小,例如,各种杆菌平均只有2微米,而最小的细菌(一种球菌)直径只有0.4微米。     

伟大的植物漫长的历程

从几十米甚至上百米高的树木,到直径仅O.15微米的微球菌。从整个生物体仅由一个细胞组成的单细胞生物到包括人类在内的由无数亿个细胞组成各种组织,器官。协调统一地去完成生长发育的全过程的高等生物。     

办公一族的保健预防

美国亚利桑那大学公布了一项最新研究,恐怕要让很多人吓一跳!在我们每天要呆8h甚至更长时间的办公室里,细菌竟然是马桶的400倍,其中电话的细菌最多,其次是键盘和鼠标。(1)键盘1cm2涵盖的细菌数高达3295个;(2)鼠标1cm2细菌数为1676个;(3)电话1cm2细菌数为2284个;(4)办公室1cm2细     

荒漠地表生物土壤结皮的微结构及其早期发育特征

新疆古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠, 其间广泛发育的生物土壤结皮是除种子植物以外固定沙面的重要生物因子. 地表生物土壤结皮移除后, 经过1年的恢复, 已形成沙粒相互黏结的状态. 沙粒通过黏性菌体及其分泌物的黏结作用而相互连接, 从而形成具有一定的抗外力干扰能力的结皮, 但其抗压强度仅为13.42 ± 1.38 Pa. 组成胞外多糖的各单糖组成中以葡萄糖、甘露糖和一种葡萄糖的同分异构体为主, 其次为半乳糖、阿拉伯糖, 其摩尔比依次为19︰14︰14︰6︰1. 经过4年的恢复, 藻类结皮逐渐形成, 抗压强度增加至32.53 ± 3.08 Pa. 藻结皮以陆生蓝藻具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)为优势种. 此时, 沙粒间依靠细菌分泌物所产生的黏结作用开始逐步减弱, 取而代之的是丝状藻体更紧密和高强度的机械束缚作用以及藻体胞外分泌物对沙粒的黏结作用, 对维持藻结皮的结构起着至关重要的作用, 是藻结皮强度提高的主要贡献者. 随着丝状藻类的生长, 脱落的胶质鞘仍能够将更加细小的颗粒黏结在周围, 起到一定的固定沙粒的作用. 这为人工合成胶质鞘类似化合物用以固定沙面提供一定的参考依据.     

科技传真

美国西北大学研究人员最近研制出世界最小的光子谐振器,这种只及头发丝1％粗细的谐振器可用来制造光纤通信系统中极为重要的光子集成电路。 据说这种直径仅几微米的谐振器可以充当光子流的开关或作为调制器调节光能的高低。将该谐振器和半导体激光连接起来就制成了光子集成电路,其大小是现有光子集成电路的千分之一,制造成本更低,传输效率更高。通常情况下,流经集成电路的光子会沿着直径只有数百毫微米的第一个毫微     

六亿年前的地衣

近十年来，“瓮安生物群”的发现是地球早期生命研究领域的重大事件之一。“瓮安生物群”是一个生活在距今约六亿年前浅海中的、以真核生物为主体的生物群，其中的生物化石都是以立体形式保存在磷块岩之中。该化石生物群是新元古代大冰期之后和寒武纪生物大爆发之前真核生物辐射的典型代表。自20世纪80年代发现以来，先后报道了数量众多且具有细胞结构的红藻和绿藻、单细胞浮游藻类、动物胚胎、腔肠动物和一些其他类型的可疑动物化石。新发现的地衣化石也是保存在贵州省瓮安磷矿距今约六亿年的黑色磷块岩中，它们是由球状蓝藻和真菌组成，真菌的丝状体环绕球状蓝藻分布，部分丝状体的一端还与一个梨形的真菌孢子相连。从蓝藻和真菌的保存来看，它们与泥盆纪和现代的地衣具有类似的结构特点。     

生命新诠释:重新编码细菌基因组

<正>伦敦郊外贾森·秦(Jason Chin)的实验室里,一些细菌在撒有营养液体培养基的塑料小盘子里欢快地吃着、繁殖着、呼吸着,看上去很普通,但它们与地球上的其他任何生物——从真菌、鳄梨到郁金香、知更鸟和大象——都有着本质的不同,它们是用不同的遗传密码人工合成的微生物。     

论非生物成因天然气

从能源气体研究的角度出发,天然气通常指以甲烷为优势组分的可燃性气体.依据甲烷的形成过程可将天然气划分为:(1)生物(或细菌)气,主要指沉积物中的有机质在厌氧细菌作用下分解产生的气体;(2)热降解气,主要指沉积物中的有机质在一定的温度、压力等作用下降解产生的气体;(3)非生物气,主要指源于地球深部的原始气体,或在地球深部由无机反应合成的烃类气体.沉积物中的有机质在细菌、温度、压力等作用下可形成具商业开采价值的天然气藏的生物成因观点已被绝大多数地质学家所认可.然而,非生物成因烃类能否聚集成藏仍是地学界近百年来争论不休的重大科学论题.     

植物制造防御素

真菌的侵袭有时会毁掉农作物,但植物并不是对所有的过往真菌孢子都束手无策。它们有一套抗感染的复杂防御机制。其主要的一道防线是,在遭到真菌侵袭时,植物会产生一种能毒杀真菌的防御素。虽然科学家们已经知道真菌的细胞壁含有能够诱发植物产生防御素的多糖,但对其中具体的生物化学变化却不清楚。现在,里维赛德(Riverside)加州大学的Noel Keen和Massaki Yoshikawa揭示出称为诱发体的某种真菌多糖是如何在大豆体内诱发产生防御素的。这种真菌和引起马铃薯枯萎病,造成十九世纪爱尔兰饥馑的真菌是近亲。当真菌在大豆体内生长时,会放出菌丝。这些丝状组织溶化植物的一部分细胞壁,穿过植物体,这就意味着,生长的菌丝与大豆植株的细胞壁有密切接触。     

快速发展的生物气溶胶学科

正生物气溶胶是指悬浮于空气中的细菌、病毒、真菌及化学毒素等,主要来源于地面植被、海洋、人类活动以及动物等的排放.生物气溶胶的呼吸暴露有可能导致各种呼吸系统疾病包括传染性非典型肺炎(SARS)、H1N1、哮喘、过敏等.例如,1918年爆发的H1N1流感使得全球5000万人死亡,100年后它所导致的下呼吸道感染仍然是人类第四大杀手.据世界卫生组织统计,每年近300万人因此丧生,而对低龄儿童来说更是首     

菌类在生物界的地位

长期以来,人们将生物分为植物和动物两个界,认为真菌和细菌乃缺乏叶绿素的植物。对于粘菌,动物学家们有一个时期,基于其营养阶段的特点,将它归于原生动物,而植物学家们根据其有性阶段的结构,认为粘菌与真菌相近。这样两个界的分类体系普遍地得到承认,凡与此分歧的观点都被反对或得不到重视。但在一个世纪以前有些分类学家已经感到很难分清某些低等生物到底是动物或是植物,因而认为将生物分为两个界是不够的。Haeckel建议将低等生物放在第三界中,称为原生生物界(Protista)。Copeland和其他人主张建立两个新的界:(1) 低等原生生物界,命名为Mychota,Monera或     

利用禾草内生真菌创制大麦新种质

禾草内生真菌共生体在草地农业生态系统中扮演了重要角色.诸多研究表明,内生真菌可以提高宿主抗生物与非生物胁迫的能力并促进生长.利用有益禾草内生真菌进行牧草育种,是草业育种的一个新方向.开展这一工作的前提,是获得有益禾草内生真菌,其最关键的技术是禾草内生真菌人工接种技术.人工接种也是创制禾草内生真菌-植物新种质、改善和加强其生理功能,以及获得新生理功能的主要手段.本研究将分离于野大麦(Hordeum brevisubulatum)的内生真菌(Epichlo?bromicola)通过人工接种至栽培大麦(Hordeum vulgare)柴青1号裸大麦和扬饲麦1号皮大麦两个品种,创制出了野大麦内生真菌E. bromicola-大麦新种质.与未接种的对照相比,接种后的皮大麦新种质的地上生物量和单株种子产量提高了46%和22%,生育期提前了5 d;裸大麦新种质地上生物量和单株种子产量显著提高了37%和28%,生育期未发生改变.本研究成功创制了E. bromicola内生真菌-大麦新种质, E. bromicola内生真菌将其提高原宿主植物生长的优良特征赋予新种质中,为进一步开发利用E. bromicola-大麦新种质提供了科学依据和技术保障,为植物育种提供了新途径.     

借人造微生物净化环境

在湖泊沉积物和污水淤泥里找到的细菌会使二噁英,PCB(多氯联苯)和其它致命的污染物变为无害。有一类称为卤化芳烃的化合物,包括上述化合物及其它有毒试剂,毒害许多乡间的废物处理场地。这些化合物对各种工业化学制品的生产是重要的,并在其生产流程(如木纸浆的漂白)中形成。但是这些毒物大量进入环境,具有抗降解作用,并蓄积于沉积物和生物组织。美国密执安州立大学的研究者们发现厌氧细菌——仅在缺氧的条件下生长——借除去卤化芳烃分子结构的氯、溴或磺而分解之。微生物学教授詹姆斯·蒂吉说:“这样就使此种化合物毒性变小,或者对用相同的或其它的微生物产生另外的降解作用更敏感。”蒂吉还指出,由细菌产生的酶进行这种工作。但是,迄今尚不知其准确的生化反应。     

人类的竞争者——病毒

人、动物、植物、细菌和病毒等微生物构成了地球生物的多样性,地球的未来将由哪些生物主宰呢?一位1958年的诺贝尔奖得主乔舒亚·莱德伯格(JoshuaLederberg)预言:“同人类争夺地球的统治权的唯一竞争者就是病毒。”由于病毒的结构简单、踪迹难寻,所以是生命世界中迄今发现得最少,也是人类最难驾驭的一类。当人类战胜了大多数细菌和真菌病害之后,对人类危害最严重,且最难控制的就是各种病毒。     

二十一世纪的新农业

二十世纪可归纳为四大科学革命:(1)遗传工程——细胞生物学和分子生物学以及组织培养;(2)原子能——原子的分裂;(3)空间时代——克服地球引力;(4)计算机革命——电子信息化。(1)和(4)项与农业研究的科学、技术学,和美国衣业未来生产力直接相关。计算机计算机信息系统正在为农业生产和多层次的衣业研究开创一场技术革命,如服务于学院、大学、国家实验室、州农业试验站、推广服务、农场组织和农户。计算机和“计算器”正在变得微型     

我国旱作农业黍、粟植硅体碳封存潜力估算

植硅体是植物在生长过程中沉淀在细胞内的非晶质二氧化硅矿物,在其沉淀过程中能够封存部分植物细胞的有机碳,植物死亡、腐烂、燃烧后,植硅体及其封存碳会被长期保存于土壤或沉积物中,而这一部分碳封存量在陆地生态系统碳循环研究中一直没有得到计算.黍、粟是我国北方新石器时代以来典型的旱作农作物,是研究人类活动影响陆地碳循环平衡的重要材料,通过湿式灰化法提取8种现代黍、粟植硅体并对其植硅体封存的碳含量进行测定,计算了粟、黍干物质产量、植硅体产量及碳封存量,结果表明:(1)黍和粟的植硅体碳含量分别占其干物质量的0.136%±0.070%和0.129%±0.085%;(2)根据黍和粟近10年平均粮食产量计算,中国的黍和粟植硅体碳封存速率平均值分别为0.020±0.010和0.023±0.015tCO2hm-2a-1,以粟植硅体的高碳封存速率0.038tCO2hm-2a-1以及目前全国的旱作农业62.4×106hm2的种植规模计算,每年将通过旱作植硅体封存约2.37×106tCO2;(3)1949～2008年间,尽管我国粟种植面积和产量逐年减少,仅粟植硅体累积封存了约7×106tCO2.植硅体碳有可能是生物地球化学循环中丢失碳汇的...     

值物保护:一个任重道远的课题

美国康奈尔大学的农业科学家皮门塔尔(D. Pimentel)提醒世人注意,在当今世界,尽管高新农业在不断发展,但毁灭作物的病虫害随时有可能爆发.许多植物致病菌及其载体,对曾制止了它们的生物控制产生了抗性;某些效果明显的化学物质,如杀真菌剂溴化物,因环境的关系被禁用;全球旅行把病毒、细菌和真菌植物病原体扩散到新地区;而全球气候变暖,极大地扩展了昆虫(载体)的活动范围.     

从单细胞到巨藻

藻类作为食物已长达几世纪。早在西班牙人到达前,墨西哥的阿兹特克人(Aztees)就吃蓝绿藻螺旋藻(Spirulina)。西非查德湖(Lake chad)东北部的克恩莱布人(Kanembu)也吃类似的藻类。日本人擅长种植大型藻类,17世纪他们就种植红色海藻(Porphyra)。亚洲人把藻类用作民间药物、改良土壤和用作食物的历史已长达几个世纪。今天沿本日和朝鲜海岸的Porphyra每年创汇15亿美元,仅日本就有70,000公顷。藻类有不同的大小和形状,从单个细胞到50多米长的巨藻,而且可生活在几乎所有的环境中。大多数藻类需要阳光,但有些可以像细菌一样以有机物为生。大型藻类的大小从小型丝状体到大型复杂的形式都     

以非天然核酸为遗传物质的人工生命构建

合成生物学/工程生物学通过设计、搭建生物部件甚至生物系统来构建具有新功能的人工生命.其研究内容主要分为3个层次:(1)将现有的天然生物模块进行设计和组装,构建不同于天然存在的调控网络,从而实现新功能;(2)通过人工基因组DNA的全合成进行新生命的构建;(3)通过化学合成部件(修饰核酸、蛋白质、脂类等)创建全新的生物系统乃至生命体.第3个层次的研究也称为化学合成生物学,本文主要集中讨论化学合成生物学中将非天然核酸替代DNA作为遗传物质从而构建人工生命的研究,简要介绍了非天然核酸化学修饰对其遗传物质功能的影响,及以其为基础的人工生命构建的研究现状.这将为我们探讨生命起源、进化甚至外星生命等问题提供新的思路.     

2014十大科学发现

生命体是以繁殖为目的,是能自发进行熵变的化学体系。曾经,科学家认为地球生命体只分为三种形式：细菌、古生菌和真核生物。
　　不过法国科学家在智利和澳大利亚发现了一种生活在水中的新的巨型病毒。这种病毒直径达1微米（相当于1000纳米）,而大多数传统病毒的直径只有10～500纳米。科学家将其命名为“潘多拉病毒”（Pandoravirus）,并确认它是人类已知的最大病毒。更奇怪的是,这种所谓的“病毒”并没有呈现出人们所认为的正常病毒形态,而且它只有6%的基因与地球上其他生物的基因类似。因此,科学家已将“潘多拉病毒”列为第四种生命形式。研究人员猜测,该病毒来源于远古时代或是其他星球,比如火星。