浮萍的研究及应用

水生漂浮植物浮萍隶属于天南星科,共5个属, 36个种,其中的芜萍属是世界上最小的开花植物.浮萍个体微小(大小约0.5 mm～1.5 cm)、结构简单(仅由叶状体和假根组成)、无性繁殖快(约24 h翻一倍),富含淀粉和蛋白,对环境适应能力强,尤其对氮磷、重金属和有机污染物具有较强的富集能力,还广泛分布于世界各类淡水生境,如池塘、湖泊、稻田等.上述优势特征使浮萍在生物学、生物能源开发以及污染修复等方面的研究和应用取得了令人瞩目的进展.目前,近10个浮萍物种已经建立了高效的遗传转化体系,且常用浮萍植物,包括紫萍(Spirodela polyrhzia)、青萍(Lemna minor)、青萍(Lemna gibba)和芜萍(Wolffia australiana)已经完成全基因组测序,为利用分子生物学和生物信息学技术手段开发和挖掘浮萍中有重要应用前景的功能基因以进行浮萍品质改良奠定了基础.本文介绍了浮萍的起源、分类和进化,及其在形态解剖学、生理学、遗传转化和组学方面的研究,并详细阐述了浮萍在食品、饲料和生物能源开发,以及污染修复中的应用进展,最后对浮萍未来的研究方向和应用前景进行了展望,为开展浮萍基础生物学研究和资源利用提供参考.     

1992年诺贝尔奖(自然科学)获奖成果简介

医学奖两名美国科学家埃德蒙·费希尔(72岁)和埃德温·克雷布斯(74岁)由于他们在50年代关于“可逆的蛋白质磷酸化作用“方面的发现而于10月11日分享1992年诺贝尔医学奖。他们的成果能帮助科学家了解;环孢菌素药物是怎样防止移植的器官被排斥的;为什么有些癌症会发展以及人体怎样调动糖来产生能量。诺贝尔评奖委员认为,这两名生化学家在西雅图的华盛顿大学提纯和鉴定了第一种酶,这种酶有助于通过磷酸化过程的作用控制蛋白质的相互作用。他们的基本发现开创了一个研究领域,这一领域目前是最活跃、范围最广的研究领域之一。磷酸化作用通过改变蛋白质的化学性质来控制其活动。根据这一过程,一种酸激活蛋白质,而另一种酶使蛋白质失活。在这一过程中,不平衡就会致病。研制出能对付这种不平衡的药物将是医学对人类的重大贡献。     

激素可以预测宫外孕

一种简单的血液试验能够识别早期的宫外孕,这种试验涉及到检测一种叫做“黄体酮子宫内膜缔合蛋白”(PEP)的蛋白质,它是由子宫内膜(子宫线)中的腺细胞产生的。伦敦皇家医院的格迪斯·格鲁德津斯卡斯(Gedis Grudzinskas)和他的同事,一直在研究PEP,他们认为这种蛋白质能成为子宫内膜功能的一种指示剂。澳里克大学妇产科医生托尼·帕森斯(Tony     

甲醇可使某些作物增产

美国科学家说,将甲醇溶液喷洒在某些作物的叶子上,可减少这些作物的枯萎并使它们更快地结出较甜的果实。他们发现这种措施甚至对那些生长在荒芜的沙摸中的作物也有效。亚利桑那州光子股份有限公司的阿瑟·野野村和圣迭戈斯克利普斯海洋研究所的安德鲁·本森认为,只要使用这种简单的化学物质,农民们就能增加某些作物的产量并减少它们的灌溉用水。他们还认为,通过研究植物使用甲醇的方式,科学家们可对光合作用和呼吸     

碳纳米材料可能损害脑组织

科学家们尝试从菠菜中提取一种蛋白质合成系统中的基本蛋白质,结果发现其66%的基因片段与细菌中起同样作用的蛋白质的基因片段同源,而且又有46%的基因片段与后者完全相同。为进一步弄清这种蛋白质的作用,科学家们将其植入细菌中,结果发现细菌的蛋白质合成立即受到抑制。这表明,这种植物蛋白质具有良好的杀菌作用。这种蛋白质含有RRF基因,它首先在细胞中合成,然后被送到叶绿体中发挥作用。细菌蛋白质合成受到抑制,正是由于植物的RRF基因对细菌的RRF基因产生了重要干扰,从而使植物产生化学抗病作用。研究人员发现,植物中存在着一道迄今人…     

探测奇妙的海洋生物——记海洋植物学家西尔维亚·厄尔勒

1953年,当海洋植物学家西尔维亚·厄尔勒（Sylvia Earle）开始研究海藻的时候,海洋植物和相关微生物通常被认为是杂草和有害的,船员们甚至嘲笑它们是把大海变成“豌豆汤”的浮渣。现在厄尔勒博士注意到,单单一种藻类——只有一滴水百万分之一的绿藻——就可完成地球上大部分的光合作用,每天向大气中释放无数吨的氧气。     

基因转移的开端

利用重组DNA转移植物之间的基因可以最终改变地球的面貌。卡尔金(Calgo脱)有一研究小组报告了将细菌基因引入烟草植物使之产生抗蒙桑托(Mon阻Ilt。)除劳剂草甘磷能力的情况。罗伯·富莱里(Rob Fraley)也报道了类似的结果;但用的是植物基因,引入西红柿以及烟草和矮牵牛属植物。草甘磷是一种无选择性的除荞剂,它既能除去杂草也能除去农作物故只能用于廓清。在农作物中容许有     

植物吃植物

一种动物捕食其他动物是常见的现象,那植物吃植物呢?德国科学家的最新研究显示,一种绿藻就会"吃掉"其他植物。这一发现有可能为人类更好地利用生物能源开拓新途径。人们通常认为,只有蠕虫、细菌和真菌才能消化植物中的纤维素,并将它们作为用于生长和生存的碳源,而植物则通过二氧化碳、水和阳光进行光合作用。德国比勒费尔德大学的研究人员在《自然·通信》杂志上发布的研究成果说,他们观察一种名为"莱氏衣藻"的绿藻时发现,这种单细胞生物不仅可以像普通植物一样进行光合作用,还可以消化其他植物的纤维素,以此作为自己的能量来源。     

植物能净化二氧化碳吗

目前生态学家谈论最多的话题之一是:温室效应将使地球气温急剧上升,造成南北极冰雪融化,沿海大片土地将会因此而淹没。这当然是十分可怕的,但是有人却持相反意见,认为二氧化碳(CO_2)浓度增加和气温上升将使植物光合作用能力相应提高,可以大大促进农业生产的发展,也许因此会带来空前的繁荣。再说,由于绿色植物反馈调节的影响,温室气体增长绝不会     

钙调素拮抗剂及钙离子螯合剂对叶绿体CF_1-ATP酶的影响

作为胞内信使的钙离子,在与Calmodulin(钙调素,简称CaM)结合后将其活化,从而调节着生物细胞内多种酶的活性和生理过程。在植物方面,已证实Ca~(2+)·CaM系统至少调节着NAD激酶、Ca~(2+)·Mg~(2+)-ATP酶和NAD奎宁氧化还原酶,以及可能参与光合作用、细胞运动、植物激素反应等生理过程的调节。植物上已初步证实与Ca~(2+)·CaM调节有关的ATP     

实验生态房

一、概述在自然界中,动植物是相互依存的。在气态上:植物在日光的照射下会产生光合作用,吸收二氧化碳呼出氧气;动物呼吸则吸收氧气呼出二氧化碳。在食物上:植物吸收土壤中的无机盐和水,通过光合作用产生有机物,使植物得到有序的生长,其茎、根、果实供给动物食     

艾滋病疗法新进展

美国洛杉矶加州大学的杰伊·利维最近发现了一种能阻止病毒在细胞内复制的称为cytokine的蛋白质,这个发现为人们找到一种对付艾滋病的自然疗法带来了希望。利维认为这种蛋白质是机体免疫系统对HIV病毒感染进行自然免疫反应的产物,由一族称为CD8的免疫细胞所分泌出来的,该蛋白质似乎可以阻止病毒在CD4细胞中的复制,而CD4细胞则是艾滋病毒HIV在人体免疫系统中的主要的靶细胞,这种蛋白质在感染的潜伏期对抑制HIV病毒可能起着重要作用。cytokine是在那些感染了艾滋病毒HIV很长时间(10年左右)但未表现出症状的人体中发现的。利维认     

控制脂肪形成的蛋白质

美国密歇根大学的科学家发现一种使细胞变成肌肉或者脂肪的蛋白质。科学家认为 ,这一发现有助于进一步了解人们如何会变得过于肥胖。肌肉和脂肪细胞都从干细胞开始 ,以后变成先质细胞 (ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｃｅｌｌ)。其中 ,有一类蛋白质控制先质细胞的关键。据研究人员说 ,在这类蛋白质中有一种能阻止脂肪细胞产生的蛋白质。当蛋白质与某些先质细胞连在一起时 ,就会发育成肌肉 ;但当这种蛋白质消失时 ,上述细胞又会重新变成脂肪。研究人员先在试管中进行试验 ,然后在小鼠中发现了这种蛋白质的作用 (他们将先质细胞注射进小鼠的皮下 )。在此…     

蛋白质剪接在蛋白质研究和蛋白质工程中的应用

蛋白质剪接(protein splicing)是由蛋白质内含子介导的在蛋白质水平上翻译后的加工过程。蛋白质内含子(intein)是指前体蛋白中的一段插入序列,它在蛋白质翻译后的成熟过程中能自我催化,使自身从前体蛋白中切除,并将其两侧的多肽片段以肽键连接,形成成熟的蛋白质。蛋白质内含子的发现丰富了基因表达和蛋白质翻译成熟过程的理论,而且在蛋白质研究和蛋白质工程中有广泛的应用。本文试图综述蛋白质剪接在蛋白质特异位点标记、蛋白质片段化标记同位素、蛋白质环化、蛋白质芯片、基因治疗等研究中的应用。       

离子型胶束中分子内扭转电荷转移的盐效应

分子内扭转电荷转移(TICT)是目前凝聚态光化学领域中的前沿课题之一,这是因为TICT除具有特别的光物理化学性质外,在光合作用原初过程模拟以及非线性光学材料的研究中亦具诱人的前景.胶束被认为是一种膜模拟体系,因此研究胶束中的TICT不仅可在更近层次上模拟叶绿体光合作用的原初过程,而且对于研究其它有序组织体(如LB膜,合成双分子膜以及真正的生物膜等)中的TICT和利用TICT特殊的光物理化学性质了解有序组织     

让植物生产蜘丝

研究人员已将蜘蛛基因插入马铃薯和烟草植物 ,以使这些植物在它们的组织中制造大量的丝蛋白。如果将此蛋白质织成线 ,它们不仅能生产出坚韧的纤维 ,而且可制成无毒的能生物分解的生物医药用布。来自德国Ｇａｔｅｒｓｌｅｂｅｎ研究所的尤多·康拉德 (ＵｄｏＣｏｎｒａｄ)和同事们制成了金黄色球形蜘蛛丝蛋白基因的人造变体并把它们拼接入几种植物的基因组。他们发现 ,有些植物的蛋白质总量中 ,有 2 %以上由丝蛋白构成。将蜘蛛丝基因转入细菌已获成功。这些细菌在发酵罐里人工培养并在那里制造丝蛋白。但这些细菌得用相对昂贵的丝蛋白成分即…     

脑能量代谢研究的回顾与前瞻

不同于植物利用光合作用直接将太阳能转化为生物能,人和动物是通过体内的氧化作用将摄取的糖、脂肪、蛋白质等营养素分解,同时释放、转移和利用其中储存的能量,这一过程称为能量代谢.     

神奇的食肉植物

第3任美国总统托马斯·杰弗逊曾经遍寻一种神奇植物的种子。这种在历史上不仅迷惑了许多人,甚至连总统也感兴趣的植物就是食肉植物──捕蝇草。植物也吃肉？是的。食肉植物也被称为自虫植物,是指从动物（尤其是昆虫）中获取部分养分的植物。食肉植物必须自己俘获这些动物。大多数食肉植物生长在热带环境,它们体内虽含有叶绿素,能够进行光合作用制造自身需要的营养物,但由于热带环境温度高、湿度大,土壤呈酸性,因此得不到足够的氮素和其地矿物质营养。这类植物在长期自然选择及遗传变异过程中一具有了吃“荤”的本领,以此弥补体内氮…     

用云扁豆基因提高种子营养价值

遗传工程建立的早期,人们纷纷谈论运用这一新技术提高种子营养价值.现在有一位分子生物学家已经将一个在正常情况下使种子中产生大量蛋白质的基因从一种植物移至另一种植物中,而最令人惊奇的是这一基因能按原样表现出来.谷物种子中的许多蛋白缺少人     

适用生物学新技术：摘自第九届国际生物学博览会纪要

一、转基因技术突飞猛进如果法律问题与技术进展同样顺利,将转基因(transgenic)动物制造的蛋白质应用于治疗将在1996或1998年很快变为现实,学术界和工业界研究人员认为,转移基因是适应治疗学要求发展最快的一项崭新技术,布赖克斯堡州立大学弗吉尼亚综合技术学院的威廉·魏兰德尔说,“在1983～1985年,研究人员就宣布,转基因动物可以培育;1988和1989年,我们重点转向家畜。现在已可以说,要求的蛋白质可以制造成