植物再生的研究进展

再生不仅赋予植物修复受损组织的能力,更能使植物产生新器官,实现营养繁殖.再生能力是植物在严酷环境下能够生存的重要手段,也被广泛应用于生产实践中.组织培养、扦插和嫁接等都是基于植物再生能力而开发的农业技术.再生现象的本质是细胞在受伤或胁迫的环境下命运发生转变的过程.近年来,植物再生领域的研究取得了一系列突破性进展,不仅对植物再生过程中细胞命运转变的谱系有了初步认识,而且探讨了植物细胞高度可塑性的分子机制.伤口或胁迫信号、激素、转录因子和表观遗传途径因子形成有序协作的调控通路,控制着再生过程.本文将总结种子植物中器官从头发生和体细胞胚发生这两种再生方式的研究进展,以期为从事植物再生研究的工作者提供参考.     

干细胞和再生医学

再生现象和再生医学 在自然界中经常能看到生物的再生现象.典型的再生生物是片蛭.将片蛭切断后,断面能够识别头部或者尾部的位置,如果切掉的是头,头部将在该位置再生;如果切掉的是尾,尾巴将在该位置再生.蝾螈的四肢、壁虎的尾巴都具有自然再生的能力,青蛙与蝾螈同属两栖动物,却不具备再生的能力,但青蛙的前身蝌蚪却又显示出四肢再生的能力.这种神奇的能力很早就吸引了人类的研究视线.     

什么控制着器官再生?

是什么控制着器官再生?2005年Science庆祝创刊125周年提出了125个科学问题,其中有25个关键问题,这个问题就是其中之一.有许多生物都具有非凡的再生能力,如蚯蚓、涡虫、壁虎和蝾螈等,但是很遗憾它们都处于进化树的底部,越往上,进化越高等,这种独特的能力就丧失得越多.是什么控制着这个过程?对这个问题的研究不但能回答我们从哪里来、我们为什么是这样,更重要的是它能决定我们的未来.实现人类的器官再生是所有发育生物学家和再生医学研究者共同的梦想.     

成年大鼠胸髓损伤修复后的形态学和电生理学研究

在成年大鼠胸髓第9节段造成脊髓右侧2/3横断损伤, 将本研究设计的一种植有L-多聚赖氨酸的壳聚糖导管植入脊髓损伤区, 为脊髓再生提供一个独立的微环境. 术后12个月, 通过对脊髓损伤区的壳聚糖导管内的新生组织的超微结构观察发现, 植有L-多聚赖氨酸的壳聚糖导管可促进有髓、无髓纤维和血管的再生. 电生理学检测也证实, 植有L-多聚赖氨酸的壳聚糖导管对于大鼠伤侧体感诱发电位和运动诱发电位的长期恢复起到关键性的作用. 研究结果表明, 植有L-多聚赖氨酸的壳聚糖导管对于脊髓损伤后结构的再生及功能的长期恢复具有重要作用, 为临床应用提供了新的思路.     

葡萄与柴胡科间体细胞杂交再生杂种植株

狭叶柴胡原生质体用强度为 2 6 0 μW/cm2 紫外线照射 0 ,1 ,2和 3min后 ,与酿酒葡萄原生质体融合 .对融合再生的 1 9个单细胞克隆进行表型、同工酶、染色体和 5SrDNA间隔序列分析 .结果表明 ,它们均为体细胞杂种 . 1 1个杂种愈伤组织包括对称及不对称融合产物 ,在培养 5个月时 ,再生了体细胞胚、幼叶及叶丛 ;其中有 4个不对称融合的杂种细胞系在培养8～ 1 0个月后 ,再生出有根的完整小植株 .染色体观察表明 ,完整植株的再生与杂种细胞的染色体数目相对减少相关 .对部分小植株幼叶的核糖体 5SrDNA间隔序列差异的分析 ,证实它们为科间体细胞杂种 .     

"叱咤风云"的新技术

防爆气凝胶:超强隔热挡炸药 2009年,凝胶将在组织再生及防护领域发挥重要作用.美国研究人员正在利用水凝胶帮助骨骼再生.这种新型水凝胶毹像脚手架一样,支撑新组织的生长.据悉,新型水凝胶制品可与人体自身的血小板协同工作,生成可支撑软骨再生的组织构架.它含有具超强吸收能力的聚合物链,将用于促进长有龋洞的牙齿组织再生.     

磁性碳纳米管吸附/微波再生处理水中五氯苯酚

利用热分解法制备了磁性碳纳米管,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)进行了表征.研究表明,磁性碳纳米管纯度高且孔隙均匀,外径约为50 nm,比表面积为146.7 m2/g;同时加外磁场可以快速其分离.磁性碳纳米管应用于吸附/微波再生处理水中五氯苯酚,结果表明,磁性碳纳米管对五氯苯酚的吸附动力学符合Langergren模型,其平衡吸附量为30.5 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型.吸附饱和磁性碳纳米管经微波再生循环使用5次,再生率均高于100%,且磁性良好.     

关于中国页岩气持续开发工程科学研究的一点认识

正北美发生的一场页岩气革命,使商业化、大规模生产页岩气成为现实.近年来,我国页岩气开发也有了成功的实例,引起了我国政府、工业界、科学界和工程界的广泛兴趣.页岩气的成功开发基于两个技术:水平井技术和水力压裂技术.对油气界来说,水平井技术并不新,例如,在海洋油气开发中经常被使用.但页岩气开发所     

生命科学的第三次革命——麻省理工学院校长苏珊·霍克菲尔德的演讲

下一场创新革命来自生命科学、物理科学和工程学领域内正在发生的历史性的大融合 今天,我很高兴能在此与大家相聚一堂,确实有一些值得我们庆贺的事情在发生.美国总统奥巴马最近在美国科学院的讲话中对范围广泛的科学与工程学的价值坚定地给予了认可,我们不能将其视为一席空谈而一笑置之.让我们摘引奥巴马总统讲话中的一段以共勉之:     

它们长相丑陋但能力强大

蝾螺 包括人类在内的哺乳动物都得小心保护自己的肢体,因为一旦失去,就难以再生了.所有生物里面,蝾螈的再生能力是数一数二的.在几个星期内,蝾螈就可以再生断掉的肢体.更鲜为人知的是,蝾螈甚至可以让受损的肺部和大脑重新生长.随着对蝾螈再生能力的进一步了解,或许人类将来有望依靠损伤器官的残留细胞来修复或再生器官.     

国际桥梁和结构工程学会第五届学术会议记要

今年6月25日至7月2日在葡萄牙举行了国际桥梁和结构工程学会的第五届学术会议。参加的有来自三十多个国家的六百余人。我国有茅以昇、张维和作者出席了这次会议。会议期间进行了五个半天的讨论和一些参观。五次讨论分别讨论了下列五个方面的问题:1.桥梁和房屋结构的负荷问题,2.空间结构问     

沥青路面现场热再生研究

为了改善旧沥青路面的路用性能,进行了现场热再生技术研究工作.通过分析老化沥青再生机理和添加再生荆再生老化沥青,并加入一定量的骨料和不同比例的旧沥青混合料RAP料来完成热再生混合料配合比,再次,进行再生混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性试验来评价再生混合料的路用性能.研究结果表明,再生混合料性能已基本达到高等级沥青路面要求和现场热再生技术是一项利国利民的环保型新技术,值得推广应用.     

抑或适于人类宜居的五颗行星

去年7月,美国一研究小组发布报告称,有证据显示,又发现一颗行星具备有支持类似地球生命存在的条件.根据美国行星适居性实验室报告,该行星将成为已知太阳系之外第五个潜在的人类宜居世界.那么,我们对这五个类似地球环境的行星又了解些什么呢,以及这些行星又是如何支持类似地球生命的存在呢?     

睫状神经营养因子在神经再生过程中的基因表达

神经损伤后轴突是否能有效再生取决于神经元及其微环境对再生的调控.我们曾报道夹伤大鼠坐骨神经后1d,在夹伤部位的神经内膜中出现充斥微管的再生芽;脊髓运动神经元中管蛋白和肌动蛋白基因表达上调,夹伤后5～10d,它们在再生轴突中的转运速度增加.这些都是神经元胞体对轴突再生调控的表现.微环境中的多种神经因子对不同神经元的再生则各有其显著的作用.睫状神经营养因子(CNTF)是近年发现的与神经营养素家族完全没有     

展示科学理性的长卷:读《从哥白尼到牛顿:日心学说的确立》

正16—17世纪在欧洲发生了一场科学革命,这是科学史上第一例革命。它是对古希腊和中世纪科学的一场革命,为尔后现代意义上的科学发展奠定了基础,成为科学史上的一座丰碑。从学科层面来看,这场革命由天文学、化学、力学和生理学革命汇合而成。其中,"日心学说"的天文学革命率先揭开了革命的帷幕,推翻了此前统治人类思想长达1800多年的"地心学说",从根本上改变了人类对宇宙结构的看法.哥白尼、开普勒、     

谷子幼穗培养的体细胞胚胎发生和植株再生

如何从禾谷类作物的单细胞经离体培养再生植株以及获得再生能力强的细胞系是目前植物组织培养中十分引入注目的问题.休细胞胚胎发生具备最快速无性繁殖的潜能,并且由于经胚状体途径再生的植株来源于单细胞,因而特别适合于遗传、育种和突变体等研究。在一些禾谷类植物中,胚性细胞系的建立又是制备和培养原生质体的重要前提。谷子(Sctaria itlica)是我国一种重要的粮食作物。到目     

神经再生过程中脊髓运动神经元β和γ肌动蛋白的基因表达

神经细胞的特点之一是轴突缺乏合成蛋白的能力,轴突生长发育、代谢更新以及损伤后再生中所需的结构和功能物质必须在神经元胞体内合成,经轴浆转运供应.细胞骨架是轴突构筑的重要组分,其主要组分之一的微管又是转运物质的载体.我们曾经报道再生神经中微管亚基管蛋白的含量和转运速度以及腹角运动神经元中管蛋白mRNA的含量均明显增高,从而满足轴突构筑重建的需要.由于作为细胞骨架的微丝其亚基肌动蛋白的含量在再生神经中也有增加,而肌动蛋白又可能有转运轴浆中小泡的功能,但尚未见再生过程中脊     

探索肝脏的再生能力

美国每年大约有3万人死于目前医学难以救治的肝脏疾病.因肝脏移植而获得新生的病人最多只有15,000人左右.病人数字方面的这一巨大差距正是哈佛大学和麻省理工学院科学家及肝病专家们正在研究肝脏十分惊人的再生能力的原因.肝脏在严重丧失后的再生能力比人类或哺乳动物的任何其它器官都要强.在动物实验中,几乎可以切除肝脏的四分之三,而它又能很快地再生到正常大小.然后,在同样明显和神秘的过程中这种生长停止.人体肝脏也具有很强的再生和控制能力,在一个月之内可以再生很大的一部分.     

棉花体细胞胚胎发生的直接诱导

体细胞胚胎发生的直接诱导具有十分重要的作用,它可以有效地缩短培养时间、减少培养过程中的变异,有利于植物基因工程的开展和应用.虽然棉花组织培养胚胎发生的报道已很多,但还没有关于棉花直接胚胎发生的报道[1].我们用我国主栽优良品种中棉所12号进行培养,获得了棉花组织培养直接胚胎发生和植株再生.将中棉所12号7日龄无菌苗的下胚轴、子叶和胚根接种于附加不同植物激素的改良ＭＳ培养基(ＭＳ的无机盐加上Ｂ5的维生素,ｐＨ=5.8)上培养,接种后7ｄ开始有愈伤组织形成,80ｄ后可看到胚性愈伤组织的产生,120ｄ时,胚性愈伤组织生长良好,并可看到…     

芸苔属花粉-体细胞杂种植株的生长发育及分子生物学鉴定

“配子-体细胞杂交(gameto-somatic hybridization)”是植物性细胞操作研究的重要组成部分,近十年来取得了较大进展.小孢子四分体原生质体.幼嫩花粉原生质体以及成熟花粉原生质体与体细胞原生质体的融合先后均再生杂种植株成功.但迄今的研究多集中于茄科植物,而且关于杂种植株的结实等方面尚无肯定的报道.李昌功等由芸苔属幼嫩花粉原生质体与下胚轴原生质融合再生了3个小植侏,并经染色体计数和酯酶同工酶酶谱分析初步鉴定出一株是异源三倍体,两株是异源四倍体.本文报道这3个小植株的生长发育情况以及运用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)标记技术进一步对其杂种特性鉴定的结果.1 材料与方法1.1 材料及杂种植株生长发育的观察将青菜(Brassica chinensis L.)幼嫩花粉原生质体与甘蓝型油菜(B.napus L.)下胚轴原生质体融合再生的3个小植株通过切段繁殖的方法扩增其数量,将高达5cm以上的植株移入田间.以同期的双亲植株作对照,观察比较其生长发育情况.用荧光素二醋酸酯(FDA)染色反应测定成熟花粉的生活力.解剖果实以检查种子形成情况.