脂多糖(lipopolysaccharides, LPS) 是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分, 被植物感知后, 启动植物防御反应。利用荧光探针分子成像及激光共聚焦扫描显微镜技术, 在位、直观检测了LPS诱导下, 拟南芥细胞产生重要信号分子一氧化氮(nitric oxide, NO) 的时空特征。LPS诱导细胞产生大量NO, 这些NO主要定位在细胞膜周围, 且是在LPS处理90 min后出现。NO合成酶抑制剂L-单甲基精氨酸能明显抑制LPS诱导的NO生成, 说明LPS诱导NO产生是NO合成酶途径依赖的。该研究结果有助于深入理解LPS作用机制以及NO信号传导通路的全貌, 并为生物物理技术在相关植物生理研究中的应用提供一定的借鉴作用。

为了研究细胞周期相关基因8(CDCA8) 的转录调控机制, 首先克隆了人类CDCA8基因5’端上游的1 071 bp转录调控区。生物信息学预测发现, 此区域存在一系列已知转录因子的可能结合位点。联合运用DNA pull-down和转录因子芯片技术分析发现共有114种转录因子在人恶性多发性畸胎瘤细胞(NTERA-2) 中与该区域结合, 其中某些转录因子有预测的结合位点, 其他没有预测结合位点的转录因子可能是以复合物的形式结合到CDCA8基因的转录调控区。

采用砂基培养法, 运用CI-340便携式光合测定仪、H-7650透射电子显微镜研究了不同锌浓度如0 mg/L(锌缺乏) 、0.05 mg/L(对照) 和0.5 mg/L(锌过量) 处理下不知火杂柑(简称不知火) 和椪柑叶片叶绿体色素含量、净光合速率及超微结构的变化。结果表明: (1) 锌缺乏处理的不知火及锌过量处理的椪柑叶片叶绿素(a+b) 和类胡萝卜素含量、锌缺乏与锌过量处理的两者叶片净光合速率均相对低于对照。(2) 锌缺乏处理下, 两者叶片叶绿体出现变形或空室化, 其中椪柑叶绿体内淀粉粒和质体小球增多, 细胞核及线粒体正常, 而不知火淀粉粒少, 细胞核中出现许多黑色小颗粒物质。锌过量处理下, 两者叶片叶绿体出现空室化或叶绿体膜模糊, 线粒体解体, 其中椪柑叶绿体内质体小球增多, 淀粉粒少; 而不知火淀粉粒明显增多、增大, 基粒片层膨胀、松弛。可见, 锌胁迫对两者叶片叶绿体色素、净光合速率及超微结构有着明显的影响, 其影响程度因品种而异。

采用离子注入诱变育种技术对紫薇种子进行处理, 正常播种后测两年生植株叶片的光合特性和叶绿素含量, 结果表明: 与对照相比, 经离子注入处理后, 各处理的净光合速率都有不同程度的增加, 光合速率饱和时所需要的光合有效辐射均较未注入处理的低。叶绿素a和b的绝对含量呈现双峰型变化趋势, 但叶绿素a的增加量受注入剂量的影响较大, 叶绿素a/b比值变化不明显, 离子注入处理能提高紫薇幼苗的潜在光合能力和耐荫性。

目的: 研究胞外不同浓度的镁离子对SD成年大鼠心肌细胞钙瞬变的影响。方法: 采用激光共聚焦显微镜系统同步配合阈上电刺激探测心肌细胞钙瞬变。结果: 胞外低浓度的镁离子(0 mmol/L、0.5 mmol/L, 正常镁离子浓度为1 mmol/L) 可以升高钙瞬变的峰值(P<0.05), 但不影响钙瞬变的持续时间(以钙瞬变的半高宽表示) (P>0.05) ; 胞外高浓度的镁离子(2.5 mmol/L、5 mmol/L、10 mmol/L) 均可抑制钙瞬变的峰值(P<0.05) ; 其中5 mmol/L和10 mmol/L的胞外镁还能延长钙瞬变的持续时间(P<0.05) 。结论: 正常情况下镁对心肌细胞钙瞬变有抑制作用。

用扫描电子显微镜对碱蒿(Artemisia anethifolia) 营养器官的解剖学特征进行了观察与研究。结果表明: 碱蒿属于典型的泌盐盐生植物。叶肉质化, 表皮上气孔为无规则型气孔, 密集下陷, 有较多的盐囊泡和分杈腺毛分布, 表皮细胞外壁加厚, 外壁的外层角质化, 为等面叶, 栅栏组织细胞排列疏松, 叶中央为发达的储水组织, 木质部有多束维管束; 茎表皮上有少许气孔, 并分布有腺毛和众多盐囊泡, 表皮细胞外壁加厚形成角质层, 皮层宽度较小, 皮层薄壁组织细胞内可见淀粉粒, 中柱后生木质部为口径大的导管, 原生木质部为口径小的导管, 管内充满盐晶体, 中间有发达的贮水薄壁细胞; 根的表皮细胞排列疏松, 外皮层细胞排列紧密而整齐, 中部皮层薄壁细胞层数较多, 细胞中贮藏有许多淀粉粒, 内皮层细胞排列紧密, 初生木质部导管发达, 内部周围存在大量盐晶体, 根的次生木质部有通气组织。这些解剖结构均表现出碱蒿具有适应盐碱、干旱生境的结构特征。

通过土壤培养实验、紫外光谱和荧光光谱技术, 研究了不同温度下Cd对土壤脲酶催化活性、动力学性质的影响及其机理。结果表明: (1)在供试温度范围内, 土壤脲酶活性、动力学参数Vmax和Vmax/Km值与温度呈正相关, 且土壤脲酶活性随着培养时间延长呈现先增后减的趋势; (2)土壤脲酶活性、动力学参数Vmax和Vmax/Km值与Cd2+呈显著负相关, 表明Cd对土壤脲酶的抑制作用为非竞争性抑制, 且抑制程度随处理温度升高而加强; (3) 低浓度Cd处理刀豆脲酶后, 随着体系中Cd2+的增加, 脲酶的紫外吸收光谱发生红移, 荧光发射峰发生蓝移。

肠道微生物分泌的蛋白酶可促进家蚕对桑叶养分的消化吸收, 枯草芽孢杆菌是家蚕肠道内一种重要的产蛋白酶菌株。为提高枯草芽孢杆菌蛋白酶的高效利用, 对该菌株适宜发酵条件及酶学性质进行了研究。结果表明: 各因素对枯草芽孢杆菌产酶活性影响的大小顺序依次为: pH值>培养温度>培养时间>装液量; 最适的产酶条件为: pH=7, 培养温度: 30 ℃, 培养时间: 36 h; 对枯草芽孢杆菌产蛋白酶进行初步提纯后并研究得出该酶反应的最适pH 10.0, 最适反应温度为: 60 ℃; 该酶为碱性蛋白酶、不耐高温、不耐酸, 但在35 ℃条件下热稳定性较好。

目的: 基因调控网络在药物研发与疾病防治方面有重要的生物学意义。目前基于芯片数据构建网络的方法普遍效率不高, 准确度较低, 为此提出了一种新的高效调控网络结构预测算法。方法: 提出了一种基于贪婪等价搜索机制的遗传算法构建基因调控网络模型。通过引入遗传算法的多点并行性, 使得算法易于摆脱局部最优。通过编码网络结构作为遗传算法的染色体和设计基于GES机制的变异算子, 使网络的进化过程基于马尔科夫等价空间而不是有向无环图空间。结果: 通过对标准网络ASIA和酵母调控网络的预测, 与近期Xue-wen Chen等提出的Order K2算法进行了比较, 在网络构建准确率上获得了更佳的结果。与标准遗传算法比较下在执行效率上大大提高。结论: 提出的算法在网络结构预测准确率上相对于最近提出的Order K2算法在准确率上效果更佳, 并且相较标准遗传算法网络在进化过程上效率更高。

提取北京油鸡8种组织的总RNA, 利用RT-PCR检测purH基因mRNA的差异表达。将purH基因完整开放阅读框定向插入pEGFP-N3, 构建带有GFP报告基因重组表达载体pEGFP-purH, 利用脂质体介导法将其导入北京油鸡体外培养细胞中, 进行G418药物筛选和克隆化培养。结果表明: 北京油鸡purH基因(GenBank 登录号: EU334506) 编码区为1 782 bp, 编码593 aa的多肽, 转染后24 h、48 h和72 h, pEGFP-purH转染率在10.3 %～53.2 %之间, 绿色荧光均匀分布于细胞质与细胞核中, 随表达量的增加, 绿色荧光在细胞核中聚集成团块状或颗粒状。经药物筛选和克隆化培养, 获得表达pEGFP-purH融合蛋白的克隆细胞株, RT-PCR与Western blotting检测确认pEGFP-purH已整合到北京油鸡成纤维细胞基因组中, 在优化的条件下, 阳性细胞凋亡率、生长与增殖状况与对照组比较差异不显著(P>0.05)。

从安徽亳州采集表现明显CMV症状的烟草样本, 取ELISA检测阳性反应最强的样本提取总RNA。设计特异性引物扩增CMV RNA2部分片段, 克隆并测序。其中包含的2b基因全长336个核苷酸, 编码111个氨基酸。将来源于安徽烟草的CMV 2b基因与其它CMV 2b基因进行序列比对, 结果表明, 来源于安徽烟草的CMV 2b基因与来源于韩国的2b基因AF033667的核苷酸序列相似性最高, 达98.8 %。构建2b基因系统关系树, 也表明来源于安徽烟草的CMV 2b基因与AF033667亲缘关系最近。以安徽CMV 2b为模板, 分别扩增大小约为300 bp的正向片段CMV 2b(r)和反向片段CMV 2b(i)。先后将反向片段CMV 2b(i)和正向片段CMV 2b(r)分别插入载体pSK-In所含intron两侧, 获得重组质粒pSK-2b(r)-In-2b(i)。再将含intron的正反向片段插入pBIN438, 最终得到含CMV 2b部分序列反向重复的植物表达载体pBIN-2b(r)-In-2b(i)。

利用木霉(Trichoderma lhd)菌体作为吸附剂, 对水体中的六价铬进行生物吸附, 借助傅立叶红外变换光谱和拉曼光谱对六价铬的生物吸附机理进行了探讨。实验条件优化结果表明, 温度28 ℃以及酸性环境条件(pH 1) 有利于Cr (VI) 的生物吸附, 12 h内, Cr (VI) 的生物吸附去除效率达99 %。吸附机理实验结果分析表明, 相比于对照实验, 2 350 cm-1吸收峰的出现为吸附剂表面质子化的氨基如＞NH2+, NH+, ＞C=NH+―等基团吸附Cr (VI)所致。拉曼光谱中吸收峰2 097 cm-1强度显著增强进一步表明, Cr (VI)的生物吸附是吸附剂表面氨基基团在起作用。

应用PCR-RFLP方法分析31例唐氏综合征(Down’s syndrome, DS) 患儿母亲和68例正常生育女性叶酸代谢相关基因: MTHFR 677C>T、MTRR 66A>G和MTR 2756A>G多态性, 探讨其与DS发生的关系。采用Pearson χ2 检验基因和基因型频率分布, 并分析各基因之间的相互作用, 计算比值比评价相对危险度。MTHFR基因T等位基因频率在病例组和对照组间具有显著性差异(P<0.05), 而MTRR和MTR基因G等位基因频率差异无显著性。MTHFR TT基因型母亲生育DS患儿风险显著增加(OR=3.51, 95 %CI=1.04-11.85, P<0.05)。MTRR GG基因型母亲生育DS患儿的风险增加3.57倍(OR=3.57, 95 %CI=1.19-10.73, P<0.05)。MTR突变基因型与DS的发生风险无显著关系。MTHFR (CT+TT)/MTRR GG、MTHFR (CT+TT)/MTR AA和MTRR GG/MTR AA联合基因型与DS发生风险显著相关。结果表明, MTHFR 677C>T、MTRR 66A>G位点变异是孕育DS患儿的独立风险因子, 尚不能认为MTR 2756A>G多态与DS发生相关。基因与基因多态位点之间存在交互和修饰效应。

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术, 首次从球孢白僵菌中克隆出完整的海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶TPS2的基因编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长3 219 bp, 其中开放阅读框(ORF) 2 619 bp, 编码872个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为97.8 kD, 理论等电点为6.32。编码框结构基因的全长为2 821 bp, 有两个长度分别为140 bp和62 bp的内含子。分析表明, 上游序列中含有TATA-box、CAAT-box和GC-box, 并且也存在GATA元件等启动子顺式调控元件。本文结果将为进一步研究海藻糖在虫生真菌中的生理合成以及抗逆调控机制奠定坚实的基础。

对枯草杆菌异柠檬酸脱氢酶(BsIDH) 、大肠杆菌异柠檬酸脱氢酶(EcIDH) 和大肠杆菌异柠檬酸脱氢酶的突变体酶(EmIDH) 进行了纯化和酶学性质鉴定。BsIDH和EcIDH对辅酶NADP+的特异性与NAD+相比, 分别是NAD+的1 330倍和3 890倍。而EmIDH对NAD+的特异性与NADP+相比, 是NADP+的122倍。因此, BsIDH和EcIDH是NADP+依赖性异柠檬酸脱氢酶, 而EmIDH的辅酶特异性已转换为NAD+依赖性。EcIDH、BsIDH和EmIDH对底物异柠檬酸的Km值分别为67.4 μmol/L、60.6 μmol/L和105.6 μmol/L。BsIDH和EcIDH的最适反应pH分别为8.2和8.0, EmIDH的最适反应pH为7.0。BsIDH和EmIDH的最适反应温度是45 ℃, EcIDH的最适温度为43 ℃。三种IDH的活性依赖于不同的二价金属离子的存在, Mn2+ 、Mg2+存在时酶活性最强, Cu2+ 、Ca2+ 、Zn2+和Ni2+强烈抑制酶的活性。系统的酶学性质研究为深入认识IDH的催化与调节机制提供了更多依据。

在真空及低压高频脉冲(LHPEF) 条件下, 结合胰蛋白酶降解猪Hb, 利用高效凝胶色谱、Native-PAGE蛋白电泳及紫外扫描来测定其降解效果。结果表明在37 ℃温度下, 1.88 V、200 kHz的LHPEF处理猪Hb, 电导率为3.45326×105 μs/cm(对照组为0.645×104 μs/cm) 。紫外扫描曲线图中的真空LHPEF胰蛋白酶降物中有8个特征吸收峰, 而对照组中为6个吸收峰, Native- PAGE蛋白质电泳图中有13个明显色带, 而对照组中只有6个色带, 高效凝胶色谱图中的特征吸收峰为48个, 对照组中7个特征吸收峰。

利用微波技术分别对人参皂苷粗品及人参皂苷转化发酵液进行处理, 探讨微波处理对人参皂苷生物转化效果的影响。实验结果通过高效液相色谱分析显示, 经微波处理后, 人参皂苷峰几乎消失, 苷元峰突出, 表明微波处理对人参皂苷的转化效果显著。并确定微波的最佳处理条件为微波功率30 W, 辐射60 s。

采用N+注入技术对实验室保存的4株保加利亚杆菌L601、L602、L603、L606进行诱变处理, 旨在选育出高产血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme, ACE)抑制剂菌株。结果表明, 在离子注入能量为20 keV, 剂量为3.0×0.5×1015 ions/cm2条件下, 诱变效果较好。从正突变菌株中反复筛选, 获得1株对ACE抑制活性较高的菌株M602, 其ACE抑制率为82.49 %。经过培养条件优化, 其对ACE抑制率进一步提高为85.12 %, 经连续传代实验, 其性状遗传稳定。

采用盆钵实验和14C-同位素示踪技术, 在节水、淹水、干旱三种灌溉方式下对杂交稻组合C两优396、威优46不同生育期的光合特性及同化产物的运转与分配进行研究。结果表明: 在生育前期节水处理的叶绿素含量、净光合速率、同化产物分配比例与淹水处理的差异不显著; 水稻抽穗后, 淹水处理叶绿素含量与净光合速率下降幅度均大于节水处理, 同化产物分配比例显著低于节水处理, 最终导致产量也低于节水处理。而干旱处理在整个生育期的剑叶叶绿素含量、净光合速率、同化产物分配比例均低于节水、淹水处理, 最终产量显著低于前两种处理。

选取我国7个栽培玉米亚种材料, 进行5 S rDNA的非转录间隔区(nontranscribed intergenic spacer, NTS) 的序列分析, 比较7个亚种材料NTS序列差异并进行聚类分析, 探讨其亲缘关系。研究结果表明: 7个材料的NTS区GC平均含量为45.67 %, 核苷酸位点变异位点个数1~15, 转换/颠换率为0.83~2.0, 特用玉米材料均存在不同程度的缺失; 7个材料主要聚为两大类, 第一类群中包括甜质、马齿、硬粒、爆裂和蜡质5个亚种材料, 第二类群中包括粉质和甜粉2个亚种材料。同时利用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization, FISH) 对5 S rDNA进行定位, 探针标记分别采用荧光素标记和生物素标记。结果表明: 生物素标记检测系统灵敏度高、杂交信号强, 更适合于5 S rDNA重复序列的定位检测。

阐述了人眼波前像差的概念及其Zernike多项式表示方法, 着重讨论了Hartmann-Shack传感器测量人眼像差的机理和人眼波前像差重建的方法, 并对人眼波前像差重建系统进行了详细设计。该技术给人眼像差的校正以及角膜“个体化切削”的实现带来了新契机。

目的: 研究月腺大戟根中总黄酮类化合物的提取工艺, 为研发新型植物源农药提供理论基础。方法: 采用索氏提取法对月腺大戟根总黄酮进行提取, 以乙醇体积分数、提取时间、提取温度、料液比为实验因素, 以提取的总黄酮含量为指标, 对提取工艺进行考察, 确定最佳提取条件。结果和结论: 根总黄酮提取的优化条件为: 提取时间2 h, 提取温度70 ℃, 料液比1∶40, 乙醇浓度50 %; 影响提取的主次顺序为: 料液比＞提取时间＞乙醇浓度＞提取温度; 其中料液比和提取时间是影响根总黄酮提取效果的显著因素。

液泡是植物细胞专一性器官之一, 具有多种功能, 参与细胞内环境调节和细胞解毒等过程。研究表明, 液泡在植物细胞程序性死亡(programmed cell death, PCD) 中具有重要作用。在液泡介导的PCD过程中, 液泡加工酶(vacuolar processing enzyme, VPE) 的调控和激活是PCD的关键环节。着眼于液泡信号通路依赖的PCD, 对相关细胞事件和分子调控机制进行了讨论, 并对未来的研究方向作了展望, 以期能推进PCD机制解明。

光学显微镜的发展历史是一段不断提高显微镜的分辨率和对比度的历史。双光子显微镜是近30年来非线性显微镜的研究发展的代表。它在分辨率上与共聚焦显微镜相当, 但在成像的层析穿透深度上有显著提高, 并且大大减少了光毒性与光漂白。由于生物细胞组织中富有各种自家荧光源, 因此双光子显微镜被广泛应用于皮肤组织甚至癌组织以及细胞的成像。基于共聚焦扫描显微镜的双光子显微镜可以很容易的与二次谐波显微镜组合, 对皮肤组织中的重要成分胶原纤维进行成像。双光子显微镜还可以结合其他非线性光学现象对组织以及细胞进行成像, 显示其强大的生命力。将来随着携带方便且廉价的双光子显微镜的出现, 双光子显微镜有望在临床医学上发挥其有效的作用。