为了探索激光生物学效应的分子机理, 以便更好的掌控和利用激光生物效应, 用XeCl(308 nm)准分子紫外激光以相同变化的激光参量直接辐照有生物活性的生物大分子BTG DNA、BSA(v)蛋白质和糖Mannan。实验结果分析告知: 电镜法观察到受辐照的三类生物大分子的表观结构、构象(含结构信息)和光谱法(IR、Vis-UV、FR、CD)分析指出生物大分子的内在结构部件的相关的特征峰的峰位、峰值都受影响, 其变迁都与激光参量的变化相呼应; 与三类生物大分子中分子内、分子间沟通与信息传递相关的氢键、糖苷键等的形成与否的类似或相同的结构部件(如-C-H、-N-H、-CH-OH、-C-O、-C=O等)其特征峰的变迁都更敏感于激光参量的改变。激光辐照生物体时, 激光似生物信号分子通过它的能量以粒子性、电磁波相干性影响生物大分子的分子结构、构象(含结构信息)的稳定性、增加分子内、分子间相互沟通、信息传递, 亦增加了结构部件的被修饰的可能性。进而影响着生物信息流的流量与流向和细胞信号转导的协同与整体表达, 产生相应的生物效应。掌握获得功能生物大分子结构构象信息与使用适宜的激光参量的相关的关系值(阈值)是重要的关键。

为了从量子角度探讨南京地区的太阳辐射资源, 在理想大气条件下对2008年南京地区的光合有效辐射波段的量子辐射进行了计算。在2008年的366天中每隔20分钟计算一次量子照度, 然后通过累积计算得到太阳直接辐射年总量。应用相关公式, 计算出了散射辐射年总量, 总辐射年总量和光合有效辐射年总量。经过与一些相关资料的对比分析, 认为计算结果正确合理。

利用shear-warp算法对离体牙的光学相干层析图像进行三维重建, 通过不透明度传递函数的合理设置及光照模型的引入实现牙齿内部组织结构的可视化, 便于医生在早期龋齿诊断中定位病变。介绍了shear-warp算法的原理、用于龋齿检测的全光纤光学相干层析成像系统及其二维层析图, 以及利用离体牙牙冠的二维层析图重建获得三维结构图。

为了探讨肿瘤抑制因子LKB1蛋白在肿瘤光动力疗法中作用, 先用MTT法检测藻蓝蛋白亚基脂质体(PEG-PCS-Lip)对人乳腺癌细胞MCF-7, 鼠乳腺癌细胞MA-782的光动力杀伤效果, 分光光度法检测活性氧ROS的产量, Western blot检测LKB1激酶表达水平; 然后用免疫组织化学方法观察PEG-PCS-Lip介导的光动力作用在乳腺癌模型鼠对LKB1基因表达影响。 结果显示在光照剂量为29.17 J/cm2时, 用0~25 μg/mL PEG-PCS-Lip处理会小幅度促进MA-782和MCF-7细胞的生长, 同时细胞中的ROS和LKB1蛋白的量下降; 当用25~100 μg/mL PEG-PCS-Lip处理则明显抑制MA-782和MCF-7细胞的生长, 同时细胞中的ROS和LKB1蛋白的量随PEG-PCS-Lip量的增加而增加。用10 mg/kg PEG-PCS-Lip静脉注射荷瘤小鼠, 光照剂量为208.2 J/cm2时, 其抑瘤率可达到68.9 %, LKB1在乳腺癌组织中的表达量则增加了33.9 %, 同时, LKB1激酶从细胞核转移到细胞质的量也在增加。 因此, PEG-PCS-Lip PDT作用所产生的ROS可能是激活LKB1的表达的原因之一, 二者协同作用在一定的光敏剂浓度范围内增强了PDT抑制肿瘤生长的疗效。

以绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)为报告基因, 将含TMV表达载体的质粒p35S-30B: GFP转化农杆菌EHA 105, 通过渗透法把经MMA诱导后的农杆菌悬浮液注射到本氏烟叶片内, 测定了鸦胆子素D (Bruceine D) 对烟草植株内TMV的增殖和运动的抑制作用; 通过PEG介导法把p35S-30B: GFP转化到本氏烟叶肉细胞原生质体内, 测定了Bruceine D对烟草原生质体中TMV增殖的抑制效果。结果表明, 在10 μg/mL浓度下, Bruceine D不仅可抑制烟草叶肉细胞原生质体中TMV的增殖, 还可以抑制烟草接种叶中TMV向茎部及植株上部叶片移动, 且对寄主植物不造成明显的毒害。

以白头翁试管苗叶片为外植体, 于MS+TDZ0.2 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L上进行愈伤组织诱导和增殖, 进行不同光质照射, 观察光处理下白头翁愈伤组织的生长和代谢产物合成情况。结果表明: 黄光能提高愈伤组织的诱导率, 产生的愈伤组织质地最好; 光质对愈伤组织的鲜重增殖倍数依次为: 黄(16.69)> 红(11.41)> 绿(8.97)> 白(6.74)>蓝(5.97), 延长光照时间会促进细胞生长; 与白光相比, 黄光和红光能显著促进干物质的积累, 而蓝光明显抑制, 绿光与白光两处理之间差异不明显。自然光照下, 白头翁叶片中代谢产物极少, 而黄、蓝和绿光均诱导合成了包括皂苷在内的数种代谢产物, 而红光处理同白光一样只诱导出了一种代谢产物。由此可见, 光处理可以调控白头翁愈伤组织的生长状态及皂苷等次生代谢物的积累。

高功率密度35 GHz毫米波对活体鼠体表的辐照温升的实验结果表明: 实验鼠的辐照侧的活体皮肤血液灌注率达到较高的水平; 剃毛实验鼠的皮肤表面温升曲线和有毛实验鼠皮肤表面温升曲线类似, 但在相同的时刻, 前者温升要高于后者。将实验温升曲线和Pennes方程计算结果做了对比, 发现: 考虑血流灌注的Pennes方程与前16 s左右的剃毛实验鼠实验温升曲线吻合; 在16 s之后, 无血流灌注的热传导方程计算结果更加靠近剃毛实验鼠实验温升曲线, 实验曲线略高于含有较大血流灌注率的理论计算曲线。上述实验现象和理论计算结果差异的可能原因也做了一些简单分析。

利用6种不同剂量的60Co-γ射线辐照毛竹种子, 对辐照后的毛竹种子进行了过氧化物酶(POD)同工酶检测和RAPD分子检测。结果表明, 过氧化物酶的活性在30 Gy和120 Gy时明显增强, 其原因是毛竹在60Co-γ射线辐照胁迫下的保护效应和伤害效应。RAPD分析表明毛竹不同辐照剂量之间的DNA存在明显差异, 高剂量 γ 射线辐照对DNA分子的影响较大, 能引起碱基序列的改变; 对碱基序列差异片段测序并比对, 发现部分片段与已知序列有高达83 %的同源性, 部分差异片段与GeneBank中的已知序列没有较高的同源性, 应该属辐照引起的DNA序列变异。同工酶和RAPD分子检测为毛竹的诱变育种参数的制定提供了理论依据。

用300 Gy的60Co-γ射线辐射小麦品种涡9722的干种子, 对M3代341个株行的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和硬度4个品质性状进行了遗传变异分析和SSR分子鉴定。结果表明, 以超过均值±2×标准差确定变异株行, 在 M3代群体中, 蛋白质含量有15个株行发生正向变异, 8个株行发生负向变异; 湿面筋含量有11个株行发生正向变异, 4个株行发生负向变异; 沉降值有13个株行发生正向变异, 15个株行发生负向变异; 硬度有4个株行发生正向变异, 14个株行发生负向变异。相关分析表明, M3群体4个品质性状间呈极显著正相关, 表现出平行变异的趋势。初步筛选出蛋白质含量和湿面筋含量符合国家强筋小麦标准的株行15个, 符合国家弱筋小麦标准的株行1个。经SSR分子标记检测, 以上16个变异株行控制蛋白质的基因位点发生了变异。

为了探讨低温对茶树种子特定基因表达的效应, 以便为茶树种子长期低温储存提供分子生物学方面的参考依据, 采用cDNA-AFLP方法对茶树无性系龙井43种子经超低温(-70 ℃)储存1年后种胚的基因转录活性进行了初步分析, 结果显示: 64对引物组合共产生了132条PCR产物。对其中的15条进行克隆测序, 最终获得8条差异片段。在GenBank进行序列分析, 发现有6条与已知功能基因相关, 其中包括参与植物转运、转录、能量产生及老化相关的蛋白, 2条在GenBank数据库中未找到相似序列。

利用功能互补, 对拟南芥AtMGT9基因的Mg2+转运功能进行了研究。同时对AtMGT9的两个T-DNA插入突变体株系(mgt9-1,mgt9-2)进行表型分析, mgt9-1只能得到杂合体植株, 有花粉败育现象, mgt9-2有纯合体, 但没有可见表型。基因序列分析表明, mgt9-1中T-DNA插入位点在起始密码子后, mgt9-2中T-DNA插入位点在靠近C端第2个跨膜区中间位置。功能互补和63Ni2+示踪实验证明截短的mgt9-2蛋白能够互补细菌镁离子转运突变体MM281, 具有全序列基因一样的转运特性, 而mgt9-1不具有转运功能, 是一个功能缺失突变体。这为进一步研究AtMGT9蛋白的结构与功能的关系奠定了基础。

目的: 探讨烧伤血清诱导下热休克转录因子1(HSF1)对高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的转录调控作用及其机制。方法: 构建热休克转录因子1真核表达载体pcDNA3.1-HSF1, HMGB1野生型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-Y, HMGB1突变型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-T。pcDNA3.1-HSF1转染巨噬细胞RAW264.7, 烧伤血清诱导后, 半定量RT-PCR检测HMGB1 mRNA的表达。pcDNA3.1-HSF1, HMGB1启动子荧光素酶报告基因共转染RAW264.7, 烧伤血清诱导后, 检测并比较pGL3-HMGB1-Y和 pGL3-HMGB1-T的相对萤光素酶活性。结果: 烧伤血清诱导下, HSF1可以下调RAW264.7 HMGB1mRNA的表达。pGL3-HMGB1-T的相对荧光素酶值较pGL3-HMGB1-Y明显下降, P＜0.01, 差异有显著统计学意义。结论: 烧伤血清诱导下, HSF1可能通过与HMGB1启动子区HSE的结合下调小鼠巨噬细胞RAW264.7 HMGB1mRNA的表达。

将强启动子P43与透明颤菌血红蛋白基因(vgb)通过重叠延伸PCR进行融合, 克隆到芽孢杆菌整合表达载体pDG1730中, 重组表达载体pDG-P43vgb转化促生防病解淀粉芽孢杆菌FZB42, Wsetern-Blot和CO差光谱分析表明重组菌株FZB42-VHb表达了有活性的VHb蛋白, VHb的表达对重组菌株菌体的生长及抗菌脂肽的产生都有促进作用。在相同培养条件下, 重组菌最大菌体密度比原始菌株提高了14.49 %, 抗菌脂肽fengycin的产量提高了1.74倍, 抗菌脂肽surfactin的产量提高了3.14倍。

根据蜡状芽胞杆菌plcR基因和papR基因序列设计特异引物, 对6个Bt菌株(WB1、WB7、WB9、HD98、8010、8311)及5个Bc菌株(6A1、6A2、6A3、6A4、6S1)进行了PCR检测。结果显示, 3个Bt菌株及4个Bc菌株含有plcR-papR基因。克隆了Bt8010、Bc6A2和6A3的plcR、papR基因, 核苷酸序列分析表明, 三个菌株的plcR、papR基因与NCBI数据库中的Bt、Bc及Ba相应序列都有很高的相似性。Bt8010的plcR基因编码框由846个核苷酸组成, 可编码282个氨基酸; papR基因的编码框由144个核苷酸组成, 可编码48个氨基酸。推导的氨基酸序列分析表明, Bt8010 的PapR有21个氨基酸的信号肽序列, PlcR没有信号肽序列。与Bc6A2、6A3和Bc 569相比, Bt8010 的PlcR和PapR在氨基酸序列上与Bc 相应序列存在相对较大的差异。将plcR-papR基因连接到表达载体pHT304中, 并转化至大肠杆菌JM109中成功进行了表达, 为研究Bt plcR基因的功能奠定了基础。

利用一对简并引物扩增了尼罗鳄MHCⅡ类分子B基因第二外元的部分片段, 并对PCR产物进行了克隆和测序, 结果得到8种不同的序列, 序列长度为166 bp; 经分析, 序列中有56个变异位点, 核苷酸的非同义替换多于同义替换, 造成30个位点氨基酸的改变, 氨基酸的替换趋于集中在假定的抗原结合位点附近。核苷酸和氨基酸序列与已报道的扬子鳄和密河鳄的MHCⅡ类B基因第二外元序列有较高的同源性, 利用PAUP4.0软件构建的NJ树显示, 鳄类的MHCⅡ类B基因存在跨种多态性现象。

目的: 构建含沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis, Ct)基因CT703的真核重组表达质粒pcDNA4/CT703, 并检测其在HeLa细胞中的表达。方法: 利用RT-PCR扩增CT703基因, 然后将其亚克隆到真核表达载体pcDNA4, PCR、双酶切和测序检测重组质粒。将正确的重组质粒瞬时转染HeLa细胞, 免疫荧光和Western Blot实验检测重组质粒目的蛋白表达。 结果: 经PCR、双酶切和测序鉴定后, 成功构建了真核重组表达质粒pcDNA4/CT703, 将其转染HeLa细胞后, 免疫荧光和Western Blot实验能检测到目的蛋白的表达。结论: 成功构建了重组质粒pcDNA4/CT703, 并能在HeLa细胞中表达, 为进一步研究CT703的功能奠定了基础。

斑马鱼心脏发育模型中Nodal编码转录因子调节心脏的左右不对称发育, 为了进一步研究Nodal信号途径在心脏发育中的调控作用和心脏疾病发生的分子机制, 需要获得斑马鱼Nodal蛋白并制备其抗体。采用从斑马鱼心脏组织中提取RNA, 通过反转录得到心脏组织各种表达基因的cDNA为模板, PCR扩增得到Nodal部分编码区序列,然后将其连接到pET-28a载体上获得原核表达。经酶切及测序鉴定后, 转化Rosseta细菌, 并用IPTG诱导表达融合蛋白, Ni-IDA凝胶柱亲和纯化, 将纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体, 并用Western blotting检测抗体。获得了Nodal原核表达重组融合蛋白及高效价的特异性兔抗Nodal多克隆抗体, 为Nodal功能的进一步研究奠定了基础。

对20个大杯香菇品种和辐射选育新株系的数量性状进行因子分析。结果表明, 20个大杯香菇品种和辐射选育新株系的18个数量性状, 可提取为7个公因子, 其累积方差贡献率达91.85 ％, 代表了所有性状绝大部分相关信息。按照主因子所包含的性状及其所反映的生物学、营养学和酶学含义, 可把7个主因子命名并按方差贡献大小顺序排列为: 促长因子1、CAT活性因子2、营养质量因子3、MDA因子7、化学评分因子4、氨基酸比值系数分因子5、粗壮因子6。从主因子出发进行大杯香菇辐射育种, 可以加大目标性状的针对性的选择效率, 比较容易获得综合数量性状优良的新品种。

从台湾海峡天然海鱼共附生微生物群落分离得到29株放线菌, 通过抗病毒和抑菌活性筛选, 分别得到6株对烟草花叶病毒和植物病原真菌具有较强抑制作用的天然菌株。其中, 菌株030603对供试植物病原真菌拮抗作用尤为显著, 其发酵产物具有广谱抑菌活性, 可以作为广谱性植物病原真菌拮抗菌株进行生防菌产业化开发及发酵产物活性成分的化学研究。该菌株形态特征、培养特性、生理生化特性与微白黄链霉菌基本一致, 16 S rDNA序列同源性达99.5 %。实验结果表明, 利用天然海洋鱼类共附生微生物群落获取植物病原菌拮抗菌株具有取样便捷和活性菌株检出率高的特点。

采用双向等位基因特异性PCR研究不同抗药性生物型看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol.)对乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂稀禾啶(sethoxydim)和高效氟吡甲禾灵(haloxyfop-R-methyl)产生交互抗性的分子基础。结果表明: 对稀禾啶产生的高抗性的JXRII生物型能特异性多扩增出约495 bp的特异片断, 而对稀禾啶表现敏感性及中等抗性生物型只能扩增出约770 bp的片断, 比对序列发现编码的氨基酸由亮氨酸(Leu)替代了异亮氨酸(Ile)。在研究其对高效氟吡甲禾灵产生抗药性分子基础时发现对该除草剂产生高抗型LYR生物型能特异性多扩增出约490 bp的片断, 对其表现敏感性及中等抗性生物型只能扩增出1 100 bp, 进一步证实了靶标酶ACCase可能存在多个突变位点而产生不同模式的抗药性, 同时也表明芳氧苯氧基丙酸类(AOPP)和环己烯酮类(CHD)除草剂的作用位点是有差异的。

以SL98-2-8为出发菌种, 研究了紫外线、He-Ne激光以及紫外线与He-Ne激光复合对林肯链霉菌原生质体的诱变效应, 结果表明He-Ne激光对紫外线引起的损伤有较好的修复作用。通过紫外线-He-Ne激光复合诱变, 筛选到一株优良菌种SL98-2-8-116, 其摇瓶效价达到3 629 μg/mL, 较出发菌种提高了18.3 ％, 10次传代后生产性能稳定。

以发根农杆菌A4、LBA9402、R1000为实验菌株, 从胡萝卜中成功诱导出可在无激素条件下快速生长的毛状根, 通过PCR方法对其进行了初步鉴定。该毛状根在MSR培养基上生长迅速, 1个月左右即可长满整个平板, 并经多次继代后仍保持其特性。研究了菌株类型、培养基、菌液量、菌液浓度和共培养天数对胡萝卜毛状根转化频率的影响, 筛选出的较优胡萝卜发根条件为: 使用A4发根农杆菌菌株, 共培养培养基为添加50 mg/L Vitamin C(Vc)的水琼脂, 加菌量20 μL, 侵染液OD600值0.6, 共培养天数2 d。胡萝卜毛状根诱导体系的建立和条件优化为其他植物毛状根的诱导提供了技术参考, 同时为进一步研究胡萝卜的次生代谢及建立菌根共生体系等奠定了基础。

目的: 寻找甘草愈伤组织继代培养中激素浓度的最佳组合。方法: 以甘草种子为外植体, 以无菌苗下胚轴及胚根诱导的初代愈伤组织为材料, 利用二次正交旋转组合设计方法进行数学模拟, 建立数学模型; 并进行激素浓度组合寻优; 在最佳培养条件下进行愈伤组织生长动力学研究。结果: 模型的决定系数R2为0.9161; 甘草愈伤组织继代培养中激素浓度的最佳组合为6-BA 1.514 mg/L+NAA 2.059 mg/L+2, 4-D 2.137 mg/L; 愈伤组织的继代周期为10~12 d。