辐射诱变处理是进行农作物种质资源创新及新品种选育的有效途径。本文简要介绍了农作物辐射诱变育种工作中常用的诱变因素、诱变处理对象及对诱变后代材料进行鉴定筛选的主要技术方法, 总结了农作物辐射诱变的主要育种成就及国内外在辐射诱变机理方面的研究现状, 同时对今后诱变育种工作中亟待解决的问题展开了讨论, 以期为提高农作物诱变育种的效率提供参考。

CRISPR/Cas9是一种多功能的基因工程技术, 除了基因编辑, 在基因表达的调控, 活细胞DNA/RNA成像等方面也受到了广泛的关注。然而, CRISPR/Cas9系统源自原核生物, 要应用到其他生物体内, 还需要有运载体的协助。本文结合CRISPR/Cas9技术在多方面的应用, 对其运载体进行了综述, 为相关领域的工作提供参考。

随着人类平均寿命的延长, 恶性肿瘤的发病率日趋增高, 严重影响了人们的生存质量, 并给患者及其家庭带来巨大的物质和精神损失。因此, 不断寻求新型有效的肿瘤治疗方式显得愈加重要。高通量低功率激光照射(high fluence low power laser irradiation, HF-LPLI)可通过促使细胞色素C释放到胞质中诱发肿瘤细胞凋亡, 凋亡的肿瘤细胞进一步激活树突状细胞(dendritic cells, DC)。DC是目前已知抗原呈递能力最强的细胞, 活化后的DC可起始机体特异性免疫应答, 使机体产生抗肿瘤免疫效应。本研究的意义在于探究了HF-LPLI在杀伤肿瘤细胞的过程中具有的免疫调节作用。

双光子荧光探针被广泛研究应用于生物医学成像和治疗, 深入了解这类探针在生物组织中激发分布特征及其相对于单光子探针的成像优势和劣势对探针的合理选择和应用具有指导意义。然而, 由于实际测量难以避开众多干扰因素的影响, 因此不能准确反映其固有特征。本文选取典型生物和荧光激发参数, 利用生物仿真定量分析, 并通过双光子和单光子的激发成像对比, 获取了双光子荧光的基本激发特征。结果发现, 在相同平圆光束激发下, 双光子激发由于激发效率低且需要双光子吸收, 再加上较高的激发阈值, 虽然激发光在组织穿透深度方面存在优势, 但在组织内衰减速率快、有效穿透深度比高量子效率的单光子荧光激发浅。同时, 深度方向的快速衰减会导致横向激发光能的非均匀性分布, 这种非均匀性对双光子荧光影响更大。仿真分析进一步表明: 在生物组织耐受的前提下提高双光子激发的功率更有利于荧光成像; 增加光照半径可以减弱横向激发的不均匀性, 从而改善双光子荧光成像的效果。本研究结果为双光子荧光激发、成像的应用提供了基础数据参考, 本仿真方法也为快速研究光与生物组织的相互作用提供了借鉴。

皮肤角质(stratum corneum, SC)在维持皮肤结构完整和屏障功能中发挥重要作用, 其无损检测很有意义。本文使用鼠耳模型, 利用时域光学相干断层成像(TD-OCT)技术对丙酮去角质化的过程进行了检测。结果显示TD-OCT成像方法可测量角质层厚度、对去角质化做定性分析, 在皮肤结构和屏障功能的无损检测中有一定临床价值。

本文报道了一种一体化光声乳腺成像系统, 利用光纤束与柔性探测器相匹配形成一体化光声激发-耦合-探测, 因此与传统的光声成像系统相比, 该系统具有形态适应性的优势, 并可以实现大视场的光声成像。本文通过样品实验和离体乳腺肿瘤成像实验, 探究该系统的成像能力, 证明该系统具有大规模临床乳腺肿瘤筛查的潜力。

近几年来, 由于可溶性微针更优秀的生物相容性和快速的溶解性, 这种给药方式成为了一种更高效, 对生物体伤害较小的给药技术。然而, 直接的在体监测微针的释药过程仍然比较困难。所以, 在这里提出用光学相干层析成像(OCT)的方法来实时监测可溶性微针的在体溶解过程并由此评估药物的释放; 以聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮混合物(PVA/PVP)为基质, 制作了两种不同的可溶性微针, 并通过计算微针作用于鼠耳后微通道横截面面积随时间的变化来比较两种微针的溶解性能。结果表明, 可以通过OCT技术实时地监测微针的在体溶解过程并进行数量上的评估。并且, OCT图像也可以评估和比较不同材料的可溶性微针的性能。因此, OCT在实时监测可溶性微针在体给药过程方面有很大的潜力。

近年来, 聚苯胺由于其独特的光学吸收特性和导电性质受到很多科学家的青睐。但是, 聚苯胺极差的稳定性、不可控的形貌成为其在各个领域应用中的阻碍。因此, 本文利用聚苯乙烯磺酸(PSS)作为苯胺聚合的模版, 分别采用氯化铁(ferric chloride)、硫代硫酸铵(ammonium thiosulphate)作为氧化剂来制备聚苯胺纳米材料。利用电子显微镜和紫外可见分光光度计对其形貌、光学特性进行了研究。研究发现, 氧化剂的使用对其纳米材料的形貌起决定性的作用, 氯化铁作氧化剂制备出大小均一、规则的球形纳米粒子; 硫代硫酸铵作为氧化剂制备出细长的纳米纤维。所制备的聚苯胺纳米材料具有显著的光热效应, 有潜力用于肿瘤的光热治疗。

近年来, 食源性致病菌在全球范围内大面积传播, 给人类的生存健康与发展带来了巨大的威胁。因此为了保证食品的安全, 快速的、高特异性且高灵敏地检测食品致病菌方法已经成为科学研究的热点话题。在本研究中, 我们构建了一种基于滚环扩增技术的纸基显色传感器用于可视化检测致病菌的检测平台。通过滚环扩增对单增李斯特菌的hlyA mRNA进行高效特异性扩增, 扩增后的单链产物经过Hhal酶进行特异位点酶切后, 形成与锁式探针长度相同的片段。将酶切后的单链产物不经过预变性杂交, 可直接进行试纸条检测。在优化的实验条件下, 可以检测到100 pg/μL总RNA。整个过程实验包括连接, 扩增, 酶切, 检测等反应均可在恒温条件下进行, 且可在几个小时内完成。这种方法适用于快速的现场检测, 此外, 这项研究强调了纸基显色诊断平台的潜在价值和应用前景。

目的: GIP受体激动剂类药物筛选模型的构建。方法: GIP受体激动剂能刺激胰岛素分泌, 可作为治疗Ⅱ型糖尿病的潜在药物, 因此, GIP受体激动剂的筛选模型十分重要。本研究采用PCR的方法扩增GIPR基因, 将扩增产物酶切回收后与表达载体pCMV6-AC-GFP连接, 构建pCMV6-AC-GIPR-GFP重组质粒, 转化大肠杆菌DH5α经菌落扩增、质粒提取及序列测序重组质粒; 利用脂质体lipofectamine2000转染重组质粒到RIN-m5F细胞中, 通过抗生素G418筛选, 挑单克隆得到稳定的RIN-m5F/GIPR-GFP细胞株。结果: 结果表明PCR扩增获得长度为1 319 bp的GIPR基因, 克隆至pCMV6-AC-GFP真核表达载体, 经菌落PCR酶切鉴定及序列分析后, 证实质粒pCMV6-AC-GIPR-GFP构建成功; 通过荧光显微镜观察到细胞内荧光分布均匀, 表明重组质粒成功转到RIN-m5F细胞中。该细胞株经阳性对照(D-Ala2)GIP处理后, 与对照组对比, 具有荧光斑点聚集。结论: 因此, GIP受体激动剂筛选模型RIN-m5F/GIPR-GFP成功构建, 可用于筛选新的GIP受体激动剂, 为糖尿病药物开发提供新的筛选模型。

二维的氧化石墨烯(GO)的细胞毒性低, 且有良好的生物相容性, 是良好的光热与成像材料, 同时还可以作为纳米载体, 用来输运化疗药物、基因等。由于氧化石墨烯的片层之间有较强的范德华力, 极易团聚, 从而影响其在生物医学方面的进一步应用。本文通过二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基(DSPE-PEG-NH2)功能化修饰氧化石墨烯, 改善了石墨烯在水相中的稳定性、低毒性及生物相容性。功能化氧化石墨烯在水相中放置两周以上仍然具有良好的分散性, 且对细胞没有明显的毒副作用, 有望在生物医学领域发挥巨大作用。

目的: 研究卵巢组织异体移植对去势模型大鼠骨质疏松的治疗作用及其机制。方法: 将40只SD雌性大鼠随机分为假手术组、去卵巢模型组, 雌激素组和卵巢组织块移植组。采用背部定位切除双侧卵巢, 建立去势大鼠模型。造模的同时, 将同种异体卵巢组织块植入去卵巢大鼠背部肌肉层以建立卵巢移植模型。雌激素组大鼠按雌激素0.06 mg/kg灌胃进行替代治疗3个月, 其他各组均给予等量生理盐水。实验结束后, 称量体重和子宫湿重, 计算子宫重量指数; HE染色光镜观察大鼠阴道上皮细胞和股骨细胞形态; 骨密度仪法检测大鼠全身、股骨和胫骨近端的骨密度; 放射免疫法检测血清雌激素(E2)水平。结果: 与假手术组相比, 模型组大鼠子宫重量指数明显下降(P<0.01); 血清雌激素水平显著降低(P<0.01); 阴道上皮细胞较小, 无角质化; 股骨中的骨小梁数目显著减少, 骨吸收明显, 呈典型的“岛屿状”, 骨髓腔增大, 髓腔中基质细胞极少; 双能 X 线显示, 模型大鼠全身、股骨和胫骨的骨密度均显著减少(P均<0.01); 与模型组相比, 雌激素组和移植组大鼠的子宫重量指数增加明显(P<0.01, P<0.01); 两组大鼠的血清雌激素水平上升显著(P<0.01, P<0.01); 病理切片显示, 雌激素组和移植组大鼠的阴道上皮细胞大多呈角质化; 雌激素组大鼠皮质骨增厚, 骨小梁粗壮, 数量多, 排列较整齐, 骨小梁间距较小, 且骨髓腔缩小, 骨基质细胞明显增多; 移植组大鼠皮质骨面积较大, 骨小梁数量和面积增加明显, 骨小梁间距小, 排列规则, 连接增多, 骨基质细胞分布均匀。结论: 卵巢组织移植可能是通过与靶肌肉组织产生新生血管连接, 不断分泌内源性雌激素, 后者通过结合子宫、阴道和股骨组织中靶受体-雌激素受体, 进而维持子宫和阴道等靶组织的形态与功能, 并抑制骨质组织矿物质的丢失, 从而达到改善或促进雌性大鼠内分泌功能的目的。

为了解高温处理促进大豆幼胚萌发成苗的分子生物学机制, 采用经典的基因表达差异显示技术, 分析大豆品种日本晴高温处理的幼胚与对照组材料的差异表达基因。对其中一个差异表达基因K6进行了测序和比对分析, 结果表明该基因序列与大豆Williams 82 基因组中的Lea5基因相似度高达99%, 可以确定为Lea5基因。Blastp比对分析结果表明大豆Lea5蛋白为LEA-3亚家族成员。利用蛋白质分析软件分析了Lea5基因推测的蛋白质结构的特点, 结果表明该蛋白质由113个氨基酸组成, 相对分子量为12.283 kD, 等电点高达10.12。该蛋白质不形成典型的二级结构。RT-PCR分析表明该基因表达具有组成型特点, 在大豆幼胚发育过程中稳定表达, 在大豆的根、胚轴和叶片等器官中均有表达。

旨在研究饲料中添加不同比例的韭菜对种蛋孵化的影响。在相同饲养条件下, 选取4周龄的海兰褐种公鸡400只, 随机分为4组, 每组5个重复, 每个重复20只。Ⅰ组是对照组, 喂基础饲料; Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组分别在基础饲料中添加1%、3%、5%的韭菜, 饲喂16周, 第20周龄结束后, 进行人工授精。授精后第4d, 每组随机抽取500枚种蛋进行孵化。其中A组为对照组Ⅰ的种蛋, B、C、D组分别是试验组Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的种蛋。结果显示: 饲料中添加适量韭菜可以显著提高种蛋的孵化率、健雏率和平均初生重(P＜0.05)。本研究说明了饲料中添加韭菜可提高种蛋的孵化率、健雏率和平均初生重, 且添加5%韭菜孵化效果最理想。

RegIIIγ是一种新型的抗菌肽, 主要在哺乳动物的肠道和皮肤表达, 具有抗菌、抗炎、调节免疫反应和促进细胞增殖等生理功能。为了解猪RegIIIγ在肠道的表达特点, 我们通过荧光定量PCR、蛋白质免疫印迹和免疫组化分别确定了猪RegIIIγ mRNA和蛋白在仔猪肠道的表达水平以及在肠道表达的细胞类型。结果表明RegIIIγ mRNA和蛋白质在十二指肠、空肠和回肠三个部位的表达水平无明显差异; 除mRNA水平在断奶后有一个明显下降外, mRNA和蛋白质表达水平呈现随着周龄的增加而升高的趋势。免疫组化分析表明RegIIIγ蛋白主要在肠粘膜吸收性上皮细胞和Paneth细胞内表达。

本文以华中农业大学园艺植物教育部重点实验室细胞生物学实验平台现有的一套由德国徕卡公司生产的新型号TCS-SP8激光共聚焦扫描显微镜机组(文中简称SP8)为例, 结合实际操作经验, 从机组组成使用、软件的使用、使用中常见问题、用后维护及保养等方面进行了大量总结和探索, 希望能够为初次使用仪器者及致力于该领域的科研工作者提供第一手直观详实易懂的操作规程。