线粒体简单重复序列(mitochondrion simple sequence repeat,mtSSR)是近年发展起来的一种新型的分子标记技术,兼具SSR标记多态性高、分布广泛、共显性和植物线粒体基因组母系遗传、结构进化速率快等优点,在群体遗传结构、基因流动进化、物种演化、胞质遗传特性、种群分类等方面具有重要应用。根据国内外已有的研究成果,综述了mtSSR植物群落分析、胞质类型鉴定等方面的研究进展,并对植物mtSSR数据库进行了总结,以期为利用mtSSR技术进行植物研究提供参考。
社会等级可以确定动物种群内的资源分配,减少群体间不必要的斗争,对动物的生存和繁殖都起着重要的作用。研究社会等级对提升虾蟹类动物的养殖产量有着重要的理论意义和应用价值,然而目前尚未见深入报道。综述了虾蟹类动物社会等级的类型,影响其社会等级形成的内部和外部因素,社会等级影响虾蟹类动物发生的行为变化以及信息素在动物社会行为中的作用机制。同时,对未来虾蟹类动物社会等级的研究进行了展望,旨在为深入探究水产养殖中虾蟹类动物生物学特点提供参考。
记忆是学习和掌握新知识的基础,遗忘则有助于保持大脑记忆系统的高效性,因此记忆与遗忘是大脑神经网络正常运作的重要组成部分。秀丽隐杆线虫生物体积小、生命周期短、易于识别单个神经元,已成为神经科学和行为学领域研究的理想模型之一,基于秀丽隐杆线虫模型的研究结合高等模式生物探索记忆和遗忘的机制将有助于揭示记忆和遗忘异常相关疾病的发生。综述了秀丽隐杆线虫广泛用于挥发性物质与病原菌的记忆与遗忘行为的分子机制研究,以及转基因线虫在记忆与遗忘相关疾病中的应用,旨在为后续记忆和遗忘的研究提供理论参考。
链霉菌作为最高等的放线菌,广泛分布于多种生态环境中,具有复杂而独特的形态分化周期和强大的次级代谢能力。链霉菌的次级代谢产物具有抗感染、抗肿瘤、抗炎抗氧化、免疫调节等生物活性,是天然活性产物的主要来源之一。近年来随着对海洋资源的开发,许多新型的海洋链霉菌及其丰富的次级代谢产物被发现。从海洋链霉菌的生物活性物质、育种和发酵培养3个方面综述了海洋链霉菌次级代谢产物的研究进展,以期为缩短海洋链霉菌的发酵周期,提高次级代谢产物产量活性以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。
黄曲霉毒素是由多种曲霉属真菌产生的强致癌物,在多种恶劣环境中有极高的稳定性,该毒素分布广泛,与人类和动物接触可能性较大,因此也被认为是人类和动物最重要的饮食风险因素之一。此外,在降解黄曲霉毒素的过程中仍有可能会产生其他有毒物质,加之某些降解技术可能会破坏营养物质的结构,从而降低产品质量。黄曲霉毒素污染问题给全球卫生体系和食品工业造成了巨大负担。尽管降解黄曲霉毒素的方法多种多样,但仍未能找出一种比较完美的方法解决黄曲霉毒素的污染问题,因此寻求一种高效安全的黄曲霉毒素降解技术成为当代科研工作者研究的热点。综述了黄曲霉毒素的致毒机理、常用的降解方法及其优缺点,系统总结了生物法和新型纳米材料在黄曲霉毒素降解中的研究进展。目前使用生物技术手段和新型纳米材料降解黄曲霉毒素有着较高的生物安全性和高效性,因而未来可将黄曲霉毒素新型降解方法的研究聚焦于此,期望为科研工作者进一步开发黄曲霉毒素的降解方法提供助力。
在电化学生物传感器的设计中,信号放大是实验环节中的重要步骤,特别是对靶标进行灵敏度分析时更是不可或缺。滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)能够在短时间内得到大量产物,并在电极表面进行扩增或孵育,然后通过一定的设计使电化学信号被快速放大。RCA技术具有高度的灵敏性和特异性,电化学生物传感器则可提供实时、快速、低成本的检测。为了更好的了解RCA,介绍了RCA环化的基本原理、RCA种类,重点总结了RCA与电化学生物传感器结合的不同技术类型及应用,并对未来相关研究领域的发展趋势进行了展望,旨在为RCA技术在电化学生物传感器中的进一步发展和应用提供参考。
与基因相关的细胞死亡途径统称为细胞程序性死亡,细胞焦亡是一种新近发现的依赖炎性半胱天冬氨酸酶,并且伴随炎症反应的细胞程序性死亡方式。细胞焦亡的生物学特征、发生与调控机制都区别于其他细胞死亡方式。简要概述了细胞焦亡的研究历史,并从非编码RNA、细胞应激、受体蛋白和化学物质4个方面详细介绍了细胞焦亡的影响因素和调控机制,以期明确细胞焦亡在先天免疫中的角色。
皮肤是人体最大的器官,其在防护环境中的物理、化学和生物危害方面发挥着关键作用。然而,当这些危害超出防御系统的抗氧化能力时,则可能导致体内氧化应激和慢性炎症的发生,并进一步损坏胶原纤维妨碍皮肤细胞功能,引起各种皮肤疾病。氢分子在医学领域具有广泛的应用前景,包括在皮肤疾病治疗领域。综述了氢分子对皮肤病的抗氧化、抗炎作用机制及给药方式,总结了氢分子在不同类型皮肤病及美容护肤方面的应用进展,并讨论了氢分子用于皮肤病治疗的安全性。氢分子有望成为预防和治疗皮肤相关疾病的有效方法。
在肺循环中,线粒体除了发挥典型的代谢作用外,还具有调节氧化还原信号、细胞周期、细胞凋亡以及线粒体质量控制等非典型功能。目前,对线粒体在肺循环中的非典型功能及其响应缺氧的作用机制的研究有限,需要对肺动脉高压的生物学标志物和治疗靶点有更多的了解。阐述了缺氧诱导的活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生和细胞内钙离子浓度增加,以及缺氧对丙酮酸脱氢酶激酶和丙酮酸激酶M2型表达的影响,总结了线粒体融合和分裂在肺动脉平滑肌细胞增殖、抗凋亡表型等方面的作用,探讨了缺氧对线粒体活性、细胞行为以及线粒体功能障碍对肺动脉高压进展的影响。深入了解调控线粒体氧化信号、代谢和动态平衡的分子机制对研究和治疗肺动脉高压具有重要意义。
肺动脉高压(pulmonary hypertension, PH)是一种进行性进展的致死性心肺疾病,最终会导致右心衰竭和死亡,其发病率和死亡率逐年上升。目前PH的发病机制尚不明确,且缺乏有效的治疗手段。最近的研究表明,在PH患者及动物模型中存在自主神经系统(autonomic nervous system, ANS)失衡和肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)激活的现象,参与促进PH发生发展,并且与PH患者预后紧密相关。综述了针对神经激素系统的干预方法对PH的作用及相应机制,包括α/β受体阻滞剂、β3受体激动剂、肺动脉去神经、肾去神经、交感神经节阻滞、迷走神经刺激及RAAS抑制剂,以期为PH治疗提供新的手段。
原癌基因RET(rearranged during transfection)在1985年被鉴定,随后,在甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)中发现了不同类型的RET/PTC染色体重排。在遗传性和散发性的甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma, MTC)中发现RET点突变基因。与PTC中RET的变化存在不同,MTC中RET的活化主要通过激活点突变。RET不同类型的重排活化与甲状腺癌的高发密切相关,RET不同的活化机制需对应不同的治疗对策。讨论了RET原癌基因在甲状腺乳头状癌和甲状腺髓样癌中的致病、诊断和预后的作用,以期为RET活化引起的甲状腺癌的治疗提供理论依据。
皮肤癌是临床中皮肤科常见的恶性肿瘤,以皮肤恶性黑色素瘤(cutaneous malignant melanoma, CM)侵袭性最强。随着人们生活习惯的改变,黑色素瘤的发病率逐渐升高,其发病主要与紫外线辐射引起黑色素细胞突变有关,具有极强的免疫原性,研究CM的发生发展机制对于疾病的治疗至关重要。对皮肤恶性黑色素瘤的免疫治疗及其相关作用机制的研究进行了综述,以期为黑色素瘤的治疗提供新的思路。
基因编辑技术自诞生以来,在作物育种、基因功能分析中得到了广泛的应用,其中CRISPR/Cas9系统是目前使用最多的基因编辑技术。基于荧光定量PCR技术,针对编辑位点设计特异性探针,结合基因组快速提取方法和成熟的水稻内参基因PLD引物,对自行研发的CRISPR/Cas9系统编辑水稻的Os11N3基因进行检测,并通过合成质粒模拟不同突变情况对该方法的特异性进行了验证。研究所建立的体系可在节约时间和成本的同时获取满足qPCR检测所需的基因组,能够区分1 bp基因编辑突变体与野生型,具有良好的特异性和灵敏度。检测方法可为作物育种筛选节省时间和成本,为基因编辑产品检测监管提供技术支持。
棉花是重要的战略与民生物资,在种植过程中面临多种不利因素的影响,其中棉花黄萎病作为一种危害性极大的植物性疾病使棉花大量减产,因此需要一种安全高效的方法应对棉花黄萎病的发生。从新疆棉花重病田中筛选到菌株BJB01并进行提取纯化,通过生理生化鉴定和革兰氏染色试验,对获得的菌株DNA进行16S rDNA测序,将测序结果在NCBI上进行比对;然后利用平板对峙试验初步测试防效;最后通过温室防效试验,筛选到最佳的防治方法及浓度。试验结果显示,该菌与贝莱斯芽孢杆菌相似度极高,为99.71%,由此可确定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus belleiensis);在平板对峙中,该菌显现出对大丽轮枝菌(Verticillium dahlia Kleb.)的抑制作用;通过温室防效测试发现该菌在浓度为OD600=0.6时的防效结果达到89.35%,优于其他方法及处理浓度,并且再次单独测试后防效为85.91%,效果依旧最佳。综合分析,从新疆棉花重病田中获得的贝莱斯芽孢杆菌BJB01,可以对大丽轮枝菌起抑制作用,有望用于制备生物菌剂用以棉花生产防治。
利用简单重复间序列(inter-simple sequence repeat, ISSR)分子标记技术对10个不同居群的北柴胡样品进行遗传多样性分析,为进一步开展北柴胡优良种质的选育提供依据。以不同居群的北柴胡新鲜叶片为材料,用植物组织DNA提取试剂盒提取北柴胡样品DNA。利用单因素梯度实验研究最佳ISSR-PCR反应体系,将不同居群的DNA扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,利用NTSYS-pc软件分析不同居群北柴胡的遗传多样性。结果发现,10个居群的北柴胡遗传相似系数介于0.142 8~1.000 0。经聚类分析,10个不同居群的北柴胡分为3大类,第1类为甘肃北柴胡;第2类包括5个北柴胡样品,分别为陵川、河南、闻喜、平陆、襄汾北柴胡,均属于山西省晋南居群;第3类包括4个北柴胡样品,分别为内蒙古、临汾、浑源、广灵北柴胡,类属于山西省北部居群及内蒙古居群;10个居群的北柴胡存在比较丰富的遗传多样性,且与其地理环境有一定的关联性。研究结果可为北柴胡种质资源保护及优良种质选育提供理论依据。
纳米银(silver nanoparticles, AgNPs)及其他纳米颗粒因具有抑菌和阻隔特性,在果蔬保鲜中的应用越来越受到重视。为了开发高效的果蔬绿色保鲜涂膜,利用菊花提取物绿色合成了纳米银,并研究了其对交链孢霉菌的抑制性能。制备了AgNPs和壳聚糖(chitosan,CTS)的AgNPs-CTS复合涂膜,并考察了其对樱桃番茄保鲜的影响。结果发现,所合成AgNPs呈球形,尺寸小且分散良好,对交链孢霉菌具有良好的抑菌活性。樱桃番茄的保鲜试验表明,AgNPs-CTS涂膜的保鲜性能优于CTS组和空白组,贮藏15 d后AgNPs-CTS涂膜对保持樱桃番茄中较高的可溶性固形物、滴定酸和Vc含量具有积极作用,并能显著降低樱桃番茄的腐烂率和失重率。综上表明,该AgNPs合成方法可减少有毒化学试剂的使用,绿色环保,抑菌性能良好,其与壳聚糖复合成膜可应用于樱桃番茄的采后保鲜。研究结果可为绿色环保纳米银复合保鲜涂膜的开发及应用提供科学参考。
pH渐变条件下采用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶分步连续酶解鲟鱼软骨,同时制备鲟鱼硫酸软骨素和胶原蛋白肽。分别通过温度、酶解时间、酶用量3个单因素实验,研究其对连续酶解效果的影响。综合分析得出最佳条件:碱性蛋白酶酶解温度为45 ℃,酶解时间为2 h,酶用量为100 U·g-1底物;木瓜蛋白酶的酶解温度为50 ℃,酶解时间为2 h,酶用量为50 U·g-1底物;菠萝蛋白酶的酶解温度为50 ℃,酶解时间为2 h,酶用量为30 U·g-1底物。该工艺条件下制备的鲟鱼硫酸软骨素提取率为85%,纯度93%,胶原蛋白肽的提取率为82%,纯度为90%。研究建立的pH渐变条件下多酶分步连续酶解工艺,产率与纯度较国内现有生产方法均有提高,且碱液使用量减少,避免了有机溶剂的引入,从而可以降低生产成本,减轻环境污染负担。
铜绿假单胞菌是条件致病菌,对于患者具有较大的感染风险与危害,因此建立冷链食品中铜绿假单胞菌的检测方法并完成其溯源分子进化树构建工作,对于保障食品安全至关重要。以冷链食品中的铜绿假单胞菌为研究对象,应用实时荧光PCR检测技术建立快速检测方法。通过冷链食品抽样调查检测出铜绿假单胞菌后,将样品中检测出的铜绿假单胞菌菌株进行测序分析并建立铜绿假单胞菌生物进化树完成溯源分析。结果利用该方法成功从随机采集的271份冷链食品中检出10株病原菌,病原菌总体检出率为3.69%(10/271),并通过分子进化树的构建成功溯源铜绿假单胞菌的污染来源并完成菌种种属定位。研究成果可以为冷链食品中铜绿假单胞菌等相关病原菌的检测溯源分析提供思路与方法。
氢分子是一种新型的气体信号分子,对多种炎症疾病有一定的作用效果。银屑病是一种慢性炎症性疾病,氢分子有望作为银屑病辅助治疗的新手段。连续7 d使用5%咪喹莫特(imiquimod, IMQ)乳膏诱导小鼠银屑病模型,期间每天2次、每次2 h将小鼠置于35%的氢分子环境中进行干预。每天观察小鼠皮损变化并进行银屑病面积和严重程度指数(psoriasis area and severity index, PASI)评分;第8天,处死小鼠取皮损,苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色并使用Baker评分评估组织病理学损害程度;免疫组化检测皮损中炎症因子IL-6、TNF-α和IFN-γ的表达;实时荧光定量PCR(real-time quantitative fluorescent polymerase chain reaction, RT-qPCR)和蛋白免疫印迹检测皮损中炎症因子IL-6、TNF-α和IFN-γ的相对mRNA水平和蛋白水平的表达;用试剂盒检测皮损组织中氧化指标丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量和抗氧化相关的过氧化氢酶(catalase, CAT)活力。结果显示,氢分子干预降低了IMQ诱导小鼠的PASI评分(P<0.05)和Baker评分(P<0.001),改善了组织的病理学变化;氢分子干预组小鼠皮损组织中IL-6、TNF-α和IFN-γ的mRNA及蛋白表达水平均下降,MDA的含量下降,CAT的活力增加(P<0.05)。结果表明,氢分子可抑制银屑病样皮损的形成、减轻炎症反应、减轻氧化应激损伤,有望成为治疗和缓解银屑病的新方法。