在全球人口增长和耕地减少的双重压力下,农业的可持续发展迫在眉睫。生物防治通过利用天敌、微生物等有益生物抑制害虫和病原体,展现出巨大的潜力,是现代农业病虫害防治的有效途径。概述了生物防治在农业可持续发展中的重要性及其在保护生物多样性和环境中的积极作用,详述了害虫天敌的应用、有益微生物防治植物病害、拮抗菌筛选技术的发展,以及组学技术和纳米技术的应用。最后,提出若干改进策略,旨在为生物防治相关研究和实际应用提供有价值的参考和指导,从而提高对生物防治技术的认识和应用,促进农业可持续发展。
基因编辑技术是重要的生物育种技术之一。随着生物育种产业化的高速发展,农业基因编辑产品呈现快速增长态势,然而其标识溯源检测技术的研发速度难以匹配知识产权保护和安全监管的需求,严重制约了产业的发展,亟需研发与现行检测体系相适应的基因编辑产品检测技术与方法。从主要的基因编辑系统和技术优势、靶点编辑类型着手,分析了不同类型基因编辑产品检测技术的特征和优缺点,提出了检测技术创新、检测与评价技术融合、监管技术体系细化三方面建议,以期为农业基因编辑产品标识、溯源技术研究提供参考,为完善我国农业生物技术产品监管体系提供技术支撑。
稻种资源是栽培稻育种的物质基础,也是研究栽培稻起源、进化、发育和基因功能的重要对象。在众多野生稻中,普通野生稻与栽培稻亲缘关系最近,是培育栽培稻新品种的优异基因供体,因此了解清楚其遗传背景尤为重要。以云南普通野生稻为对象,对其遗传背景的研究和有利基因的运用进行总结和分析,首先详细梳理了近年来从云南普通野生稻资源中发掘出的优异特性,阐述了其各种优良性状;其次系统总结了云南普通野生稻有利基因的发掘现状,囊括了目前从中发掘出来的重要功能基因;然后综述了云南普通野生稻优异特性在创制新种质方面所取得的成就,包括滇9型籼型不育系的育成及大量育种中间材料的获得;最后针对云南普通野生稻开发研究的优势和存在的问题,提出今后的研究重点以及有利基因发掘利用的建议,并对其利用的潜力进行了展望,以期为云南普通野生稻的进一步研究、开发和利用提供理论支持。
由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病作为小麦上重要的真菌病害之一,其能够产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)等真菌毒素,不仅影响小麦的品质,造成小麦严重减产,还严重威胁人畜健康。研究表明,在禾谷镰孢侵染小麦早期,效应蛋白以及DON毒素发挥着重要作用。综述总结了禾谷镰孢的致病机制、与小麦互作过程中效应蛋白和DON毒素的分子作用机制等方面的研究进展,并对未来致病基因的有效利用进行了展望,以期为今后禾谷镰孢-小麦的互作机制研究以及小麦赤霉病的防治提供理论参考。
水产品含有大量优质蛋白质、不饱和脂肪酸和其他重要的营养物质,是人类健康食品的重要来源之一。然而,水产品的腥味限制了它的生产和消费。了解腥味物质的组成及其产生途径,对抑制腥味、提高水产品竞争力具有重要作用。水产品腥味来源包括吸收环境中挥发性物质、脂类氧化及氧化三甲胺分解等,主要有醇类、醛类、胺类等物质;腥味物质检测技术以色谱技术和色谱质谱联用技术为主;水产品去腥技术主要包括物理去腥、化学去腥和生物去腥三类。通过综述水产品腥味物质产生机制、检测技术和去除技术的最新研究进展,以期为我国水产品品质的提升和脱腥剂的研发提供参考。
工作犬和相应工作用途的匹配性与其行为性状密切相关,犬的行为性状受到遗传与环境因素的双重影响,且遗传因素对犬的行为性状起到决定性作用,是犬种繁育的重点内容。已有研究发现一些犬基因的多态位点,如MAOB、COMT、TH、5-HTR2C、DRD2、GLT-1和GLAST等与犬的特定性情及行为性状显著相关,但仍有已被发现基因的具体功能及对犬行为性状的具体影响机制有待进一步研究。综述对已有犬基因与犬主要工作性状方面的研究进行了总结,并整合了分散性的研究论点,以期为后续从业人员的理论研究及进一步机制研究提供参考。
微塑料(microplastics, MPs)通常是指粒径小于5 mm的塑料纤维、颗粒或者薄膜,其遍布于海洋和陆地的各个环境介质中,是生态系统中的主要污染物,可被生物吸收,产生生态风险和健康风险。由于生物法降解MPs具有成本低、环境友好等特点,拥有广阔的应用前景,是未来MPs降解的总发展趋势。综述了MPs对环境和生物造成的影响,并详细介绍了MPs对人体的潜在毒性,讨论了多种降解MPs的方式(细菌、真菌、生物膜)和机制,以期为进一步研究微塑料的生态风险和高效降解策略提供科学参考。
病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs) 是含有某种病毒一个或多个结构蛋白的空心颗粒形态, 结构上类似完整病毒,具有与完整病毒相似的免疫原性并通过激活抗原提呈细胞诱导免疫应答,由于不含有完整的病毒基因组,因此适合用于开发更安全、成本更低的候选疫苗。系统阐述了VLPs的分类、表征、优势及表达系统,回顾了VLPs疫苗的发展历程,并汇总了已上市的疫苗品种。同时,介绍了部分在研的预防性或治疗性VLPs疫苗,并探讨了新的开发策略,进一步拓宽了VLPs疫苗的研发领域,为未来的研究与应用提供了更广阔的前景。
稳定同位素因具有无放射性、稳定性好等特点,在医药、食品安全、生态环境等领域应用广泛。氘作为氢元素的一种稳定同位素,氘元素标记法具有简单、快捷、价格低等优点。研究发现,氘同位素标记在机体代谢机制、疾病预防及治疗靶点、药理学等生命科学领域具有巨大的应用潜力。综述从氘标记化合物的合成方法、检测技术、氘及其化合物在生物医药研究中的应用等方面进行总结,并对未来发展进行了展望,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
肝纤维化是一种严重威胁人类健康的疾病,单细胞转录组测序技术为揭示其复杂的病理机制提供了全新途径。传统的研究方法在识别肝纤维化中不同细胞亚群及其基因表达变化方面存在局限,难以深入理解疾病机制。概述了单细胞转录组测序技术在肝纤维化过程中对不同细胞亚群类型的研究进展,单细胞RNA测序技术能够精确地解析不同细胞类型的基因表达及异质性,揭示肝纤维化过程中细胞亚群的动态变化及相关基因的表达,进而有助于理解各类细胞亚型在肝纤维化中的功能、相互作用及其对疾病进展的贡献。进一步探讨了该技术在肝纤维化研究中的重要意义与应用前景,通过这一技术,可以鉴定出与纤维化相关的关键基因和信号通路,为早期诊断、治疗靶点的发现以及新疗法的制定提供理论依据。此外,结合空间转录组测序技术,研究者可以在空间维度上观察细胞在组织中的分布,进一步提升对肝纤维化微环境的理解。该技术有助于深入理解肝纤维化的病理机制,为寻找新的治疗靶点和制定早期诊断及治疗策略提供了创新思路。
阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea, OSA)属于慢性、复杂性、异质性呼吸系统疾病,主要特征是在夜间睡眠期间发生的上呼吸道反复塌陷。这种疾病会导致睡眠碎片化和认知行为缺陷等临床表现。OSA的典型病理生理改变是慢性间歇性缺氧(chronic intermittent hypoxia,CIH),CIH会造成不同程度的中枢神经系统病理学损伤和功能障碍。表观遗传学范畴涵盖DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等,它们能够调控应激反应、细胞缺氧、炎症和代谢异常等过程。这些过程与OSA的发病机制和CIH的潜在驱动力有关。综述了OSA影响认知功能的表观遗传学研究进展,以及诊断及治疗进展,期望为未来深入探索OSA致病机制、找到药物治疗新靶点拓宽思路。
囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)是由囊性纤维化跨膜调节因子(cystic fibrosis transmembrane regulator,CFTR)突变引起的常染色体隐性遗传病,其引起的肺部疾病也是致死的主要病因。自1938年发现该疾病以来,CF的治疗仅限于对症治疗,2012年CFTR调节剂的出现,明显改善了患者的健康状况与生活质量,但由于存在多种CF致病相关的突变,突变特异性靶向药物并不适用于所有遗传变异,也无法纠正疾病多系统的症状。相比之下,基因疗法不受患者基因型限制,适用于所有患者并可以彻底治愈CF,但该疗法至今仍未取得期望疗效。综述简要介绍了CF的发展历史,讨论了CF基因治疗的研究进展以及存在的问题,以期能够推动CF基因治疗的发展并为治疗其他复杂疾病提供借鉴。
白细胞介素22(interleukin-22,IL-22)属于IL-10家族,主要由T辅助细胞Th1、Th17、Th22、天然淋巴细胞(innate lymphoid cells,ILCs)、CD4+T和CD8+T细胞等多种淋巴细胞产生,是具有特异性作用的细胞效应因子。随着研究的深入,IL-22与多种代谢性疾病和心血管疾病的关系逐步得到揭示,IL-22信号在其中可能具有双重作用。就IL-22的来源、功能、调节以及IL-22信号在心血管疾病中的作用等方面的研究进展作出综述,以期对未来心血管疾病的临床治疗提供方案。
肾间质纤维化是糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)的重要病理特征,也是促使其发展为终末期肾病的重要因素,严重威胁糖尿病肾病患者的生命安全。目前,糖尿病肾病的研究已取得较大进展,但线粒体质量控制在其发生、发展过程中的具体机制尚不清楚。真核细胞功能的维持离不开线粒体,而线粒体稳态的维持依赖于线粒体质量控制,包括线粒体生物发生、线粒体动力学、线粒体蛋白稳态以及线粒体自噬等机制。这些机制的缺失可能导致线粒体结构损伤和功能障碍,进而造成细胞死亡与组织损伤。越来越多的证据表明,线粒体质量控制失衡在肾间质纤维化的发生与进展中起到了关键作用。综述了在糖尿病肾病肾间质纤维化中线粒体质量控制的研究进展,以期为糖尿病肾病的治疗提供新的思路,从而提高糖尿病肾病患者的存活率和生活质量。
酿酒用糯高粱生长过程需要大量的磷元素,缺磷会造成糯高粱的减产,但是化肥的大量施用会造成土壤肥力下降,为开发促进糯高粱生长的溶磷菌剂,使用溶磷圈法从糯高粱根内筛选具有溶磷功能的菌株,对获得的菌株进行菌种鉴定,并将该菌株制成菌悬液接种到糯高粱根部,测定糯高粱的生长指标,评估该菌株对糯高粱的促生长性能。从糯高粱根中筛选得到了6株溶磷菌,其中溶磷圈直径与菌落直径比值最大的是菌株GP4-1,为2.2。基于菌株16S rDNA序列的系统发育分析,GP4-1属于伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.)。将GP4-1菌悬液接种到高粱幼苗根部30 d后,高粱幼苗的株高增加了4.46%,鲜重增加了19.69%,干重增加了100%,植株全磷含量增加了2.65%。糯高粱根内生菌GP4-1通过促进糯高粱植株对磷元素的吸收促进高粱的生长,为针对糯高粱的溶磷菌剂的开发和应用奠定了基础。
烟草是重要的经济作物,烟草青枯病对烟草产业造成了极大的经济损失。因此需要一种安全有效的方法防止烟草青枯病的发生。前期研究中发现可溶性钙肥和生防菌均能有效抑制青枯病菌的生长。在田间种植烟草时,通过单施或组合施用不同的含钙土壤调理剂和生防菌,筛选防治烟草青枯病的最佳组合;采集不同处理的烟草根际土,运用荧光定量PCR和高通量测序技术,探究不同处理下烟草根际土壤中青枯菌数量的变化以及微生物群落组成和结构的变化。田间试验表明,土壤调理剂和生防菌的施用均能有效降低烟草青枯病的发生,但3种含钙调理剂中只有硝酸铵钙能更好地与生防菌GT11复合。该组合处理能降低土壤中青枯病菌的数量,改善烟草根际土壤微生物的群落组成与结构,显著降低烟草青枯病的发病率和病情指数,田间防效达60%。研究证实硝酸铵钙与贝莱斯芽孢杆菌GT11的联合施用能够有效防治烟草青枯病,为烟草生产中青枯病的防治提供了新的思路和理论依据。
为探究p,p'-滴滴涕(p,p'-dichlorodiphenyltrichloroethane, p,p'-DDT)在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)体内的分布特征和生物富集动力学特点,基于双箱动力学模型,采用半静态水质接触染毒方式,通过对富集、释放阶段中华绒螯蟹肌肉、性腺和肝胰腺中p,p'-DDT含量的动态监测结果进行非线性拟合,得到了各组织器官的一级吸收速率常数k1、一级释放速率常数k2、生物富集系数BCF(bioconcentration factor)、富集平衡浓度CA-SS、生物半衰期t50等富集动力学参数。结果显示:各组织中k1为0.021~16.039,k2为0.102~0.191,BCF为0.146~83.974,CA-SS为37.50~19 423.50 μg·kg-1,t50为3.63~6.80 d。模型拟合优势度检验结果显示:中华绒螯蟹在25、500 μg·L-1的p,p'-DDT暴露下,肌肉、性腺、肝胰腺对p,p'-DDT的富集和释放过程符合双箱动力学模型。结果表明中华绒螯蟹肌肉、性腺和肝胰腺对p,p'-DDT的k1和BCF随暴露浓度的增大而减小,CA-SS均随暴露浓度的增大而增大,k2和t50则与暴露浓度无明显关联,不同组织对p,p'-DDT的富集效应强弱表现为肝胰腺>性腺>肌肉。
对人体脂肪干细胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)进行原代分离、培养和鉴定,期望建立一套以自体移植治疗为目标的脂肪干细胞原代分离与培养扩增的标准方法,为研究类风湿性关节炎的移植治疗提供基础。使用K-SFM、M-199和DMEM-低糖3种培养基,分别培养分离的脂肪干细胞,比较细胞形态与传代、复苏活力;通过流式细胞仪检测细胞表面标志物CD34、CD45、CD73、CD105和HL-ABC,判断分离培养细胞的特异性与纯度,比较不同培养状态下细胞特征是否有差异;对几种培养条件下的细胞分别进行成软骨和成脂肪诱导,判断和比较不同处理之间干细胞特性是否有改变。经此方法得到的细胞通过流式细胞仪检测细胞表面标志物,符合脂肪干细胞的表面抗原特征,且干细胞纯度较高;而不同的培养体系下,细胞都有较好的适应性,传代或者冻存复苏后仍有较高的细胞活力;在成软骨和成脂肪的诱导实验中,细胞显示出较好的干细胞分化潜能。根据此优化方法,得到的干细胞通过质量检测,无异源物污染、无交叉污染、无遗传变异危险,并保持高活力与明显干细胞特性,可用于进行自体干细胞移植治疗类风湿性关节炎的基础研究。
为了建立幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)ureC和23S rDNA基因的数字PCR检测体系,为Hp检测提供一个可靠的参考方法,根据Hp ureC和23S rDNA基因序列,设计了特异性引物和探针,采用质控菌评估了检测特异性;通过设定引物浓度和退火温度的梯度,对检测参数进行了优化;通过梯度法稀释DNA模板,评估了检测灵敏度;使用不同浓度模板开展了重复性检测,以评估检测精密度。经过评估,该检测方法能够特异性地用于ureC和23S rDNA基因的检测,并且不受大肠杆菌等细菌干扰。ureC和23S rDNA的最佳反应温度均为55.8 ℃,而最佳引物浓度分别为550和650 nmol·L-1,通过线性分析,两种基因的拟合度R2 值分别高达0.999 1和0.999 7,显示了良好的线性关系。此外,不同浓度样品的变异系数(CV)均小于10%,说明该检测方法具有高度的重复性。研究成功建立了Hp ureC和23S rDNA基因数字PCR检测体系,具备高度的特异性、灵敏度和重复性,为幽门螺杆菌的检测、诊断和科学研究提供了一个可靠的检测方法和技术支持。
研究旨在探究体外干扰肿瘤坏死因子受体相关因子6(tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)的表达对肺癌A549细胞增殖与凋亡的影响以及可能的作用机理。siRNA转染A549细胞,运用荧光定量PCR(qPCR)和Western blotting检测siRNA转染后TRAF6的mRNA和蛋白表达水平。CCK-8法检测增殖情况,Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术检测细胞凋亡率,Transwell小室探究转染后细胞的侵袭能力,Western blotting检测TRAF6/TAK1通路相关蛋白(TAK1、ub-TAK1、p-TAK1、Bax、Bcl-2)的表达水平。A549细胞经siRNA干扰后,TRAF6 mRNA和蛋白的表达水平与空白对照组相比均显著下降,细胞增殖减少,凋亡增多,且侵袭能力下降明显。同时,干扰TRAF6的表达抑制了TAK1的活化,明显诱导Bax表达,显著抑制了Bcl-2蛋白的表达。结果表明干扰TRAF6的表达可以抑制肺癌细胞的增殖和侵袭,促进凋亡,其作用机制可能与抑制TRAF6/TAK1信号通路活化有关。