基因编辑动物模型在人类疾病研究中的应用

近年来,随着以CRISPR/Cas9为代表的多种CRISPR系统的开发和不断改进,基因编辑技术逐渐完善,并广泛应用于人类疾病动物模型的制备。基因编辑动物模型为人类疾病的发病机理、病理过程以及预防和治疗等方面的研究提供了重要的素材。目前,用于人类疾病研究的基因编辑动物模型主要有小鼠、大鼠为代表的啮齿类动物模型和以猪为代表的大动物模型。其中啮齿类动物在机体各方面与人类差别较大,且寿命短,无法对人类疾病的研究和治疗提供有效评估和长期追踪;而猪在生理学、解剖学、营养学和遗传学等各方面与人类更接近,是器官移植和人类疾病研究领域重要的动物模型。文中主要介绍了基因编辑动物模型在神经退行性疾病、肥厚心肌病、癌症、免疫缺陷类疾病和代谢性疾病等5种人类疾病研究中的应用情况,以期为人类疾病研究及相关动物模型的制备提供参考。     

番茄‘Ls-89’和‘坂砧2号’幼苗活性氧代谢对南方根结线虫侵染的反应

为了解番茄(Lycopersicon esculentum)砧木幼苗活性氧代谢与抗南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的关系,以高感品种‘Ls-89’与高抗品种‘坂砧2号’为材料,采用盆栽人工接种法,研究了南方根结线虫侵染对番茄砧木幼苗活性氧代谢的影响。结果表明,未接种南方根结线虫的番茄砧木幼苗,其根系与叶片活性氧水平及相关酶活性在品种间没有显著差异。接种南方根结线虫后,两品种幼苗根系与叶片的O_2·~–生成速率和H_2O_2含量均升高,且‘坂砧2号’显著高于‘Ls-89’,但‘Ls-89’的MDA含量则显著高于‘坂砧2号’。两品种幼苗根系与叶片的SOD活性均在侵染早期降低,以‘坂砧2号’降幅较大;但POD、CAT活性在侵染早期变化不大,至侵染中后期则显著升高。因此,番茄抗性品种砧木幼苗的膜脂抗氧化能力较强,活性氧水平较高,且SOD活性对南方根结线虫侵染敏感。     

杜氏盐藻(Dunalielle salina)盐适应相关蛋白

观察不同盐浓度培养液中生长的杜氏盐藻可溶性蛋白SDS-PAG图谱,发现高盐与低盐相比,其51kD和63kD蛋白含量高,而23kD的蛋白含量则低。高渗骤变后,51kD蛋白的含量减少,而23kD蛋白的含量增加两倍或两倍以上,骤变23h后含量增加已非常明显;低渗骤变后24h,51kD和23kD蛋白的含量变化不明显。另外,有一分子量约为26kD的蛋白在高盐下易降解。分析了这些蛋白与社氏盐藻渗透调节的可能关系。     

樟芝菌丝体的氨基酸成分分析

测定了樟芝发酵菌丝体中游离氨基酸和结合氨基酸的含量。结果表明,樟芝菌丝体中含有丰富的8种人体必需氨基酸、支链氨基酸和谷氨酸,其中8种必需氨基酸含量是FAO(联合国粮农组织)标准的5.55倍,而芳香族氨基酸的含量却很低。在测定过程中,由于采用了酸水解,菌丝体中的色氨酸被破坏,而其余17种氨基酸均被测出,含量极其丰富。尤其是支链氨基酸的含量远大于α-酪蛋白、卵蛋白和大豆球蛋白。     

环境因素与生姜需光特性关系研究

生姜光合作用的适宜光强与水分,温度及CO2等环境因素密切相关,80%的土壤相对含水量有利于生姜叶片利用较强的光照,其光合作用的饱和光强达1206μmol/m^-2.s^-1,水分胁迫可显著降低其对强光的适应性。40%土壤相对含水量时,光合作用的饱和光强权621μmol/L.m^-2.s^-1;而在正常供水条件下,以25-30℃的温度有利于生姜叶片对光能的利用;生姜对强光的适应能力随空气CO2浓度的升高而显著增强,CO2达1200μL/L时,其光合作用的饱和光强达1206μmol.m^-2.s^-1,但在220μL/L时,其光合作用的饱和光强仅608μumol.m^-2.s^-1。由此可以认为生姜应是喜光耐荫作物而非喜荫怕光作物,并据此偿试了以地面覆草取代传统插草栽培的可行性。     

生姜生长过程中的某些生理指标和生化物质含量变化

1988年测定栽种于山东农业大学蔬菜标本园的生姜(Zingiber officinalis)品种“莱芜片姜”的某些生理指标和生化物质含量变化,得到如下结果,供参考:种姜在萌芽时,其淀粉及干物质含量迅速下降(图1,表1),至盛长期又逐渐回升,可溶性糖呈增加的趋势(表2);新姜(根茎)的淀粉及可溶性糖含量均随生长的进行而增加。这种变化与淀粉酶、转化酶活性变化相协     

番茄砧木种子萌芽期与幼苗期耐冷性关系

为了探讨番茄砧木耐冷性鉴定的便捷指标,筛选耐冷砧木材料,研究了不同温度(28、20、15℃)对40份番茄砧木种子萌芽相关指标的影响及低温胁迫(10℃/3℃)下幼苗冷害指数的变化,并分析了幼苗冷害指数与种子萌芽指标的相关性。结果表明:不同砧木材料种子在28℃条件下的发芽率、发芽指数、活力指数等差异不大,但15、20℃条件下的相关指标及其与28℃的相对值差异显著;不同砧木材料幼苗在昼夜温度10℃/3℃低温胁迫下的冷害指数也存在显著差异,且与低温条件下种子萌芽相关指标呈极显著相关关系,但相关系数以20℃处理大于15℃处理;通过多元逐步回归分析建立的幼苗冷害指数回归模型中仅20℃下的相对发芽率及相对发芽指数入选,模型决定系数达0.984(P0.001);通过对幼苗冷害指数进行聚类分析,可将砧木材料分为耐冷、冷敏感和中间型3类,其中耐冷材料6份、冷敏感材料5份;而采用冷害指数回归模型入选的2个因子进行聚类分析的结果,除1个材料由中间型归为冷敏感型之外,其余39份材料的分类地位完全相同,表明可通过测定20℃条件下种子的相对发芽率和相对发芽指数,对番茄砧木的耐冷性进行早期便捷鉴定。     

日光温室黄瓜发育过程中主要芳香物质和脂肪酸含量的变化

以'新泰密刺'为试验材料,比较分析了日光温室条件下,不同月份黄瓜商品成熟果实及其发育过程中的主要芳香物质及亚麻酸、亚油酸含量差异.结果显示:(1)黄瓜果实中挥发性物质主要有2E,6Z-壬二烯醛、2E-壬烯醛、2E-己烯醛、2,6-壬二烯醇、正己醛、戊醛、2-戊烯醛和3,6-壬二烯醇.其中2E,6Z-壬二烯醛相对含量以5月份最高,1月份其次,11月份最低;具有黄瓜香气的2,6-壬二烯醇和3,6-壬二烯醇,以及与黄瓜风味品质密切相关的2E,6Z-壬二烯醛/2E-壬烯醛比值以1月份最高,5月份其次,11月份最低.(2)1月份黄瓜果实的亚麻酸和亚油酸含量显著大于5月份,说明低温弱光有利于不饱和脂肪酸的形成和积累.(3)随着果实发育天数的增加,黄瓜2E,6Z-壬二烯醛、2,6-壬二烯醇和3,6-壬二烯醇相对含量,2E,6Z-壬二烯醛/2E-壬烯醛比值均较大幅度升高,商品成熟期达到高峰,若延迟采收,上述指标多趋于下降;2E-壬烯醛、2E-己烯醛、正己醛、戊醛等的相对含量多随果实发育而降低,商品成熟期2E-壬烯醛、2E-己烯醛和正己醛降到最低,之后快速升高.研究表明,果实发育过程中亚麻酸和亚油酸含量及二者的比例与2E,6Z-壬二烯醛和2E-壬烯醛相对含量及其比值的变化规律基本相似,说明黄瓜风味品质与其亚麻酸和亚油酸含量有一定相关性.     

荒漠草原区柠条固沙人工林地表草本植被季节变化特征

研究荒漠草原人工林固沙区地表草本植被季节变化特征及其和柠条林龄的关系,对于分析柠条人工林地表草本植物的季节适应性和制订合理的人工林管理措施均具有重要的科学意义。选择6、15、24年生和36年生柠条人工林为研究对象,通过调查每个样地5月、8月和10月地表草本植物密度、物种数、盖度和高度,分析了荒漠草原区柠条人工固沙林生长过程中地表草本植被季节变化特征及其影响因素。结果表明,地表草本植物物种数在柠条林龄6和15a时受季节改变的影响较小,在24a之后受到季节变化的显著影响(P0.05)。地表草本植物密度在柠条林龄6a时受季节改变的影响较小,但在15a之后季节变化显著影响地表草本植物个体数分布(P0.05),而且在10月具有最多的地表草本植物个体数。地表草本植被盖度和高度均受到季节变化的显著影响(P0.05),而受林龄的影响较小;不同年龄林地地表草本植被盖度和高度均表现为10月和8月较高,5月较低。研究表明,荒漠草原柠条人工林固沙区,柠条林发育生长和灌木形态的改变不仅影响土壤营养条件,而且还可以调控由于季节改变而引起的土壤温湿度变化,柠条林龄和季节更替二者交互作用,共同影响地表草本植被的季节变化特征。     

狗獾秋季对生境的选择——以黑龙江省方正林业局为例

在黑龙江省方正林业局新风林场利用痕迹检验法和洞穴辨别法对狗獾秋季生境选择进行研究。通过在选定的15个林班的23条样线进行调查,共测定了106个利用样方和106个对照样方的19种生态因子。结果表明,狗獾秋季利用样方和对照样方在优势乔木、坡向、灌木密度和灌木高度4种生态因子上差异极显著(P0.001),在灌木距离上差异显著(P0.05),其余的生态因子无显著差异(P0.05),相对于对照样方而言,狗獾秋季更偏爱选择位于阳坡,优势乔木为紫椴和黄菠萝,灌木密度大、高度高、距离近的生境。在典则系数的直方图上可以看出秋季狗獾的利用样方与对照样方存在一定的重叠,但是Wilk’sλ值显示秋季狗獾的利用样方与对照样方具有较高的差异性(Wilk’sλ=0.507,χ2=141.524,df=3,P0.001),较高比例的(84.0%)正确判别率也支持了这种差异性。逐步判别分析表明在区分秋季狗獾的利用样方与对照样方方面有3个生态因子发挥作用,依照贡献值的大小依次为:郁闭度、灌木密度和植被盖度。