导管分子程序化死亡过程中Ca~(2+)的时空变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了辣椒叶片导管分子程序化死亡（ＰＣＤ）过程中Ｃａ２＋分布的变化．在导管分子形成初期,液泡和细胞核占据细胞的大部分体积,Ｃａ２＋主要分布在细胞间隙和细胞壁上;当壁次生加厚开始后,液泡、细胞核与其他细胞器解体,细胞内Ｃａ２＋明显增多;细胞质进一步解体,Ｃａ２＋在未进行次生加厚的细胞壁上明显增多,而次生加厚带上非常少;随着细胞质更进一步的消失,Ｃａ２＋主要分布于未次生加厚的细胞壁侧,次生加厚带上仍然非常少;在细胞内物质彻底消失后,Ｃａ２＋在次生加厚带部位上分布增加,而在未次生加厚的壁上减少．观察结果表明：在导管分子ＰＣＤ的初期、细胞壁次生加厚期和成熟期,Ｃａ２＋的分布发生时空变化,可能表明它对细胞壁次生加厚具有调节和提高 Ｃａ２＋运输效率的作用．     

分子信标连接体系用于核酶切割产物的超灵敏检测

建立了一种新的核酶切割产物的超灵敏检测方法. 利用分子信标作为核酶切割产物的连接模板和检测分子, 在RNA/DNA核酸杂合体连接过程中, 核酶切割产物的信息被实时转换为荧光信号. 该方法实现了在不标记核酶或RNA底物的情况下, 高灵敏、高特异性地检测核酶切割产物, 检测下限可达 0.05 nmol/L. 为真实准确地反映核酶切割反应提供了一种简便快捷的非同位素分析方法, 也为核酶基因药物的快速筛选、核酶动力学、核酶在基因治疗中的深入研究提供了全新的思路和技术. 应用该方法对丙型肝炎病毒锤头核酶的切割产物进行了检测.     

分子信标用于核酸连接过程的实时监测

建立了一种新的核酸连接实时监测方法, 利用分子信标作为核酸连接反应的DNA模板和检测分子, 在核酸分子连接的同时检测荧光信号. 实时、准确地获取核酸连接过程信息, 为核酸连接酶分析、核酸连接动力学过程研究提供全新、有效的手段, 也为深入研究核酸连接酶与核酸分子间的相互作用提供了新的思路与技术. 在此基础上建立了T4 DNA连接酶分析方法, 其线性响应范围为2.3×10^-4 ~ 0.23 U/mL, 检测下限为2.3×10^-4U/mL.     

导管分子程序化死亡过程中Ca2+的时空变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了辣椒叶片导管分子程序化死亡（PCD）过程中Ca^2 分布的变化。在导管分子形成初期,液泡和细胞核占据细胞的大部分体积,Ca^2 主要分布在细胞间隙和细胞壁上;当壁次生加厚开始后,液泡、细胞核与其他细胞器解体,细胞内Ca^2 明显增多;细胞质进一步解体,Ca^2 在未进行次生加厚的细胞壁上明显增多,而次生加厚带上非常少;随着细胞质更进一步的消失,Ca^2 主要分布于未次生加厚的细胞壁侧,次生加厚带上仍然非常少;在细胞内物质彻底消失后,Ca^2 在次生加厚带部位上分布增加,而在未次生加厚的壁上减少。观察结果表明,在导管分子PCD的初期、细胞壁次生加厚期和成熟期,Ca^2 的分布发生时空变化,可能表明它对细胞壁次生加厚具有调节和提高Ca^2 运输效率的作用。     

过氧化氢参与了脱落酸调控的拟南芥根形态发育

脱落酸（abscisic acid,ABA）可以抑制拟南芥根的伸长生长和促进根尖根毛的发育,但其中的信号转导机制仍还不清楚。本研究利用拟南芥野生型和突变体为实验材料,发现过氧化氢（hydrogen peroxide,H₂O₂）对野生型根生长的影响与ABA类似;而抗坏血酸(ascorbic acid,Vc)可逆转ABA对野生型根生长的效应;在拟南芥NADPH氧化酶缺失突变体atrbohF和atrbohC中ABA的这种作用丧失。激光共聚焦和实时定量RT-PCR分析表明ABA可以诱导拟南芥根细胞H₂O₂的产生,并可增强H₂O₂相关基因OXI1的表达。我们的结果初步表明H₂O₂作为一种重要的信号分子参与了ABA调节根生长发育的信号转导过程。     

拟南芥种子萌发过程中差异表达基因的识别和pre-mRNA可变剪接图谱的构建

种子的萌发是植物新生命的开始,也是决定植物种群更新、物种延续的关键环节和影响粮食作物产量的重要因素.种子萌发事件是一个极其复杂的过程,其调控机制至今仍未完全知晓.本文基于拟南芥种子不同萌发过程的RNA-seq测序数据,分别从基因表达和pre-m RNA可变剪接层面系统地剖析了种子萌发过程中的组学特征和调控机制.首先,通过组学数据分析方法得到拟南芥的基因表达矩阵,系统地识别了种子不同萌发阶段间的差异表达基因,并解析了其生物学功能.结果显示,随着种子的萌发,一方面大量与糖酵解、DNA合成等代谢过程密切相关的基因被激活,保证了种子新陈代谢和基本的细胞活性的重新激活;另一方面,与氧化应激胁迫响应、有毒物质响应、热响应、水响应等相关的基因活性被抑制,保证了种子能够从休眠态顺利活化.其次,使用r MATS系统描绘了种子萌发过程中各阶段的pre-m RNA可变剪接图谱,鉴定了不同萌发阶段间的差异可变剪接事件,并分析了种子萌发过程中的可变剪接特征及差异可变剪接事件的生物学功能.该工作的开展将进一步促进种子萌发过程中的调控机制的阐明,并为相关实验工作的开展提供一定的帮助.     

链霉菌发育与分化的分子调控

发育分化是现代生物学中一个富有挑战性的前沿领域．链霉菌具有复杂的形态分化周期,从孢子萌发、气生菌丝产生到孢子形成,每一个生长阶段都具有明显的形态特征,为形态分化突变株的鉴定、分化基因的互补克隆和时空表达研究提供了有利的条件．链霉菌的这一特点,是枯草芽孢杆菌、黄色粘细菌等原核生物无可比拟的此外,链霉菌具有复杂的生理分化过程,其产生抗生素的能力尤为引人注目,在目前已知的约１２０００种抗生素中,一半以上是由链霉菌产生的,其中包括许多在人类医药及农业上具有重要用途的抗生素,对这些抗生素生物合成途径中基因…     

血细胞生成素的分子进化与造血细胞发育的相关性研究

发育与进化是生物界两个基本的生命活动。早在19世纪70年代,Haeckel发现了著名的生物发生律,即在形态上个体发育重现种系发生。一个多世纪以后,人们对进化与发育的分子机制有了较深入的认识,但从分子水平上认识发育与进化的相互关系仍知之甚少。 在组织、器官中,造血系统的发育调控机制在分子水平上了解较为详细。本文试图通过分析6种血细胞生成素(hematopoietin)的分子进化,并与各自调控的细胞发育阶段作平行比较,探讨发育与进化在分子水平上的相互关系。     

拟南芥液泡膜水孔蛋白的互作蛋白AtSM34 参与种子萌发的渗透胁迫响应

水孔蛋白(aquaporin, AQP)广泛参与植物的各种生理活动, 但还有许多调控机制未被发现. 为进一步对其调控因子进行研究, 运用酵母双杂交筛选拟南芥液泡膜水孔蛋白TIP1;1(tonoplast intrinsic protein, TIP)的互作子, 这是拟南芥中第一个被发现的液泡膜上具有高度水转运活性的蛋白. 以AtTIP1;1 为诱饵, 筛选得到一个新的TIPs 结合蛋白, 并在酵母和植物细胞中验证了这种结合. 该蛋白被命名为AtSM34, 编码一个含309 个氨基酸的多肽, 预测分子量为34 kD, 具有1 个单独的MYB/SANT 样结构域. AtSM34 启动子融合GUS 组织化学染色分析显示, 其表达主要位于花、茎和叶中, 尤其是维管束组织, 并且响应渗透胁迫. AtSM34 定位于内质网, 截断分析显示其N 端(1~83 位氨基酸)对于其定位至关重要. 过表达AtSM34 导致转基因植物对外源甘露醇、山梨醇及脱落酸更加敏感, 表现为萌发延迟. 进一步研究发现,AtSM34 也可与AtTIP1;2 和AtTIP2;1 结合, 这2 个TIP 蛋白对液泡渗透调节发挥着重要作用,并在种子萌发阶段大量表达. 这暗示着AtSM34 可能通过影响水孔蛋白基因的表达, 参与种子萌发早期阶段的渗透胁迫响应.     

肝癌发生早期阶段的分子机制

2012年10月8日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所惠利健研究组发现肝癌发生早期阶段的分子机制,该发现为将来肝癌早期诊断和预防治疗提供了重要的靶点,具有潜在的应用于预防治疗的前景。     

分子基磁性材料的研究与展望

根据当前国际前沿的研究动态 ,结合作者在该领域的多年工作 ,对新一代的功能材料———分子基磁性材料的发展历史、研究基础和可能有突破的研究热点体系作了通俗的介绍 ,并简述了其潜在的应用前景     

拟南芥磷酸肌醇特异性磷脂酶AtPLC6基因的克隆与表达

利用文库筛选和RT-PCR方法, 从拟南芥中克隆到长度为1954 bp, 包括全长1734 bp编码区的AtPLC6 cDNA, 推测其编码一含有578个氨基酸的多肽, 其等电点为7.24, 分子量为66251.84 Da. 在GenBank中进行序列比对发现, AtPLC6为一新发现的拟南芥PI-PLC基因. 对推测的氨基酸序列结构的分析表明, AtPLC6具有EF手性结构、X结构域、Y结构域和C2结构域, 与植物中已知的其他磷酸肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)在结构上相似, 类似于动物中典型的δ-型磷酸肌醇特异性磷脂酶. 将AtPLC6的编码区序列插入原核表达载体后进行了原核表达, 纯化的AtPLC6重组蛋白可水解PIP2产生IP3和DAG, 且水解活性呈明显的钙依赖特性, 反应的最适Ca²⁺浓度为10 μmol/L. Northern分析结果表明, 在检测的根、茎、叶、花、果和幼苗中均有AtPLC6 mRNA的转录, 但转录水平较低. 用ABA, NaCl, 冷和热等胁迫处理的实验表明, AtPLC6 mRNA的转录受到冷胁迫的诱导, 而受ABA, NaCl和热等胁迫影响较小, 推测AtPLC6可能参与了植株对冷胁迫的响应.     

单分子科学的机遇与挑战

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.     

DNA分子计算与DNA计算机的研究进展

生物分子计算与DNA计算机是计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域. DNA计算机的特点是具有超强的并行运算能力和巨大的数据存储能力, 因而被认为有望解决电子计算机所面临的评价问题. 本文在介绍DNA计算机的基本概念基础上, 围绕DNA计算机的原理、计算模型和在多方面的应用等关键问题, 分析讨论了粘贴模型、剪接模型和等价检查模型等常用的DNA计算模型, 并对DNA计算机在NP问题、遗传分析与临床诊治、防伪和译码技术以及游戏与机器人等领域的研究进展和应用前景进行了探讨. 最后讨论了DNA计算机未来可能的发展方向.     

拟南芥中AtMEK5激活导致不依赖于水杨酸信号途径的细胞死亡

用MBP作为磷酸化底物的凝胶内激酶活性分析结果显示，在转基因拟南芥植株中诱导表达组成型激活的AtMEK₅蛋白（AtMEK₅^DD）引起的细胞死亡和用带有avr Rpt2基因的病原菌P. Syringe处理转基因植株导致的超敏性细胞死亡过程中，44kDa和48kDa的两个MAPK均被激活；AtMEK₅^DD在NahG转基因烟草叶片中瞬时表达和在拟南芥杂交植株AtMEK₅^DD x NahG中诱导表达依然引起细胞死亡，且杂交植株中AtMEK₅^DD表达并未引起水杨酸含量的显著变化； Northern检测结果显示，病原菌处理可显著诱导AtMEK₅^DD转基因植株中PAL、PR1和PR5 基因的大量转录，而AtMEK₅^DD的表达仅导致PR5 基因的大量转录；表明有别于超敏性细胞死亡的水杨酸依赖特性，AtMEK₅激活引起的细胞死亡不依赖于水杨酸信号途径。     

棉花纤维发育和体细胞胚发生过程中实时定量PCR内对照基因的筛选

实时定量PCR技术(qRT-PCR)能够快速地对多个样品进行基因表达分析, 因此已成为芯片和微点阵数据验证的常用手段. 为了得到更精确的数据, 通常需要一个和多个内对照基因来平衡化qRT- PCR数据. 目前一般选择持家基因(housekeeping gene)作为内对照, 但很多持家基因的表达水平随着环境的改变而改变. 在棉花纤维发育和体细胞胚发生机制研究过程中已经产生大量芯片和微点阵数据, 但目前在采用实时定量PCR验证这些数据时都只用了一个持家基因来平衡化数据. 为了验证其可靠性, 本研究根据常用的持家基因(18S rRNA, Histone3, UBQ7, Actin, Cyclophilin, Gbpolyubiquitin-1和Gbpolyubiquitin-2)设计了7对引物, 用相对的绝对定量法验证了在棉花不同组织和不同发育阶段(21个样品)表达水平的稳定性, 发现在纤维发育的后期(17 DPA (day post anthesis)以后), 这些基因的表达都下调, 而纤维发育后期特异表达基因AGP的表达从15 DPA开始到27 DPA一直都呈上升趋势. 因此对于纤维系列特别是纤维发育后期基因的qRT-PCR更好的选择是相对的绝对定量. 而对于非纤维系列, 这些持家基因的表达水平相对纤维系列变化幅度较小, 但为了得到更精确的表达数据, 应该同时用Histone3, UBQ7和Gbpolyubiquitin-1一起来平衡化qRT-PCR数据.     

有机荧光分子检测环境中金属离子的研究进展

随着污染物的排放日益增多,环境问题备受关注.金属离子作为重要的污染来源之一,对人们生活造成了极大的影响,并可能引发各种疾病.因此,快速灵敏地检测环境中的金属离子尤为重要.含有各种检测基团的有机染料通过表观颜色和荧光的变化,实现了对金属离子特异、灵敏的检测,表现出巨大的潜力.本文基于有机荧光分子的特殊光物理性质与共轭结构...     

小地老虎的发生与综合防治措施

文章根据小地老虎的形态特征、发生规律、危害特点、发生原因,采取了农业防治、物理防治、化学防治等综合防治措施,以达到更好的防治效果来促进农业增产和粮食丰收.     

以柔性链共价连接的卟啉-酞菁二元分子三阶光学非线性及激发态弛豫过程的研究

卟啉、酞菁和它们的衍生物具有离域的大π键,易于分子组装,并对化学和热有较好的稳定性等优点,以及有可能在光存储和光学器件等方面得到应用.因此,有关它们光学非线性方面的研究比较多.然而,以共价连接的卟啉-酞菁二元分子的三阶光学非线性,尤其是它们的三阶光学非线性极化系数X~(3)值同连接卟啉、酞菁分子链长的关系报道甚少.另外,对卟啉-酞菁二元分子激发态弛豫过程的研究,有助于我们对光合作用中“特殊对”性质的了解,以     

小地老虎的发生与综合防治措施

文章根据小地老虎的形态特征、发生规律、危害特点、发生原因,采取了农业防治、物理防治、化学防治等综合防治措施,以达到更好的防治效果来促进农业增产和粮食丰收。