低磷条件下植物根系形态反应及其调控机制

磷是植物必需营养元素之一,土壤中磷有效性低,限制作物生长发育。磷肥施用量逐年增加,但是磷矿资源面临耗竭。植物根系形态变化对于植物适应低磷胁迫,提高植物对土壤磷的吸收利用具有重要意义。本文从植物根系构型、根冠比、初生根、根毛、侧根等方面综述了植物适应低磷胁迫的根系形态变化特征。低磷条件下,植物根系构型发生改变,普遍抑制主根生长,刺激侧根发育起始与伸长,诱导根毛形成。同时,分析了转录因子、植物激素、蔗糖以及关键基因等对低磷条件下植物根系生长发育的生理与分子调控机制,低磷胁迫下转录因子ZAT6和MYB62参与调控初生根生长,BHLH32和PHR调控根毛形成发育,WRKY75对侧根发育有抑制作用。研究表明,在低磷条件下,赤霉素、细胞分裂素、生长素和乙烯对初生根发育起着调控作用,而根毛的生长发育与赤霉素、生长素和乙烯有关,侧根发育过程中生长素作用明显。一些基因如LPR1、LPR2、LPR3以及PDR2参与调控低磷胁迫下植物初生根的发育。低磷胁迫下光合产物蔗糖对植物根毛和侧根发育有影响。     

不同草带空间分布对坡面细沟侵蚀调控机制

为了研究植被对坡面细沟侵蚀调控机制,采用模拟降雨试验,结合激光扫描方法,分析了不同草带分布沟坡面细沟侵蚀发生、发展过程。结果表明:草带位于梁峁坡下部60%,植被调控侵蚀效果最优,相比裸坡减少径流量7.4%,减少产沙量62.9%,相比蓄水减沙功效而言更具直接拦沙的功能。植被通过调控细沟侵蚀的发生、发展、发育过程实现了对土壤侵蚀的调控作用,尤其是对沟坡侵蚀产沙的调控作用;而且这种对侵蚀的调控作用不仅改变了细沟侵蚀发生的位置,而且改变了径流和侵蚀过程以及侵蚀方式;细沟侵蚀已经向面蚀(片蚀)转化,大幅度降低侵蚀程度。研究结果揭示了植被可以通过影响侵蚀方式来调控侵蚀输沙过程,有助于加深坡面植被对细沟侵蚀发育形态作用机理的理解。     

番茄花发育分子生物学研究进展

番茄(Solanum lycopersicum L.)是重要的经济作物,同时也是用于研究多年生合轴植物花发育过程的重要模式植物。植物花发育的过程大致分为4个阶段:开花过渡、分生组织特征决定、花器官发生和花器官形态建成。近年来有关番茄花发育过程的研究已取得了长足进展,但很少有针对此过程的综合描述。本研究通过对近年来国内外关于番茄花发育相关研究针对花发育过程中形态学特征及基因调控进行综述,主要论述了参与番茄开花诱导及分生组织特征决定这两个过程的基因以及基因间相互关系,为对这两个过程进行更深入的研究提供理论依据。     

根系分泌物抑制连作障碍线虫病的根际调控机制及其应用

作物长期连作极易出现连作障碍(再生病害),本文围绕因传统耕作模式和种植习惯而诱发的新疆棉花、黑龙江大豆、河南花生、山东设施蔬菜、两广香蕉等连作障碍问题,对全国连作现象进行系统分析,发现全国连作现象普遍。按照耕地面积将连作障碍划分为五个等级,其中华北三省和东北的黑龙江省连作障碍等级最高,且各省连作现象均以大田经济作物为主。以香蕉、大豆(大田经济作物)、黄瓜(设施园艺作物)和三七(中草药)为代表,比对最低产量和正常产量在连作年份的变化,表明连作障碍发生规律成抛物线式,防控连作障碍需找到问题关键时期。单一根系分泌物介导的微生物多样性降低、病原菌富集,植物寄生线虫危害和土壤弱化是导致连作障碍的主要原因,其中线虫对植物的侵染危害作为土传病害是防治连作障碍中最难解决的问题之一,尤其是在设施蔬菜上。线虫在长期进化过程中形成了具有识别、寻找和侵染寄主的生物学功能,而不同植物根系分泌物对线虫发育和对宿主的识别侵染能力有不同的调控作用。针对根系分泌物–线虫互作为诱因的线虫病害,深入探讨易感作物和抗性/非寄主植物根系分泌物对线虫发育和对植物侵染的生物学机制,提出根际调控措施。在J2时期利用抗性/非寄主植物根系分泌物,调控根结线虫Mi-16D10、Mi-flp-18等基因和孢囊线虫的Hg-rbp-2等基因的表达控制线虫的发育、侵染和迁移,通过生物源功能物质定向防控线虫侵染作物。这些结果加深了我们对生物活性物质调控植物寄生线虫机制的认识。未来,以筛选和鉴定抗性或非寄主作物特异根系分泌物对线虫侵染的调控为依据,配置生物功能型肥料,利用植物源活性物质替代传统农药控制线虫病害的根际调控措施,定向调控植物根际生物学过程将成为国内外研究热点。此文将为未来深入系统地研究根系分泌物–线虫的相互作用及克服连作障碍提供理论基础,进而促进土壤健康和作物优质高产高效,对实现绿色农业和可持续发展具有重要的理论和实践指导意义。     

调控植物花发育的miRNAs的研究进展

花发育是高等植物生长发育过程中的重要事件,可剖分为开花诱导、花的起始和花器官发育3个阶段,是由多种基因参与的十分复杂的调控过程。20年来,人们应用克隆、诱变和突变体等研究技术从模式植物中分离和鉴定了大量调控花发育的功能基因或调控因子,其中,microRNA(miRNA)是本世纪初才发现的一类新的调控因子。miRNA是生物体内长度约为21个核苷酸的非编码小RNA,通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。大量研究证实miRNA在花发育中起着重要的作用。文章重点综述了植物miRNA的作用机制、其功能研究方法及7个miRNA家族在花发育中的生物功能,并对其未来的发展方向进行了展望。     

玉米根系发育突变体及相关基因研究进展

根系形态以及生理特征与作物养分水分高效利用密切相关。利用根系发育突变体是研究根系结构与功能的主要手段之一。近10多年来,一些玉米根系发育的突变体被鉴定出来,其中包括影响节根发育的rtcs突变体,影响侧根发育的lrt1、slr1、slr2和rum1突变体,还有影响根毛发育的rth1、rth2和rth3突变体,其中部分突变体所对应的基因已经克隆。这些进展有利于人们更深入地认识玉米根系生物学特征在养分水分高效中的作用。     

鄂西贫困县耕地利用转型空间分异及其影响因素

耕地利用转型对推动乡村转型发展,促进乡村社会经济水平的提高具有重要意义。为准确分析鄂西贫困县耕地利用转型的空间分异特征及其影响因素,该文从空间形态和功能形态2方面测度了耕地利用转型状况,利用空间自相关模型分析了耕地利用转型的空间分异特征,并利用径向基神经网络模型从人口、经济和产业结构3方面分析了耕地利用转型空间分异的影响因素效用。结果表明:从全局空间自相关来看,鄂西16贫困县2002-2013年耕地空间转型具有显著正相关效应,其中在2002-2005年正相关效应最强;而耕地功能形态转型呈现出逐渐减弱的空间正相关效应。从局部空间自相关来看,鄂西16贫困县耕地空间形态转型的低-低区分布主要在鄂西北地区,高-高区和低-高区主要分布在鄂西南地区;耕地功能转型的局部空间自相关性较低,空间异质性不明显,仅来凤县处于高-高区。在影响因素效用方面,人均固定资产投资和城市化率对耕地空间形态转型的影响效用最大,人口密度和第一产业占比影响效用最低;人口密度和人均固定资产投资对耕地功能形态转型的影响效用最大,城市化率、人均GDP、第一产业占比等影响因素效用较低。在影响因素的调控过程中,因素的影响效用与耕地利用转型调控程度呈正相关,因素的影响效用越高,对耕地利用转型调控力度越大。     

营养素与人体健康

食物内能供给人体营养的有效成分,称为 "营养素",人类为了维持生命与健康,保证生长 发育和从事劳动,每天必须摄入一定数量的人 体所必需的各种营养素。营养素的功用就是保 证人体正常发育和健康。 一般来说,营养素大致分为六种类型:即蛋 白质、脂肪、碳水化合物(糖类)、维生素、无机盐 和水。这些营养素由化学元素碳、氢、氧、氮、     

设施环境中红光与远红光比值调控的研究进展

该文详述了近年来国内外设施园艺环境中R/FR比值对植物形态、生长发育的影响以及实验、生产中R/FR比值调控方法的研究进展。介绍了几种人工光源及光质调控薄膜的R/FR特性，对进一步开展此项研究工作提出建议。     

玻璃化冷冻对猪体外成熟卵母细胞染色体与纺锤体的影响

通过冷冻体外培养成熟的猪MⅡ卵母细胞,分析了不同冷冻方案对卵母细胞形态、纺锤体微管和染色体形态结构影响,探讨冷冻前后猪卵母细胞超微结构的变化,以及玻璃化冷冻对卵母细胞后续发育能力的影响。     

紫外线辐照对蒙古裸腹溞生长、发育和生殖的影响

本文研究了不同剂量紫外线辐照（0~150 mj/cm2）对蒙古裸腹溞 (Moina mongolica Daday) 生长、发育和繁殖的影响。结果表明，高剂量紫外线辐照（ 70 mj/cm2 以上）会对蒙古裸腹溞造成较大伤害或使之繁殖力下降，如实验1中70 mj/cm2处理组产幼前发育期为5.8d， 每窝产幼量为13个/窝，一生产幼量为186个，而其他各处理（10、20、30、40和50 mj/cm2）和对照组上述指标依次为5.4~5.6 d，23.9~33.1个/窝和406.8~535.8个。小剂量UV辐照对蒙古裸腹溞生长和生殖均有促进或刺激作用，如实验1中处理组蒙古裸腹溞一生产幼量和体长增长率一般都比对照组高，而在实验2中处理组成龄溞的累积发育时间均短于对照组。文后对紫外线辐照对水生生物的影响以及在蒙古裸腹溞大量培养中的应用前景进行了讨论。     

Phytoecdysteroids increase protein synthesis in skeletal muscle cells

Phytoecdysteroids, which are structurally similar or identical to insect molting hormones, produce a range of effects in mammals, including increasing growth and physical performance. To study the mechanism of action of phytoecdysteroids in mammalian tissue, an in vitro cellular assay of protein synthesis was developed. In C2C12 murine myotubes and human primary myotubes, phytoecdysteroids increased protein synthesis by up to 20%. In vivo, ecdysteroids increased rat grip strength. Ecdysteroid-containing plant extracts produced similar results. The effect was inhibited by a phosphoinositide kinase-3 inhibitor, which suggests a PI3K-mediated mechanism.     

In vitro metabolism of plant lignans: new precursors of mammalian lignans enterolactone and enterodiol.

The metabolism of the plant lignans matairesinol, secoisolariciresinol, pinoresinol, syringaresinol, arctigenin, 7-hydroxymatairesinol, isolariciresinol, and lariciresinol by human fecal microflora was investigated to study their properties as mammalian lignan precursors. The quantitative analyses of lignan precursors and the mammalian lignans enterolactone and enterodiol were performed by HPLC with coulometric electrode array detector. The metabolic products, including mammalian lignans, were characterized as trimethylsilyl derivatives by gas chromatography-mass spectrometry. Matairesinol, secoisolariciresinol, lariciresinol, and pinoresinol were converted to mammalian lignans only. Several metabolites were isolated and tentatively identified as for syringaresinol and arctigenin in addition to the mammalian lignans. Metabolites of 7-hydroxymatairesinol were characterized as enterolactone and 7-hydroxyenterolactone by comparison with authentic reference compounds. A metabolic scheme describing the conversion of the most abundant new mammalian lignan precursors, pinoresinol and lariciresinol, is presented.     

Influence of agricultural soils on the growth and reproduction of the bio-indicator Folsomia candida

Soil organisms have been recommended as bio-indicators of soil quality due to their sensitivity to anthropogenic influences and their high degree of site-specificity. The objectives of this study were to determine if the relationship between the soil Collembola, Folsomia candida, and forest soil could be extended to other soils and, if not, to determine the relationship between its life parameters and soils from the different phases of an agricultural rotation sequence. A comparison of growth, reproduction and survival of 1 day old neonates and 10 day old juveniles subjected to a series of different soils (composted manure, pasture soil, forest soil, sand alone, and sand supplemented with yeast) established that the association between F. candida and forest soil quality cannot be automatically transferred to soils from other ecosystems. The test also showed that neonate (1 d) individuals were more sensitive to the different soil treatments than 10 d old juveniles and should be used in future tests. On this basis, neonate F. candida individuals were used to determine if the species could be employed to characterize the agricultural soils from the different phases of an organic or conventional rotation sequence. Results demonstrated that changes in body growth and reproduction constituted suitable criteria to characterize the soil quality of these different phases. The research required to develop these results as a standard bio-indicator test of agricultural soil quality is discussed.     

黑麂耳成纤维细胞培养及异种重构胚构建

黑麂(Muntiacus crinifrons)是我国特有的珍稀濒危物种。采用组织块贴壁法获得了纯化的黑麂耳成纤维细胞。用3种不同的培养液(DMEM(低糖)、DMEM(高糖)和RPMI-1640)对第3代细胞进行培养,结果细胞群体倍增时间相近,DMEM(低糖)的培养效果稍好。以黑麂耳成纤维细胞为核供体,以山羊和兔卵母细胞为胞质受体,通过核移植构建异种克隆胚,囊胚率分别为0和11.5%,结果表明两种胞质受体均能支持黑麂耳成纤维细胞核的重编程,但重构胚的发育能力有所差别。     

Boron in plants and animals: Is there a role beyond cell‐wall structure?

The role of boron (B) as a structural element of plant cell walls and its implications for plant growth have been well established. However, increasing evidence suggests one or more functions of boron beyond cell‐wall structure. This evidence arises from studies conducted with a large variety of organisms, such as plants, animals, and bacteria. In animals, embryogenic development seems to depend on adequate boron supply, and cell lines with a knockout of the Na⁺‐coupled boron transporter NaBC1, the mammalian homolog of Arabidopsis thaliana boron transporter AtBor1, stop to develop and proliferate. In bacteria, boron is an essential part of a signal molecule required for quorum sensing. This review aims to summarize some recent advances from plant, animal, and microbiological research related to the functions of boron and to highlight open questions for further research.     

哺乳动物卵子发生、激活与发育

近年来，应用于研究哺乳动物卵子和胚胎新的实验方法已有重大发展，为深入研究哺乳动物胚胎学提供了前所未有的重要手段。这些技术已用于原核和核的移植以至导入克隆基因，改变卵和胚台的遗传结构，用于实验重组着床前胚胎研究发育问题。近期的重大进展有如：用体细胞克隆的绵羊，父源和母源基因组在个体发育中的作用和第一与第二极体发育的全能性等，对这些过程的深入了解将为应用于家畜和人类提供发展遗传和生殖潜力的基础，本研究将论述哺乳动物卵子发生和胚胎发生的最新研究进展，包括：减数分列的启动。MⅡ期卵母细胞的激活，孤雌胚、雌核胚、雄核胚和重组胚的发育以及第一与第二极体染色体的遗传和生殖潜力。     

Simple and sensitive method for pyrroloquinoline quinone (PQQ) analysis in various foods using liquid chromatography/electrospray-ionization tandem mass spectrometry

Pyrroloquinoline quinone (PQQ) is believed to be an important factor for mammalian growth and development and has, therefore, been declared a vitamin by some researchers. However, this issue remains controversial, and from a nutritional viewpoint, accurate determination of PQQ levels in a variety of foods is very important. Here, we describe a simple, highly sensitive, and highly selective method for quantitative analysis of PQQ. Liquid foods or aqueous extracts of solid foods were analyzed using high-performance liquid chromatography (HPLC) combined with electrospray-ionization (ESI) tandem mass spectrometry (MS/MS). (15)N-labeled PQQ was added to the samples as an internal standard. Quantitative analyses of PQQ were performed by multiple reaction monitoring (MRM) with LC/MS/MS. Free PQQ was detected in almost all food samples in the range 0.19-7.02 ng per g fresh weight (for solid foods) or per mL (liquid foods). This method will enable the rapid and simple determination of PQQ levels in many samples.     

哺乳动物孤雌生殖研究进展

综述了哺乳动物卵人工激活与孤雌生殖研究的主要进展，包括卵母细胞的激活与孤雌发育，父源和母源基因组在胚胎发育中的作用，以及孤雌生殖小鼠的诞生。