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3D打印支架通过缓释硝苯地平阻断交感神经激活加速骨修复的研究

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3D打印支架通过缓释硝苯地平阻断交感神经激活加速骨修复的研究

作者：李石开东华大学

学位级别：硕士

骨是一种高度血管化和神经支配的组织。骨骼系统中的神经组织主要分布于骨外膜,同时与血管伴行进入骨组织内部维持骨稳态。在骨修复过程中,神经组织影响骨相关细胞的行为,是骨修复的重要调节因素,发挥着独特的神经支配骨再生作用。虽然3... 详细信息

骨是一种高度血管化和神经支配的组织。骨骼系统中的神经组织主要分布于骨外膜,同时与血管伴行进入骨组织内部维持骨稳态。在骨修复过程中,神经组织影响骨相关细胞的行为,是骨修复的重要调节因素,发挥着独特的神经支配骨再生作用。虽然3D生物打印技术在骨组织工程中广泛应用,但是利用神经支配效应设计的3D生物打印支架鲜有报道,仍然需要深入研究。此外,相关研究表明创伤性骨缺损会激活缺损区域受损的交感神经系统,进而释放的儿茶酚胺影响骨修复进程。因此,开发具有抑制骨缺损区域儿茶酚胺释放功能的3D生物打印支架对于骨缺损治疗具有重要意义。研究表明降压类药物硝苯地平(NP)可以关闭神经细胞的钙离子通道,从而阻断交感神经的激活,最终抑制神经细胞释放儿茶酚胺。本论文利用醇质体(Eth)负载NP(NP@Eth),与海藻酸钠(SA)、甲基丙烯酸化明胶(GelMA)和锂皂石(Lap)复合制备载药生物墨水(SGLP),结合3D生物打印技术构建了一种阻断交感神经激活促进骨修复的水凝胶支架。本论文研究了生物墨水中Lap的配比及生物墨水的打印性,开展了支架的溶胀、降解和药物释放等检测,考察了支架的生物相容性、对骨髓间充质干细胞(BMSCs)的募集和成骨诱导分化以及对骨髓单核细胞(BMMCs)破骨分化的抑制作用,评价了支架在SD大鼠颅骨缺损模型中的骨修复效果。主要结论包括以下几个方面:(1)通过调节Lap在SA/GelMA生物墨水中的比例,明确了Lap含量(0.5%、1%和2%)对于SA/GelMA生物墨水流变性能和打印精度的影响。扫描电镜(SEM)观察结果表明水凝胶支架内部均具有多孔结构,其中Lap的含量增加会使得水凝胶网络结构更加致密。压缩力学检测结果表明Lap的含量增加会显著提高支架的压缩强度,Lap的含量为2%时,SA/GelMA/Lap(SGL)支架的力学性能最优。体外降解测试表明,Lap的加入能够影响SA/GelMA支架的降解行为,显著降低支架的降解速率。体外离子释放结果显示,制备的SGL支架表现出长期硅离子和镁离子的释放特性。体外药物释放实验证明SGLP支架实现了NP药物的持续释放。(2)体外增殖实验表明,0.5%和1%Lap含量的支架具有良好的生物相容性,能够很好的支持细胞的增殖,但2%Lap含量的支架对细胞增殖具有抑制作用,据此本论文选择1%的Lap制备SGLP支架。体外抑制儿茶酚胺释放的实验表明,SGLP支架相比于SGL支架和对照组能够显著抑制肾上腺嗜铬(PC12)细胞释放儿茶酚胺的行为。Transwell细胞迁移和划痕实验研究了SGLP支架诱导BMSCs迁移的能力,结果显示SGLP支架相比于SG支架和SGL支架促进BMSCs迁移的效果更加显著。此外,相比于其他支架组,SGLP支架组中BMSCs成骨相关基因的表达、碱性磷酸酶(ALP)表达以及矿化结节的形成均显著提高。最后,利用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色、破骨分化相关基因和蛋白表达检测验证SGLP支架抑制BMMCs破骨分化的能力,结果显示SGLP支架通过抑制儿茶酚胺的释放从而抑制BMMCs向破骨细胞分化。(3)通过将支架植入大鼠颅骨缺损模型评价SGLP支架的骨再生能力,micro-CT分析和组织学染色结果显示SGLP支架显著增加了骨缺损区域内的新骨生成。同时免疫荧光染色的结果显示,SGLP支架组相比于SGL支架组在抑制破骨分化和促进新骨形成方面表现出更好的效果。综上所述,SGL生物墨水具有良好的可打印性,负载NP@Eth的SGL生物墨水结合3D生物打印技术构建的SGLP支架可以实现NP的缓释。体内、外实验结果表明SGLP支架能够促进BMSCs的迁移和成骨分化,同时该支架可以抑制儿茶酚胺的释放进而抑制破骨分化和促进BMSCs的迁移和成骨分化。因此,本论文基于神经支配骨再生的调控策略,证实3D生物打印制备的SGLP支架能够抑制破骨分化和促进骨再生,这为研究神经支配对骨修复的调节作用提供了新的思路。

关键词：骨组织工程支架 3D生物打印骨再生硝苯地平神经支配

不同水肥供应量及施用方式对菠菜产量和品质的影响

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灌溉排水学报 2023年第6期42卷 19-24页

作者：袁艺龙荣华陶婧汪骞李石开云南省农业科学院园艺作物研究所昆明650205

【目的】针对蔬菜生产中水肥过量供应造成水肥利用率过低且污染环境的问题,以菠菜为材料,研究使用太阳辐射量灌溉控制仪进行水肥管理时,不同水肥供应量对菠菜产量及品质的影响,以期为高效生产优质叶菜类蔬菜的水肥供应方式及供应量提供... 详细信息

【目的】针对蔬菜生产中水肥过量供应造成水肥利用率过低且污染环境的问题,以菠菜为材料,研究使用太阳辐射量灌溉控制仪进行水肥管理时,不同水肥供应量对菠菜产量及品质的影响,以期为高效生产优质叶菜类蔬菜的水肥供应方式及供应量提供理论依据与技术支撑。【方法】试验使用太阳辐射量灌溉控制仪进行水肥管理,当太阳辐射量累积值达到设定阈值时会进行定量灌溉,通过该仪器设置4个处理(W1处理低水肥、W2处理中水肥、W3处理高水肥、W4处理中水无肥)和对照W5处理(传统栽培)共5个处理,研究不同水肥量及水肥施用方式对菠菜产量和品质的影响。【结果】W5处理的株高和产量都低于W2处理和W3处理,硝酸盐量、栽培后土壤中NO_(3)^(-)-N量和土壤EC值在所有处理中最高。W1处理和W4处理的株高及产量在所有处理中最低,其中W4处理的硝酸盐量、栽培后土壤中NO_(3)^(-)-N量和土壤EC值在所有处理中最低。W2处理和W3处理的株高和产量都是所有处理中最高的,W2处理和W3处理之间的株高和产量差异不显著,而W3处理的水肥供应量是W2处理的1.4倍,且W3处理叶片内硝酸盐量是W2处理的1.4倍且差异显著。【结论】使用太阳辐射量灌溉控制仪进行菠菜栽培时,水肥供应方案以W2处理为宜。

关键词：菠菜水肥供应量灌溉方式水肥一体化硝酸盐量

亚热带树种的菌根和根外菌丝对土壤氮矿化及酶活性的影响

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应用生态学报 2023年第5期34卷 1235-1243页

作者：陈月鹏李石开安波朱勇邹汉鲁崔松祥付宏燕毛瑢张芸江西农业大学林学院国家林业和草原局鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复实验室南昌330045 江西省永丰县官山林场江西永丰331506

丛枝菌根(AM)真菌与植物共生促进土壤氮有效性,但菌根和根外菌丝对氮矿化的作用机制还不明确。本研究选择亚热带3种AM树种——杉木、木荷和枫香为对象,采用内生长芯法开展原位土壤培养试验,研究菌根(吸收根和菌丝)、菌丝(无吸收根)及对... 详细信息

丛枝菌根(AM)真菌与植物共生促进土壤氮有效性,但菌根和根外菌丝对氮矿化的作用机制还不明确。本研究选择亚热带3种AM树种——杉木、木荷和枫香为对象,采用内生长芯法开展原位土壤培养试验,研究菌根(吸收根和菌丝)、菌丝(无吸收根)及对照(无吸收根和菌丝)处理下土壤理化性质、净氮矿化速率及与有机质分解相关的4种水解酶[亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和纤维素水解酶(CB)]和2种氧化酶[多酚氧化酶(POX)和过氧化物酶(PER)]活性的变化。结果表明:菌根处理显著影响土壤总碳和pH,对氮矿化速率和所有酶活性均没有显著影响;树种显著影响净氨化速率、净氮矿化速率及NAG、βG、CB、POX和PER活性,其中杉木林的净氮矿化速率和酶活性显著高于2个阔叶树种;菌根处理和树种的交互作用对土壤理化性质、酶活性、净氮矿化速率均没有显著影响。相关性分析表明,pH与除LAP外的5个酶活性呈显著负相关,铵态氮含量、有效磷含量、βG、CB、POX和PER活性与净氮矿化速率存在显著相关性。总体来说,在一个生长季的培养周期内,3种亚热带树种根际和根外菌丝际的土壤酶活性和氮矿化速率没有显著差异。碳循环相关酶与土壤氮矿化速率密切相关,树种在凋落物质量和根系功能性状上的差异通过有机质输入及对林地环境的塑造等方式影响了土壤酶活性和氮矿化过程。

关键词：菌丝际氮有效性养分限制根系分泌物土壤有机质

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萝卜新品种云红萝卜2号

种植与养殖 2022年第15期

作者：陶靖汪骞李石开

来源：人大复印报刊资料评论

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云南蒌蒿(藜蒿)绿色周年生产关键技术

中国蔬菜 2022年第11期 128-130页

作者：耿其勇李石开张振林陶婧章凤姚树良侯胜坤陆琳龙荣华云南省农业科学院园艺作物研究所云南昆明650205 曲靖市经济作物技术推广站云南曲靖655000 陆良县经济作物推广中心云南陆良655611 陆良县大莫古镇农业农村综合服务中心云南陆良655607 云南曦野农业发展有限公司云南陆良655611

藜蒿夏秋季生长环境温度较高,商品品质与风味口感较差,采用单基地夏季遮阳和高海拔双基地栽培技术模式,可以克服高温障碍,显著提升夏秋藜蒿的品质与效益,实现周年生产。

关键词：栽培技术模式周年生产藜蒿生产关键技术环境温度商品品质蒌蒿高温障碍

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老挝北部雨季速生叶菜栽培技术

中国蔬菜 2017年第3期 96-98页

作者：汪骞孔令明陶婧袁艺李石开云南省农业科学院园艺作物研究所云南昆明650205 云南省蔬菜种质创新与配套产业技术工程研究中心云南昆明650205

老挝夏秋为高温多雨季节，持续的降雨和高温影响蔬菜正常生长，造成蔬菜供应季节性短缺，因此，雨季蔬菜主要依靠从中国进口和当地零星种植，导致蔬菜市场品种单一、价格随季节性波动大。2013年5月至2015年5月，在中国援助老挝项目和云... 详细信息

老挝夏秋为高温多雨季节，持续的降雨和高温影响蔬菜正常生长，造成蔬菜供应季节性短缺，因此，雨季蔬菜主要依靠从中国进口和当地零星种植，导致蔬菜市场品种单一、价格随季节性波动大。2013年5月至2015年5月，在中国援助老挝项目和云南省国际科技特派员项目的支持下，笔者前往老挝北部乌多姆赛省孟赛开展雨季叶菜类蔬菜栽培研究，以期为当地雨季蔬菜生产提供帮助。

关键词：高温多雨季节蔬菜栽培老挝速生叶菜季节性波动技术蔬菜供应科技特派员

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辣椒漂浮育苗营养液筛选与优化研究

西南农业学报 2017年第9期30卷 2085-2090页

作者：袁艺陶婧汪骞李石开云南省农业科学院园艺作物研究所/云南省蔬菜种质创新与配套产业技术工程研究中心云南昆明650205

【目的】本研究通过对4种典型商业配方营养液的筛选与优化研究,以期获得改良的辣椒漂浮育苗专用营养液配方。【方法】对日本园试、山崎、H.C.阿夫道宁以及复合肥的辣椒漂浮育苗效果进行了对比和筛选,并通过对筛选所得营养液的NO_3^--N和... 详细信息

【目的】本研究通过对4种典型商业配方营养液的筛选与优化研究,以期获得改良的辣椒漂浮育苗专用营养液配方。【方法】对日本园试、山崎、H.C.阿夫道宁以及复合肥的辣椒漂浮育苗效果进行了对比和筛选,并通过对筛选所得营养液的NO_3^--N和NH_4^+-N配比的调整,进行营养液优化研究。【结果】山崎在辣椒幼苗的株高、茎粗、地上和地下部分的生物积累量等壮苗指标上均优于其他几种配方的营养液。对山崎进一步优化研究结果表明,NO_3^--N和NH_4^+-N配比会对营养液pH和幼苗生物量造成影响,配比在100∶9左右有利于培育壮苗,研究范围内调整的NO_3^--N和NH_4^+-N配比并未能明显改善育苗效果。【结论】山崎为辣椒漂浮育苗最适宜的营养液。

关键词：辣椒营养液漂浮育苗 NO3-N/NH4+-N pH值

良好农业规范(GAP)发展现状与建议——以云南省为例

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中国农业科技导报 2020年第1期22卷 12-18页

作者：陶婧袁艺汪骞孔令明李石开云南省农业科学院园艺作物研究所云南省蔬菜种质创新与配套产业技术工程研究中心

良好农业规范在保证农产品质量与安全和出口中发挥着重要作用。综述了国内外良好农业规范认证发展情况及特征,结合2006-2017年间中国良好农业规范(CHINAGAP)在云南省的认证规模、区域分布和主体构成等指标,探讨了其在云南省的变化趋势。... 详细信息

良好农业规范在保证农产品质量与安全和出口中发挥着重要作用。综述了国内外良好农业规范认证发展情况及特征,结合2006-2017年间中国良好农业规范(CHINAGAP)在云南省的认证规模、区域分布和主体构成等指标,探讨了其在云南省的变化趋势。CHINAGAP在云南省呈现快速增长趋势,认证形成了以种植业为主、畜牧和渔业为辅的行业格局。但云南省认证总量偏少,认证可持续性和认知度较低等问题也制约了CHINAGAP在云南省的进一步发展。结合国内外良好农业规范发展经验,提出了加强政府引导,出台奖励办法;发挥企业与专业合作社示范作用,提高GAP认证积极性;加大CHINAGAP标准的宣传和推广力度等建议,为推动CHINAGAP认证工作在云南省的持续发展提供理论依据。

关键词：中国良好农业规范云南发展现状建议

芸薹种作物开花相关基因BrFLC2的InDel标记

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园艺学报 2011年第7期38卷 1291-1298页

作者：魏克云王倩汪骞李石开王晓武武剑中国农业大学农学与生物技术学院北京100193 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 云南省农业科学院园艺作物研究所昆明650205

以具有不同开花习性的9份芸薹种作物为试材,根据开花相关基因BrFLC2序列设计引物进行PCR扩增,发现9份材料均获得约1 400 bp的片段。通过克隆测序分析发现9份材料存在片段大小差异,因此开发了与此相关的BrFLC2的InDel标记。通过对来自8... 详细信息

以具有不同开花习性的9份芸薹种作物为试材,根据开花相关基因BrFLC2序列设计引物进行PCR扩增,发现9份材料均获得约1 400 bp的片段。通过克隆测序分析发现9份材料存在片段大小差异,因此开发了与此相关的BrFLC2的InDel标记。通过对来自8个不同栽培种群的146份自然群体材料的基因型检测与开花时间的相关性分析发现:开花时间早晚与BrFLC2的InDel的基因型显著相关(r=0.412,P<0.01)。Del基因型材料开花时间(平均71 d)明显比In基因型(平均109 d)早。研究证明该标记与开花时间表型显著相关,可以用来进行分子标记辅助选择育种。

关键词：芸薹种作物开花 BrFLC2 InDel标记