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细胞核生物力学研究进展

力学进展 2024年第2期54卷 259-307页

作者：刘中乾齐颖新上海交通大学生命科学技术学院力学生物学研究所上海200240

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响... 详细信息

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响应组分,在维持细胞核形态结构的同时将细胞骨架传递而来的力呈递至染色质,进而影响染色质构象、基因表达等一系列细胞核相关活动,调控细胞功能.细胞核及其组分对应力信号的感知和转导已成为生物力学研究的前沿热点之一.为更深入地认识生理和病理状态下细胞核的力学特性,揭示其在细胞命运决定中的作用和机制,本文总结了细胞核生物力学相关的研究进展,重点介绍了细胞核骨架、核孔复合体和染色质的物理结构、力学响应过程、各组分的相互作用以及用于细胞核生物力学研究的技术进展,最后总结了细胞核与早衰综合症、神经退行性疾病和心血管疾病的关系,并对细胞核生物力学未来发展进行了展望.

关键词：细胞核生物力学机械信号转导核骨架蛋白核孔复合体染色质

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宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响

林业科学 2024年第3期60卷 35-44页

作者：赵娟红米娟娟李治刚包晗黄婷秦垦杨涓郑国琦宁夏大学生命科学学院林木资源高效生产全国重点实验室银川750021 宁夏农林科学院枸杞科学研究所银川750002

【目的】探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及... 详细信息

【目的】探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及角质层结构、果皮蜡质微形态和不同预处理枸杞果实制干时间进行探究,明确不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响。【结果】1)不同品种(系)枸杞果实纵径、百粒质量、单果体积存在显著差异,‘16-23-7-8’横径、纵径、百粒质量、单果体积均最高,‘宁杞1号’最低。2)随着果实发育,果皮和角质层厚度逐渐增加且存在显著差异。‘宁杞5号’果皮厚度最大,达768.273μm;‘宁杞1号’果皮厚度最小,为445.100μm。‘14-402’角质层最厚,达9.420μm;‘16-23-7-8’最低,为7.528μm。3)成熟期枸杞果实表皮被束状蜡质层覆盖,蜡质晶体呈无规则片状,片状蜡质层较厚,排列较紧密。4)不同品种(系)枸杞果实制干时间存在显著差异,由易到难依次为‘宁杞1号’、‘Z44’、‘16-23-7-8’、‘14-402’、‘宁杞5号’。与对照相比,碱处理后,平均制干时间缩短4.10 h;氯仿处理后,平均制干时间缩短16.94 h。【结论】枸杞果皮结构通过影响水分运输进而影响枸杞果实制干过程;预处理可破坏枸杞表皮蜡质层缩短制干时间。本研究5个枸杞品种(系)中,‘宁杞5号’不易制干,‘宁杞1号’最易制干,在枸杞制干时,应用的预处理方式必须考虑品种间存在的组织和形态解剖学特征的差异。

关键词：宁夏枸杞果实性状果皮结构角质层表皮蜡质预处理制干时间

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宁夏枸杞果皮蜡质积累与气象因子的关系

林业科学 2024年第3期60卷 22-34页

作者：米娟娟赵娟红李治刚包晗黄婷秦垦杨涓郑国琦宁夏大学生命科学学院林木资源高效生产全国重点实验室银川750021 宁夏农林科学院枸杞科学研究所银川750002

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和... 详细信息

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和秋果时期)的果实为材料,应用GC-MS技术对果皮蜡质含量、组分进行测定与分析,利用JL-18空气温、湿、光照记录仪监测不同采摘时期的气象因子,采用逐步回归分析法探究果皮蜡质含量及其组分与气象因子之间的关系。【结果】1)2个枸杞品种在3个采摘期的青果期、转色期和红果期果实蜡质含量均存在显著差异,红果期果实蜡质含量显著高于青果期和转色期,而青果期和转色期果实蜡质含量差异不显著。2)‘宁杞1号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十八烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和β-香树精,‘宁杞5号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十七烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和2-己基-1-癸醇。3)老眼枝时期,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’果皮蜡质含量与光照强度显著负相关,相关系数分别为-0.759(P<0.05)和-0.838(P<0.01)。‘宁杞1号’酯类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.712(P<0.05),‘宁杞5号’酸类和酯类与日均湿度显著正相关,相关系数分别为0.728(P<0.05)和0.739(P<0.05)。‘宁杞1号’和‘宁杞5号’酮类与夜均温度显著正相关,与光照强度显著负相关,相关系数分别为0.717(P<0.01)和-0.649(P<0.05);烷烃类与日均湿度和夜均温度显著负相关,相关系数分别为-0.772(P<0.01)和0.637(P<0.05);碘代烷烃类与夜均湿度显著正相关,相关系数为0.820(P<0.01)。七寸枝时期,‘宁杞1号’烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数为0.779(P<0.05);碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.724(P<0.05);酸类与日均湿度显著负相关,相关系数为-0.680(P<0.05)。‘宁杞5号’蜡质含量与夜均湿度和光照强度显著正相关,相关系数分别为0.795(P<0.01)和0.748(P<0.01);酮类和碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数分别为-0.887(P<0.01)和-0.749(P<0.05)。秋果时期,‘宁杞1号’烷烃类和碘代烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数分别为0.887(P<0.01)和0.767(P<0.05)。【结论】不同采摘时期的气象因子对宁夏枸杞果皮蜡质含量与成分产生不同影响,温度与碘代烷烃类、酮类和烷烃类积累有关,湿度与酯类、酸类和烷烃类积累有关,光照强度与酯类、醇类积累有关。

关键词：宁夏枸杞不同采摘时期蜡质积累蜡质组分气象因子

苦荞b HLH93转录因子响应铝胁迫的功能研究

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中国农业科学 2024年第16期57卷 3127-3142页

作者：刘桐王志荣李伟刘洋王祥儒赖弟利何毓琦张凯旋赵振军周美亮烟台大学生命科学学院中国农业科学院作物科学研究所

【目的】荞麦是一种重要粮食和经济作物。与其他作物相比，荞麦具备较高的耐铝性。实验室前期研究，在铝离子胁迫下的苦荞转录组中发现一个可能与铝离子响应密切相关的转录因子FtbHLH93，探究FtbHLH93的功能，为解决土壤酸化引致铝毒害... 详细信息

【目的】荞麦是一种重要粮食和经济作物。与其他作物相比，荞麦具备较高的耐铝性。实验室前期研究，在铝离子胁迫下的苦荞转录组中发现一个可能与铝离子响应密切相关的转录因子FtbHLH93，探究FtbHLH93的功能，为解决土壤酸化引致铝毒害的问题及耐铝植物的选育提供思路与线索，并为荞麦耐铝性的分子机理解析奠定基础。【方法】以品苦1号的cDNA为模板克隆FtbHLH93，通过qRT-PCR检测其在苦荞不同组织和铝离子处理不同时间段的表达量；酵母系统鉴定转录激活活性；亚细胞定位确定其表达部位。检测过表达材料的黄酮类物质含量，在未处理和铝离子处理条件下测定SOD和POD活性。运用转录组分析差异表达基因，筛选潜在的下游靶基因，对其进行启动子预测，并利用双荧光素酶报告基因试验进行验证。【结果】FtbHLH93转录因子编码区长度为573 bp，编码190个氨基酸残基，预测蛋白分子量为21.759 kDa，等电点为8.64。qRT-PCR结果显示，FtbHLH93在苦荞根中表达量高，铝胁迫下基因表达定量分析表明，FtbHLH93在24 h时表达量最高。转录因子活性鉴定显示，FtbHLH93在酵母系统中无转录激活活性。亚细胞定位显示其定位在细胞核上。在铝离子处理下，过表达FtbHLH93植株的毛状根具有耐铝性，并且SOD和POD活性均显著高于对照组，过表达材料的黄酮类代谢物的检测结果显示，芦丁、儿茶素、烟花苷含量明显高于对照组。通过对转录组数据进行GO和KEGG富集分析，发现GO富集分析中，其与金属离子转运和镉锰离子条目有关，KEGG富集分析中，其与ABC转运蛋白有关，且挖掘出3个铝响应的候选下游靶基因，共表达分析发现其中2个候选下游靶基因与FtbHLH93的表达模式相似。【结论】FtbHLH93转录因子可能通过促进黄酮类物质的累积、SOD和POD活性的提高来缓解铝毒害，FtbHLH93可能靶向调控与铝响应有关的FtPinG0100930100.01、FtPinG0303102000.01和FtPinG0403996200.01。

关键词：苦荞铝 bHLH 过表达转录组双荧光素酶

mRNA疫苗技术在传染病中的应用:进展与挑战

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中国生物工程杂志 2024年第6期44卷 90-103页

作者：厉芊妤孙榕苑赵琦睿尹羽琪姜姗姗杨玫王永华云南大学生命科学学院昆明650504 云南大学生命科学研究中心昆明650504

信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)疫苗作为一种革命性生物制品,在传染病预防和治疗领域展现出巨大潜力。与新型DNA疫苗相比,mRNA疫苗避免了基因组整合的风险,并且与已被广泛应用的蛋白质疫苗相比,其无细胞的生产方式显著加快了研发速度... 详细信息

信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)疫苗作为一种革命性生物制品,在传染病预防和治疗领域展现出巨大潜力。与新型DNA疫苗相比,mRNA疫苗避免了基因组整合的风险,并且与已被广泛应用的蛋白质疫苗相比,其无细胞的生产方式显著加快了研发速度,提高了生产效率。mRNA疫苗能够编码多种抗原,适应多种病原体变体,同时具备编码抗原和佐剂的双重功能,有效激发强烈的免疫反应。然而,mRNA稳定性、免疫原性和安全性的进一步优化,以及递送系统的效率提升,特别是脂质纳米颗粒(LNPs)的应用,仍是该技术发展的关键挑战。在全球范围内,mRNA疫苗在新冠感染等疾病的成功应用推动了疫苗研发新方向,预示着其在更广泛疾病预防和治疗中的潜在作用。综述了mRNA疫苗的序列优化策略、递送系统的最新进展以及其在传染病中的应用,旨在为未来研究和应用提供全面的参考。

关键词： mRNA疫苗序列优化递送系统传染病

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华南地区地幔过渡带结构及其动力学意义

地球物理学报 2024年第3期67卷 935-946页

作者：张晓青徐涛陈立春李喆祥桂林理工大学地球科学学院桂林541004 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029

华南地区同时受特提斯构造域和太平洋构造域影响,是研究板块相互作用的最佳场所之一.为研究华南地区深部动力学过程,本文基于国家固定台网30°N以南的宽频带台站数据,利用接收函数方法开展了华南地区地幔过渡带结构研究,并结合已有地质... 详细信息

华南地区同时受特提斯构造域和太平洋构造域影响,是研究板块相互作用的最佳场所之一.为研究华南地区深部动力学过程,本文基于国家固定台网30°N以南的宽频带台站数据,利用接收函数方法开展了华南地区地幔过渡带结构研究,并结合已有地质、地球物理资料,讨论了华南地区深部构造单元划分及其浅部构造响应.研究结果表明:(1)扬子克拉通下方地幔过渡带结构接近全球平均水平,相对稳定;(2)海南岛地区地幔过渡带厚度偏薄,且410-km和660-km界面分别显著下沉和上升,可能与海南地幔柱密切相关;(3)太平洋构造域和特提斯构造域深部构造边界显著,青藏高原东南缘主要受特提斯构造域影响,其地幔过渡带中可能残留有拆沉的岩石圈板片;(4)雪峰山以东地区的地幔过渡带主要受太平洋构造域影响,但南北也存在局部差异,南部华夏地块下方可能不存在滞留板片,太平洋板块的俯冲、后撤与东南沿海地区地壳减薄和大规模出露的中-新生代岩浆岩密切相关.

关键词：华南地区接收函数板片俯冲地幔过渡带地幔柱

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氮添加对我国喀斯特农田和森林生态系统土壤有机碳及其组分影响的Meta分析

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环境科学 2024年第9期45卷 5406-5415页

作者：闫宇鹏张博涵周志东陈远其湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院地理环境与双碳研究所湘潭411201 湖南科技大学生命科学与健康学院湘潭411201 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091

近年来随着人类活动加剧,大气氮(N)沉降持续增加.氮沉降影响生态系统的碳(C)循环,尤其是喀斯特脆弱生态系统.喀斯特生态系统被认为是重要的碳库,为评估N沉降对其C组分的影响,通过收集整理截至2023年3月底已经发表的14篇英文文献,共460... 详细信息

近年来随着人类活动加剧,大气氮(N)沉降持续增加.氮沉降影响生态系统的碳(C)循环,尤其是喀斯特脆弱生态系统.喀斯特生态系统被认为是重要的碳库,为评估N沉降对其C组分的影响,通过收集整理截至2023年3月底已经发表的14篇英文文献,共460组实验数据,利用Meta分析研究方法,分析了不同水平的N添加对喀斯特生态系统土壤有机碳(SOC)及其组分[土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)和土壤易氧化有机碳(ROC)]的影响.结果表明:①N添加水平[≤50 kg·(hm^(2)·a)^(-1)、50~100 kg·(hm^(2)·a)^(-1)和>100 kg·(hm^(2)·a)^(-1),以N计]影响农田和森林土壤SOC及活性组分含量对N添加的响应.低N和高N添加显著提高了农田土壤SOC含量,中N添加则显著增加森林土壤SOC含量;高N添加增加农田土壤活性碳含量;中、低N增加森林土壤活性碳含量.②不考虑N添加水平时,N添加显著提高农田和森林土壤有机质(SOM)矿化,并增加农田土壤SOC含量;不同活性组分的响应存在差异,农田土壤POC和ROC含量增加,但DOC没有显著变化;森林土壤DOC和POC含量增加,但对MBC无显著影响.③农田和森林土壤SOC及其组分对N添加的响应比(RR)受不同环境因子的影响.在农田系统中,土壤SOC的响应比受年平均气温和土壤pH的影响,DOC响应比则受年平均气温、年均降水量及施N量的影响,POC响应比仅与施N量有关;在森林系统中,年平均气温、年均降水量和土壤pH显著影响土壤SOC的响应比,对DOC、POC和MBC响应比的影响不显著.上述结果表明,N添加有利于喀斯特农田和森林土壤SOC含量的增加,促进其土壤碳汇能力提升,但该效应受施N量的影响.研究结果为预测未来气候变化背景下喀斯特农田和森林生态系统土壤碳汇功能提供了科学依据.

关键词：氮添加喀斯特生态系统碳循环农田土壤森林土壤碳汇

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哺乳动物外泌体：分离纯化、临床应用与展望

中国生物工程杂志 2024年

作者：姜姗姗尹羽琪厉芊妤张靓语杨玫王永华云南大学生命科学学院云南大学生命科学研究中心

外泌体，作为细胞分泌的纳米级细胞外小囊泡，不仅在细胞间通讯中扮演重要角色，还携带多种生物活性物质，如核酸、蛋白质和脂质等，从而在机体的生理和病理过程中发挥关键作用。由于其内生性和生物相容性，外泌体在疾病诊断、生物标志... 详细信息

外泌体，作为细胞分泌的纳米级细胞外小囊泡，不仅在细胞间通讯中扮演重要角色，还携带多种生物活性物质，如核酸、蛋白质和脂质等，从而在机体的生理和病理过程中发挥关键作用。由于其内生性和生物相容性，外泌体在疾病诊断、生物标志物的发现以及治疗领域展现出独特的优势，尤其是与合成载体如脂质体和纳米颗粒相比。然而，外泌体的分离纯化效率低和靶向性弱等技术挑战限制了其在临床应用中的发展。本文综述了外泌体的起源、分类、以及现有的分离纯化技术，并对比了各种技术的优势和局限性。此外，本文还探讨了外泌体在疾病诊断和治疗中的应用，并展望了未来技术发展和临床应用的可能方向，旨在为外泌体的功能研究和临床应用提供新的视角和策略。

关键词：外泌体外泌体分离临床诊断靶向药物递送治疗

新疆西天山喇嘛苏铜锌矿床矽卡岩矿物学与还原性流体演化

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岩石学报 2024年第3期40卷 927-949页

作者：李文广申萍潘鸿迪中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029 长安大学地球科学与资源学院西安710054

喇嘛苏铜锌矿位于中亚成矿域西段,为新疆西天山地区相对较早发现的斑岩-矽卡岩铜锌矿床。本文对喇嘛苏铜锌矿矽卡岩和矽卡岩化大理岩中的矽卡岩矿物进行了岩相学及主微量成分分析,首次发现了喇嘛苏铜锌矿床发育的黑榴石和富钛钙铝榴石... 详细信息

喇嘛苏铜锌矿位于中亚成矿域西段,为新疆西天山地区相对较早发现的斑岩-矽卡岩铜锌矿床。本文对喇嘛苏铜锌矿矽卡岩和矽卡岩化大理岩中的矽卡岩矿物进行了岩相学及主微量成分分析,首次发现了喇嘛苏铜锌矿床发育的黑榴石和富钛钙铝榴石。对矽卡岩中发育震荡环带的钙铁榴石进行主量元素和电子探针mapping分析,发现钙铁榴石发育不均一的核部,环带部分表现为Al-Fe元素此消彼长的耦合震荡关系;对钙铁榴石从核部中央向边缘环带进行定向原位微量元素LA-ICPMS分析,发现∑REE表现为连续略有降低的趋势、δEu表现出震荡变化。黑榴石和富钛钙铝榴石表现为核幔结构,显示流体氧逸度的降低,流体从超常富集Ti转变为富集Ti。对富钛钙铝榴石进行原位微量元素LA-ICPMS测试,发现富钛钙铝榴石∑REE高于钙铁榴石(钙铝榴石:58.4×10^(-6)~408.4×10^(-6);钙铁榴石28.2×10^(-6)~108.7×10^(-6)),富钛钙铝榴石具有强烈正Eu异常(δEu=11.3~15.0),钙铁榴石和富钛钙铝榴石均表现为富集轻稀土而亏损重稀土。喇嘛苏铜锌矿中的原生辉石为透辉石,后经退蚀变流体交代发生Mg元素丢失和Fe元素富集,转变为次透辉石-铁次透辉石,随交代程度加深,进一步转变为铁角闪石,最后在退蚀变流体中直接沉淀出铁镁钙闪石。在背散射下,原生透辉石、次透辉石-铁次透辉石、铁角闪石、铁镁钙闪石表现为亮度不同的明暗结构。矽卡岩矿物的显微结构和主微量成分表明,蚀变流体为酸性和富Cl、REE、Ti的流体,蚀变阶段早期为氧化性流体,晚期为还原性流体。喇嘛苏铜锌矿流体中CH_(4)、C_(2)H_(6)等还原性物质、共生的磁黄铁矿-磁铁矿低氧逸度组合及还原状态矽卡岩矿物组合表明喇嘛苏铜锌矿可能为一还原性斑岩-矽卡岩铜锌矿。

关键词：还原性黑榴石富钛钙铝榴石核幔结构喇嘛苏铜锌矿

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