近年来,中国大陆植物生物学的研究取得了举世瞩目的进展,这直接体现在过去15年间一些主要植物专业杂志和综合性学术刊物上发表论文的数量.中国植物学研究之所以能够取得如此辉煌的成就,一方面是得益于早期中国植物学研究所奠定的基础,另一方面则应归功于中国改革开放政策的实施.通过描述中国的一些代表性研究机构的发展历程,以及总结它们在水稻和拟南芥两大植物研究领域中所取得的突破,我们清晰地看到了中国植物学研究的光辉前景,但是挑战依然存在.
当前我国部分地区农业污染日益呈现立体性、多向性和复杂性的趋势,已经成为制约农业可持续发展的重要因素.综合防治农业污染,不仅需要技术支撑,还需要经济制度和政策措施的配套.利用现代化供应链生产、采购、销售、消费农产品,可以在农业生产过程中引导合理科学地使用化肥、农药等投入品,从而提高了农产品质量,又减少了对环境的污染,促使农业生产从粗放型向集约型转变,为建设现代农业与和谐社会服务.
食物的生产和消费是农业生态系统的精髓,它决定性地作用于农业生态系统的结构和功能,也作用于生存环境,农业活动主要是建造和利用食物系统.健康的食物系统,使生态系统可能持续发展,生产力成倍增长,可兼顾生态和生产双重效益,是食物安全的保证.增加动物性食物,减少对植物性食物,尤其是谷物的依赖,是我国与全球食物系统调整的方向.其中,合理利用天然草地,大力发展栽培草地或实行草田轮作,发展草食家畜,减缓对耕地资源的掠夺性利用,是完善食物系统的必然途径.
农业微生物产业是转变“二维结构”传统农业为动物、植物、微生物资源并重的“三维结构”的新型农业,具有拓展农业功能、培植新型产业等特点,可有效缓解我国粮食需求、资源短缺、生态环境污染等压力,建议国家将发展农业微生物产业列入科技发展、产业发展的重要战略,重点加强农业微生物资源收集与评价、农业微生物产业技术创新和农业微生物产业科技体系建设.
2006年8月,全球第一个通过乳腺生物反应器生产的药物ATryn批准上市,这标志着转基因技术在动物农业和生物医药产业的发展进入到一个新的黄金时期.作者从转基因技术的发展状况入手,综述了国内外利用转基因技术应用于改良家畜的研究历史、现状和产业化进展.动物克隆技术的发展不仅极大提高了转基因效率,同时还为家畜基因敲除和定点整合提供了新的途径;转基因动物在药物生产、疾病模型、干细胞治疗和异种器官移植等方向研发速度正在加快;近年来,在转基因动物育种领域,肉质、生长速度等重要生产性状的转基因改良也取得了突破.另一方面,国际上对转基因动物研究及其利用的生物安全性评估也日臻完善.显然,转基因动物产业正在初露端倪,其必将对人类社会发展产生重要的影响.
棉花是我国最重要的经济作物之一,抗虫棉的研制成功与大规模产业化在保障我国植棉业的稳步发展、促进棉纺工业的快速增长、保护环境、增加农民收入和促进农业可持续发展方面作出了重要贡献.作者回顾了国产转基因抗虫棉从单价、双价到融合研究的重要历程,介绍了国产抗虫棉产业化的突出成绩,并对抗虫棉的深化研究、育种技术等作出展望.
蛋白质的磷酸化是一种最重要的蛋白质翻译后修饰方式之一.蛋白质的磷酸化和去磷酸化在生命过程中起着关键的调节作用.当前,磷酸化蛋白质组学的主要研究内容包括鉴定磷酸化蛋白、定位磷酸化位点、定量磷酸化水平,进而揭示磷酸化和去磷酸化在生命过程中所起的生物学功能.在介绍植物磷酸化蛋白组学的研究方法及目前进展的基础上,展望了植物磷酸化蛋白组学的研究前景.
耐辐射球菌是迄今为止发现的最耐辐射的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物.根据国内外实验室和本实验在耐辐射球菌研究上取得的最新研究成果,本文从该细菌的结构特征、分子防御机制、重要修复基因、基因组学和蛋白质组学等方面综述了耐辐射球菌在DNA修复机制方面取得的进展,探讨了未来揭示该细菌独特高效的DNA修复分子机理可能采取的途径.
采油废水和含油固体废弃物的排放,在一些区域造成了严重的土壤石油污染.经济而无二次污染的微生物石油污染土壤治理技术具有难以比拟的优势,其实质是通过对石油污染土壤微生物群落进行定向调控,充分发挥功能微生物的石油污染治理作用,强化对石油烃类污染物质的转化,从而达到石油污染治理和污染土壤修复的目的.
豆类中存在单宁、植酸、蛋白酶抑制剂等抗营养因子.长期以来,它们被看作阻碍膳食营养吸收和影响身体健康的不利因素.近期营养和流行病学研究表明,豆类的摄入与一些慢性病的发生呈现负相关性,这可能与其含有的抗营养因素有关.研究证明,某些抗营养因素具有抗氧化、抗肿瘤和控制血糖等活性,从而帮助机体预防各种慢性疾病.本文综述了豆类中几种抗营养因子的主要保健作用及其在膳食中的安全性,以及对于预防慢性疾病和癌症的意义.
大豆是我国的传统食品,营养丰富,并且含有多种生物活性物质.大豆皂甙由皂甙元和低聚糖构成,由于组成大豆皂甙的甙元和多聚糖的种类不同,大豆皂甙具有多种生物学和药学性质,如降低血脂、抗癌、抑制血小板凝聚、抗病毒等作用.本文总结了近年来有关大豆皂甙的一些研究进展,包括大豆皂甙的成分、含量、性质、作用机理及分析检测方法等,展望了开发利用大豆皂甙的前景.
以我国黄淮海冬小麦主产区为研究地点,以EOS-MODIS数据为主要数据源,针对不同作物生长时期,采用植被供水指数与土壤热惯量两种方法,结合地面观测数据建立以土壤水分为基础的旱情遥感监测指标体系,并对2006-2007年度冬小麦生育期的旱情进行了监测,结果表明,遥感旱情变化趋势与地面监测结果较为一致,进一步说明了植被供水指数与热惯量方法在区域旱情遥感监测中的潜力.
针对常规植物组培存在的问题,从植物无糖组培实用化角度出发,研制了带有新型CO2施放装置的180 L植物无糖组培容器及其环境控制系统,采用小流量控制、三通阀调节和PWM控制方式,实现了对CO2浓度的精确控制,控制精度达到±50 μmol·mol^-1;采用穴盘覆膜与气体循环吸附相结合的方式实现了对容器内相对湿度的自动控制,控制精度达到±22%.通过圆叶海棠的无糖组培的试验,结果表明,该系统对组培苗的生长环境和生理品质的提高具有显著的促进作用.
16S rRNA对于构建功能性核糖体是十分重要的,人们普遍将其作为原核生物进化中保守的系统发育标志.为了进一步研究16S rRNA的进化,本文将Escherichia coli中最后一个拷贝的16S rRNA基因替换为Bacillus subtilis的16S rRNA 基因,得到了菌株SQ110BSX.菌株SQ110BSX的代时与出发菌株SQ110基本一致,但是SQ110BSX表现出冷敏感性,而且rRNA/蛋白比值为SQ110的148%.实验结果表明,菌株SQ110BSX中的核糖体效率明显下降.由于E.coli和B.subtilis在遗传距离上较远,两者的可替换性证明了16S rRNA的高度保守性.
采用RACE技术首次报道从产紫杉醇物种山榛中克隆出异戊烯焦磷酸异构酶基因（命名为CgIPI, GenBank登录号为EF553533）,该基因全长为1 196 bp,其中编码区为891 bp,编码一个由296个氨基酸组成的蛋白质.推导出的CgIPI氨基酸序列与其他植物IPI有很高的同源性.Southern blot分析表明,CgIPI基因属于一个小的多基因家族.RT-PCR分析表明,CgIPI基因在根、茎和叶中都表达,且在根中表达最高.该基因的克隆和特征分析将有助于在分子水平上更深入地了解IPI在紫杉醇生物合成中的作用.
以我国批准进口用作加工原料的6种转基因玉米为材料,根据其外源基因、载体构建及插入位点,应用6对特异性引物及35S、NOS引物,设计并优化了复合PCR反应体系,对其进行转基因成分检测.同时尝试利用复合PCR与DNA芯片相结合,对不同转基因玉米混合样品进行检测,探索建立转基因事件快速检测和确认方法.
有机磷化合物在农业生产中作为杀虫剂被广泛使用,在使用的同时也造成大面积的污染.本研究在烟草中表达细菌来源的有机磷降解酶基因ophc2,将有机磷降解酶分泌到植物体外,希望通过植物根系降解环境中的农药残留.构建了植物表达载体,包含CaMV 35S启动子序列、extensin序列、有机磷降解酶编码基因ophc2和nos终止子序列,命名为pBI-E-opphc2.胡萝卜extensin 基因的信号肽序列引导ophc2基因表达产物分泌到胞外.经过农杆菌介导的叶盘转化法转化烟草（Nicotiana tabacum cv. Xanthi）,共获得101株转化植株,PCR检测证实有80株含有目的基因片段.从80株中随机挑选60株经western杂交检测,有24株呈阳性.酶活性测定实验结果表明,转基因植株可以释放有机磷降解酶到培养基中,并且具有有机磷水解酶活性.对于转基因植物降解培养介质中和吸入植株中的有机磷农药的实际效果将在以后报道.
多糖污染是从田间水稻叶片和未成熟种子等高含糖组织中提取高质量RNA的主要限制因素.我们介绍一种简单经济的RNA提取方法,它适合从水稻叶片和未成熟种子这些富含多糖 的组织中提取总RNA.这种方法可以克服产率低和质量低的问题.RNA提取后经过电泳和分光光度计分析结果表明,每克水稻组织总RNA产率在520 μg到800 μg之间,OD260/230比值大于2.0,OD260/280比值大于1.9.提取的RNA可以用于体外反转录cDNA、mRNA分离和基因表达系列分析（serial analysis of gene expression,SAGE）库的构建.
实验旨在探讨供体细胞培养代数及其所处的细胞周期对异种核移植效率的影响.以经Hochest33342染色后去核的牛卵母细胞为受体,以处于不同细胞周期的不同代数的人成纤维细胞为供体,采用电融合方法构建重构胚,6-DAMP和乙醇激活重构胚,SOFaa培养液中培养.第20代细胞非饥饿组的融合率、发育率显著低于第20代饥饿组（P＜0.05）,极显著的低于第8代细胞的饥饿组和非饥饿组（P＜0.01）,而8-细胞胚胎率,囊胚率4组间无显著差异.结果表明,饥饿处理对于培养代数低的细胞来说可能是非必要因素,但对于高代次细胞则是提高核移植效率的必要步骤,饥饿处理可使核移植融合率和发育率显著的提高.
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