基于一篇关于植物激素调控葡萄果实发育的学术论文,将新知识的学习转换成小课题,引导学生沿着科学家的探究历程"重新"发现植物激素、研究生理作用以及激素间的相互作用,建立新旧知识的联系,有效建构知识体系,改变了陈述性知识教学的单调性,提升教学的探究性和有效性.

目的:基于生物信息学方法挖掘分析恶性胸膜间皮瘤（MPM）的差异表达基因，研究其在MPM中的预后价值及其在免疫治疗中的潜在作用。方法:于2022年1月，从GEO数据库下载数据集GSE51024，获得MPM（55例）和正常组织（41例）样本。利用R软件结合HMDD和miRNet数据库筛选MPM相关差异基因并确定共表达基因。对共表达基因进行富集和功能注释，使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络并确定关键基因。利用TRRUST、GEPIA数据库预测关键基因的转录因子及预后生存分析。使用TIMER分析关键基因和免疫细胞浸润程度的相关性。结果:共获得435个共表达基因，主要富集于细胞外基质组织、细胞黏附分子信号通路。结合PPI和TRRUST数据库，确定7个MPM预后相关的关键基因，其中细胞周期蛋白20（CDC20）、细胞周期检测点激酶1（CHEK1）、Zeste基因增强子同源物2（EZH2）、核糖核苷酸还原酶亚基M2（RRM2）、拓扑异构酶2A（TOP2A）、泛素样含植物同源结构域和环指域1（UHRF1）在MPM中的表达上调，周期调节蛋白A1（CCNA1）表达下调；CCNA1、CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A、UHRF1基因表达与MPM总体生存率有明显关联（ P<0.05）。CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A基因表达与B细胞、树突状细胞均呈正相关（ P<0.05），与中性粒细胞均呈负相关（ P<0.05）。 结论:CCNA1、CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A、UHRF1可能是MPM患者潜在的预后标志物，其表达可能与MPM肿瘤免疫相关。

白消安在造血干细胞移植(HSCT)预处理中发挥重要作用，但是其安全血药浓度范围狭窄，存在药物代谢动力学(PK)参数的高变异性，并且易受药物剂型、患者因素、药物间相互作用等多种因素影响。白消安PK参数变异性较高，可影响HSCT后移植物植入情况及相关并发症发生。由于儿童脏器发育不完善及体重不断变化等因素，白消安用药期间更加需要重视对其进行血药浓度监测。目前，关于儿童HSCT预处理方案中，白消安个体化用药及剂量调整的相关研究仍较少。笔者通过白消安PK参数的影响因素、白消安血药浓度与HSCT后移植物植入情况及相关并发症的关系，以及PK参数指导下的白消安剂量调整等，对白消安在儿童HSCT预处理中的研究进展进行综述，旨在为儿童HSCT预处理中白消安的临床应用提供参考。

传统的肿瘤培养模型包括二维肿瘤细胞培养和异种移植物模型，前者存在缺乏肿瘤异质性、模型失真等问题，后者存在建模成功率偏低、耗时长、价格贵等缺点。近年出现的体外三维(3D)培养模型可以较好地模拟体内肿瘤的空间结构与生长环境，保留肿瘤细胞的病理与遗传学特征，并反映肿瘤细胞间、肿瘤与微环境间的复杂相互作用，逐渐成为肿瘤机制研究、药物筛选和肿瘤个体化治疗的有力工具。球状体、类器官、微流控装置等3D肿瘤模型技术日渐成熟，共培养、3D生物打印、气液界面等新技术的应用使模型的仿真性进一步提高，一些模型可重建肿瘤微环境，一些模型甚至具有内源性免疫成分与微脉管系统。近年来，有学者将异种移植物模型与类器官技术相结合，构建了体内/体外配对的生物模型库，发挥出两种技术的优势，并可针对具有特定分子学特征的肿瘤进行个体化精准疗法研发。至今，上述技术已广泛应用于结直肠癌研究领域。作者团队目前研究采用结直肠癌患者来源的3D微肿瘤模型指导术后化疗药物选择，建模成功率高、药物筛选实验结果理想。相信随着相关技术的进步，3D肿瘤模型将在结直肠癌研究、药物研发与转化、疗法筛选及个体化治疗等领域发挥巨大作用。

植物叶片生态化学计量特征及其差异可以反映植物对环境的响应,是了解植物与环境相互作用的关键.特殊的天坑环境创造了良好的植物生长条件.为探究天坑植物的养分利用特征与环境适应性差异,揭示天坑森林植物适应机制,为天坑森林养分循环与群落构建理论研究提供基础数据,该研究对广西大石围天坑群坑内外植物叶片中碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)养分化学计量特征进行比较.采用相关性分析和冗余分析等统计方法研究植物各化学计量间的内在联系和环境对其的影响.结果表明:(1)与其他喀斯特地区植物以及全国陆地植物相比,研究区域内的36科55属64种植物叶片具有较低的C含量,较高的N、P、K、Ca、Mg含量和较低的C:N、C:P,表明天坑植物具有低固C、高养分积累、高生长速率与低养分利用效率的总体特征.(2)大石围天坑群植物叶片N:P平均值为16.65,N:K平均值为1.50,K:P平均值为10.10,表明天坑植物整体K富足而N、P养分受限.(3)显著性分析表明:不同位置、不同功能群植物养分含量与化学计量比存在显著差异,不同环境、不同类型植物养分吸收的策略不同.(4)相关分析表明:植物叶片各养分含量与化学计量比间存在较为显著的相关关系,植物叶片对不同养分的吸收具有一定的比例与协调关系.(5)对叶片化学计量特征影响因子的分析结果表明:土壤是影响叶片养分含量的关键环境因素.研究结果揭示了大石围天坑群植物养分利用特征、生境养分差异以及植物对环境的适应情况,为天坑森林生态系统养分循环与群落构建机制的探索提供了基础数据.

目前尚不清楚地表臭氧(O3)污染下植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用对森林地上和地下固碳功能的影响.采用开顶式气室装置和结构方程模型,研究4种O3浓度下欧美杨107(Populus euramericana cv.'74/76')的光合性状、叶和细根生化性状、土壤理化因子和土壤微生物群落特征对地上和地下生物量降低的直接和间接效应.结果表明,O3浓度升高(86 nmol/mol)分别导致杨树地上、地下和总生物量相比对照分别下降16％、11％和15％,对地上生物量降低的影响大于地下生物量.结构方程模型发现光合速率、叶淀粉和叶非结构性碳水化合物对地上生物量有直接的影响;表明O3主要通过影响植物的光合生理代谢过程对地上生物量积累产生直接作用.O3对地下生物量的影响是通过直接影响叶氮和土壤总碳,叶氮再影响叶淀粉从而间接影响地下生物量.土壤pH、总碳和土壤微生物(细菌和真菌群落)对地上产生直接效应,且O3对真菌群落的影响效应大于细菌群落,表明植物通过地下过程对O3的响应可直接反馈作用于生物量的积累和分配过程.本研究通过解析植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用为评估O3污染对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据.

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应.GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化.赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤霉素生物合成和分解代谢途径中起到复杂的调节作用.GA20ox(gibberellin 20 oxidase)、GA3ox(gibberellin 3 oxidase)和GA2ox(gibberellin 2 oxidase)均属于赤霉素氧化酶基因家族,GA20ox和GA3ox是赤霉素生物合成过程中的限速酶,而GA2ox是赤霉素分解代谢的关键酶,三者共同参与GA生物合成途径的调节,从而保障植物在生长发育以及与环境相互作用过程中对GA的需求.赤霉素氧化酶参与调控植物生长发育的多个阶段,受到外界环境和内源因素的精密调控,目前已经在拟南芥、水稻、杨树等物种中克隆表达,其在不同物种之间的功能存在差异.本文主要围绕GA20ox、GA3ox和GA2ox三种酶进行介绍,对植物赤霉素氧化酶的特性、时空表达进行了阐述,并重点总结了赤霉素氧化酶的功能及其研究进展,以期为今后系统开展赤霉素氧化酶基因功能研究提供理论依据.

森林粗木质残体主要包括倒木、枯立木、大枯枝、树桩和粗根等,它们是绝大多数森林生态系统的结构性成分,在全球碳循环和生物多样性保育等方面发挥着不可替代的作用.特别是近些年,极端高温、干旱、热带气旋等极端气候事件正在加速树木死亡,改变森林粗木质残体形成的方式和分解过程,森林生态系统功能和稳定性也会受到深刻影响,生态学家对此也越来越重视.如今,生态学家通过野外观测和控制实验,围绕粗木质残体的分解特征、调控机制和分解过程中粗木质残体上的生物多样性开展了大量研究,促进了粗木质残体生态学的快速发展.该文首先汇总了最常见的用于森林粗木质残体分解过程的研究方法,并且描述了各研究方法适用的情景.其次,从形态、物理和化学性状方面探讨了粗木质残体的分解特征.然后,围绕着影响森林粗木质残体分解的控制因素,系统梳理和总结了已取得的研究结果.具体来说,粗木质残体分解主要受到基质质量、分解者和环境条件的调控,其中基质质量和分解者在样点尺度上影响着分解过程,基质质量对分解者群落有自下而上的调控作用,环境条件在区域或更大研究尺度上发挥主导作用.粗木质残体在分解的同时孕育了数量巨大、种类丰富的生物,主要类群包括苔藓类附生植物、细菌、真菌和无脊椎动物.无脊椎动物对森林粗木质残体的利用方式最为复杂,可能将其作为栖息地、掩蔽所、繁殖地、取食场所.附生植物的演替过程与分解时间正相关,但与腐烂程度联系不紧密,其他生物类群的演替则更多地受到基质质量的影响.由于以往的综述鲜有涉及不同结构组分(树皮和木质部)分解的研究进展,该文补充和探讨了树皮和木质部的分解特征和潜在的相互作用过程.由于粗木质残体分解缓慢的特点和研究方法的限制,目前许多机理的相关研究仍不够深入,该文围绕粗木质残体分解机制和生物多样性保育功能探讨了未来需要重点关注的研究内容及可能的研究方法.

在"其他植物激素"一节中,以"赤霉素"为例,回顾科学史,创设问题情境,引导学生通过设计、分析实验,从分子水平探究激素作用的机制并联系生产生活实际,理解激素之间的相互作用,在课堂教学中从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个维度落实生物学学科核心素养.

艾伦尤力克是尤力克柠檬的一个芽变品种,结果性状优良,但冬季落叶严重,影响翌年产量,且其落叶的响应机制目前尚不清楚.为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制,以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种艾伦尤力克和云柠1号为材料,分别于落叶前期(E24)、落叶中期(E48)和落叶后期(E72)采集叶柄离区,通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因.分析表明,落叶前期、落叶中期和落叶后期分别获得1400个、2466个和935个差异表达基因,其中落叶中期的差异基因数量最多.GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性以及对氧化应激的反应、细胞葡聚糖代谢过程、葡聚糖代谢过程、细胞外围、细胞壁等相关基因在这3个时期品种间均表现出显著差异.KEGG分析表明,落叶中期富集的差异基因数及相关代谢途径最多,主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路.植物等途径,通过对以上4个途径的差异表达显著的基因进行分析,最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白、吲哚乙酸诱导蛋白、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶、发病相关基因转录激活因子AP2和发病机制相关蛋白等13个基因,这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关.qRT-PCR验证这些基因的表达与转录组数据相一致.以上结论丰富了柠檬叶片脱落相关研究,为柠檬落叶候选基因筛选、落叶途径解析提供可靠数据.