目的:高通量测序分析日本血吸虫童虫的微小RNA（microRNA，miRNA），鉴定已知miRNA的表达水平，预测分析miRNA靶基因及其生物学功能。方法:体外制备日本血吸虫童虫，提取童虫的总RNA构建文库进行Illumina高通量测序。采用DEGseq R语言包，结合perl脚本进行miRNA表达量的差异分析；分别利用miRanda、Blast软件和KEGG数据库对差异miRNA进行靶基因及其生物学功能预测。结果:构建文库中，日本血吸虫童虫表达的miRNAs与最新miRBase数据库比对结果显示，共有38 483条匹配序列，鉴定到已知miRNA 60个；其中，sja-miR-125b表达量最高，其次为sja-miR-61、sja-miR-71a、sja-miR-36-3p和sja-miR-10-5p，上述5种miRNA表达量占总miRNA的91%（3 263/3 585）。共预测到靶基因7 176个，基因功能集中在核苷酸转移酶活性、细胞氮复合代谢、分子功能、生物学过程、生物合成、等离子体膜及蛋白质成熟；功能富集分析显示，高表达的miRNA主要参与致病过程、生物进展及多条代谢途径通路。结论:日本血吸虫童虫显著表达的miRNA参与了血吸虫分化、生长发育和致病过程中的代谢途径调节，为研究血吸虫发育调控机制及新药物开发奠定了基础。

目的:探讨细胞色素P450 1A1（CYP1A1）对脂多糖（LPS）诱导巨噬细胞生成一氧化氮（NO）的影响及作用机制。方法:采用10 mg/L的LPS诱导野生型C57BL/6小鼠原代腹腔巨噬细胞（PMs）建立炎症反应模型，检测细胞中CYP1A1的mRNA和蛋白表达。体外培养CYP1A1过表达小鼠巨噬细胞株RAW264.7（CYP1A1/RAW），用10 mg/L的LPS刺激细胞，并设阴性对照细胞株（NC/RAW），检测细胞中激活蛋白-1（AP-1）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的蛋白与mRNA表达以及细胞上清中NO含量。体外培养RAW264.7细胞，用10 mg/L的LPS和100 nmol/L的12（S）-羟基二十碳四烯酸〔12（S）-HETE〕单独或联合刺激RAW264.7细胞，并设空白对照组，检测细胞中iNOS mRNA表达及细胞上清中NO含量，观察CYP1A1对LPS诱导巨噬细胞生成NO的影响是否与于其代谢产生的12（S）-HETE有关。体外培养CYP1A1过表达同时羟基化酶活性突变的RAW264.7细胞（CYP1A1m/RAW），用10 mg/L的LPS刺激细胞，并设CYP1A1/RAW细胞对照组，检测细胞中iNOS mRNA表达及细胞上清中NO含量，观察CYP1A1羟基化酶活性是否参与CYP1A1对LPS诱导巨噬细胞NO生成的调控。结果:与磷酸盐缓冲液（PBS）对照组比较，LPS刺激2 h起小鼠PMs细胞中CYP1A1 mRNA表达即明显升高，并持续至12 h到达峰值〔CYP1A1 mRNA（2 -ΔΔCt）：6.41±0.98比1.00±0.00， P<0.05〕，6 h CYP1A1蛋白表达也显著增强，并在24 h达高峰，说明LPS诱导巨噬细胞炎症反应时CYP1A1表达水平发生变化。与NC/RAW+LPS组相比，CYP1A1/RAW+LPS组细胞中iNOS mRNA表达及NO的生成均显著增加，分别于12 h和24 h达峰值〔12 h iNOS mRNA（2 -ΔΔCt）：54.42±8.21比24.22±3.89，24 h NO（μmol/L）：66.52±4.09比41.42±2.09，均 P<0.05〕，同时iNOS蛋白和AP-1磷酸化亦明显增强，说明CYP1A1可能通过促进AP-1活化和iNOS表达增加，从而使NO生成增多。给予LPS单独或联合12（S）-HETE刺激RAW264.7细胞后，细胞中iNOS mRNA表达和NO的生成并无明显改变，12（S）-HETE+LPS组与LPS组相比差异无统计学意义〔12 h iNOS mRNA（2 -ΔΔCt）：34.24±4.07比34.35±4.01，24 h NO（μmol/L）：44.02±3.14比44.56±3.21，均 P>0.05〕，说明CYP1A1对NO生成的调控作用可能并不是通过12（S）-HETE而实现的。与CYP1A1/RAW+LPS组相比，CYP1A1m/RAW+LPS组细胞中iNOS mRNA表达及NO的生成差异无统计学意义〔12 h iNOS mRNA（2 -ΔΔCt）：52.11±6.84比50.21±5.19，24 h NO（μmol/L）：60.42±4.14比52.01±5.12，均 P>0.05〕，说明CYP1A1对NO的调控与其羟基化酶活性无关。 结论:LPS可显著上调巨噬细胞中CYP1A1表达水平。CYP1A1过表达可通过活化AP-1/iNOS通路促进活化的巨噬细胞生成NO，这种作用与其羟基化酶活性及代谢产物12（S）-HETE无关。

氧化石墨烯(GO)作为一种新型纳米材料已经应用于不同领域,但作为叶面肥在农业领域的应用较少.本研究通过盆栽试验,分析了始花期叶面喷施0(CK)、50(T1)、100(T2)、150(T3)和200 mg·L-1(T4)GO对芸豆植株形态建成和碳氮代谢的影响,以明确叶面喷施GO的生理效应.结果表明:T1～T4处理可不同程度地提高芸豆干物质积累量、光合色素含量和可溶性糖含量,较CK分别显著提高40.7％～43.4％、10.4％～80.7％和6.4％～9.1％,且T3处理影响效果最佳.与CK相比,T3和T4处理下蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶和中性转化酶活性分别显著增加25.7％～45.5％、17.4％～28.6％和14.7％～20.1％,T2和T3处理下硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性分别显著增加8.1％～15.2％、11.5％～25.0％和89.7％～93.1％.综上,芸豆始花期叶面喷施适宜浓度的GO可增加光合色素含量,提高植株光合碳、氮代谢水平,进而促进干物质积累,本研究中T3(150 mg·L-1)处理的作用效果最好.

[目的]镰刀菌根腐病是世界范围内大豆生产上最具破坏性的土传病害之一,为获得对禾谷镰刀菌Fusarium graminearum具有较好拮抗效果的生防菌株.[方法]从健康大豆根际土壤分离细菌,平板对峙法筛选拮抗菌株,通过形态观察、生理生化特性、胞外酶活性及促生特性对菌株进行鉴定分析,采用盆栽试验进一步测定菌株生防及促生效果.[结果]筛选出的 4 株芽孢杆菌和 1 株假单胞杆菌对F.graminearum的抑菌率均达到 60%以上,对F.oxysporum,F.solani,F.longifundum以及 F.equiseti也均有一定的抑制作用,其发酵液及挥发代谢物均会影响F.graminearum的生长.5 株拮抗菌具有产蛋白酶、纤维素酶以及葡聚糖酶的活性,解磷、解钾、固氮以及产铁载体的能力.综合以上测试结果,菌株 20-8 具有较强的抑菌及大豆促生效果.根据形态特征及 16S rRNA序列分析,将菌株 20-8 鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis).该菌株的发酵上清液可以破坏F.graminearum菌丝体结构,无细胞发酵上清液可以显著抑制孢子萌发.室内盆栽防效测定结果表明,20-8 的稀释发酵液对F.graminearum引起大豆根腐病的防效可达 46.08%,并且促进大豆植株生长.[结论]筛选鉴定的暹罗芽孢杆菌 20-8 具有解磷、解钾、固氮以及产铁载体及多种胞外酶功能,其稀释发酵液具有较强的抗真菌活性及大豆促生能力,菌株 20-8 可以用于防治F.graminearum引起的大豆根腐病.

[目的]探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响.[方法]以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异.[结果]与CK相比,NW土壤中有效磷以及BF土壤中全氮含量显著提高;3 种覆盖下土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著降低,但PM土壤的蛋白酶、BF的酸性磷酸酶活性显著提高.与CK相比,PM土壤的放线菌数量减少;NW的细菌数量增多,放线菌减少;BF土壤的真菌和细菌数量增多,放线菌减少.16S测序表明 3 种覆盖的细菌菌群多样性均低于CK,其中BF的菌群丰度相对最高.与CK相比,PM、NW、BF土壤共筛选到 17 种显著差异代谢物,主要包括糖类、有机酸、含氮化合物和醇类代谢物,3 种覆盖处理中BF土壤的糖类代谢物积累最高.CCA分析表明,pH影响土壤菌群结构发生分异,土壤养分、酶活性与细菌群落结构存在正相关.[结论]3 种覆盖处理中NW有利于维持营养生长期菠萝园土壤相对稳定的微生态环境.

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程.然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏.以杉木1年生幼苗"洋061"为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82 μmol m-2 s-1、30％遮荫(T1)光强856.31 μmol m-2 s-1、55％遮荫(T2)光强 542.68 μmol m-2 s-1、70％遮荫(T3)光强 382.08 μmol m-2 s-1、85％遮荫(T4)光强 219.56 μmol m-2 s-1,比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响.结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异.与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性.冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61％,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大.综上所述,30％-55％遮荫即光照强度为542.68-856.31 μmol m-2 s-1是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关.

目的 本研究旨在探讨具有交替氧化酶(AOX)抑制活性的中药单体分子没食子酸和氯硝柳胺的联合灭螺效果及其灭螺机制.方法 阴性钉螺采自湖北省公安县,随机分为7组,空白对照组(H2O),实验组分别为氯硝柳胺(N1组:0.06 mg/L,N2组:0.1mg/L)和没食子酸(G1组:0.8 g/L,G2组:1.6 g/L)单独使用,及联合使用(M1组:0.06 mg/L氯硝柳胺+0.8 g/L没食子酸,M2组:0.06 mg/L氯硝柳胺+1.6 g/L没食子酸).检测各组钉螺经药物浸杀12、24和48 h后的存活率,液氮包埋后切片并染色,光学显微镜下观察并定量分析,检测钉螺软体切片中细胞色素C氧化酶(CCO)和乳酸脱氢酶(LDH)的相对酶活力值,以平均光密度值表示.钉螺匀浆后离心、取上清,DCFH-DA探针共孵育,用BCA蛋白定量试剂盒测定总蛋白含量,多功能酶标仪检测荧光强度,ROS值以样品测得的荧光强度(FI)除以蛋白质浓度(μg)的值表示,用总超氧化物歧化酶(SOD)活性检测试剂盒测定SOD水平.钉螺死亡率的差异分析采用卡方检验;CCO活性和氧化应激水平的数据用Levene's Test确定方差齐性后,用Tukey HSD的多重比较方法进行不同组间的两两比较.结果 G1和G2组浸杀后未表现出显著的灭螺效应.M1组和M2组在浸杀48 h后的钉螺死亡率分别达到70.0％(56/80)和84.2％(101/120),均高于N1组(44.4％,32/72)(x2=9.13、32.52,均P＜0.05);与N2组相比,钉螺死亡率差异均无统计学意义(x2=0.11、2.58,均P＞0.05).N1和N2组钉螺的LDH活性呈下降趋势;M1组和M2组钉螺体内CCO和LDH活性均降低(均P＜0.05),48 h后M1组的LDH活性在肌肉组织和肝脏分别为0.152±0.002和0.172±0.016,CCO活性分别为 0.180±0.022 和 0.335±0.014;M2 组的 LDH 活性为 0.166±0.008 和 0.173±0.022,CCO 活性为 0.199±0.009 和0.294±0.015,与空白对照组 LDH 活性(0.229±0.006 和 0.227±0.010)、CCO 活性(0.259±0.008 和 0.428±0.024)的差异均有统计学意义(均P＜0.05).M1组在处理后24 h的SOD活性为(5.56±0.91)UI/g,高于空白对照组的(5.26±0.08)UI/g(P＜0.05);M2组的SOD活性在处理后12、24和48 h呈现先升高后降低的趋势[(2.40±0.45)、(8.14±0.15)、(1.60±0.21)UI/g],与空白对照组在相应时间点的(3.54±0.94)、(5.26±0.08)、(5.10±0.87)UI/g相比,变化趋势显著(均P＜0.05).M1组在处理后24h和48h的ROS水平分别为(1 619.00±168.25)FI/μg和(1 866.65±211.79)FI/μg,M2组在48 h后的ROS水平达到(2 451.29±195.91)FI/μg,均高于空白对照组在相应时间点的(802.37±114.69)、(1 393.81±86.12)FI/μg(均P＜0.05).结论 没食子酸显著增强了低浓度氯硝柳胺的灭螺效果,其灭螺机制为通过阻断AOX的代偿上调,进一步加重了钉螺能量代谢失衡和氧化应激压力.

目的 利用高通量mRNA测序和生物信息学技术探讨分次低剂量电离辐射(low dose ionizing radiation,LDIR)诱导人支气管上皮(human bonchial epithelial,HBE)细胞衰老中差异表达mRNA及相关生物学过程与通路.方法 分别采用0、50、100、200 mGy剂量辐照HBE细胞7次结束后24和48 h收集细胞,检测衰老相关β-半乳糖苷酶活性和衰老相关分泌表型基因mRNA和蛋白表达水平,采用高通量测序筛选差异表达基因进行基因本体学(GO)和京都基因与基因组大百科全书(KEGG)分析.结果 分次低剂量辐照HBE细胞衰老阳性面积呈剂量依赖性增加(P＜0.05).与对照组相比,辐照结束后24和48 h,100 mGy × 7和200 mGy × 7组转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)与基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein-9,MMP-9)基因mRNA水平与蛋白表达均增加.高通量测序显示,与对照组相比各剂量组差异表达mRNA分别有882个、475个和1205个.GO分析表明,各剂量组差异表达mRNA主要富集在细胞周期调节、氮化合物代谢过程的调控、对刺激反应的调节和细胞分裂等生物过程.KEGG分析显示,差异表达mRNA主要富集在细胞周期、细胞衰老、铁死亡等通路.结论 分次LDIR可诱导HBE细胞衰老,衰老细胞中差异表达mRNA相关生物学过程和通路与细胞周期、细胞衰老等有关.

氮(N)是控制植物结构和功能以及维持生态系统稳定的重要营养元素之一,外源输入氮素的有效性及形态的差异对植物的生长发育和生理特征产生显著的影响.由于全球气候变化和人类活动的干扰,大气氮沉降量日益增加,氮形态也发生改变,严重破坏植物的正常生长和生态系统的平衡稳定,已成为研究学者关注的热点问题.本文综述了不同氮输入水平和形态对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性等方面的影响,归纳出:①适量氮输入能促进植物生长、光合作用和养分吸收能力,但当超出植物承受的阈值后,则对其产生抑制作用;②由于植物对氮素形态吸收偏好的差异,铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性的影响效果不同,且适宜铵硝配比相较于单一某种氮素添加对大多数植物的促进作用更显著.提出未来的研究方向应着重考虑4个方面:①开展大尺度的长期监测控制实验;②利用分子生物学技术深入探究氮形态对植物影响的微观机理;③重点关注土壤根际环境对植物根系氮素吸收的影响;④综合分析氮输入与其他环境因子的交互作用,准确评估典型植物种群动态及群落结构变化.本研究为探究外源氮输入下植物生长生理机制和实现植物生产系统的可持续性提供理论参考.

以丝状产油微藻段殖黄线藻(Xanthonema hormidioides)作为实验材料,经过低温(5℃)预处理后的藻种与常温(25℃)条件下的藻种进行对比实验,研究段殖黄线藻在不同温度(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃)和高、低氮浓度(18和3 mmol/L)条件下的生长和油脂积累及低温(5℃)对这两种状态下的藻种光合活性和抗氧化酶系统的影响.结果显示:低温预处理后的段殖黄线藻在各温度下积累的生物量要高于常温条件下的段殖黄线藻,在15℃时可达到最高生物量为10.1 g/L,20℃条件下可获得最高油脂和脂肪酸绝对含量,分别占干重的64.20％和49.05％(3 mmol/L),蛋白质含量在15℃时达到最高为43.5％(18 mmol/L),总碳水化合物则基本维持在10％-25％.5℃下段殖黄线藻对光的利用率(a)及最大电子传递速率(ETRmax)均受到明显抑制,低温预处理后的段殖黄线藻叶绿素a含量、Fv/Fm和Fv/Fo值均在第9天后超过常温实验组,最高分别可达9.98 mg/g、2.99和0.75(3 mmol/L).与常温实验组相反,低温预处理后段殖黄线藻在5℃下ETRmax和对强光的耐受能力(IK)均有所升高.此外,低温预处理后段殖黄线藻超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的最大活性可达65.6和0.56 U/mg protein,均显著高于常温段殖黄线藻(P＜0.05).综上,低温预处理后的段殖黄线藻生长和代谢产物的积累更具优势,并且在低温适应性、光合效率及抗氧化应激方面的能力也得到显著提升.