目的 从内源性代谢物变化途径探讨金水尘肺方改善二氧化硅(SiO2)诱导的矽肺纤维化的作用机制.方法 将 32 只SPF级雄性SD大鼠按随机数字表法分为正常对照组、模型组、金水尘肺方组(9.72 g·kg-1·d-1)、汉防己甲素组(27 mg·kg-1·d-1).采用一次性非暴露式气管滴注SiO2 混悬液(250 mg/kg)的方法制备矽肺模型大鼠;制模后 5～8 周给予相应药物灌胃.第 8 周末,检测各组大鼠用力肺活量(FVC)、潮气量(TV)以及肺动态顺应性(Cydn)的变化;采用苏木素-伊红(HE)染色、马松(Masson)染色观察各组肺组织病理学改变,并采用Szapiel评分标准和Ashcroft评分标准评价病灶肺泡炎、纤维化程度;采用免疫组化法检测Ⅰ型胶原蛋白(COLⅠ)、Ⅲ型胶原蛋白(COLⅢ)的阳性染色;采用蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)检测肺组织转化生长因子-β1(TGF-β1)、纤维连接蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的蛋白表达水平.进一步采用超高压液相色谱串联四级杆飞行时间质谱联用(UPLC-Q-TOF-MS)技术对大鼠血清样本进行差异代谢物筛选,并基于代谢分析网站MetaboAnalyst 5.0 进行通路分析.结果 与正常对照组比较,模型组大鼠肺组织出现明显病理学损伤,表现为肺泡结构完整性被破坏,纤维结节包裹SiO2 颗粒,肺泡炎评分和肺纤维化评分均明显升高[肺泡炎评分(分):2.62±0.27 比 0.20±0.15,肺纤维化评分(分):5.42±0.66 比 0.50±0.84,均P＜0.01],肺功能指标Cydn、FVC和TV均明显降低[Cdyn(mL/cmH2O):0.26±0.03 比 0.33±0.03,FVC(mL):8.09±0.47 比 10.99±0.38,TV(mL):1.95±0.19 比 2.53±0.26,均P＜0.01];肺组织COLⅠ、COLⅢ阳性染色和α-SMA、FN、TGF-β1 的蛋白表达水平均明显升高[COLⅠ(A值):13.47±1.76 比 5.77±0.45,COLⅢ(A值):10.39±0.47 比 6.19±0.77,FN蛋白表达(FN/GAPDH):0.33±0.02 比 0.21±0.07,α-SMA蛋白表达(α-SMA/GAPDH):1.78±0.16比1.11±0.24,TGF-β1蛋白表达(TGF-β1/GAPDH):0.52±0.10比0.11±0.46,均P＜0.01].与模型组比较,金水尘肺方组和汉防己甲素组肺组织病理形态明显改善,肺泡炎和肺纤维化评分明显降低[肺泡炎评分(分):1.10±0.15、1.33±0.31 比 2.62±0.27,肺纤维化评分(分):3.50±0.45、4.33±0.98 比 5.42±0.66,均P＜0.01];肺功能指标Cydn、FVC、TV均明显升高[Cdyn(mL/cmH2O):0.32±0.05、0.31±0.04 比 0.26±0.03,FVC(mL):9.41±0.85、8.70±0.92 比 8.09±0.47,TV(mL):2.70±0.19、2.27±0.15 比 1.95±0.19,均P＜0.05];肺组织COLⅠ、COLⅢ阳性染色和FN、α-SMA、TGF-β1 蛋白表达均明显降低[COLⅠ(A值):7.09±0.67、8.13±0.64 比 13.47±1.76,COLⅢ(A值):8.19±0.66、8.52±0.22 比 10.39±0.47,FN蛋白表达(FN/GAPDH):0.19±0.06、0.24±0.03比0.33±0.02,α-SMA蛋白表达(α-SMA/GAPDH):0.89±0.41、0.88±0.08比1.78±0.16,TGF-β1蛋白表达(TGF-β1/GAPDH):0.04±0.03、0.06±0.01比0.52±0.10,均P＜0.05].代谢组学分析显示,正常对照组、模型组、金水尘肺方组之间鉴定的主要差异代谢物共有 10 种,包括花生四烯酸、棕榈酸、吲哚-3-乙酸、丙酰肉碱、(S)-4-羟基扁桃腈、萘啶酮酸、苯佐卡因、芦竹碱、4-乙基苯酚、N-苄基甲酰胺.金水尘肺方可回调矽肺大鼠的部分异常代谢,包括不饱和脂肪酸的生物合成、花生四烯酸代谢、色氨酸代谢、脂肪酸伸长率、脂肪酸的降解与生物合成.结论 金水尘肺方可以有效改善SiO2 诱导的矽肺纤维化,其作用机制主要与调节不饱和脂肪酸的生物合成、花生四烯酸代谢、色氨酸代谢、脂肪酸伸长率、脂肪酸的降解与生物合成有关.

目的 基于高泌乳素血症探讨麦芽总生物碱中几个已知的浓度较高的组分即大麦芽碱、辛弗林、芦竹碱和多巴胺D1、D2受体感受器之间的相互作用机理,为进一步探索麦芽的药理作用提供理论基础.方法 选用能稳定表达多巴胺D1受体(DRD1)的中国仓鼠卵巢细胞的K1细胞株(CHO-K1),和能稳定性表达多巴胺D2受体(DRD2)的人胚肾细胞(HEK-293)为试验对象,用CCK-8试剂盒确定3种单体对2种细胞生存状态无不良影响后,采用分子对接法、竞争性受体配体结合实验对3个单体化合物与多巴胺受体的亲和力和调控作用进行研究.结果 大麦芽碱、辛弗林与DRD2间有较强亲和力,但均对DRD1无作用;大麦芽碱、辛弗林、芦竹碱与DRD2间有较强亲和力,且大麦芽碱、辛弗林对DRD2有显著激动作用.结论 麦芽总生物碱的3个已知单体化合物中,大麦芽碱、辛弗林对DRD2有显著激动作用,3个单体均对DRD1无显著药理作用.

该研究以从匈牙利引进的良种芦竹带腋芽茎段为外植体,以MS为基本培养基,通过设计不同的生长调节剂配比,对芦竹腋芽诱导、继代增殖及生根培养基进行了研究.结果表明:良种芦竹初代诱导最佳培养基为MS+ 6?BA 4.0 mg·L?1+蔗糖30.0 g·L?1+琼脂3.5 g·L?1,萌发率为90.0%;继代增殖最佳培养基为MS + 6?BA 8.0 mg·L?1+ IBA 0.8 mg·L?1+ 蔗糖30.0 g·L?1+ 琼脂3.5 g·L?1,芽健壮均匀,增殖系数为4.3/30 d,基部保留3~5个芽作为继代培养物增殖效果最佳;选择高度5.0 cm以上的植株进行生根,最佳生根培养基为1/2MS + NAA 0.2 mg·L?1+ 蔗糖20.0 g·L?1+ 活性碳1.0 g·L?1,不添加琼脂,培养1周生根率为100.0%,平均生根4条,根长2.0~4.0 cm;将所得生根苗炼苗1周,以河沙、黄泥或腐质土作为栽培基质,移栽于阴蔽度70的大棚中,1个月后移栽成活率≥98.0%;移栽于实验田中,按常规方式进行管理,当年亩产量约为5500.0 kg.该研究结果为良种芦竹的大规模产业化应用提供了技术支撑.

以7种水生植物(长苞香蒲、水生美人蕉、黑藻、粉绿狐尾藻、花叶芦竹、香根鸢尾、水葫芦)为研究材料,构建生物塘系统,通过差速离心法和五步提取法,提取植物各亚细胞组分和不同化学形态的镉,并用原子吸收分光光度法测定镉含量,分析镉在水生植物体中富集特征,揭示植物对镉的耐性机制.结果表明:(1)水生植物根中镉富集量大于茎和叶;3种类型水生植物富集镉能力表现为沉水植物(粉绿狐尾藻、黑藻)＞浮水植物(水葫芦)＞挺水植物(长苞香蒲、水生美人蕉、花叶芦竹、香根鸢尾).(2)镉在黑藻、水葫芦和花叶芦竹中的亚细胞分布量均呈现为细胞壁＞可溶组分＞原生质体＞线粒体,所占比例分别为37.16％～50.86％、20.69％～31.21％、10.81％～23.83％、8.15％～19.83％.(3)赋存化学形态表现为以氯化钠提取态、醋酸提取态为主,所占比例分别为29.37％～56.27％和15.06％～36.19％.研究发现,粉绿狐尾藻、水葫芦、水生美人蕉和花叶芦竹4种植物为富集镉较好的植物,而黑藻、香根鸢尾和长苞香蒲3种植物的镉富集能力相对较弱;镉主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在于植物根的细胞壁和液泡中,以减弱镉对根细胞器和植物地上部分的毒害.

芦竹为禾本科重要的生物能源植物.探讨了不同类型和浓度的植物生长调节剂和生根粉(剂)对芦竹侧枝夏季扦插成活率的影响.以芦竹带有腋芽的当年生侧枝为插穗,用不同浓度的植物生长调节剂吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)以及生根粉(剂)溶液对插穗浸泡2 h后再行扦插,以清水浸泡为对照,15 d后统计侧枝扦插的成活率.结果表明,与对照相比,不同类型和不同浓度的植物生长调节剂对芦竹侧枝扦插的成活率具有不同程度的促进作用,尤以0.8 mg/L的NAA的促进效果显著,成活率达50.00％.生根粉(剂)也能提高插穗的成活率,0.625 g/L生根粉处理的成活率为40.00％,1.25 g/L的强力生根剂的效果最好,成活率为43.33％.将优选的生长调节剂和生根粉(剂)组合配合后再处理插穗,其成活率反而普遍下降,成活率最高的组合(0.05 mg/L的IAA与5.0 g/L生根剂)也只有25.00％.因此芦竹夏季侧枝扦插时,宜选用0.8 mg/L的NAA或1.25 g/L的强力生根剂作浸泡液进行预处理,以有效提高扦插的成活率.

赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排放的强碱性废渣,数量巨大且环境风险大,如何改良及筛选适生植物是其生态修复的关键.该研究通过掺拌不同比例的马尾松叶2%,4%,6%(w/w) ,分析其对赤泥pH与有机质含量及芦竹与翠芦莉生长的影响.结果表明:掺拌马尾松叶35 d后,赤泥 pH 由11.08 显著下降至9.70,但随后趋于平稳;随着掺拌比例的增加,赤泥 pH 呈下降趋势,有机质含量由6.13 g·kg-1显著增至17.52 g·kg-1.芦竹与翠芦莉在纯赤泥上生长2个多月后死亡,但在掺拌4%马尾松叶的赤泥上均能较好地生长.其中,芦竹的生物量及相对生长速率(RGR)与栽培土相比不受影响,但地下/地上生物量比(B/A)显著增加;相反,翠芦莉的生物量和相对生长速率与栽培土相比显著降低,但B/A不受影响.

MYB是植物花青素合成代谢途径中最主要的转录因子.该研究以紫色马铃薯B-5为试验材料,通过同源克隆技术,克隆了马铃薯花青素StAN1基因,并对StAN1基因的表达、遗传转化及其转基因烟草的花青素含量进行分析.结果表明:(1) StAN1基因全长774 bp,编码了258个氨基酸;系统进化树分析发现,StAN1与辣椒、茄子、芦竹的亲缘关系最近,与矮牵牛、苹果等的亲缘关系最远.(2)荧光定量PCR分析显示,StAN1基因在马铃薯不同组织均有表达,其表达量从小到大依次为:根＜叶＜茎＜匍匐茎＜薯皮＜薯肉.(3)成功构建了表达载体pJAM1502-AN1,并经农杆菌(Gv3101)转化获得根、茎、叶片及叶脉均为紫红色的转StAN1基因烟草,PCR鉴定表明目的基因StAN1已成功转入烟草中.(4)花青素含量分析表明,野生型烟草叶片中花青素含量为2mg/g,叶片颜色为绿色,而转StAN1基因烟草叶片花青素含量达20 mg/g,叶片颜色变成了紫红色.

生态浮床系统是目前水环境综合治理领域的研究和应用热点,为了研究其植物多样性及组合对生活污水净化的影响,该研究以芦竹为建群种和优势种构建了5个多样性水平和2种组合模式,并比较分析了它们的植株生长、系统生产力和N、P、COD去除率.结果表明:随着多样性的增加,芦竹等湿地植物的单株生物量及相对生长速率(RGR)呈下降趋势,但中生植物的生存与生长受到促进.系统生产力随多样性的增加呈下降趋势,而N、P、COD去除率随多样性增加而显著增加.在同一多样性水平下,中生植物种占多数的组合虽然系统生产力低于湿地植物种占多数的组合,但前者的N、P、COD去除率高于后者.同一多样性及组合条件下,P去除率最高,N去除率次之,COD去除率最低.随着生态浮床系统建立时间的增加,N、P、COD去除率呈现先快速增加后缓慢降低的趋势.以上结果说明生态浮床系统中植物多样性及组合影响生活污水的净化效果,除了植物直接吸收与吸附外,微生物的去除作用可能更为重要.

芦竹(Arundo donax)对多种重金属都有较好的耐受性,是植物修复技术较理想的选择,而关于芦竹对Cd和Tl胁迫生理反应的相关研究却较少,为了有效治理Cd和Tl的污染,本研究以芦竹为材料,通过添加不同浓度重金属Tl(4,10和20 mg?kg-1)、Cd(50,100和200 mg?kg-1)进行芦竹盆栽试验,测定芦竹的株高、分蘖数、叶绿素含量、光合生理指标以及Tl和Cd在芦竹中的累积量,探讨芦竹对Tl和Cd胁迫的响应机制.结果表明:Tl(4～20 mg?kg-1)和Cd(50～200 mg?kg-1)对芦竹株高、分蘖数以及叶绿素含量均无显著影响(P>0.05);芦竹体内Tl和Cd含量随着Tl和Cd浓度的升高呈上升趋势,芦竹体内Tl含量的分布规律为根>茎>叶,Cd含量的分布规律:Cd浓度50 mg?kg-1时为茎>叶>根,Cd浓度100和200 mg?kg-1时为根>茎>叶,表明Tl和Cd主要分布在根部,芦竹对Tl、Cd有一定的富集能力.Cd和Tl处理均显著降低芦竹叶片的胞间CO2浓度,在Tl浓度为10 mg?kg-1时,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率得到显著提高,当Cd浓度为50 mg?kg-1时,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率得到显著提高.这表明芦竹对重金属Cd和Tl有较强的耐受性,可为Cd和Tl污染土壤的治理和修复提供参考.

该研究采用盆栽试验法,选取石菖蒲、水生鸢尾、美人蕉、花叶芦竹为试验材料,将石菖蒲、水生鸢尾、美人蕉与花叶芦竹混种,用花叶芦竹单种作为对照,研究了混种对花叶芦竹生物量、根冠比以及铅积累量的影响.结果表明:(1)在不同浓度铅污染处理下,与花叶芦竹单种相比,混种模式增加了花叶芦竹的根冠比,且随着铅污染浓度的增加,表现出先上升后下降的趋势.(2)在单种和混种模式下花叶芦竹体内和土壤内的铅含量均表现出明显的浓度积聚效应;在混种模式下植物体内和土壤内的铅含量明显低于单种模式,且与单种模式之间的差异性显著(P<0.05).(3)在高浓度铅污染处理下,单种和混种模式的花叶芦竹铅转运系数均大于1,而富集系数则表现为在低浓度和高浓度铅污染处理下均大于1;在美人蕉+花叶芦竹的混种模式中,花叶芦竹的地上部分和地下部分的铅富集系数达到最大.因此,我们认为美人蕉+花叶芦竹混种模式,显著提高了花叶芦竹的生物量和根冠比,并对铅污染土壤的净化效果最佳.