细胞色素b6f蛋白复合体中叶绿素 a的性质和功能研究

细胞色素b6f蛋白复合体（Cytochrome b6f complex, Cyt b6f）是光合膜上参与光合作用原初反应过程的主要膜蛋白超分子复合体之一。莱茵衣藻和嗜热蓝细菌的Cyt b6f三维晶体结构均显示，每Cyt b6f单体分子含有1分子Chlorophyll a (Chl a )，充分肯定了Chl a 是Cyt b6f天然成分的观点(Kurisu et al，2003;Stroebel et al，2003)。研究表明不同来源的Cyt b6f中Chla单线激发态寿命(或荧光寿命)并不一样，多数的研究结果认为Cyt b6f中Chla单线激发态寿命只有200ps左右，但是也有Cyt b6f中Chla单线激发态寿命为～600ps的报道;而甲醇中游离Chl a 的单线激发态寿命为4ns左右。针对Cyt b6f中Chla单线激发态寿命快速淬灭的现象，Dashdorj 等(2005)根据晶体结构推测Cyt b6f中Chla单线激发态和邻近的Cyt b6亚基上Tyr105残基发生电子交换传递，从而快速淬灭Chla单线激发态，减少了三线态Chl a和单线态氧的产生，并且认为这是Cyt b6f保护自身不受单线态氧破坏的一种机制，但是这一推测缺乏有力的证据。另外，Cyt b6f中Chla的功能仍然未知。本文以菠菜Cyt b6f为对象，结合多种实验手段，测定了菠菜Cyt b6f中Chl a单线激发态寿命，并对复合体中Chl a 单线激发态淬灭的机理进行了深入研究。此外，我们还对复合体中Chl a 可能的功能进行了初步地探讨。获得了如下的结果： 1．针对不同来源的Cyt b6f中Chla单线激发态寿命（或荧光寿命）测定结果不同的报道，仔细分析了其中的原因，发现除了样品来源的差异外，使用不同的去垢剂可能是一个不可忽视的因素。在实验中，不同的研究者分别采用了十二烷基麦芽糖苷（n-Dodecyl β-D-maltoside，DDM，）和八烷基葡萄糖苷（n-Octyl β-D-glucopyranoside，β－OG)作为溶解样品的去垢剂。因此，本文借助稳态吸收和稳态荧光光谱、瞬态光散射技术，CD光谱和亚皮秒时间分辨吸收光谱等技术，分别研究了这两种去垢剂对Cyt b6f结构和功能的不同影响。结果表明，DDM去垢剂能使Cyt b6f处于较好的分散体系中，其中血红素和Chl a分子处于特定的蛋白环境中，不会导致Cyt b6f变性;而β－OG去垢剂会使Cyt b6f产生聚合现象，其中的血红素和Chl a与蛋白环境的相互作用减弱，和DDM相比其电子传递活性显著降低，Chl a单线激发态寿命延长，Chl a更容易被光破坏。通过这一工作，我们优化和确定了Cyt b6f的溶解条件，为下面的研究工作打下了良好的基础。 2．利用Tyr的特异性修饰剂p-Nitrobenzenesulfonyl Fluoride（NBSF）对Cyt b6f样品进行特性修饰，经原子吸收谱、荧光谱、CD谱、质谱等方法对修饰后的样品进行鉴定，并结合时间分辨飞秒吸收光谱技术，测得修饰后的样品在660nm激发下Chl a 单线激发态寿命延长，从而在实验上提供了Tyr与淬灭Chla单线激发态有关的证据。但是对Cyt b6f 中Chl a瞬态吸收图谱仔细研究表明，菠菜Cyt b6f 中Chl a单线激发态快速淬灭过程中并没有发现Tyr与Chl a 之间发生电子传递时所形成的Chla•¯。以上结果表明，Cyt b6f 中Chl a单线激发态快速的淬灭确实和邻近的Tyr105有关，但是与Dashdorj 等提出的Chla单线激发态和Tyr105残基发生了电子交换传递从而淬灭Chla单线激发态这一想法不符，关于这一问题值得进一步深入研究。 3．红光和绿光对Cyt b6f 照射，Cyt f可以被还原，并且红光比绿光更容易使Cyt f 还原，暗示Cyt f 的还原与Chl a 的关系密切，有可能是Chl a 被激发后，其被激发的电子传给Cyt f。对这一现象的进一步研究表明，Cyt b6f在光照条件下，Cyt f 的还原与体系内C10－PQ库的氧化还原状况相关，氧化型的C10－PQ可能介导电子从Chla传向Cyt f。由于在体内质体醌库的氧化还原状态往往决定Cyt b6f 的氧化还原状态，而通过对Cyt b6f不同氧化和还原状态的吸收谱和荧光谱的研究表明，氧化态和还原态的Cyt b6f 中，Chl a 与蛋白的结合状态是有差异的。这些差异可能暗示着Chl a 分子在行使其功能时与复合体的氧化还原状态是有关系的。通过以上的结果，对Cyt b6f中Chl a 可能的功能进行了假设。 4．此外，我们还发现Cyt b6f具有明显的过氧化物酶活性。在0.1 mmol/L乙酸钠缓冲液，pH3.6，25℃，[H2O2] <40mmol/L的条件下，其催化反应的速度常数为kobs＝26±1.2M•s-1;对H2O2的Km 值为50mmol/L，对guaiacol的Km 值为2mmol/L;反应的最适pH为3.6，最适离子强度为0.1，最适温度为35℃。推测Cyt b6f的这种过氧化物酶活性可能是在胁迫环境下使Cyt b6f中的血红素和Chl a 分子免受H2O2的破坏。

濒危植物大花黄牡丹种子休眠与萌发特性研究

本文以中国极危种大花黄牡丹种子为研究材料，对其种子生物学、休眠与萌发特性进行研究，采用变温层积和激素处理解除种子休眠，并通过生物抑制物测试、胚培养、激素含量动态变化的测定，研究种子休眠的原因，从根本上解决了大花黄牡丹迁地保护过程中种子繁殖的技术难题，并初步探讨了大花黄牡丹致濒因素与种子休眠及萌发特性的关系，结果表明： 1.大花黄牡丹种子饱实度高，活力强，种皮较坚硬，但不存在吸水障碍，干燥条件下易因失水而丧失活力。迁地保护冷室中盆播18个月方可出苗，出苗率约4%;变温层积实验表明该种具有典型的下胚轴休眠和上胚轴生长抑制。 2.胚组织培养表明：带胚乳和种皮的胚不能萌发，剥除种皮和胚乳后，胚根可萌发，胚芽不生长，GA3处理上胚轴可促进生长，说明种皮和胚乳是导致大花黄牡丹种子下胚轴休眠的关键因素，而上胚轴生长抑制与胚本身关系更密切。 3.抑制物质提取实验表明：大花黄牡丹种子胚乳、种皮、胚等各部位的浸提液均存在抑制小白菜种子萌发的物质，且抑制作用依次增强，说明胚乳和胚是其下胚轴休眠的主要原因。经过暖层积（15 ℃/90 d）种子（未解除上胚轴生长抑制）的胚根、子叶、胚轴浸提液对小白菜和已解除休眠的大花黄牡丹种子的萌发均有不同程度的抑制作用，并依次减弱，说明种胚本身的抑制物质是导致生理休眠的主要原因。 4.变温层积处理和外源激素实验表明：新鲜种子采收后15 ℃暖层积3个月生根率可达85%，下胚轴休眠解除对温度要求严格，高于或低于15 ℃及变温条件均不利于下胚轴萌发;暖层积90d、根长大于6 cm种子再经过60～80 d/ 5 ℃冷层积，即可有效解除大花黄牡丹种子上胚轴的生长抑制，出芽率达80%，最终出苗率68%。不同浓度GA3及不同处理时间促进上胚轴伸长实验结果显示，GA3　400 mg/L浸种根长大于1.5 cm的种子2 h，出芽率可达100%，可以完全解除上胚轴的生长抑制作用。 5.休眠萌发过程中种子各部位内源激素含量动态变化分析结果说明，初始状态脱落酸含量高是导致大花黄牡丹种子下胚轴休眠、上胚轴生长抑制的主要原因之一，且上胚轴抑制与子叶、下胚轴和根的脱落酸含量密切相关;同时认为种子各部位初始生长素含量水平低是导致其休眠的另一个主要原因;变温层积过程中胚各部位脱落酸含量的急剧下降和生长素的迅速升高是解除休眠的关键;同时发现赤霉素在解除休眠和促进萌发过程中起着重要的促进作用，外源GA3能够有效地打破上胚轴的深度休眠。玉米素核苷在休眠与萌发进程中变化趋势与生长素和赤霉素相似，说明其对种子胚根和上胚轴的萌发和生长具有一定的促进作用。

Evolution of the black muntjac (Muntiacus crinifrons) karyotype revealed by comparative chromosome painting

The black muntjac (Muntiacus crinifrons) has an unusual karyotype of 2n = 8 in females and 2n = 9 in males. We have studied the evolution of this karyotype by hybridising chromosome-specific paints derived from flow-sorted chromosomes of the Chinese muntjac (M. reevesi, 2n = 46) to chromosomes of the black muntjac. The hybridisation pattern allowed us to infer chromosomal homologies between these two species. Tandem and centromeric fusions, reciprocal translocations, and insertions are involved in the reduction of the diploid number from 2n = 46 to 2n = 8, 9. The painting patterns further show complex chromosomal rearrangements in the male black muntjac which involve more than half the karyotype, including both sex chromosomes. Since early meiosis is reported to be normal without any visible inversion loops of the synaptonemal complex, the observed chromosomal rearrangements would lead to heterosynapsis and, therefore, leave a large fraction of the male black muntjac karyotype balanced between the two sexes.

African origin of modern humans in East Asia: A tale of 12,000 Y chromosomes

To test the hypotheses of modern human origin in East Asia, we sampled 12,127 male individuals from 163 populations and typed for three Y chromosome biallelic markers (YAP, M89, and M130). All the individuals carried a mutation at one of the three sites.

Molecular systematics of Xenocyprinae (Teleostei : Cyprinidae): Taxonomy, biogeography, and coevolution of a special group restricted in east Asia

We surveyed mitochondrial DNA (mtDNA) sequence variation in the subfamily Xenocyprinae from China and used these data to estimate intraspecific, interspecific, and intergeneric phylogeny and assess biogeographic scenarios underlying the geographic structu

The origin and genetic diversity of Chinese native chicken breeds

The first 539 bases of mitochondrial DNA D-loop region of six Chinese native chicken breeds (Gallus gallus domesticus) were sequenced and compared to those of the red junglefowl (Gallus gallus), the gray junglefowl (Gallus sonneratii), the green junglefow

Neutrality tests using DNA polymorphism from multiple samples

The polymorphism of a gene or a locus is studied with increasing frequency by multiple laboratories or the same group at different times. Such practice results in polymorphism being revealed by different samples at different regions of the locus. Tests of neutrality have been widely conducted for polymorphism data but commonly used statistical tests cannot be applied directly to such data. This article provides a procedure to conduct a neutrality test and details are given for two commonly used tests. Applying the two new tests to the chemokine-receptor gene (CCR5) in humans, we found that the hypothesis that all mutations are selectively neutral cannot explain the observed pattern of DNA polymorphism.

不同防冻剂对兔胚胎干细胞慢速冷冻保存的影响

干细胞冷冻保存是干细胞研究和临床应用中的必需技术.为提高兔胚胎干细胞在慢速冻存过程中的保存效果,比较了二甲基亚砜(DMSO)和乙二醇(ethylene glycol,EG)对兔胚胎干细胞冷冻保护效果.对冷冻复苏后的细胞进行台盼蓝染色,并研究其胚胎干细胞分子特性,结果表明DMSO比EG具有更好的冷冻保护效果.再在以10% DMSO为基础的防冻液中添加膜稳定剂海藻糖(trehalose)或谷氨酰胺(glutamine),细胞冷冻复苏后结果显示,谷氨酰胺对兔胚胎干细胞有明显的冷冻保护作用,使细胞存活率从71%提高到83.7%.当谷氨酰胺浓度为0、5、10、20、40 mmol/L分别加入防冻液中后,20 mmol/L的谷氨酰胺具有最佳的冷冻保护效果.以上结果得出兔胚胎干细胞慢速冷冻的防冻液改进配方为:在胚胎干细胞培养液中添加10% DMSO+20 mmol/L谷氨酰胺.

The application of in vitro sperm competition test to evaluate the impact of ZP-derived peptides on fertilization capacity of cat sperm

The present study aimed to establish a sensitive in vitro assay to assess the binding capacity of cat spermatozoa. Cat oocytes and epididymal sperm cells were isolated from gonads and cultured for in vitro fertilization. Before fertilization, the sperm ce

咪唑安定或丙泊酚拮抗戊四氮对突触传递的影响

目的: 观察咪唑安定或丙泊酚复合戊四氮对突触传递的影响。方法: 分离大鼠海马半脑, 切出400 Lm 厚度的海马脑片, 全细胞膜片钳记录戊四氮+ 咪唑安定组, 戊四氮+ 脂肪乳剂组, 戊四氮+ 丙泊酚组海马CA 1 区神经元兴奋性突触后电流(EP2 SC) 变化。结果: 各组加入10 mmolöL 戊四氮均使EPSC 降至基线值的3510% 左右; 10 LmolöL 咪唑安定使EPSC 幅值上升至 基线值的8612% , 脂肪乳剂不改变EPSC, 100 LmolöL 丙泊酚使EPSC 值上升至基线值的7117%。结论: 戊四氮对正常突触传 递具有抑制作用, 咪唑安定或丙泊酚拮抗戊四氮抑制突触传递的作用, 使已减小的EPSC 有所升高。