谷子和甘蔗C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆及其转基因水稻光合效率的提高

水稻是我国重要的粮食作物之一，它是一种典型的C3植物。与其它C3作物不一样的是，水稻的生长需要相对较高的温度和充足的阳光照射。然而高温和高光强的生长环境更加适合于C4植物的生长，更加有利于发挥C4植物高光合效率的特点。因此本论文希望将C4植物中固定CO2的酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因导入水稻，获得一种更加适合高温和高光强生活环境的“C4型”水稻，这对于提高水稻的产量，满足人口增长对粮食需求具有重大意义。 本论文从C4植物谷子和甘蔗中克隆了其C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶cDNA基因，获得了具有自主知识产权的基因克隆，并将它们导入粳稻品种中花8号，进而对转基因材料的光合生理特性进行了研究。结果如下： 首次从谷子中得到了ppc基因两个cDNA克隆，分别命名为Mppc1和Mppc2。前者是一个C3型的ppc基因，它可能属于在根中特异表达的C3-2型ppc基因;后者是在绿色叶片中大量表达的C4型ppc基因。它们所编码的蛋白的氨基酸残基数分别为961和964，序列同源性为82.5%。C4型PEPC多出的3个氨基酸位于N末端。利用RACE的方法我们得到了谷子C4型ppc基因完整的cDNA序列，包括63bp的5'非编码区，2895bp的编码区和256bp的3'非编码区。 首次获得了甘蔗C4型ppc基因完整的cDNA序列的克隆，命名为Sppc。它包括95bp的5'非编码区、2886bp的编码区，和224bp的3'非编码区。 利用所克隆的基因，分别连上强组成型启动子Ubiquitin启动子和强光调控启动子Rubisco小亚基启动子后，再插入两个标记基因不同的表达载体pCB和pPCB的多克隆位点中，构建了八个含有外源ppc基因的植物表达载体pCB-Pubi-Mppc、pCB-Pubi-Sppc、pCB-PrbcS-Mppc、pCB-PrbcS-Sppc、pPCB-Pubi-Mppc、pPCB-Pubi-Sppc、pPCB-PrbcS-Mppc和pPCB-PrbcS-Sppc。再加上含有玉米完整的C4型ppc 核基因的载体pCB-ZMppc，共有9个载体。利用农杆菌介导法进行了水稻的转化，各个载体都获得了大量的转基因植株。对标记基因潮霉素磷酸转移酶基因hpt和磷酸甘露糖异构酶基因pmi以及导入的目的ppc基因的PCR扩增检测，结果显示绝大多数转基因植株都能扩增出目的片段，而未转化的植株则没有扩增产物。对部分转基因水稻的Southern和Western杂交以及RT-PCR分析都表明，无论从DNA水平、mRNA水平，还是从蛋白质水平上都证明外源ppc基因都成功地导入了水稻，并获得了正确的表达。 对各载体转基因植株PEPC活性大规模的测定表明，转入玉米完整C4型PEPC核基因（有内含子）的水稻表现出极大的表达效率，大多数转基因材料的PEPC活性为对照的10-20倍，其活性最高可达到对照的44倍。转入谷子和甘蔗PEPC基因cDNA的水稻，表达的效率很低，多数材料活性增加仅为对照的2-5倍，但也有极少数材料活性增加了10倍以上。用Rubisco小亚基启动子控制的ppc基因在水稻的表达活性要略高于Ubiquitin启动子控制的ppc基因。以上结果说明ppc基因的内含子在其转录或mRNA的稳定上起着重要作用。 对部分转基因材料气体交换特征的研究发现，随着转基因水稻PEPC活性的增加，净光合速率也有逐渐增加的趋势。其中PEPC活性最大的ZM24株系的三个单株净光合速率比对照增加了39.8%、13.7%和28.6%，而它们的PEPC活性比对照分别增加了21.2、21.9和23.6倍。 转PEPC水稻的净光合速率与气孔导度具有显著的相关性。这说明表达的外源ppc 基因产物PEPC参与了转基因水稻的气孔运动，使气孔开放程度增加。更有意义的是过表达PEPC的水稻具有更高的水分利用效率，这就增加了其耐旱能力。在光抑制条件下转基因水稻也具有更高的光合能力。这些特征表明转ppc基因的水稻比对照更加适合于水稻高温高光强和干旱的原生环境。

人类基因同义密码子偏好的特征以及与基因GC含量的关系

对人类的728个基因，按其编码区中GC的含量分成四组（从GC < 0.43到GC > 0.58），分别考察了这四组样本对同义密码子偏好的特征，发现在全部样本中都呈现NTG（N代表四种碱其中的任一种）特爱偏爱和NCG尽量避免的特征。基因环境中GC含量与C3／G3含量（密码子第三位C和G的含量）的相关分析，以及四组本对密码子的偏好都支持以C线的密码子在编码中有特殊的优势，这种优势有利于保证翻译的准确性。还考察了各种氨基酸含量随编码区GC含量不同而变化的趋势。

猪-猕猴延迟性异种移植排斥反应的发生机制

　目的:探讨猪2猕猴延迟性异种移植排斥反应(DXR) 的发生机制。方法:建立湖北白猪2云南猕猴的腹腔异位心 脏移植模型,应用中华眼镜蛇毒因子(Y2CVF) 完全清除受者体内补体,并应用环孢素A(CsA) 、环磷酰胺(CTX) 和甲泼尼龙(M. P) 三联免疫抑制治疗。检测血清C3、C4、抗猪内皮细胞天然抗体,免疫组化方法染色检测移植物中C3、C5b29、IgG、IgM、细胞间 黏附分子21 ( ICAM21) 、肿瘤坏死因子2α(TNF2α) 、单核巨噬细胞(CD68) 、NK细胞(CD57) 、CD4 + T 细胞和CD8 + T 细胞的表达。 结果:移植心存活时间分别为8、10、13 和13 天,血清C3 和补体总活性均下降为0 ,抗猪内皮细胞天然抗体水平在移植后则有 一个更为明显的下降,在移植心失功前2～4 天开始天然抗体稍有回升,但较术前正常时仍明显偏低。移植心有程度不等的 C3、C4、C5b29、IgG及IgM 沉积,大量的单核细胞(50 %) ,少量的NK细胞(8 %～10 %) 、CD4 + T 细胞(15 %) 和CD8 + T 细胞 (25 %) 。移植物血管内皮细胞表面出现ICAM21 的表达上调,移植物间质中出现TNF2α的表达增加。结论:体液免疫和细胞免 疫参与猪2猕猴DXR 排斥反应的发生。

清除补体避免猪到猕猴异种心脏移植超急性排斥反应的实验研究

　目的　观察纯化的眼镜蛇毒因子(CVF) 对猪到猕猴异种心脏移植超急性排斥反应的影 响。方法　以幼猪为供者,施行猪到猕猴腹腔内异位心脏移植,实验组( n = 4) 使用CVF 完全清除受 者体内补体,对照组( n = 5) 不使用CVF ,两个组术后均采用环孢素A、甲泼尼龙和环磷酰胺抑制排斥 反应,通过检测血清C3 、C4 水平及总补体活性验证CVF 的效果,移植心停跳时切取移植心进行病理 检查。结果　在使用CVF 后,实验组血清C3 降为0 ,总补体活性CH50 值也几乎为0 ,未发现明显毒 副反应,移植猪心存活时间平均为11 d ,最长达13 d ,病理学提示均发生了延迟性异种排斥反应;对照 组3 个移植心在移植后60 min 内发生超急性排斥反应,另2 个分别存活22 h 及6 d。结论　纯化的 CVF 有良好的清除补体的作用,且未见明显副作用;使用CVF 可克服猪到猕猴异种心脏移植超急性 排斥反应的发生。

小鼠Bicc1基因RNAi序列的筛选与鉴定

通过网上提供的生物信息学分析软件进行搜索和比对,初步筛选到3个较好的针对小鼠双尾-C(Bicc1)基因的RNA干扰(RNAi)序列。合成这3个干涉序列片段后克隆到pRS-HushshRNA载体中。构建Bicc1基因的真核表达载体pEGFP-C3-Bicc1,将绿色荧光蛋白(GFP)标签标记在Bicc1蛋白上。利用细胞转染技术将pEGFP-C3-Bicc1与3个干涉序列载体共转染至体外培养的HEK-293细胞中,最后通过细胞荧光强度、半定量PCR和Westernblotting鉴定出其中两个序列(pRS-Hush-RNAi-Bicc1-N/-C)能明显降低Bicc1蛋白在HEK-293细胞中的表达水平,为下一步建立起低表达Bicc1的稳定细胞株和研究小鼠Bicc1的功能提供了良好的材料。

云南孟加拉种眼镜蛇蛇毒因子在灵长类动物内应用的免疫原性研究

眼镜蛇蛇毒因子(CVF)能特异性清除机体循环中的补体C3,从而可能在防治补体介导的损伤或疾病中发挥重要的治疗作用.云南孟加拉种眼镜蛇蛇毒因子(Y-CVF)较文献报道的其他各种CVF具有更高的活性和较少的用药量.为探讨Y-CVF静脉使用是否诱导灵长类动物体内产生特异性中和抗体和异种天然抗体,给2只正常食蟹猴每两周静脉注射一次治疗剂量(0.05mg/kg)的Y-CVF,共4次,检测注射前后不同时间点血清内补体C3水平、总补体活性(CH50)、抗Y-CVF抗体和抗猪内皮细胞异种抗体的变化.结果显示,前2次注射Y-CVF后均有良好的清除补体效果,第3次注射Y-CVF后补体仪被部分灭活,第4次注射Y-CVF后则基本无效.免疫印迹和酶联免疫吸附试验均证实特异性抗Y-CVF抗体产生,且其滴度随着Y-CVF注射次数增加而递增.多次注射Y-CVF后,并没有在血清内榆测到明显的抗猪内皮细胞抗体的变化.因此,多次静脉注射Y-CVF能诱导灵长类动物产生特异性抗体,从而导致Y-CVF失效,但未发现抗α-Gal异种天然抗体明显增加.

眼镜蛇毒因子消耗补体对大鼠移植心急性排斥反应的抑制作用

目的 研究中华眼镜蛇毒因子(CVF)消耗补体对大鼠心脏移植急性排斥反应的影响.方法 以近交系BN大鼠为供者,Lewis大鼠为受者,建立腹腔异位心脏移植模型.实验分为2组,每组8只.CVF组:心脏移植术前3 d、2 d时,经受者尾静脉注射CVF 50 μg/kg;术前12 h至移植心停跳时,经尾静脉注射CVF 20 μg/kg,每2 d注射1次.对照组:术前、术后不给予受者任何特殊处理.术后观察移植心的存活时间,测定术后第1、3、5和6d及移植心停跳时的血清总补体活性(CH50法)、移植心C3沉积及CD3+T细胞浸润情况,并观察移植心的病理变化.结果 CVF组和对照组的移植心存活时间分别为(11.69±0.72)d和(6.65±0.35)d,两组比较,差异有统计学意义(P＜0.01).CVF组移植心组织内C3沉积和CD3+T细胞浸润程度均较对照组同期明显减轻,病理损害程度也较对照组同期明显减轻.结论 CVF消耗补体对大鼠心脏移植急性排斥反应起到了明显的抑制作用,从而延长移植心存活时间.

蛇毒因子消耗补体对大鼠同种心脏移植急性排斥反应的影响

探讨蛇毒因子(CW)消耗补体对大鼠同种心脏移植急性排斥反应的影响。方法建立Wistar至sD大 鼠同种异位心脏移植模型，实验组经静脉注射CVF以消耗受体血清中补体，观察移植心存活时间，并从实验组和对照组中分别 抽取5只大鼠于术后1、3、5、6、7 d定时活杀，对比观察移植心急性排斥反应程度，血清补体活性以及CIM+、CD8+T细胞浸润程 度。结果使用CVF的实验组，其移植一fi,存活时间显著延长，平均达(32．39±23．82)d，部分移植心甚至达到长期存活，而对照 组为(6．60±0．65)d(P<0．01)，病理检查及免疫组化证实实验组急性排斥反应程度、组织内C3沉积情况和CD4+、CD8+T细胞 浸润程度均较同期对照组明显减轻。结论CVF清除补体可抑制大鼠同种心脏移植急性排斥反应，显著延长移植心存活 时间。

云南眼镜蛇毒因子用于预致敏大鼠同种心脏移植的实验研究

目的观察纯化的云南眼镜蛇毒因子(Y-CVF)对预致敏大鼠同种心脏移植急性体液排斥反应的作用。方法BN大鼠到Lewis大鼠连续3次皮肤移植预致敏后行颈部异位心脏移植。将15对大鼠用随机数字法分成2组,实验组(n=8)于心脏移植前24h静脉给予Y-CVF80μg/kg;对照组(n=7)不用Y-CVF。观察移植心的生存时间,移植心停跳后病理学检查排斥类型,免疫组织化学染色观察移植心IgG和补体C3的沉积。结果Lewis大鼠预致敏后抗BN大鼠抗体滴度由0升高至1∶1028~1∶2056。对照组移植心存活时间为12·71h±13·94h,实验组移植心存活时间为99·50h±38·72h,与对照组比较差异有统计学意义(t=5·599,P<0·01)。病理检查结果证实,实验组均未发生急性体液排斥,仅见以大量单核淋巴细胞浸润为特征的急性细胞排斥反应。对照组则见以小血管内血栓形成为特征的急性体液排斥反应。免疫组织化学IgG染色实验组和对照组均为阳性,C3染色对照组为阳性,而实验组为阴性。结论使用Y-CVF可克服预致敏大鼠同种心脏移植急性体液排斥反应的发生。

猪到猕猴异种心脏移植超急性排斥反应的免疫学及病理学变化

　观察猪到猕猴异种心脏移植超急性排斥反应时的免疫学及病理学变化。方法　 采用猪到猕猴腹腔内异位心脏移植模型,检测发生超急性排斥反应者的血液中补体、天然抗体及T 淋巴细胞亚群的变化,并对移植心脏进行免疫组化(测定C3 、C4 、C5b29 、IgG及IgM 的沉积) 及病理学 分析。结果　发生超急性排斥反应时,血清补体C3 、C4 的含量、总补体活性及抗猪内皮细胞天然抗 体均有一定程度的下降;CD4 + / CD8 + T 淋巴细胞的比率也有所下降;移植心脏中均有补体C3 、C4 、 C5b29 的沉积, IgG及IgM 也均有沉积,但IgG和IgM 沉积强度的差异无统计学意义;病理学改变主 要为心肌间质弥漫性出血、水肿,毛细血管内普遍淤血。结论　补体通过经典途径激活参与猪到猕猴 异种心脏移植超急性排斥反应;超急性排斥反应时受者血中天然抗体水平明显下降;CD4 + T 淋巴细 胞可能参与异种移植超急性排斥反应过程并有所消耗;发生超急性排斥反应的移植物突出病理表现 为间质出血。

Improved suppression of circulating complement does not block acute vascular rejection of pig-to-rhesus monkey cardiac transplants

At present, acute vascular rejection (AVR) remains a primary obstacle inhibiting long-term graft survival in the pig-to-non-human primate transplant model. The present study was undertaken to determine whether repetitive injection of low dose Yunnan-cobra venom factor (Y-CVF), a potent complement inhibitor derived from the venom of Naja kaouthia can completely abrogate hemolytic complement activity and subsequently improve the results in a pig-to-rhesus monkey heterotopic heart transplant model. Nine adult rhesus monkeys received a heterotopic heart transplant from wild-type pigs and the recipients were allocated into two groups: group 1 (n = 4) received repetitive injection of low dose Y-CVF until the end of the study and group 2 (n = 5) did not receive Y-CVF. All recipients were treated with cyclosporine A (CsA), cyclophosphamide (CyP) and steroids. Repetitive Y-CVF treatment led to very dramatic fall in CH50 and serum C3 levels (CH50 < 3 units/C3 remained undetectable throughout the experiment) and successfully prevented hyperacute rejection (HAR), while three of five animals in group 2 underwent HAR. However, the continuous suppression of circulating complement did not prevent AVR and the grafts in group 1 survived from 8 to 13 days. Despite undetectable C3 in circulating blood, C3 deposition was present in these grafts. The venular thrombosis was the predominant histopathologic feature of AVR. We conclude that repetitive injection of low dose Y-CVF can be used to continuously suppress circulating complement in a very potent manner and successfully prevent HAR. However, this therapy did not inhibit complement deposition in the graft and failed to prevent AVR. These data suggest that using alternative pig donors [i.e. human decay accelerating factor (hDAF)-transgenic] in combination with the systemic use of complement inhibitors may be necessary to further control complement activation and improve survival in pig-to-non-human primate xenotransplant model.

菜籽粕对异育银鲫免疫应答能力的影响

试验鱼以投喂饲料的不同和是否注射抗原共分为10组,即免疫组:A、B、C、D、E组,免疫对照组:a、b、c、de、组,饲料对照组:A、a组。饲料试验组B、C、D、E、bc、、d、e组。其中,饲料对照组以豆粕和鱼粉为基础蛋白源,饲料试验组分别以双低菜籽粕和普通菜籽粕等氮替代对照组中50%(B、b;D、d)和100%(C、c;E、e)的豆粕蛋白,测定异育银鲫血液白细胞和头肾吞噬细胞的吞噬活性、血清溶菌酶活性、血清补体(C3,C4)含量、血清凝集抗体效价及免疫保护率。结果表明:从免疫后21 d开始,饲料试验组E、

三峡水库香溪河库湾沉积物对磷的吸附特征研究

通过三峡水库香溪河库湾的3个采样点沉积物中磷的自然吸附实验和不同粒径下沉积物的胁迫吸附试验,研究了沉积物对磷的吸附特征。结果表明:上覆水中的磷浓度与沉积物中的总磷含量有很好的相关性,沉积物中的总磷含量对上覆水的水质有很大的影响;三点的临界平衡浓度为C1:0.188mg/L,C2:0.147mg/L,C3:0.188mg/L;各点增加的量即饱和吸附量不同(ΔQ1:268.16mg/kg,ΔQ2:57.96mg/kg,ΔQ3:267.27mg/kg),恰恰与三点的临界平衡浓度之间的关系一致;粒径对沉积物对磷的

土壤藻研究新进展

中国科学院资源与环境重点项目KZ95 2 5 1 2 0 7; 国家自然科学基金C3 0 1 70 0 2 2 ;3 0 0 70 1 5 47; 西北师范大学 校内基金 (NWNu 0 60 )资助