用于空间诱变育种机理研究的标定实验

为鉴别击中搭载水稻种子的空间重离子,一种固体核径迹探测器(SSNTD)CR-39被用作“三明治”式探测系统的一部分,通过测量离子在CR-39中的射程R和蚀刻率V,就可得到斜率(dR/dV-1)。根据自建的一个数学模型R*=0.015AZ3.13V-1,可利用已知离子标定实验数据来拟合得到该模型的系数。为此,CR-39对C、Ne、Si、Ar和Fe离子的标定实验分别在中国科学院近代物理研究所的重离子研究装置(HIRFL-IMP)上和日本国立放射医学综合研究所的重离子医用加速器(HIMAC-NIRS)上进行。拟合得到了一个离子鉴别公式Z3.13=3.75×104+1.50(dR/dV-1)和一条标定直线。

γ射线对A172胶质瘤细胞的生物学效应

以不同剂量照射后的细胞存活率、微核率和微核细胞率作为生物学终点,研究了γ射线对A172细胞的生物学效应.结果表明:细胞存活率与剂量之间满足回归方程lgY=-0.06427X+1.83354,其回归系数r=-0.9886,P<0.01.剂量为1Gy时微核率和微核细胞率达到最大值,此时的微核率为(66.75±3.564)%,微核细胞率为(53.9±0.7849)%,微核率和微核细胞率均随着剂量的增大先增大后减小,并分别维持在42%和37%左右.

低能铁离子注入氨基酸分子改性和质量沉积

用110keV Fe+注入L（+）-半胱氨酸薄膜样品,经盐酸溶解后通过缓慢蒸发育成纯物质单晶,并对其中一粒单晶用四圆衍射仪进行了X射线衍射分析.晶体属单斜晶系,空间群为C2,晶体学参数a=1.8534（4）nm,b=0.5234（1）nm,c=0.7212（1）nM,β=103.72（3）°,V=0.67965（3）nm3,Z=4,F（000）=144.0,Dclac=1.763 g·cm-3,μ（MoKα）=1.06mm-1,T=293（2）K.最终一致性因子R=0.0379,wR=0.0835.晶体化合物的化学式为[CH2CH（NH2）NO2]ClFe（Mr=180.38）.提纯了重离子束改性分子并直接证实注入铁离子在新分子中的质量沉积.相同注量的110 keV Fe+离子注入L（+）-半胱氨酸盐酸盐单晶水合物薄膜样品后的Fourier变换红外光谱分析表明,样品分子受到严重损伤,产生了很大变化.

重离子与X射线沿水介质入射深度诱导癌细胞失活的比较

采用Hela、B16两种细胞分别研究了X射线和重离子在水介质中入射的深度与相应细胞的存活率 (1-失活率 )。结果表明 :X射线与重离子在入射深度与细胞存活关系上有明显不同的变化规律。X射线的入射深度与其细胞存活率呈高度正相关性 ,r =0 .92 ;而重离子通过路径的细胞损伤率较小、且有一个细胞存活较高的坪区 (86 %— 92 % ) ,到射程末端细胞损伤率剧增 ,出现倒Bragg峰。提示 :重离子在深层肿瘤治疗上具有比X射线好的深度治疗分布

Biodosimetry estimate for high-LET irradiation

The purpose of this paper is to prepare for an easy and reliable biodosimeter protocol for radiation accidents involving high-linear energy transfer (LET) exposure. Human peripheral blood lymphocytes were irradiated using carbon ions (LET: 34.6 keV mu m(-1)), and the chromosome aberrations induced were analyzed using both a conventional colcemid block method and a calyculin A induced premature chromosome condensation (PCC) method. At a lower dose range (0-4 Gy), the measured dicentric (dics) and centric ring chromosomes (cRings) provided reasonable dose information. At higher doses (8 Gy), however, the frequency of dics and cRings was not suitable for dose estimation. Instead, we found that the number of Giemsa-stained drug-induced G2 prematurely condensed chromosomes (G2-PCC) can be used for dose estimation, since the total chromosome number (including fragments) was linearly correlated with radiation dose (r = 0.99). The ratio of the longest and the shortest chromosome length of the drug-induced G2-PCCs increased with radiation dose in a linear-quadratic manner (r = 0.96), which indicates that this ratio can also be used to estimate radiation doses. Obviously, it is easier to establish the dose response curve using the PCC technique than using the conventional metaphase chromosome method. It is assumed that combining the ratio of the longest and the shortest chromosome length with analysis of the total chromosome number might be a valuable tool for rapid and precise dose estimation for victims of radiation accidents.

Comparison of clonogenic assay with premature chromosome condensation assay in prediction of human cell radiosensitivity

Aim: To determine whether the number of non-rejoining G2-chromatid breaks can predict the radiosensitivity of human cell lines. Methods: Cell lines of human ovary carcinoma cells (HO8910), human hepatoma cells (HepG2) and liver cells (L02) were irradiated with a range of doses and assessed both of cell survival and non-rejoining G2-chromatid breaks at 24 h after irradiation. Cell survival was documented by a colony assay. Non-rejoining G2-chromatid breaks were measured by counting the number of non-rejoining G2 chromatid breaks at 24 h after irradiation, detected by the prematurely chromosome condensed (PCC) technique. Results: A linear-quadratic survival curve was observed in three cell lines, and HepG2 was the most sensitive to gamma-radiation. A dose-dependent linear increase was observed in radiation-induced non-rejoining G2-PCC breaks measured at 24 h after irradiation in all cell lines, and HepG2 was the most susceptible to induction of non-rejoining G2-PCC breaks. A close correlation was found between the clonogenic radiosensitivity and the radiation-induced non-rejoining G2-PCC breaks (r=0.923). Furthermore, survival-aberration correlations for two or more than two doses lever were also significant. Conclusion: The number of non-rejoining G2 PCC breaks holds considerable promise for predicting the radiosensitivity of normal and tumor cells when two or more than two doses lever is tested.

不同LET辐射对健康人血淋巴细胞和肿瘤细胞的损伤效应

目的: 探讨不同LET辐射对健康人外周血淋巴细胞的遗传损伤效应；了解重离子辐射诱导人血淋巴细胞染色体畸变的特点；研究用G2期染色体畸变预测肿瘤细胞辐射敏感性的可行性。材料与方法：采用兰州近代物理研究所重离子研究装置产生的12C离子和兰州大学第一附属医院放疗科提供的X射线照射健康人外周血，用常规染色体分析技术和姊妹染色体差别染色法研究不同LET辐射对健康人血淋巴细胞中期染色体的损伤效应、高LET辐射的剂量率效应、时程效应和染色体畸变的特点；用Calyculin A诱导间期染色体凝集技术研究12C 离子对淋巴细胞G2期染色体的损伤效应。用60Coγ射线照射人卵巢癌细胞和肝癌细胞，以细胞克隆存活率和G2期染色体畸变为生物学终点，探讨用G2期染色体畸变预测肿瘤细胞辐射敏感性的可行性。 结果与结论 1. 不同LET辐射诱导‘双+环’畸变与剂量之间存在良好的线性平方关系， 12C 离子诱导的畸变在细胞间的分布不符合泊松分布； 12C离子的相对生物学效应随着LET的增大而增大；12C离子诱导染色体畸变在1－5 Gy/min的范围内不存在剂量率效应；在0－4 Gy的剂量范围内不存在时程效应，说明培养48小时后中期‘双+环’畸变能很好的反应12C离子对淋巴细胞的损伤效应。本研究可以帮助人们了解重离子的相对生物学效应，为病人健康组织的保护以及放射医师的防护提供重要的理论数据。 2. LET为34.6 keV/μm的12C离子诱导淋巴细胞G2-期染色体数目畸变与剂量之间存在良好的线性关系(r=0.99)；最长G2-PCC与最短G2-PCC的长度之比与剂量之间存在良好的线性平方关系(r2=0.96)。表明有希望用G2-期染色体畸变评估重离子的相对生物学效应和估计重离子的辐射剂量，也为合理评估空间混合辐射场中重离子辐射所占比例提供了两个潜在的指标。 3. LET为34.6 keV/μm12C 离子诱导的畸变，除大部分染色体型畸变外，还出现少量的染色单体畸变，这一现象在理论上突破了传统的认识，对重离子辐射损伤机理的认识有重要意义。这可能是由于重离子特殊的离子径迹结构诱导染色单体畸变。重离子相对生物学效应是相对于常规射线而言的，而常规射线辐照G0期淋巴细胞只产生染色体型畸变，因此这一现象的存在对重离子相对生物学效应的确定提出了新的问题。 4. γ射线诱导肿瘤细胞G2期染色体初始断裂畸变和修复24小时后残余断裂畸变都与辐射剂量有良好的相关性；肿瘤细胞克隆存活率与G2染色单体初始断裂(r=0.96)和修复24小时后残余断裂(r=0.91)都有一定的相关性，比较而言，G2染色单体初始断裂畸变能更好的反映肿瘤细胞的辐射敏感性，预示G2染色单体初始断裂畸变有希望成为肿瘤细胞辐射敏感性的预测指标。 5. 2 Gyγ射线诱导的G2-染色单体断裂畸变，有近65% 的断裂在辐射后24小时内得以修复；对G2等点染色单体断裂畸变，在辐射后24小时内只有20%左右得以修复；两类畸变的修复主要发生在辐射后2小时内。 6. 在用G2-assay法测定染色体畸变的实验中，给予较高剂量时，很难获得足够的中期细胞以供观察。用G2-assay和G2-PCC技术获得的数据都与细胞克隆存活率有一定的相关性，比较而言，后者的相关性要好一些。表明G2-PCC技术可以作为细胞存活实验和用常规染色体畸变分析放射敏感性的替代方法

γ射线辐照M期细胞的辐射敏感性及A172神经胶质瘤细胞的生物学效应

目的：探讨γ射线辐照SMMC-7721细胞后，M期细胞的辐射敏感性；研究经Y射线车荡照后神经胶质瘤A172细胞的生物学效应，为重离子治癌临床应用提供最基本的f氏LET辐射实验数据。材料与方法：采用兰州医学院第一附属医院60Co γ射线辐照SMMC-7721细胞和A172神经胶质瘤细胞，使用流式细胞技术（FCM）检测辐照后细胞周期的改变，同时通过克隆形成率比较M期和混合时相的SMMC-7721肝癌细胞的辐射敏感性；以细胞存活率不口微核率、微核细胞率来研究A172细胞的生物学效应。结论：1．人肝癌SMMC-7721细胞在M期的受损DNA修复能力比较低，导致M期细胞的辐射敏感性高于混合时相的细胞。2．虽然获得的样品中M期细胞仅有总数的18.5%，但获得的样品经二次平方公式拟合后的Q／p值是混合时相样品的17.5倍。由此说明，M期细胞的辐射敏感性很强，这样才能在比例仅占细胞总数18.5％的情况下起到非常明显的作用。3．由实验数据的分析，ZGy照射后，混合时相细胞在11h，三个时相的辐射敏感性依次为G2/M期＞S期＞G0／G1期。4．A172细胞生物学效应的实验中，细胞存活率γ与剂量D之间呈显著负相关者性，细胞存活率与剂量之间符合回归方程lgY＝-0.07528X＋1.84839，其回归系数r＝-0.93965，其中，p（0.01可以证明细胞存活率与剂量的相关性明显。5．本实验结果表明，A172细胞经低剂量照射后，与对照组相比可形成较高的微核率和微核细胞率，并在较大的剂量辐照后缓慢下降，最后分别维持在42％和37％左右。这说明，低于IGY剂量时，γ射线可引起A172细胞染色体的损伤，进而产生的染色体片断使细胞表现出高的微核率和微核细胞率；在大于IGy的条件下，由于染色体严重受损，细胞分裂延迟。6．实验中，各个剂量点的微核率均比微核细胞率偏高，这个现象可能与细胞本身的特性有关。本实验使用的A172神经胶质瘤细胞，自发微核率比较高，与有关文献报道的不太一致。

DG指数在定量多样性时的缺陷及其内涵解析

生物多样性通常使用物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数等来进行度量,但是在土壤动物群落研究中,由于使用了粗水平的分类方法,因此即使生境变化很大,这些多样性指数在评估群落多样性变化时仍然是不适当的。为了克服这种限制,廖崇惠(1990,2009)提出用DG指数来代替这些标准的多样性指数,并在土壤动物生态学领域得到了广泛应用。然而笔者分析发现DG指数与Pielou均匀度指数呈显著的负相关关系(r=–0.534,P=0.000),即,高的均匀度反而有低的多样性。另外,DG指数与类群数(r=0.648,P=0.000)和类群密度(r=0.487,P=0.000)呈明显的正相关,类群数的下降可以通过部分类群密度的上升而获得补偿,群落的类群丢失后却可以获得一个不变的甚至更高的多样性值。因此,笔者不支持DG指数用于测度生物多样性,提议使用各类群实际群势与潜在群势比值的平均值来估计群落潜在多度的实现程度。如果继续使用DG指数作为实际生境条件的一个指标,那么与以往不同,DG指数测度的是该生境群落多度增长的一种潜力。

Study of urinary 8-hydroxydeoxyguanosine as a biomarker of oxidative DNA damage in diabetic nephropathy patients

Increased oxidative stress induced by hyperglycemia may contribute to the pathogenesis of diabetic complications. Urinary 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) has been reported to serve as a sensitive biomarker of oxidative DNA damage and also of oxidative stress. This article studied oxidative DNA damage in patients with diabetic nephropathy and in healthy control subjects by urinary 8-OHdG evaluations. Contents of 8-OHdG in urine were analyzed by capillary electrophoresis with end-column amperometric detection (CE-AD) after a single-step solid-phase extraction (SPE). Levels of urinary 8-OHdG in diabetic nephropathy patients with macroalbuminuria was significant higher than in control subjects (5.72 +/- 6.89 mumol/mol creatinine versus 2.33 +/- 2.83 mumol/mol creatinine, P = 0.018). A significant difference of 24 h urinary 8-OHdG excretions exists between the patients with macroalbuminuria and the patients with nonnoalbuminuria (19.2 +/- 16.8 mug/24 h versus 8.1 +/- 1.7 mug/24 h, P = 0.015). There was a positive correlation between urinary excretion of 8-OHdG and glycosylated hemoglobin (HbA(1)c) (r = 0.287, P = 0.022). A weak correlation exists between the levels of 8-OHdG and triglyceride (r = 0.230, P = 0.074). However, the urinary 8-OHdG contents are not correlated with blood pressure and total cholesterol. The increased excretion of urinary 8-OHdG is seen as indicating an increased systemic level of oxidative DNA damage in diabetic nephropathy patients. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

长白山北坡水甲虫多样性与环境因子的关系

为了解水甲虫多样性与环境的关系,于2004—2006年每年6—10月在长白山北坡采集不同环境条件下水甲虫标本,共发现水甲虫8科38属70种。研究发现不同的环境,水甲虫的种类、数量、个体大小明显不同。通过多元回归分析发现:水甲虫Shannon-Wiener多样性指数与海拔(r=0.507)、底泥有机质含量(r=0.638)和全磷含量(r=0.668)成明显正相关,与水电导率(r=-0.470)、水深度(r=-0.461)和水pH值(r=-0.470)负相关显著;均匀度指数与底泥有机质含量(r=0.542)和全磷含量(r=0.489)正相关显著;物种数与海拔(r=0.590)、底泥有机质含量(r=0.593)和全磷含量(r=0.618)成正相关,与水深度(r=-0.636)、水电导率(r=-0.558)、水pH值(r=-0.535)成显著负相关。环境因子影响水甲虫的分布,但人类是最终决定因素,了解水甲虫多样性与环境的关系,有助于揭示生物-环境-人类三者之间的关系,为生态系统和生物多样性的修复和保护提供服务。

长白山春季不同植被类型中土壤线虫的群落结构

2001年和2002年春季,对长白山白北坡不同海拔的阔叶红松林、红松云冷杉混交林、暗针叶林、岳桦林和高山苔原中土壤线虫进行了研究。结果表明,5个样地中共鉴定到线虫7684条,分别隶属于2纲8目27科60属。其中绕线属Plectus,滑刃属Aphelenchoides,垫刃属Tylenchus,小杆属Rhabditis,盘旋属Rotylenchus和鹿角唇属Cervidellus为优势属,优势属线虫主要分布在枯枝落叶层中。土壤线虫数量与土壤含水量显著相关(r=0.357;P<0.01)。在不同深度和植被群落中丰富度最大的是食细菌类群线虫。土壤线虫总数和营养类群在不同土壤深度中差异显著(P<0.05);食真菌类群数量与食细菌类群数量之和与植食类群数量之比(WI)和线虫成熟指数(MI)在不同深度也存在明显差异(P<0.01)。

长白山阔叶红松林土壤CO_2释放通量

利用静态箱 /气相色谱法对长白山阔叶红松林林下土壤CO2 释放通量进行了测定。结果表明:土壤CO2 通量年变化具有明显的季节差异,在一年中温度最高的 7~8月份,土壤CO2 释放通量值最大,可达 770. 29mg·m-2·h-1,而在最冷的 1~2月份土壤CO2 释放通量最小,其通量仅为 33. 23mg·m-2·h-1。土壤CO2 通量的变化与大气、土壤表层、地下 5cm处温度的变化呈明显的正相关关系:CO2 释放通量随温度的升高呈指数函数上升;地下 5cm处温度与土壤CO2 通量的相关性最显著 (R=0.80,P<0.001,n=61);CO2 释放通量与土壤含水量之间也存在着正相关关系,但显著性不高。

潮棕壤不同利用方式有机碳剖面分布及碳储量

对潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地 4 种土地利用方式经过 14 年后在 0～150 cm 土体 10个土层中土壤有机碳含量的剖面分布、C/N 及有机碳储量进行比较研究。结果表明,不同利用方式下土壤有机碳含量产生明显的剖面分布差异。林地各土层有机碳含量较其它几种利用方式高,表明不同利用方式对土壤碳产生较大影响;土壤有机碳与全氮极显著相关,但自然生态系统中碳与氮的相关性略高于农田生态系统(林地R =0.990,撂荒地 R =0.990,稻田 R =0.976,玉米地 R =0.980,P < 0.001,n =30);剖面中 C/N 随深度而 2 2 2 2下降,林地 C/N 较高,稻田 C/N 较低,玉米地与撂荒地相应土层中 C/N 相近;在 100 cm 深度内,林地土壤分别比稻田、玉米地、撂荒地每年多截获 4.25、2.87 和 4.48 t·ha-1有机碳,年增幅分别为 6.15%、3.26%和 5.09%;林地有机碳储量显著高于稻田、玉米地和撂荒地(P 值分别达到 0.001、0.008 和 0.008),其它 3 种利用方式间差异不显著。据此认为林地在增加碳储量及改善环境方面具有很大的潜力。

东部山区次生林林窗小气候变化动态——以辽东山区次生林人工小林窗为例(英文)

林窗的产生使森林环境发生了变化,进而影响森林生态系统的更新演替。本文选取东北地区具有典型性的次生林生态系统中人工小林窗(林窗直径与边缘木高之比小于0.5)为对象,对林窗内部及其附近林分的光量子通量密度(PPFD),距地面10cm的空气温度,土壤温度和土壤含水量(0-15cm,15-30cm)进行了观测。实验在林窗形成后的第二年进行,时间为2006年5-9月。结果表明:PPFD最高值出现在林窗北部边缘,尤其在生长季初期的五月份最为明显;晴天时PPFD到达最大值的时间较阴天提前;林窗北部的气温较高,南部的气温较低。土壤温度在林窗内变化剧烈,范围为1-8℃,最大值出现在林窗北部,且与气温最大值显著相关(R=0.735,P<0.05)。表层土壤水分高于下层土壤水分,但差异不显著(p>0.05);这主要是受林窗面积和地表植被的影响所致。上述结果表明,辽东山区次生林小林窗光量子最大值出现的位置与以往在北半球林窗观测结果基本一致,但出现最大值的时间在不同的纬度间存在着差异。空气温度和土壤温度的最大值也都出现在林窗北部,体现了光照对温度变化的影响。由于面积因素的影响,七月份温度变化与其它月份不同。土壤水分在雨季和旱季变化不大,这可能与林窗大小和所处地理位置有关。在本次观测的形状不规则小林窗中,小气候因子的变化对物种更新产生怎样的影响,需要开展进一步的研究。图5参44。