水溶液中稀土离子与甘氨酸、丝氨酸、天冬氨酸作用的~(13)C NMR研究

测定了酸性水溶液中甘氨酸、丝氨酸和天冬氨酸稀土络合物(Ln=La、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb)的~(13)C诱导位移。对位移试剂的分析指出,三种氨基酸通过α-羧基以双齿形式配位于稀土,配位键长为0.23nm～0.25nm,天冬氨酸的y-羧基也是配位基团。由本文与文献中已报道的各种氨基酸稀土络合物的~(13)C诱导位移的系统分析表明,配体~(13)C超精细偶合常数A值和结构因子G值有如下规律:(1)│A(C_0)│<│A(C_α)│;A(C_0)为正,A(C_α)为负;(2)│G(C_0)│>│G(C_α)│;配体碳核的G均为负值。

甘草属（Glycyrrhiza L.)的系统学研究——兼论与假甘草属（Glycyrrhizopsis Bosis.&Bal.)的关系

甘草属（Glycyrrhiza L.）隶属于豆科山羊豆族甘草亚族，各大洲均有分布。本文对甘草属进行了全面的系统学研究，重点分析了各形态相关性状的变异式样及变异范围，首次发现甘草属的龙骨瓣不合生、分离，中国植物志四十二卷记载龙骨瓣合生，则有误;认为荚果形态和叶片性状是较为可靠的分种依据，小叶数目、花序疏、密以及小花大小等性状对于属下种类的划分也具有重要的分类学意义。首次在扫描电镜下观察了13种甘草属植物花粉粒的微形态特征，发现甘草属植物花粉为球形或近球形、三孔沟、萌发沟通常比较宽、沟边缘不整齐、沟膜较明显、表面通常具有疣状、瘤状或颗粒状突起;外壁纹饰以小孔穴状纹饰为主，还有皱纹状纹饰。花粉的形状、大小、外壁纹饰在种间存在变异，反映了一定的种间关系，对目前的属下分类系统提供了一些证据。对种子形态观察表明，该属植物的种皮表面纹饰特征比较相近，除圆果甘草(G. squamulosa)表面纹饰为圆丘状突起外，其余种类均以各种条纹状或回纹状突起为主。从种皮表面纹饰特征所反映的种间关系来看，有些与传统的分类结果一致，有些则不一致，无规律可寻，对于进行甘草属分类和种间系统演化关系研究不具有更高价值。对甘草属植物进行了分子系统学研究，测定5种甘草属植物的ITS序列，并从Genebank中下载21种的ITS序列，包括了2种甘草属植物及山羊豆族内其它10个属的代表。以紫藤为外类群，进行简约性分析，构建甘草属及其临近类群的系统发育树状图，结果显示，所研究的甘草属植物聚为一支，而山羊豆族内的其余类群在系统树上聚为另一支，表明甘草属与山羊豆族内其余类群的关系相对稍远;甘草属植物作为一个单系类群得到了100％的支持。在包括了山羊豆族、车轴草族、蚕豆族、鹰嘴豆族、岩黄芪族和灰叶族植物的系统发育树状图上，甘草属植物与山羊豆族的其余类群则处于不同的分枝上，进一步表明它们亲缘关系较远，包括甘草属的山羊豆族不是一个单系类群，甘草属的分类位置还需进一步研究。 作者在研究了4000余份腊叶标本及进行了大量野外考察的基础上，结合孢粉学、种子形态及分子生物学的证据，首次采用综合手段对世界甘草属植物进行全面的分类学修订。确认甘草属含3个组、13个种、1个变种，其中处理一新组合;对17个名称进行了归并;重新界定了广布种乌拉甘草（G.uralensis）和欧亚甘草（G.glabra）的变异范围，澄清了上述两种长期存在的名实混乱;考证了属的正确模式及一些种的合法学名，发现被命名为胀果甘草（G. inflata）的类群其正确名称应是G. paucifoliolata，建议将长期使用的胀果甘草作为保留名。确立假甘草属Glycyrrhizopsis Boiss. & bal.的独立地位，并确认该属具有2种1变种，处理新组合一个。本文对每一个种进行了详细的形态描述，并附分布资料及地理分布图，还给出了分组、分种检索表。

中药青蒿紫穗槐二烯合酶基因表达及调控的研究

青蒿素是从我国传统药用植物中药青蒿（Artemisia annua L.）中提取的新型抗疟特效药，其生物合成途径属于植物类异戊二烯代谢途径。目前，青蒿素生物合成的组织部位及其调控机制仍不完全清楚。紫穗槐二烯合酶（amorpha-4， 11-diene synthase, ADS）作为青蒿素生物合成分支途径的第一个关键酶，催化倍半萜化合物的通用前体法呢基焦磷酸环化，生成紫穗槐二烯。本论文通过对ADS 表达特性的分析，研究了青蒿素生物合成的组织特异性及其调控机制，主要研究结果如下： 一．紫穗槐二烯合酶基因启动子功能的研究 从青蒿高产株系001 中克隆得到了2850 bp 的ADS 启动子调控区。通过比较5’RACE 的测序结果与启动子序列，确定转录起始位点位于翻译起始位点上游44 bp，TATA 盒下游27 bp。该启动子序列包含的顺式作用元件有脱落酸应答元件(ABRE )、乙烯应答元件(ERE)、生长素应答元件(AUXRE）等植物激素反应元件，以及低温应答元件（LTRE）、高温应答元件（HSE）等与逆境有关的反应元件，还有与真菌诱导有关的W-box 元件等。将不同长度ADS 启动子与报告基因GUS 融合，构建了植物表达载体，通过农杆菌介导的方法获得稳定整合的转基因烟草。经过组织化学、GUS 荧光活性检测及RT-PCR 分析，发现该启动子的转录活性很低，无法通过GUS 染色进行观察。GUS 荧光活性检测及RT-PCR 结果表明，转录起始位点上游346 bp 是ADS 基础表达所必需的。高温、低温、干旱、水杨酸、茉莉酸甲酯等处理均能促进青蒿中ADS 的表达，而脱落酸和乙烯的作用效果较小，与启动子序列分析的结果并不完全一致。 二．紫穗槐二烯合酶基因表达特性的研究 以青蒿高产株系001 为材料，在基因和蛋白水平揭示了ADS 的表达特性。RT-PCR 和Western 分析结果表明，ADS 在幼叶和花蕾中大量表达，在老叶和完全开放的花中表达量很低，而在青蒿的根和茎中几乎检测不到ADS 的表达。石蜡切片和整体原位杂交的结果表明，ADS 在顶端分生组织、叶原基及分泌腺毛中表达，在非分泌的T 型腺毛中不表达。当叶片完全展开后，ADS 只在分泌腺毛中表达，而且随着叶片的生长和老化，ADS 的表达量逐渐减少。另一个非常有趣的发现是同一叶片上的分泌腺毛，有些有ADS 的表达，有些则没有。用强光、低温、高温和水杨酸等因素处理后，有ADS 表达的分泌腺毛的比例没有明显的变化。 三．外源水杨酸促进青蒿素的生物合成 研究了外源水杨酸对青蒿素生物合成的影响，结果表明：1 mM 水杨酸处理后，青蒿叶片中的游离态水杨酸含量快速增加，处理后4 h 达到 0.79 μg g-1 FW，是对照的3.5 倍。外源水杨酸能够抑制青蒿中过氧化氢酶活性，提高抗坏血酸过氧化物酶活性，并通过对抗氧化酶活性的抑制引起青蒿体内活性氧水平的迅速升高。在处理后4 h，青蒿中H2O2 和O2-的含量分别达到对照的2.1 倍和2.4 倍。青蒿素含量在水杨酸处理后的前8 h 缓慢升高，随后升高的速度增加。外源水杨酸处理后8 h 和96 h，青蒿素含量分别达到9.1 mg g-1DW 和13.9 mg g-1DW，比对照高21.7%和75.8%。处理后8 h，青蒿酸的含量没有明显变化，随后开始增加。处理后16 h，青蒿酸的含量达到3.6 mg g-1DW，比对照高90%， 随后继续升高，至96 h 达到4.98 mg g-1 DW，比对照高127%。二氢青蒿酸的含量在处理后的8 h 内有所下降，随后缓慢升高。处理后8 h，二氢青蒿酸的含量降低了23.3%，随后二氢青蒿酸的含量开始升高，在处理后96 h，达到7.4 mg g-1DW，比对照高72.1%。外源SA 处理提高了青蒿素及其前体的总含量，在处理后1、2、4 天分别比对照提高了1.3、1.5 和1.8 倍。Northern 结果表明，水杨酸强烈诱导了青蒿素生物合成基因HMGR、ADS 的表达，但是对FPS、CYP71AV1 的诱导作用较小。这些研究结果表明，外源水杨酸至少通过两条途径诱导青蒿素的生物合成：一是通过诱导活性氧的产生促进二氢青蒿酸向青蒿素的转化；二是上调部分青蒿素生物合成相关基因的表达。根据这一研究成果，在青蒿田间栽培中，可以在收获前通过喷施水杨酸来快速、有效和低成本地提高青蒿素产量。

Tissue distribution and depuration of the extracted hepatotoxic cyanotoxin microcystins in crucian carp (Carassius carassius) intraperitoneally injected at a sublethal dose

An acute toxicity experiment was conducted by intraperitoneal injection with a sublethal dose of extracted microcystins (MCs), 50 mu g MC-LR (where L = leucine and R = arginine) equivalent/kg body weight (BW), to examine tissue distribution and depuration of MCs in crucian carp (Carassius carassius). Liver to body weight ratio increased at 3, 12, 24, and 48 h postinjection compared with that at 0 h (p < 0.05). MC concentrations in various tissues and aquaria water were analyzed at 1, 3, 12, 24, 48, and 168 h postinjection using liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS). The highest concentration of MCs (MC-RR + MC-LR) was found in blood, 2 -270 ng/g dry weight (DW), followed by heart (3 -100 ng/g DW) and kidney (13 -88 ng/g DW). MC levels were relatively low in liver, gonad, intestine, spleen, and brain. MC contents in gills, gallbladder, and muscle were below the limit of detection. Significant negative correlation was present between MC-RR concentration in blood and that in kidney, confirming that blood was important in the transportation of MC-RR to kidney for excretion. Rapid accumulation and slow degradation of MCs were observed in gonad, liver, intestine, spleen, and brain. Only 0.07% of injected MCs were detected in liver. The recovery of MCs in liver of crucian carp seemed to be dose dependent.

Effects of the "all-fish" growth hormone transgene expression on non-specific immune functions of common carp, Cyprinus carpio L.

This study investigated non-specific immune functions of the F-2 generation of "all-fish" growth hormone transgenic carp, Cyprinus carpio L. Lysozyme activity was 145.0 (+/- 30.7) U ml(-1) in the transgenic fish serum and 105.0 (+/- 38.7) U ml(-1) in age-matched non-transgenic control fish serum, a significant difference (P < 0.01). The serum bactericidal activity in the transgenics was significantly higher than that in the controls (P < 0.05), with the percentage serum killing of 59.5% (6.83%) and 50.8% (8.67%), respectively. Values for leukocrit and phagocytic percent of macrophages in head kidney were higher in transgenics than controls (P < 0.05). However, the phagocytic indices in the transgenics and the controls were not different. In addition, the mean body weight of the transgenics was 63.4 (6.65) g, much higher than that of the controls [39.2 (+/- 3.30) g, P < 0.01]. The absolute weight of spleen of the transgenics [0.13 (+/- 0.03) g] was higher than that of the controls [0.08 (+/- 0.02) g, P < 0.01]. However, there was no difference in the relative weight of spleen between the transgenics and the controls, with the spleen mass index being 0.21% (+/- 0.02%) and 0.20% (+/- 0.03%), respectively. This study suggests that the "all-fish" growth hormone transgene expression could stimulate not only the growth but also the non-specific immune functions of carp. (c) 2006 Published by Elsevier B.V.

Determination of urinary oxidative DNA damage marker 8-hydroxy-2 '-deoxyguanosine and the association with cigarette smoking

8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8OHdG) has been widely used as a biomarker of oxidative DNA damage in both animal models and human studies. To evaluate the effect of cigarette smoking on oxidative stress, we studied the levels of urinary 8OHdG from smokers and non-smokers and investigated the association with cigarette smoking. The urinary 8OHdG concentrations were determinated by capillary electrophoresis with end-column amprometric detection (CE-AD) after a single-step solid phase extraction (SPE), and then quantitatively expressed as a function of creatinine excretion. To increase the concentration sensitivity, a dynamic pH junction was used and the focusing effect was obvious when using 30 mM phosphate (pH 6.50) as sample matrix. The limit of detection is 4.3 nM (signal-to-noise ratio S/N = 3). The relative standard deviation (R.S.D.) was 1.1% for peak current, and 2.3% for migration time. Based on the selected CE-AD method, it was found that the mean value of urinary 8OHdG levels in the smokers significantly higher than that in non-smokers (31.4 +/- 18.9 nM versus 14.4 +/- 7.6 nM, P = 0.0004; 23.5 +/- 21.3 mug g(-1) creatinine versus 12.6 +/- 13.2 mug g(-1) creatinine, P = 0.028). (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of inoculated Microcoleus vaginatus on the structure and function of biological soil crusts of desert

Microcoleus vaginatus Gom., the dominant species in biological soil crusts (BSCs) in desert regions, plays a significant role in maintaining the BSC structure and function. The BSC quality is commonly assessed by the chlorophyll a content, thickness, and compressive strength. Here, we have studied the effect of different proportions of M. vaginatus, collected from the Gurbantunggut Desert in northwestern China, on the BSC structure and function under laboratory conditions. We found that when M. vaginatus was absent in the BSC, the BSC coverage, quantified by the percentage of BSC area to total land surface area, was low with a chlorophyll a content of 4.77 x 10(-2) mg g(-1) dry soil, a thickness of 0.86 mm, and a compressive strength of 12.21 Pa. By increasing the percentage of M. vaginatus in the BSC, the BSC coverage, chlorophyll a content, crust thickness, and compressive strength all significantly increased (P < 0.01). The maximum chlorophyll a content (13.12 mg g(-1)dry soil), the highest crust thickness, and the compressive strength (1.48 mm and 36.60 Pa, respectively) occurred when the percentage of inoculated M. vaginatus reached 80% with a complex network of filaments under scanning electron microscope. The BSC quality indicated by the above variables, however, declined when the BSC was composed of pure M. vaginatus (monoculture). In addition, we found that secretion of filaments and polymer, which stick sands together in the BSC, increased remarkably with the increase of the dominant species until the percentage of M. vaginatus reached 80%. Our results suggest that not only the dominant species but also the accompanying taxa are critical for maintaining the structure and functions of the BSC and thus the stability of the BSC ecosystems.

AMSR-E卫星海面气象参数遥感方法研究

全球气候变化对人类社会有重要影响，气候变化已经成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的环境问题之一，它可能对生态系统和社会经济产生灾难性的影响。海洋约占着地球表面70%的面积，海洋的变化对全球气候的变化起着非常重要的作用，海面气象参数的研究也成为关注的重点之一。卫星遥感技术的发展，为海洋科学提供了广阔的发展空间。通过卫星可以对全球海洋进行连续观测，能够获取长期的大范围的海洋气象资料，进而可以比较全面而深入的研究全球海洋及大气。 本文的主要工作就是利用AMSR-E卫星资料进行瞬时和月平均近海面气象参数反演。利用遗传算法，根据2002年6月-2006年12月的AMSR-E的瞬时海洋产品数据与TAO和NDBC实测数据，反演瞬时近海面气温和比湿，与实测资料相比瞬时近海面气温和比湿的均方根误差分别1.13℃，1.28 g/ kg。根据2002年7月-2007年12月的AMSR-E月平均数据与实测资料，反演月平均近海面气温和比湿，同实测资料相比，均方根误差分别为0.80℃，1.03k/kg。将遗传算法反演的结果同神经网络和线性回归方法进行比较，遗传算法可以较好的反演近海面气象参数，且遗传算法具有客观性和数据适应性，可以不依赖于导数信息或其他辅助信息来进行最优种搜索。并利用2005年一年的AMSR-E位于赤道太平洋区域亮温资料反演近海面气温和比湿，结果同TAO资料进行比较，均方根误差分别为0.71℃和0.91g/kg。

长江流域的锂及锂同位素地球化学研究

锂的两个同位素（6Li和7Li）之间相对大的质量差导致它们在自然界的分馏强烈，仅在表生环境就达到了35‰。因而，作为一种有效的示踪剂被广泛地应用于研究宇宙事件、洋壳蚀变及海底热液活动、板块活动、壳幔演化以及示踪卤水来源等地球化学过程。近年来则以大陆风化过程的锂同位素地球化学研究为热点，主要研究方向包括流域尺度大空间范围的总体研究、风化壳剖面的精细研究以及实验室的模拟研究，均涉及水/岩作用过程的锂同位素分馏机理研究。但是，现有的研究结果有的需要进一步论证，有的相互之间存在矛盾，还有部分结论不能自圆其说。 因此，本项论文工作以地表环境过程的锂同位素地球化学研究为切入点，选择长江水系干流和主要支流的地表水、悬浮物和沉积物为研究对象。在低含量样品锂同位素分析方法研究和完善的基础上，就河流体系锂的来源、流域体系的锂同位素组成变化特征及其主要受控因素等方面开展探索性研究。 通过以上研究，本论文得出以下几点认识： 1、采用单一的阳离子树脂柱分离、提纯样品锂，MC-ICP-MS测定其同位素组成。其分析结果的准确度和精确度可以达到现阶段报道的最高水平。海水的锂同位素组成为+31.3±1.0‰（2σ）与前人测定结果的平均值（+31.2‰）接近；样品分析误差约为0.5‰（2σ），与TIMS的分析结果相似。 2、长江水系河水以富含HCO3-、Ca2+为主要特征，两者分别占阴、阳离子总量的70%和50%；其中，以Na+、Cl-含量的变化最大。长江河水的主要离子组成主要受流域岩石风化作用影响，蒸发结晶作用只在少数点起次要作用，而大气沉降的输入十分微弱。岩石风化作用以碳酸盐岩风化的影响最为显著，蒸发盐岩和硅酸岩的影响较小，仅限于长江流域的局部地区。 3、长江水系悬浮物的锂含量及δ7Li值变化较小，分别为41 µg/g~92 µg/g和-4.7‰~+0.7‰。沉积物的锂含量在13.26 µg/g~46.32 µg/g之间，略低于悬浮物的锂含量，而δ7Li较高，在+0.9‰和+9.1‰之间变化。悬浮物和沉积物的锂含量与Al2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MnO/SiO2及K2O/SiO2等比值之间存在明显的正相关关系，与δ7Li值存在一定的负相关关系，主要表现为粘土矿物对锂的吸附作用，尤其是6Li。 4、长江水系河水的锂含量在1.04 µg/L和31.72 µg/L之间，平均为8.87 µg/L，呈现出从上游至下游逐渐降低的趋势，最高值出现在长江上游的攀枝花段（CJ1）。其锂同位素组成变化也较大，δ7Li值在+7.6‰和+28.1‰之间，但是却呈现出与锂含量变化相反的特征，即从上游至下游逐渐增加，最小值出现在长江上游的攀枝花段(CJ1)。 5、长江干流水体的锂摩尔浓度的倒数（1/Li）和δ7Li值之间存在明显的正相关关系，可能是两个端员组分混合的结果。综合考虑雨水、人为输入和碳酸盐岩对长江干流河水的贡献后，我们认为长江干流河水的锂应该是来自于流域岩石风化的贡献，即蒸发盐岩的溶解和硅酸岩的风化，两者对长江河水锂的贡献在78%和99%之间。 6、悬浮物总是比相应水体富集6Li，导致两者之间的锂同位素分馏明显。悬浮物和河水之间的锂同位素分馏系数（α矿物-流体）在0.976和0.993之间比变化，落在不同粘土矿物吸附产生的分馏范围内。长江上游地区的α矿物-流体落在室温下水铝矿和蒙脱石对锂吸附产生的分馏范围内，下游地区的α矿物-流体则与蛭石和高岭石对水体锂的吸附分馏范围内。除此之外，α矿物-流体还与悬浮物的量密切相关，尤其是在河水进入三峡库区之前。这种相关性同样是粘土矿物对6Li的优先吸附引起的。

液氮温区G-M制冷机的数值分析及新型结构制冷机的研制

G-M制冷机是回热式的小型低温制冷机，它利用绝热放气膨胀原理（又称为西蒙膨胀法）获得低温，具有振动小、运行稳定、寿命长、操作方便等特点，在对效率、重量、尺寸等没有太高要求的场合应用非常广泛。在八十年代末，G-M制冷机已经突破了液氦温度，非常适合在液氦温区为超导器件或电子元件提供冷量，在低温真空泵、MRI超导磁体冷却系统、SQUID再冷凝系统等方面有良好的应用前景，推广其应用已属当务之急。本文围绕着探索氦温区G-M制冷机工作机理、提高低温蓄冷器性能及新型结构G-M制冷机的研制等方面，进行了系统地理论分析和纳归纳，以及初步地实验研究：一. 首次比较完善地建立了液氦温区G-M型制冷机整机数值模拟方法，数值模拟方法给出了制冷机内工质参数瞬态分布及动态变化曲线，为分析制冷机独特的循环特性提供了直观的依据，为探讨运行及结构参数对制冷性能的影响机理提供了强有力的工具。模型中考虑了制冷机中的阻力、实际进排气角、物性变化及蓄冷器内空隙率的存在等多种实际因素：解决了一、二级耦合及部件交界处物性变化不连续对计算影响等问题；采取网格非均匀化、牛顿迭代法以及负反馈原理等措施，提高了计算精度和收敛性。在微机上成功地模拟了液氦温区G-M制冷机的工作过程，程序采用模块化编程，具有一定通用性。二. 运用液氦温区整套机数值模拟方法，计算了制冷机内工质参数（氦流温度、压力、流速等）周期性变化和空间分布，采用一级蓄冷器与低温蓄冷器工作特性对比法，从整机内工质参数动态变化规律分析的角度，验证了液氦温区G-M制冷机工质氦的循环主要分为两部分：常规循环、低温循环。并详细地讨论了运行参数（频率、工作压力）及一级制冷机结构参数对整机内工数动态变化的影响规律以及制冷机性能的影响机理。三. 首次建立了较完善的液氦温区多层混合填料型低温蓄冷器的数值模拟方法，运用数值模拟方法，首次详细地研究了常用填料的不同组合、一定组合下填料比例以及蓄冷器结构对制冷机性能的影响机理，提出了不同填料的最佳节组合及一定组合下填料最佳比例的确定和低温蓄冷器结构和填料优化的原则，为合理有效地设计高性能液氦温区低温蓄冷器提供了依据。四. 提出并设计、加工了一种新型结构的液氦温区双级G-M型制冷机，该机结构在国内外属于首创。其具有以下主要结构特点：一、二级分别独立驱动；一、二级之间通过热桥连接；二级蓄冷器外置于汽缸等。同时建立了新型结构液氦温区双级G-M型制冷机实验系统，为今后整机性能和内部动态过程的研究奠定了基础。五. 新型结构双级G-M型制冷机二级单机动转频率为0.6Hz时，制冷温度为13.6K，且在20K时有4.4W的制冷量；制冷机已达到液氦温区，f = 0.4Hz时，最低温度为4.6K；f = 1Hz，制冷温度为10K时，制冷量大于6W，上述结果目前均未见有文献报道。在新型G-M制冷机上，初步进行了低温蓄冷器性能测试实验及运行参数对制冷机性能影响的实验研究。

H+ISFET-based biosensor for determination of penicillin G

A biosensor based on an H+ ion sensitive field effect transistor (H+-ISFET) and penicillin G acylase has been developed. The response time of the sensor to different concentrations of penicillin G was 30 s. In a 20 mM phosphate buffer at pH 7.0, the linear range of the calibration curve was from 0.5 to 8 mM. The coefficients of variation for three samples with 20 repeated measurements were below 5%. Stability of the sensor could reach about 6 months and more than 1000 runs were performed without a significant decrease of the output value. The sensor was tested for measurement of the penicillin G content in penicillin fermentation broth. Forty samples with low and high concentrations of penicillin G were chosen for the correlation test. The values assayed by the sensor method were compared with the values assayed by HPLC method, the correlation coefficient (r) was 0.9944 and the regression equation was y = 1.034X - 2083.7 respectively. The different measuring methods are discussed in the text. (C) 1998 Published by Elsevier Science S.A. All rights reserved.