Avaliação da ingestão habitual de cálcio e sua associação com a concentração intracelular de cálcio, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial

A associação inversa da ingestão de cálcio dietético com adiposidade corporal e pressão arterial está documentada em estudos epidemiológicos. Achados experimentais sugerem que este fenômeno pode ser mediado por alterações na concentração intracelular de cálcio ([Ca]i). Existem poucos estudos relacionando o cálcio dietético com a [Ca]i. O objetivo do presente estudo foi avaliar a relação da ingestão habitual de cálcio dietético com a [Ca]i, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial em mulheres. Para tanto, foi desenvolvido estudo transversal, com 76 mulheres na pré-menopausa submetidas à avaliação: dietética (questionário de frequência alimentar validado); da [Ca]i em eritrócitos (espectrometria de absorbância atômica); da gordura corporal (GC) total [índice de massa corporal (IMC) e % GC por bioimpedância elétrica] e central [perímetro da cintura (PC), e razão cintura quadril (RCQ)]; do perfil metabólico (glicose, colesterol e frações, insulina e HOMA-IR); dos biomarcadores inflamatórios [adiponectina e proteína C-reativa (PCR)]; dos biomarcadores da função endotelial [molécula de adesão intracelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1) e E-Selectina]; da função endotelial avaliada pelo equipamento Endo-PAT2000; e da pressão arterial. Calcitriol, paratormônio, cálcio sérico e cálcio urinário completaram o metabolismo do cálcio. As participantes foram estratificadas em 2 grupos de acordo com a ingestão habitual de cálcio: Grupo com baixa ingestão de cálcio ou BIC (n=32; ingestão de cálcio <600mg/d) e Grupo com elevada ingestão de cálcio ou AIC (n=44; ingestão de cálcio ≥600mg/d). A média da idade foi semelhante entre os grupos (Grupo BIC: 31,41,4 vs Grupo AIC: 31,41,4anos; p=0,99). Após ajustes para fatores de confundimento (idade, ingestão de energia, bebida alcoólica, proteína, carboidratos e lipídios), o Grupo AIC, em comparação com o BIC, apresentou valores significativamente mais baixos de IMC (25,65,3 vs 26,9 6,0 kg/m; p=0,02), PC (84,413,6 vs 87,815,3cm; p=0,04), % GC (31,15,9 vs 33,35,6 %; p=0,003), pressão arterial diastólica (68,210,8 vs 72,411,2 mm Hg; p=0,04) e pressão arterial média (80,1310,94 vs 83,8611,70 mmHg; p=0,04); e significativamente mais altos de HDL-colesterol (58,612,2 vs 52,912,2 mg/dL; p=0,004) e adiponectina (34572,1 19472,8 vs 31910,319385,1 ng/mL; p=0,05). A [Ca]i e as outras variáveis avaliadas não diferiram entre os grupos, mesmo após ajustes. Neste estudo realizado com mulheres, o maior consumo de cálcio se associou com valores mais baixos de adiposidade corporal total e central, pressão arterial diastólica e média; além de valores mais elevados de HDL-colesterol e adiponectina

Apneia obstrutiva do sono e função endotelial em pacientes com hipertensão arterial resistente

A apneia obstrutiva do sono (AOS) é considerada um fator de risco independente para as doenças cardiovasculares. Existem evidências de que indivíduos com apneia obstrutiva do sono podem apresentar elevação nos mediadores inflamatórios, alterações no perfil metabólico, aumento na atividade do sistema nervoso simpático, com consequente elevação da pressão arterial e disfunção endotelial. Nos últimos anos, inúmeros estudos tem apontado a AOS como um dos fatores responsáveis pela hipertensão resistente. O objetivo do estudo foi avaliar a presença da apneia obstrutiva do sono e o comportamento da função endotelial em pacientes com hipertensão resistente, comparando com hipertensos apresentando pressão arterial controlada com até 3 classes diferentes de fármacos anti-hipertensivos. Trata-se de um estudo transversal com 40 pacientes hipertensos: 20 com hipertensão arterial resistente (HAR) e 20 com pressão arterial controlada por medicação (hipertensão arterial controlada; HAC), sem distinção de raça ou gênero, com idade entre 18 e 75 anos. A pressão arterial casual e a monitorização ambulatorial da pressão arterial foram aferidas por método oscilométrico em aparelhos automáticos. A função endotelial e a presença da apneia obstrutiva do sono foram avaliadas através da tonometria arterial periférica pelos equipamentos Endo-PAT2000 e o aparelho portátil Watch-PAT200, respectivamente. A avaliação antropométrica foi realizada através das aferições das circunferências da cintura e do pescoço, índice de massa corporal (IMC), e relação cintura-estatura. A composição corporal foi avaliada por bioimpedância elétrica BIODYNAMICS 450. As análises estatísticas foram realizadas pelo software GraphPad PRISM, versão 6.01. A prevalência de AOS no grupo com HAR foi de 85% (Índice de apneia-hipopneia [AHI]= 12,391,89) e de 80% no grupo com HAC (AHI =20,744,69), sendo mais frequente em homens (p=0,04; OR=3,86; 95% IC 0,99 a 14,52). Os dois grupos apresentaram valores semelhantes das variáveis antropométricas avaliadas. A função endotelial avaliada pelo índice de hiperemia reativa foi similar nos dois grupos (grupo HAR: 1,880,09 vs. grupo HAC: 2,030,09; p=0,28). Apesar do número de dessaturações de oxigênio >4% ter apresentado diferença significativa entre os grupos (grupo HAR: 28,755,08 vs. grupo HAC: 64,1516,97; p=0,04), o tempo total de sono (grupo HAR: 309,515,27 vs. grupo HAC: 323,318,74 min) e a saturação mínima da oxi-hemoglobina (grupo HAR: 87,80,85 vs. grupo HAC: 83,32,37%) não mostraram essa diferença. Considerando todos os pacientes hipertensos, o AHI apresentou correlação significativa com o peso corporal (r=0,51; p=0,0007), o IMC (r=0,41; p=0,007), a circunferência da cintura (r=0,44; p=0,005), a circunferência do pescoço (r=0,38; p=0,01) e a relação cintura-estatura (r=0,39; p=0,01). Os pacientes sem AOS em comparação com os pacientes com AOS, apresentaram risco significativamente menor de apresentar comprometimento da função endotelial (OR=0,17; 95% IC 0,04-0,72; p=0,03). Os achados do presente estudo sugerem que a prevalência de AOS em pacientes com hipertensão resistente é elevada, porém semelhante a de indivíduos com hipertensão controlada. Pacientes com hipertensão resistente e controlada não apresentaram diferenças significativas em relação à função endotelial. A gravidade de AOS no grupo total de hipertensos se associou com maior risco de comprometimento da função endotelial.

Efeitos da restrição energética sobre a apneia do sono, atividade simpática, estresse oxidativo, biomarcadores inflamatórios, função endotelial, adiposidade corporal, perfil metabólico e pressão arterial em pacientes obesos com apneia obstrutiva do sono

A intervenção nutricional para perda ponderal é uma das opções terapêuticas para a apneia obstrutiva do sono (AOS) em pacientes com excesso de adiposidade corporal. No entanto, os efeitos da restrição energética moderada, recomendada pelas diretrizes atuais para o tratamento da obesidade, sobre a AOS ainda não são conhecidos. Avaliar em indivíduos obesos com diagnóstico de AOS os efeitos da restrição energética moderada sobre a adiposidade corporal; gravidade da AOS; pressão arterial; atividade simpática; estresse oxidativo; biomarcadores inflamatórios; perfil metabólico e função endotelial. Ensaio clínico randomizado, com duração de 16 semanas, envolvendo 21 indivíduos obesos grau I ou II, apresentando idade entre 20-55 anos e índice de apneia/hipopneia (IAH) > 5 eventos/h. Os participantes foram randomizados em 2 grupos: 11 no grupo restrição energética (GRE) e 10 no grupo controle (GC). O GRE foi orientado a realizar restrição energética (-800 Kcal/dia) e o GC não modificou sua ingestão alimentar. No início e ao final do estudo, os participantes foram submetidos à avaliação do (a): AOS com o equipamento Watch-PAT 200 incluindo a determinação dos seguintes parâmetros de gravidade da AOS: IAH, saturação mínima de O2, número de dessaturações de O2>4%; adiposidade corporal (peso, % gordura corporal e circunferências da cintura, quadril e pescoço); pressão arterial (PA); atividade do sistema nervoso simpático (concentrações plasmáticas de catecolaminas); biomarcadores inflamatórios (proteína C reativa e adiponectina); estresse oxidativo (malondialdeído); metabolismo glicídico (glicose, insulina e HOMA-IR) e lipídico (colesterol total e frações e triglicerídeos); e função endotelial (índice de hiperemia reativa avaliado com o equipamento Endo-PAT 2000 e moléculas de adesão). A análise estatística foi realizada com o software STATA v. 10. O nível de significância estatística adotado foi p<0,05. Resultados: O GRE, em comparação com o GC, apresentou redução significativamente maior no peso corporal (-5,571,81 vs. 0,431,21kg, p<0,001) e nos demais parâmetros de adiposidade corporal; no IAH (-7,222,79 vs. 0,131,88 eventos/h, p=0,04); no número de dessaturações de O2>4% (-33,7015,57 vs. 1,807,85, p=0,04); nas concentrações plasmáticas de adrenalina (-12,703,00 vs. -1,303,90pg/mL, p=0,04); além de aumento significativamente maior na saturação mínima de O2 (4,601,55 vs. -0,601,42%,p=0,03). O GRE, em comparação com o GC, apresentou maior redução, porém sem alcançar significância estatística, na PA sistólica (-4,231,95 vs. 2,341,39mmHg, p=0,05), na concentração de insulina (-5,111,93 vs. -0,651,28U/mL, p=0,07) e no HOMA-IR (-1,150,49 vs. -0,080,33, p=0,09). Durante o período do estudo, as modificações na adiposidade corporal total e central apresentaram correlação significativa com as variações nos parâmetros de gravidade da AOS; na PA sistólica e diastólica; nas concentrações de insulina e no HOMA-IR, mesmo após ajuste para fatores de confundimento. As modificações na adiposidade corporal central apresentaram associação significativa com as variações nas concentrações de noradrenalina e adiponectina. As modificações nos parâmetros de gravidade da AOS apresentaram associação significativa com as variações nas concentrações séricas da proteína C reativa. Este estudo sugere que em pacientes obesos com AOS a restrição energética moderada é capaz de reduzir a adiposidade corporal total e central, os parâmetros de avaliação da gravidade da AOS e a atividade do sistema nervoso simpático.

Sex-change rules, stock dynamics, and the performance of spawning-per-recruit measures in protogynous stocks

Predicting and under-standing the dynamics of a population requires knowledge of vital rates such as survival, growth, and reproduction. However, these variables are influenced by individual behavior, and when managing exploited populations, it is now generally realized that knowledge of a species’ behavior and life history strategies is required. However, predicting and understanding a response to novel conditions—such as increased fishing-induced mortality, changes in environmental conditions, or specific management strategies—also require knowing the endogenous or exogenous cues that induce phenotypic changes and knowing whether these behaviors and life history patterns are plastic. Although a wide variety of patterns of sex change have been observed in the wild, it is not known how the specific sex-change rule and cues that induce sex change affect stock dynamics. Using an individual based model, we examined the effect of the sex-change rule on the predicted stock dynamics, the effect of mating group size, and the performance of traditional spawning-per-recruit (SPR) measures in a protogynous stock. We considered four different patterns of sex change in which the probability of sex change is determined by 1) the absolute size of the individual, 2) the relative length of individuals at the mating site, 3) the frequency of smaller individuals at the mating site, and 4) expected reproductive success. All four pat-terns of sex change have distinct stock dynamics. Although each sex-change rule leads to the prediction that the stock will be sensitive to the size-selective fishing pattern and may crash if too many reproductive size classes are fished, the performance of traditional spawning-per-recruit measures, the fishing pattern that leads to the greatest yield, and the effect of mating group size all differ distinctly for the four sex-change rules. These results indicate that the management of individual species requires knowledge of whether sex change occurs, as well as an understanding of the endogenous or exogenous cues that induce sex change.

Descriptions of the U.S. Gulf of Mexico Reef Fish Bottom Longline and Vertical Line Fisheries Based on Observer Data

In July 2006, a mandatory observer program was implemented to characterize the commercial reef fish fishery operating in the U.S. Gulf of Mexico. The primary gear types assessed included bottom longline and vertical line (bandit and handline). A total of 73,205 fish (183 taxa) were observed in the longline fishery. Most (66%) were red grouper, Epinephelus morio, and yellowedge grouper, E. flavolimbatus. In the vertical line fishery, 89,015 fish (178 taxa) were observed of which most (60%) were red snapper, Lutjanus campechanus, and vermilion snapper, Rhomboplites aurorubens. Based on surface observations of discarded under-sized target and unwanted species, the majority of fish were released alive; minimum assumed mortality was 23% for the vertical line and 24% for the bottom longline fishery. Of the individuals released alive in the longline fishery, 42% had visual signs of barotrauma stress (air bladder expansion/and or eyes protruding). In the vertical line fishery, 35% of the fish were released in a stressed state. Red grouper and red snapper size composition by depth and gear type were determined. Catch-per-unit-effort for dominant species in both fisheries, illustrated spatial differences in distribution between the eastern and western Gulf. Hot Spot Analyses for red grouper and red snapper identified areas with significant clustering of high or low CPUE values.

Relação da apneia obstrutiva do sono com a função endotelial, estresse oxidativo, biomarcadores inflamatórios, perfil metabólico e atividade simpática em indivíduos obesos

Introdução: a apneia obstrutiva do sono (AOS) é considerada um fator de risco para as doenças cardiovasculares. Os mecanismos responsáveis pelo desenvolvimento da aterosclerose potencializados pela AOS não são completamente conhecidos. Entretanto, existem evidências de que a AOS está associada com aumento no estresse oxidativo, elevação nos mediadores inflamatórios, resistência à insulina, ativação do sistema nervoso simpático, elevação da pressão arterial (PA) e a disfunção endotelial. Objetivo: avaliar a relação da AOS com a função endotelial, o estresse oxidativo, os biomarcadores inflamatórios, o perfil metabólico, a adiposidade corporal, a atividade simpática e a PA em indivíduos obesos. Métodos: estudo transversal envolvendo 53 pacientes obesos, com índice de massa corporal (IMC) ≥ 30 e < 40 Kg/m2, sem distinção de raça e gênero, apresentando idade entre 20 e 55 anos. O estudo do sono foi realizado com o equipamento Watch-PAT 200, sendo feito o diagnóstico de AOS quando índice apneia-hipopneia (IAH) ≥ 5 eventos/h. Todos os participantes foram submetidos à avaliação do (a): adiposidade corporal (peso, % gordura corporal e circunferências da cintura, quadril e pescoço); PA; atividade do sistema nervoso simpático (concentrações plasmáticas de catecolaminas); biomarcadores inflamatórios (proteína C reativa ultrassensível (PCR-us) e adiponectina); estresse oxidativo (malondialdeído); metabolismo glicídico (glicose, insulina e HOMA-IR) e lipídico (colesterol total e frações e triglicerídeos); e função endotelial (índice de hiperemia reativa (RHI) avaliado com o equipamento Endo-PAT 2000 e moléculas de adesão celular). A análise estatística foi realizada com o software STATA versão 10. Resultados: dos 53 pacientes avaliados 20 foram alocados no grupo sem AOS (grupo controle; GC) (IAH: 2,550,35 eventos/h) e 33 no grupo com AOS (GAOS) (IAH: 20,163,57 eventos/h). A faixa etária (39,61,48 vs. 32,52,09 anos) e o percentual de participantes do gênero masculino (61% vs. 25%) foram significativamente maiores no GAOS do que no GC (p=0,01). O GAOS em comparação o GC apresentou valores significativamente mais elevados de circunferência do pescoço (CP) (40,980,63 vs. 38,650,75 cm; p=0,02), glicemia (92,541,97 vs. 80,21,92 mg/dL; p=0,0001), PA sistólica (126,051,61 vs.118,16 1,86 mmHg; p=0,003) e noradrenalina (0,160,02 vs. 0,120,03 ng/mL; p=0,02). Após ajustes para fatores de confundimento, a glicose e a PCR-us foram significativamente mais elevadas no GAOS. Os 2 grupos apresentaram valores semelhantes de IMC, insulina, HOMA-IR, perfil lipídico, adiponectina, PA diastólica, adrenalina, dopamina, moléculas de adesão celular e malondialdeído. A função endotelial avaliada pelo RHI também foi semelhante nos 2 grupos (GAOS:1,850,2 vs. GC:1,980,1; p=0,31). Nas análises de correlação, considerando todos os participantes do estudo, o IAH apresentou associação positiva e significativa com CP e PCR-us após ajustes para fatores de confundimento. A saturação mínima de O2 se associou de forma negativa e significativa com a CP, os níveis séricos de insulina e o HOMA-IR, mesmo após ajustes para fatores de confundimento. Conclusões: o presente estudo sugere que em obesos a AOS está associada com valores mais elevados de glicemia e inflamação; o aumento do IAH apresenta associação significativa com a obesidade central e com a inflamação; e a queda na saturação de oxigênio se associa com resistência à insulina.

Skimmer Trawl Fishery Catch Evaluations in Coastal Louisiana, 2004 and 2005

Fishery observers collected data from 307 tows during 96 trips aboard skimmer trawl vessels in Louisiana’s coastal waters from September 2004 through June 2005 to estimate catch rates of target and nontarget species, including sea turtles (Cheloniidae and Dermochelyidae), by area and season during commercial shrimping operations. About 16,965.7 kg of total catch were recorded during 517.0 hours of fishing operations. Based on weight extrapolations from species composition samples, penaeid shrimp (Penaeidae) dominated the catch at 66%, followed by finfish at 19%, nonpenaeid shrimp crustaceans at 7%, discarded penaeid shrimp at 6%, and debris at 3%. Noncrustacean invertebrates comprised less than 1%. Catch rates in kilograms per hour by category was 21.6 for penaeid shrimp, 6.2 for finfish, 2.2 for nonpenaeid crustaceans, 1.8 for discarded penaeid shrimp, and 0.9 for debris. White shrimp, Litopenaeus setiferus, other penaeid shrimp, and Gulf menhaden, Brevoortia patronus, were the top three dominant species by weight. Seasonally, a higher catch rate was observed from May through August 2005 for penaeid shrimp as compared with the September through December 2004 period. Conversely, the September through December 2004 period experienced a higher catch rate for finfish than during May through August 2005. No sea turtle interactions were documented.

Avaliação da função endotelial em pacientes com hipertensão arterial resistente

A hipertensão arterial resistente (HAR) é definida pela persistência da pressão arterial (PA)≥140/90mmHg a despeito do uso de 3 anti-hipertensivos em doses plenas, incluindo diurético. Revisão recente da literatura mostra poucos estudos avaliando o perfil e o comportamento da função endotelial em pacientes com HAR. Objetiva avaliar a função endotelial em pacientes hipertensos resistentes. Estudo transversal com 60 pacientes que foram avaliados em uma visita (V3) de um estudo longitudinal, onde numa primeira fase todos pacientes tiveram padronização do tratamento anti-hipertensivo. Foram incluídos pacientes (V0) com PA>160/100mmHg e <220mmHg e todos receberam clortalidona 25mg/dia e enalapril 20mg 2x/dia ou losartana 50mg 2x/dia (intolerantes ao enalapril). Visita 1: se PA>140/90mmHg acrescentou-se anlodipino 5mg/dia, foi realizado avaliação laboratorial de rotina do hipertenso e monitorização ambulatorial da PA-24h (MAPA). Visita 2: se PA>140/90mmHganlodipino foi titulado para 10mg/dia. Visita 3: todos os pacientes receberam avaliação clínica, da pressão arterial por MAPA, laboratorial de rotina e da função endotelial. Formaram-se dois grupos: os que controlaram a PA, grupo hipertensão arterial controlada (HAC); e os que permaneceram com PA de consultório>140/90mmHg e PA na MAPA-24h>130/80mmHg, foram considerados resistentes. O grupo HAR recebeu aleatoriamente espironolactona ou clonidina por mais 12 semanas para tentar controlar a PA e o grupo HAC teve assistência farmacológica mantida no mesmo período. A PA foi avaliada por método oscilométrico com aparelho digital semi-automático Microlife modelo BP3AC1-1PC e MAPA por aparelho SpaceLabs 90207. A função endotelial avaliada através de tonometria arteriolar periférica (PAT) pelo Endo-PAT2000 e por biomarcadores (I-CAM-1, V-CAM-1, VEGF, MCP-1, IL-6, adiponectina) através da técnica LuminexTMxMAP. Dos 60 pacientes avaliados, 36 controlaram a PA, grupo HAC, e 24 permaneceram resistentes ao tratamento, grupo HAR, na visitaV3. Na avaliação da PA pela MAPA-24h observamos que no grupo HAC a PAS-24h foi de 121,1+1,7mmHg e no grupo HAR 147+3,3mmHg, enquanto a PAD-24h no grupo HAC foi de 76,64+1,5mmHg e no grupo HAR 88,58+2,4mmHg (p<0,0001). O descenso noturno, apesar de maior no grupo HAC, não apresentou significância estatística entre os dois grupos (p> 0,05). A função endotelial avaliada através do PAT mostrou índice de hiperemia reativa de 1,850,056 e 1,65+0,074 nos grupos HAC e HAR respectivamente (p= 0,036) e quando avaliada através dos biomarcadores observamos: ICAM-1 (HAC= 186,6+12,65 vs HAR= 240,9+23,76ng/ml, p= 0,038), VCAM-1 (HAC= 627,137,09vs HAR= 706,086,10ng/ml, p= 0,372),VEGF (HAC= 403,394,91 vs HAR= 612,788,27pg/ml, p= 0,123) e MCP-1 (HAC= 694,969,09 vs HAR= 787,052,80pg/ml, p= 0,315). Na avaliação dos biomarcadores inflamatórios, observamos IL-6 no grupo HAC= 1,8970,2165pg/mle no HAR= 9,7934,421pg/ml (p= 0,027) e adiponectina no grupo HAC= 105701516pg/ml e HAR= 84221295pg/ml (p=0,301). A razão de prevalência do comprometimento da função endotelial no grupo HAR foi de 54% (OR= 3,55; 95% IC 1,18- 10.67; p= 0,029). No presente trabalho, as análises das variáveis estudadas na visita V3, mostraram que os pacientes com HAR têm maior comprometimento da função endotelial que os pacientes com HAC.

Characterization of the U.S. Gulf of Mexico and South Atlantic penaeid and rock shrimp fisheries based on observer data

In July 2007, a mandatory Federal observer program was implemented to characterize the U.S. Gulf of Mexico penaeid shrimp (Farfantepenaeus aztecus, F. duorarum, and Litopenaeus setiferus) fishery. In June 2008, the program expanded to include the South Atlantic penaeid and rock shrimp, Sicyonia spp., fisheries. Data collected from 10,206 tows during 5,197 sea days of observations were analyzed by geographical area and target species. The majority of tows (~70%) sampled were off the coasts of Texas and Louisiana. Based on total hours towed, the highest concentrated effort occurred off South Texas and southwestern Florida. Gear information, such as net characteristics, bycatch reduction devices, and turtle excluder devices were fairly consistent among areas and target species. By species categories, finfish comprised the majority (≥57%) of the catch composition in the Gulf of Mexico and South Atlantic penaeid shrimp fisheries, while in the South Atlantic rock shrimp fishery the largest component (41%) was rock shrimp. Bycatch to shrimp ratios were lower than reported in previous studies for the Gulf of Mexico penaeid shrimp fishery. These decreased ratios may be attributed to several factors, notably decreased shrimp effort and higher shrimp catch per unit of effort (CPUE) in recent years. CPUE density surface plots for several species of interest illustrated spatial differences in distribution. Hot Spot Analyses for shrimp (penaeid and rock) and bycatch species identified areas with significant clustering of high or low CPUE values. Spatial and temporal distribution of protected species interactions were documented.

玉米的单倍体育种及基因转化的研究

玉米的单倍体育种，是利用花药培养或孤雌生殖产生单倍体后，进行人工或自然加倍，迅速获得稳定的新品种的育种方法。单倍体育种可以缩短育种时间，单倍体培养体系如果作为转基因的受体，可保证外源基因在后代中稳定遗传，而不发生分离。因此，玉米单倍体育种无论在实践中还是在理论研究方面都具有重大的意义。 本文针对玉米花药培养中长期以来未能解决的诱导频率低、基因型之间差异大、小苗移栽不容易成活等问题，重点探讨了各种因素对玉米花药培养的影响。结果表明：不同基因型之间的诱导频率差异明显，杂交种的诱导频率比纯系高，并选择出诱导频率高达20%的材料“中0198”;接种时花药中的花粉处于单核中期时，其诱导频率最高;采用液体培养基比采用固体培养基诱导频率提高一倍;培养基中加入0.5%的活性炭，可使诱导频率由5.25%提高到9.35%;15%的蔗糖浓度对玉米的花药培养是最适宜的，培养2周后，将培养基的蔗糖浓度从15%调整为10%，将明显提高诱导频率;培养基中高浓度的KT和低浓度的BA有利于诱导体细胞胚的发生，而低浓度的KT和高浓度的BA有利于诱导芽的发生;接种前将花药在4℃条件下进行低温预处理，可将诱导频率从3.13%提高到11.71%;培养基中添加2 mg/l的多效唑，可有效地促进小苗的生根;再生植株于冬季拿到海南种植，可明显提高移栽的成活率。 在玉米孤雌生殖的实验中，将未受粉的玉米雌穗接种在成份为N6 + 2,4-D 1mg/L + NAA 1mg/L + BA 1mg/L + CH 200mg/L + colchicine 2 mg/L + sucrose 5% + agar 0.7% 的培养基上。第一轮实验共接种了三个材料的26个雌穗（约3900个未受精的子房）。每种材料均有单性结实，诱导频率由高到低分别3.06%，2.29%，1.90%。直接获得了5株再生植株，通过染色体检查，发现其中3株为单倍体（n=10），另外2株为二倍体。移栽到土壤中后，有4株成活，其中一株二倍体植株能够正常开花、结实。得到的种子播种于实验田中，表现整齐一致，有纯系的特征，而且出现了2株白化苗。通过石蜡切片初步观察了孤雌生殖的胚胎发生过程，发现胚胎发生是从胚囊里的单倍体细胞起源的。第二、三轮实验又接种了10个基因型的玉米材料，证实了上述结果。 外源基因转导是利用生物技术进行玉米育种的一个有效途径。本文首次尝试了用离体子房注射法对玉米进行基因转化。首先构建了含有开花促进因子基因FPF1及植物选择标记抗除草剂基因pat的植物表达载体pFBR，采用离体注射培养法，取授粉24小时后的玉米雌穗，剥去苞叶，在超净工作台进行微量注射，然后切成小块接种在培养基上，在光照培养箱内培养，3-4周可直接获得种子或小植株。种子萌发后进行植株抗性筛选和分子检测，共注射了3个品种的47个雌穗（约16450个子房）得到再生植株109株，其中经PPT筛选有抗性的植株为23株，占再生植株的21.1%。经PCR检测，13株植株有阳性反应。但Southern杂交检测有杂带出现。出现杂带的原因、RNA水平的分子检测、转基因后代T1代的分子检测和早开花农艺性状的观察，由于时间关系没有完成，还需要进一步的实验。实验初步证明了离体子房注射法对玉米进行基因转化的可行性，而且与田间注射法相比，此方法具有省力省时，容易控制污染，转化效率提高的优点, 克服了玉米培养再生植株受基因型限制的困境, 将为玉米分子育种的基因工程提供更易行的手段。 同时，也为子房较大的其它植物的基因转化提供了方法。

羊草细胞差异表达基因分析与遗传转化方法研究

羊草（Leymus chinensis (Trin.) Tzvel），隶属禾本科赖草属，是欧亚大陆草原区东部重要建群种之一。羊草是牧草之王，是我国比较有优势的战略性生物资源，对我国北方畜牧业的发展以及生态环境的保育均具有重要意义。近年来，由于缺乏科学管理、过度放牧等不利影响，加之羊草本身固有的“三低”问题（即抽穗率低、结实率低、发芽率低）已对羊草生物多样性维持构成了严重的威胁，限制了我国人工草地建设和天然草地的改良及沙化治理的步伐。因此，如何通过细胞、分子生物学以及生物技术手段改良羊草、快速评价和创造新的种质;如何加快育种进程便成为当前亟待解决的问题。本文围绕这些问题开展了系统的研究并取得如下结果： 1. 建立了羊草离体培养再生体系，并研究了影响愈伤组织诱导和植株再生的因素，影响植株再生的主要因素为激素配比和基因型。将3～5mm的幼穗接种到含有2,4-D 0～5.0mg/L的N6基本培养基上，随着2,4-D浓度的变化，愈伤组织诱导率不同，最高诱导率为93.21%（基因型C6）、最低为33.35%（吉生1号）;愈伤组织在N6(大)＋B5(微)＋KT1.0mg/L+BA1.0mg/L的培养基上可以分化出芽，并在1/2MS培养基上生根。羊草基因型W4不同幼穗诱导的愈伤组织在继代培养过程中其生长、褐化死亡等方面存在着差异;在分化培养过程中，不同幼穗的愈伤组织最高分化率为9.24%，最低分化率为5.26%。 2. 对来自同一基因型不同幼穗的愈伤组织中差异表达的基因进行了研究。采用DDRT-PCR技术对其差异表达的基因进行了分离，通过银染技术显示差异片段。将得到的差异片段进行回收、克隆测序，得到两个差异片段序列，经过序列分析表明，其中一个片段是与水稻翻译延伸因子eEF-1基因高度同源;另一差异片段与水稻谷胱甘肽转移酶GST基因高度同源。 3. 建立了羊草遗传转化方法。在获得羊草离体培养再生体系的基础上，采用基因枪法对羊草两个基因型进行转抗除草剂基因（PAT）的研究。对分别来自基因型W4和C3的愈伤组织各1430和1850块进行转化。在附加1.0mg/L PPT的培养基上进行一系列的筛选培养，共获得了23株再生苗，经过生根筛选培养，得到5株抗性苗，3株来自基因型W4，2株来自基因型C3。对5株植株进行PCR和Southern 检测，得到2株阳性苗，均来自基因型W4，对阳性植株经过无性繁殖得到的无性系进行PCR检测及Basta耐受性鉴定，外源基因可以在其无性系稳定遗传并表达，无性系除对Basta具有抗性外，其表型特征与对照无明显区别。

显花植物器官形成激素调控的分子机理研究

本论文以显花植物水稻和拟南芥为对象，研究植物器官形成激素调控的分子机理。发现拟南芥干细胞决定基因WUS和ABA信号关键调节因子ABI3间存在相互调节关系，它们对质体和根毛发育等具有调控作用；运用细胞学手段对OsAGAP和OsRMC调控根发育的机理进行了研究。这些结果为了解ABA、生长素和JA等激素对分生组织或根等器官的形成的调控机理提供了新资料。 拟南芥WUS基因是一个重要的干细胞决定基因。在茎尖分生组织和花分生组织的动态平衡调节中各存在一个反馈调节环：WUS促进CLV3的表达，而CLV3 反馈抑制WUS表达，它们共同决定干细胞的数目；在WUS+LFY 和AG之间也存在一个类似的反馈环，负责花器官的正常启动和终止。本工作发现在外源ABA 存在下，拟南芥WUS功能获得突变体sef (stem ectopic flowers)子叶黄化过程受到抑制，即sef突变体对ABA 的敏感性降低，而且在sef突变体中ABI3转录水平下调，说明WUS 抑制ABI3的表达。另一方面，在abi3突变体中WUS转录水平下降，启动子分析发现WUS是ABI3所在的B3结构域家族基因的靶基因，酵母单杂交实验表明B3家族蛋白FUS3可以与WUS调控区结合；外源ABA 处理pWUS::GUS植株发现ABA可使WUS异位表达，暗示受ABA信号诱导的B3类转录因子可与WUS调控区结合，从而促进WUS的表达。这些结果支持ABI3/WUS间的反馈调节机理，该调节环可能参与调控拟南芥质体和根毛发育等过程。 双子叶和单子叶植物的发育和器官形成高度依赖生长素极性运输（PAT）， 生长素输入和输出载体的准确定位对于极性运输的正常进行是必要的。在双子叶模式植物拟南芥中，生长素输出载体PIN1的转运和定位受小G蛋白ARF鸟苷酸转换因子GNOM介导。本实验室克隆到一个水稻ARF GAPase激活蛋白OsAGAP， 其超表达引起PAT改变且干扰主根和侧根的发生及发育。前期生理实验显示超表达植株侧根的表型可被膜渗透性生长素NAA恢复，但不能被载体依赖型生长素IAA和2, 4-D恢复。为了解释OsAGAP过表达引起根系发育受到抑制的表型，本工作主要从细胞学角度继续深入分析OsAGAP介导生长素运输的机理。实验发现，OsAGAP超表达植株中AUX1在细胞中分布改变；生长素输出载体PIN1和PIN2的定位不受影响；该基因的超表达使囊泡聚集，形成类似囊泡运输抑制剂BFA处理后的结构；OsAGAP与细胞转运系统中的高尔基体存在部分共定位。以上结果表明OsAGAP调节小G蛋白Arf的活性，参与调控生长素极性运输过程，进而调控根系发育。通过对JA诱导的OsRMC蛋白的膜定位分析及转基因植株根中JA合成水平的测定，为研究此蛋白参与JA信号、调控根系发育提供了直接证据。 此外，论文还对拟南芥STAR2基因的功能进行了一定的初探。

Anomalies in North American climate: the South Asian-tropical west Pacific connection

How do tropical heating fluctuations create North American climate anomalies? We propose some answers using the results from a simplified global atmospheric model. We find that the South Asian-tropical west Pacific area is especially effective at stimulating North American responses. The relatively strong tropical/extratropical interaction between these two areas is the result of two major processes acting on the Rossby wave signal induced by the tropical heating fluctuations. These factors are: 1) Wave guiding by the Asian-north Pacific subtropical jet; and 2) Wave amplification within unstable regions of the jet flank. These factors allow relatively small, remote, and short-term tropical fluctuations to have relatively large impacts on North American climate.

缺磷胁迫导致高等植物叶片中磷脂酰甘油（PG）含量降低的机理研究

磷脂酰甘油（PG）是植物类囊体膜中唯一的磷脂，在它的sn-2位上总是连着一个棕榈酸（16：0）或反式十六碳烯酸（16：1 trans）。由于PG的分子结构独特，对它的功能已有了很多研究，目前认为PG在维持类囊体膜的结构与功能方面具有非常重要的作用。缺磷胁迫下，蓝藻、衣藻及拟南芥、大麦等物种中均检测到了PG含量的下降。对这一现象的常见解释是缺磷导致了PG生物合成受阻，从而引起了其含量的降低。但迄今为止尚没有试验证据支持。本研究比较了缺磷对不同叶龄的小麦与烟草叶片中PG含量与PG水解酶的活性的影响，同时对缺磷叶片酶粗提液水解外源PG后的主要产物、几种磷脂酶抑制剂对上述酶反应的影响等进行了研究，以阐明缺磷条件下叶片中PG含量下降的主要原 因。 缺磷小麦第一叶完全展开时，PG含量与PG水解酶活性均与对照相似;而第三叶完全展开时，尽管缺磷第三叶中PG水解酶活性也与对照相似，但其PG含量低于对照。这一结果表明，在小麦叶片完全展开之前，缺磷条件未影响叶片中的PG水解酶活性，第三叶中较低的PG含量应由PG的生物合成受阻引起。并且，由于缺磷植株第一叶完全展开时PG含量未受影响而第三叶中却表现出了轻微降低，可以推测叶片萌发越晚，PG生物合成受到的抑制就会越严重。 为了研究叶片衰老过程中PG含量下降的原因，我们比较了6，10，14与18日龄时缺磷与对照小麦植株第一叶中PG的相对含量与PG水解酶活性。研究发现：6日龄时，刚刚完全展开的缺磷和对照小麦第一叶中无论是PG含量还是PG水解酶活性都较为相似;而随着叶片的逐渐衰老，缺磷植株第一叶中PG含量大幅度下降，同时伴随着PG水解酶活性的急剧上升。18日龄时，缺磷小麦第一叶中的PG含量较对照降低了69.1%，其PG水解酶活性也远高于对照，37ºC下温育30min后，缺磷叶片的酶粗提液使外源PG含量降低了74.16%，而对照中只降低了13.7%。上述结果表明，缺磷条件下，小麦叶片中PG含量降低的程度与PG水解酶活性的强弱密切相关，PG水解加剧是导致老叶中PG含量降低的一个重要原因。 磷脂酶是水解磷脂的主要酶类。目前在植物体中发现的磷脂酶种类主要有磷脂酶D（PLD）、磷脂酶C（PLC）与磷脂酶A（PLA）。通过薄层层析（TLC），我们发现缺磷小麦叶片的酶粗提液水解外源PG后的主要产物是磷脂酸（PA）、二脂酰甘油（DAG）与游离脂肪酸（FFA）。将n-丁醇加入到缺磷小麦叶片的体外酶反应体系中后，观察到PA、DAG与FFA的生成量均表现出一定程度的降低。由于n-丁醇是PA经PLD途径生成的抑制剂，因此，上述结果表明PLD参与了缺磷条件下小麦叶片中PG的水解。硫酸新霉素是PLC的非特异性抑制剂，低浓度的硫酸新霉素（100μM 和 200μM ）加入到缺磷小麦叶片的体外酶反应体系后，三种产物的生成受到了严重抑制，表明PLC也与缺磷叶片中PG的降解密切相关。 为了进一步分析缺磷导致PG含量降低的原因，我们以烟草为试验材料，检测了缺磷胁迫对烟草嫩叶和老叶中的PG含量、PG水解酶活性、与PG降解相关的酶的种类及PLC、PLDα、PLDβ与PAT-1基因在mRNA上表达水平的的影响。结果表明，缺磷烟草叶片中PG含量的降低由PG生物合成受阻与PG降解加剧共同导致，PLC和PLD活性与烟草叶片中PG的降解有关。缺磷植株老叶中PG水解酶活性及PLC、PLDα、PLDβ基因在mRNA水平上的表达量均高于对照，表明在磷胁迫条件下，老叶中PG水解酶活性可能受到转录水平上的调节， PLC、PLDα、PLDβ转录活性的增强导致了PLC、PLD活性加强，从而引起PG降解的加剧，最终导致了PG含量的降低。与PLC、PLDα和PLDβ不同，缺磷胁迫对patatin蛋白（表现PLA2活性）的编码基因PAT-1在转录水平上的表达无影响，TLC分析PG的水解产物也未检测到溶血磷脂酰甘油（LPG）的生成。由此可见，PLA活性可能与缺磷条件下PG的降解无关。

DDES of a supersonic coaxial helium jet

The mixing of a light gas in a scramjet combustion chamber is replicated through the simulation of a supersonic coaxial helium jet. Sensitivities of the RANS method to model constants is presented and the DDES method is employed to try and alleviate this modelling weakness. A significant delay in the shear layer transition is found to occur in the DDES simulation and it is suggested this may be due to the absence of inlet turbulence. The influence of the introduction of inflow turbulence is investigated and computational results are compared to experimental data. The influence of model constants on the DDES results are presented. © 2012 by Peter Cocks.