Enhanced electric field tunable magnetic properties of lead-free Na0.5Bi0.5TiO3-MnFe2O4 multiferroic composites

Strong magnetoelectric (ME) interaction was exhibited at both dc and microwave frequencies in a lead-free multiferroic particulate composites of Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) and MnFe2O4 (MFO) multiferroic, which were prepared by sol-gel route. The room temperature permeability measurements were carried out in the frequency range of 1 MHz-1 GHz. A systematic study of structural, magnetic and ME properties were undertaken. The room temperature ferromagnetic resonance (FMR) was studied. Strong ME coupling is demonstrated in 70NBT-30MFO composite by an electrostatically tunable FMR field shift up to 428 Oe (at E = 4 kV/cm), which increases to a large value of 640 Oe at E = 8 kV/cm. Furthermore, these lead-free multiferroic composites exhibiting electrostatically induced magnetic resonance field at microwave frequencies provide great opportunities for electric field tunable microwave devices.

Synergetic effect of size and morphology of cobalt ferrite nanoparticles on proton relaxivity

Cobalt ferrite nanoparticles with average sizes of 14, 9 and 6 nm were synthesised by the chemical co-precipitation technique. Average particle sizes were varied by changing the chitosan surfactant to precursor molar ratio in the reaction mixture. Transmission electron microscopy images revealed a faceted and irregular morphology for the as-synthesised nanoparticles. Magnetic measurements revealed a ferromagnetic nature for the 14 and 9 nm particles and a superparamagnetic nature for the 6 nm particles. An increase in saturation magnetisation with increasing particle size was noted. Relaxivity measurements were carried out to determine T-2 value as a function of particle size using nuclear magnetic resonance measurements. The relaxivity coefficient increased with decrease in particle size and decrease in the saturation magnetisation value. The observed trend in the change of relaxivity value with particle size was attributed to the faceted nature of as-synthesised nanoparticles. Faceted morphology results in the creation of high gradient of magnetic field in the regions adjacent to the facet edges increasing the relaxivity value. The effect of edges in increasing the relaxivity value increases with decrease in the particle size because of an increase in the total number of edges per particle dispersion.

Effects of Withania somnifera and Tinospora cordifolia Extracts on the Side Population Phenotype of Human Epithelial Cancer Cells: Toward Targeting Multidrug Resistance in Cancer

Recent reports suggest the existence of a subpopulation of stem-like cancer cells, termed as cancer stem cells (CSCs), which bear functional and phenotypic resemblance with the adult, tissue-resident stem cells. Side population (SP) assay based on differential efflux of Hoechst 33342 has been effectively used for the isolation of CSCs. The drug resistance properties of SP cells are typically due to the increased expression of ABC transporters leading to drug efflux. Conventionally used chemotherapeutic drugs may often leads to an enrichment of SP, revealing their inability to target the drug-resistant SP and CSCs. Thus, identification of agents that can reduce the SP phenotype is currently in vogue in cancer therapeutics. Withania somnifera (WS) and Tinospora cordifolia (TC) have been used in Ayurveda for treating various diseases, including cancer. In the current study, we have investigated the effects of ethanolic (ET) extracts of WS and TC on the cancer SP phenotype. Interestingly, we found significant decrease in SP on treatment with TC-ET, but not with WS-ET. The SP-inhibitory TC-ET was further fractionated into petroleum ether (TC-PET), dichloromethane (TC-DCM), and n-butyl alcohol (TC-nBT) fractions using bioactivity-guided fractionation. Our data revealed that TC-PET and TC-DCM, but not TC-nBT, significantly inhibited SP in a dose-dependent manner. Furthermore, flow cytometry-based functional assays revealed that TC-PET and TC-DCM significantly inhibited ABC-B1 and ABC-G2 transporters and sensitized cancer cells toward chemotherapeutic drug-mediated cytotoxicity. Thus, the TC-PET and TC-DCM may harbor phytochemicals with the potential to reverse the drug-resistant phenotype, thus improving the efficacy of cancer chemotherapy.

Electric field induced short range to long range structural ordering and its influence on the Eu+3 photoluminescence in the lead-free ferroelectric Na1/2Bi1/2TiO3

Eu+3 was incorporated into the lattice of a lead-free ferroelectric Na1/2Bi1/2TiO3 (NBT) as per the nominal formula Na0.5Bi0.5-xEuxTiO3. This system was investigated with regard to the Eu+3 photoluminescence (PL) and structural behaviour as a function of composition and electric field. Electric field was found to irreversibly change the features in the PL spectra and also in the x-ray diffraction patterns below the critical composition x = 0.025. Detailed analysis revealed that below the critical composition, electric field irreversibly suppresses the structural heterogeneity inherent of the host matrix NBT and brings about a long range ferroelectric state with rhombohedral (R3c) distortion. It is shown that the structural disorder on the nano-scale opens a new channel for radiative transition which manifests as a new emission line branching off from the main D-5(0)-> F-7(0) line along with a concomitant change in the relative intensity of the other crystal field induced Stark lines with different J values. The study suggests that Eu+3 luminescence can be used to probe the relative degree of field induced structural ordering in relaxor ferroelectrics and also in high performance piezoelectric alloys where electric field couples very strongly with the lattice and structural degrees of freedom. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

Avaliação do potencial anti-inflamatório agudo e crônico e imunossupressor do extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus através de estudos in vivo e in vitro

O gênero Pterodon pertence à família das Papilonaceas e inclui cinco espécies nativas do Brasil: P. pubescens Benth., P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli e P. abruptus Benth., sendo a espécie objeto deste estudo a P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são livremente comercializados em mercados da flora medicinal e utilizados pela medicina popular devido a propriedades anti-reumática, analgésica, antiinflamatória, dentre outros efeitos associados a esses frutos. O principal uso popular está relacionado ao efeito antiartrítico que parece se encontrar na fração oleosa do fruto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus (EEPpg) quanto ao seu potencial antiinflamatório crônico através do modelo de artrite induzida por colágeno (CIA) e seu efeito sobre os linfócitos in vitro, bem como sobre a expansão de células MAC-1+ induzida por adjuvante completo de Freund (AFC). A caracterização química do EEPpg foi realizada por cromatografia em camada delgada (TLC), cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC-MS), através dos quais uma gama de compostos, incluindo terpenóides de polaridades variadas e flavonóides, foram observados. No modelo de CIA, o EEPpg reduziu significativamente parâmetros associados ao desenvolvimento e progressão da doença e à severidade da doença , inibindo em até 99% o seu desenvolvimento e levando a ausência de sinais clínicos evidentes após tratamento com as menores doses do extrato (0,01 mg/kg e 0,001 mg/kg). O tratamento com EEPpg também reduziu características histopatológicas típicas de articulações de animais com CIA, que também são observadas na artrite reumatóide. O EEPpg reduziu significativamente o peso dos linfonodos dos camundongos, bem como o número absoluto de segmentados, monócitos e linfócitos no sangue. In vitro, O EEPpg mostrou uma atividade anti-proliferativa dos esplenócitos estimulados com concanavalina A (Con A) ou lipopolissacarídeo (LPS) analisada através do ensaio de redução do sal de tetrazólio MTT, corroborada pelo seu efeito sobre o ciclo celular de linfócitos estimulados com Con A, onde o EEPpg nas concentrações de 5, 10 e 20 μg/mL reduziu significativamente, de maneira concentração-dependente, o número de células nas fases S+G2/M e aumentou na fase G0/G1 do ciclo celular. O efeito anti-proliferativo do EEPpg parece também estar associado ao aumento da apoptose dos linfócitos após estimulação com Con A, com aumento estatisticamente significativo no percentual de células mortas por apoptose nas maiores concentrações . O EEPpg inibiu a expansão de células Mac-1+ induzida por AFC no baço, porém não no peritônio. Esse resultado sugere um efeito inibidor do EEPpg sobre a migração celular para as articulações artríticas. Esses resultados contribuem para a validação do uso popular de P. polygalaeflorus contra doenças relacionadas a processos inflamatórios e imunes, sobretudo na artrite reumatóide, antes nunca demonstrado.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Avaliação in vitro de duas resinas macias para reembasamento de próteses modificadas pela incorporação de clorexidina

Resinas macias para reembasamento de próteses são largamente utilizadas após cirurgias para estabilizarem a prótese e condicionarem o tecido, aguardando a completa cicatrização. É importante que o material não seja facilmente colonizado por biofilme oral e se possível, evite a contaminação do sítio cirúrgico. Objetivou-se avaliar o efeito da incorporação de clorexidina às resinas acrílicas macias para o reembasamento de próteses totais, através de análises de liberação, citotoxicidade e efeito inibitório de um biofilme de C. albicans. Foram confeccionados corpos de provas (CDPs) com as resinas Trusoft e Coe-soft, com incorporação de 0%, 0,5%, 1,0% e 2,0% de clorexidina, totalizando 8 grupos. A liberação de clorexidina foi avaliada através da mensuração da mudança na densidade óptica da solução de armazenamento, na qual ficaram imersos os CDPs, por espectrometria UV, a cada 48 horas, durante 40 dias. A citotoxicidade celular foi avaliada em fibroblastos (linhagem L929), que ficaram 24 horas em contato com meio de cultura no qual os CDPs ficaram previamente imersos, pela técnica de absorção de corante vermelho neutro após 24, 48 e 72 horas e semanalmente até o 28 dia. E, por fim, a atividade antifúngica contra a C. albicans (ATCC 10231) foi avaliada de duas maneiras: (1) teste de difusão em ágar, no qual os CDPs foram colocados em placas de BHI previamente inoculadas com C. albicans, com medição do halo de inibição após 48 horas de incubação a 37C; (2) a avaliação da inibição da formação de um biofilme de C. albicans sobre a superfície dos CDPs pela quantificação por metil tetrazólio (MTT) a cada 48 horas, durante 22 dias, com leitura feita em espectrofotômetro de UV. Os dados obtidos foram inseridos no programa SigmaStat (versão 3.1, USA) para realizar as análises estatísticas. As diferenças estatísticas foram determinadas por análises de variâncias do tipo ANOVA e todos os procedimentos para comparações múltiplas pareadas foram feitos utilizando-se o método Holm-Sidak, com nível de significância global igual a 0,05. A clorexidina adicionada às resinas testadas foi capaz de ser liberada para o meio de armazenagem, proporcionalmente à quantidade de clorexidina incorporada, porém com diferentes cinéticas de liberação entre as resinas, visto que a Trusoft libera até 71% do total de clorexidina liberada nas primeiras 48 horas e a Coe-soft, até 44%. Ambas as resinas com incorporação de clorexidina apresentaram efeito citotóxico adicional, se comparadas às resinas sem clorexidina, porém para a Coe-soft não houve diferença estatística dos valores, apenas para a Trusoft (p<0,001). Ocorreu formação de halo de inibição proporcionalmente às concentrações de resinas adicionadas, com maiores halos para a resina Trusoft (p<0,001), e sem formação de halo para as resinas sem clorexidina; a inibição da formação de biofilme, realizada somente com a resina Coe-soft, mostrou total inibição durante 8, 12 e 16 dias, para a incorporação de 0,5%, 1,0% e 2,0% respectivamente, sendo uma diminuição estatisticamente significativa (p<0,001) em relação à resina sem incorporação de clorexidina, que não apresentou inibição do biofilme.

脂筏极化参与活性氧介导的白杄花粉管顶端生长

质膜上存在一种富含甾醇物质的液相有序膜脂微区，被称作脂筏 (lipid rafts或lipid microdomains)。这种小的膜微区可以通过在质膜上的侧向移动，聚集形成较大的片状结构，而与微区相关联的蛋白可以通过脂筏的这种聚合作用而凝聚分布于特定的亚细胞结构上。脂筏区域在真菌和动物质膜上具极性分布，并参与细胞的极性形态建成和运动。最近，通过生物化学研究证实，脂筏也存在于植物细胞，然而迄今为止，脂筏与植物细胞极性生长相关联的直接功能证据尚未见报道。 NADPH氧化酶 (NOX，在植物中又称为 Rboh) 产生的活性氧 (Reactive oxygen species, ROS) 可能是调控植物细胞（包括花粉管、根毛和墨角藻合子等）极性生长的通用信号机制。花粉管作为研究细胞极性控制的一种理想模式系统，已被许多信号转导调控研究所采用。在本研究中，我们使用一种能螯合甾醇类物质的多烯类抗生素filipin破坏脂筏结构，以探讨脂筏极化对ROS介导的白杄花粉管极性生长的作用。 我们首次在白杄 (Picea meyeri) 花粉管上应用一种全新的苯乙烯基染料di-4-ANEPPDHQ，成功地在活体细胞上观察到脂筏在花粉管生长顶端的极性分布模式。通过脂筏和甾醇在质膜上的相似定位清楚表明：在花粉管极性生长过程中，存在富含甾醇类物质的质膜微区在花粉管生长顶端的极化现象。 氮蓝四唑（NBT）的还原和二氯二氢荧光素（H2DCF）的氧化均显示，在活跃生长的花粉管顶端区域存在一个以顶端为基底的陡峭ROS梯度，从而进一步验证了ROS在细胞极性生长过程中的信号作用。此外，我们还发现在生长花粉管的亚顶端位置有另一类性质的活性氧组分存在，该ROS组分与线粒体的能量代谢相关。研究结果首次揭示，在快速生长的花粉管中同时存在两类性质不同的ROS组分。 ROS是一种寿命很短而且容易扩散的分子，NADPH氧化酶产生的ROS信号在细胞伸长位点的准确定位是调控极性生长的必要条件。免疫共定位实验显示，NOX成簇极化分布于花粉管的生长顶端。使用filipin进行甾醇的螯合会破坏膜的异质性，干扰NOX簇在生长顶端的定位，减少了顶端的ROS形成，消弱了胞质Ca2+ 浓度梯度，进而抑制了花粉管的顶端生长。 在纯化质膜的基础上，我们使用Triton去垢剂处理结合Optiprep密度梯度离心，分离纯化了抗去垢剂抽提的质膜微区 (Detergent-resistant microdomains, DRMs)。通过免疫印迹分析证实，NADPH氧化酶部分地存在于DRMs中。非变性胶活性实验证明，该酶需要脂筏定位来保持酶活性。因此我们认为，在正常的细胞极性生长中，脂筏招募并运载NADPH氧化酶到花粉管的生长顶端，并为NOX及其活性亚基的有效互作提供了适宜的微环境，由此保证了NOX蛋白产生ROS的较高酶活性，进而维持花粉管的极性顶端生长。 总之，甾醇螯合对白杄花粉管生长影响的研究，为脂筏极化在花粉管极性生长中的作用提供了证据。基于以上生物化学和细胞生物学的结果，我们针对花粉管中富含甾醇的脂筏微区和NOX功能之间的联系，提出了一种假说模式：(1) 植物细胞质膜上的脂筏为信号分子ROS在特定位点的聚集提供了物理载体；(2) 脂筏的完整性和甾醇依赖性对NOX的定位和活性是必要的，并为花粉管细胞极性产生和维持所必需。上述研究结果表明，脂筏在花粉管顶端的极化，以及作为关键生长因子的NOX在质膜脂筏中的定位，对花粉管的高度极性生长具有重要作用。

植物根系、根区微生物对大气CO2浓度倍增的反应及其生态学意

预测下世纪中叶，大气CO_2浓度将高到目前的两倍（即达到700μ1•1~(-1)）。CO_2倍增对植物地上部的影响已经有了较多的研究，胆是由于方法学上的困难，至今关于倍增CO_2对植物根及根区微生物的研究仍是非常匮乏。本文应用国际上最新的根研究方法，以根系为中心，研究开顶式CO_2C熏蒸培养室中，CO_2倍增条件下根系与地上部，根系与根区微生物[共生的泡囊－丛枝菌根（VAM）真菌，非共生的土壤微生物]的关系。 1. CO_2倍增对根系的影响目前CO_2倍增对根系影响的研究多集中在根生物量的测定，或根／冠比值的测定，而善于其它参数如根长度则很少涉及，而根表面的反应目前还未见文献报道。本实验以幼苗期小麦“青323”（Triticum aestivum）、水稻“中作 29”(Oryza sativa)、大豆“科农4号”（Glycine max）、玉米“农大3138”（Zea mays）、甜高粱“M－81E”（Sorghum saccharatum）为材料，研究CO_2倍增对植物生物量的影响，发现CO_2倍增使C_3植物水稻、大豆的地上部、根系干重均显著增加，使小麦的根系干重显著增加，地上部无显著差异;C_4植物玉米和甜高粱的地上部和根系均没有显著反应。植物干重反应资料表明在光合产物的分配方面，C_3和C_4植物之间存在巨大的差异。 为了解根系获取土壤资源的能力的变化，我们对根系总长度和总表面积进行了分析。用样格交叉法研究根系长度的变化，结果显示，幼苗期的小麦、大豆的根系长度均被显著促进，尤其值得注意的是，尽管玉米根系干重没有显著改变，但是根长度已发生显著变化。同时应用研究根系表面积的最新方法－Na NO_2吸附法，研究发现幼苗期小麦、水稻和大豆的根系表面积在CO_2倍增条件下均显著增加，C_4植物玉米的根表面积亦有显著增加，但甜高粱的根表面积却没有显著反应，这说明即使在C_4植物类型中，根系表面积的反应在不同物种间仍存在很大差异。由于根长度和根表面积增幅大于根干重的增幅，所以推断在CO_2倍增条件下，植物根系细根比例增加，这有利于植物获取更多的养分。由于不同植物之间根系的反应不同，这将改变群落中原有的根系竞争关系，从而影响群落中物种的组成。 2. CO_2倍增对VAM真菌侵染强度和活力的影响本文应用NBT染色法，并结合浸染强度等级和活力等级标准，首次对CO_2倍增条件下，植物VAM真菌的侵染强度和活力的变化进行了检测。对比常规的酸性品红乳酸甘油法和NBT法，发现两者在显示侵染强度时元显著差异，但后者能同时用于侵染活力等级的研究。对幼苗期大豆以及不同生长期的小麦和玉米根系VAM真菌的侵染强度和活力进行观测，结果显示，倍增CO_2对大豆的侵染强度和活力均没有显著效应;使幼苗期玉米的侵染强度显著增加，但侵染活力无显著差异，但随生长期的推移，侵染强度所受的CO_2倍增效应逐渐减小，与14天苗龄（DAP）和35DAP相比，侵染活力在22DAP时所受效应最大;使10DAP小麦的VAM侵染强度和活力均显著增加，而且这种效应在30DAP小麦中的表现与10DAP小麦的相同。说明C_3、C_4植物中，菌根真菌对CO_2倍增反应不同，这也许是C_3、C_4植物对CO_2倍增反应不同的原因之一。倍增CO_2改善了VAM真菌的发育，所以较之于非菌根侵染植物，菌根侵染植物将因为CO_2倍增而获益更多，另一方面不同种植物中，VAM真菌的发育反应不同，这将使植物群落中，根系获取无机营养的竞争能力发生变化，最终影响植物群落的物种丰度和生物多样性以及群落的演替。 3. CO_2倍增对非共生土壤微生物的影响CO_2倍增使生长70天的小麦、垂柳（Salix babylonica）、藜(Chenopodium album)、繁穗苋（Amaranthus cruentus）品种“红苋K112”的地上部和根系的生物量增加。以这些植物所在土壤为材料，用氯仿熏蒸直接提取法研究土壤微生物生物量C（C_(mic)）和生物量N（N_(mic)）的变化，发现CO_2倍增尽管使各类型植物的C_4植物）土壤中C_(mic)的变化趋势不完全相同（小麦和藜所在土壤的C_(mic)下降，垂柳中C_(mic)升高，而在繁穗苋中无显著差异），但N_(mic)在各物种所在土壤中均有不同程度的上升，在繁穗苋中增幅最大。C_(mic):N_(mic)比值在4个物种所在土壤中均明显下降，这意味着CO_2倍增后在植物生长后期，土壤微生物活性提高，分解植物凋落物和土壤中其它有机质的能力加强，从而改善贫瘠土壤中有机质质量。 4.CO_2倍增对植物呼吸和光合作用及C素积累的影响 1）CO_2倍增对植物暗呼吸的影响：以杜仲（Eucommia ulmoides）、紫花苜蓿(Medicago sativa)和玉米等10种植物的离体成熟叶片或整株为材料，研究不同测定温度（15～35 ℃）下，CO_2倍增对植物暗呼吸的影响。结果表明：在较低温度（15 ℃、20 ℃）下，CO_2倍增对植物暗呼吸没有显著效应;在较高温度（30 ℃、35 ℃）时，多数被测植物的暗呼吸显著增强。由于植物在不同温度时它们的暗咱吸受CO_2倍增的促进幅度不同，这将导致不同地区（环境温度不同）的植物暗呼吸反应有差异，而且由于不同物种的暗呼吸增幅不同，综合光合效应，它们的生物量的反应也会不同。 2）CO_2倍增对整株植物的CO_2气体交换及植物C素积累的影响：利用自行设计的一套CO_2气体测定装置，首次尝试同步测定CO_2倍增条件下幼苗期小麦地下部和地上部的气体交换在昼夜24小时内的变化及C素的积累。发现CO_2倍增不仅使小麦地上部C素的积累增加，也使地下部释放的C素增加，但整株植物的C素收入仍高于对照两倍多，这从植物与环境的CO_2气体交换角度为CO_2倍增促进植物生物量的增加提供了依据。并首次提出：植物的整体性及植物所在的环境条件（主要是温度和光照强度）决定着植物暗呼吸对CO_2倍增的响应方式：被抑制或无效应。

沙棘果汁及叶片中超氧物歧化酶的初步研究

采自辽宁省建平县沙棘果粗提液的材料,采用NBT光化学还原反应及凝胶电泳,研究其SOD活性,同工酶,紫外吸收光谱及其对红松叶和叶绿体类囊体膜冻干粉的有机自由基ESR波峰的抑制作用,证明沙棘果汁内确含有能消除O2-的超氧化物歧化酶(SOD),其研究结果为沙棘作为抗氧化剂、高层次开发利用提供了理论基础。

沙棘果汁及叶片中超氧物歧化酶的初步研究

采自辽宁省建平县沙棘果粗提液的材料 ,采用 NBT光化学还原反应及凝胶电泳 ,研究其 SOD活性 ,同工酶 ,紫外吸收光谱及其对红松叶和叶绿体类囊体膜冻干粉的有机自由基 ESR波峰的抑制作用 ,证明沙棘果汁内确含有能消除 O- 2 的超氧物歧化酶 (SOD) ,其研究结果为沙棘作为抗氧化剂、高层次开发利用提供了理论基础

植物冻害和氧化胁迫——甘蓝叶冻-融循环中超氧的产生

为检验植物冻害的发生和氧化胁迫这一假说 ,在冰冻前把氮蓝四唑 (NBT)真空渗入到甘蓝叶圆片中 .在叶圆片冻 融循环中NBT被还原为甲　 .把其中的单甲　用乙醇提取出来 ,在分光光度计上比色 ,可作为冻 融循环中产生的氧化胁迫的定量指标 .NBT本身作为氧化剂 ,使冻害稍有增加 .作为冰冻保护剂的二甲基亚砜真空渗入叶圆片使其抗冻性显著增加 ,而NBT还原则显著减少 ,表明二甲基亚砜在保护叶组织免受冻害上的作用和它减缓植物组织氧化胁迫的作用有关 .实验结果支持植物冻害的发生和氧化胁迫有关这一假说 .实验还表明还原NBT的还原剂很可能是超氧阴离子自由基 .

皱纹盘鲍血细胞内活性氧抗病机制及几种环境污染物及其影响的研究

本研究首次揭示了皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai) 血细胞内存在着利用活性氧（Reactive oxygen species, ROS）的抗病机制。为今后我国研究贝类的活性氧抗病机制和筛选免疫药物提供了理论基础。本研究主要结果如下：1. 利用鲁米诺（Luminol, 3-氨基邻苯二甲酰肼）为依赖的化学发光法在体外条件下用不同刺激物（酵母细胞和酵母聚糖）对皱纹盘鲍血细胞进行刺激，测定血细胞吞噬活动中历经呼吸爆发产生活性氧的化学发光反应。结果表明皱纹盘鲍血细胞在体外条件下，经刺激物诱导吞噬活动中有明显的呼吸爆现象和很强的活性氧产生。不同有刺激物诱导血细胞产生的化学发光强度不同；同一刺激物的不同处理和不同浓度对血细胞产生活性氧的化学发光强度的影响不同。刺激物经皱纹盘鲍自体血清调理和未经调理对血细胞刺激所产生的化学发光强度不同。SOD和NaN_3对皱纹盘鲍血细胞吞噬过程中活性氧产生的化学发光有抑制作用。上述结果证明了皱纹盘鲍血细胞内存在有象高等动物血细胞内一样的MPO-H_2O-卤素系统的氧化性抗病机制，即在血细胞吞噬异物过程中能够释放活性氧（ROS）对异物进行杀灭的功能。2. 利用活性氧清除剂（过氧化氢酶、SOD、苯甲酸钠、2，5-二甲基呋喃、NBT和EDTA等）对皱纹盘鲍血细胞释放的活性氧进行分类测试，结果表明活性氧清除剂对皱纹盘鲍血细胞吞噬的化学发光都有明显的抑制作用，从而证明皱纹盘鲍血细胞能够释放的活性氧的种类有：超氧阴离子（O_2~-），过氧化氢（H_2O_2），羟自由基（OH~·）和单线态氧（~1O_2）。3. 在体外条件下利用化学发光法定量地研究了不同种类和不同浓度的农药：对硫磷（Parathion）、敌敌畏（Dichlorovos)、乐果（Dimethoate)、2，4-D 丁酯(2,4-D butylester)和甲胺磷（Methamidophos）对皱纹盘鲍血细胞氧化性抗病机制的影响。结果显示不同农药对皱纹鲍血细胞产生ROS的影响程度不同，及同一种农药的不同浓度的浸泡1h或浸泡12h处理皱纹盘鲍血细胞都能够抑制血细胞吞噬时的化学发光，表明农药能够抑制皱纹敌国鲍血细胞吞噬活动中的活性氧（ROS）的产生，而且这种抑制作用随着农药浓度的增加而加强。几种农药抑制皱纹盘鲍血细胞产生活性氧（ROS）的强度不同：2，4D-丁酯，敌敌畏和乐果的抑制作用强于对硫磷和甲胺磷。同时测定了不同浓度的农药浸泡12h后的皱纹盘鲍因细胞吞噬酵母细胞的吞噬百分率和吞噬指数，结果显示多数农药在低浓度时能够提高皱纹盘鲍血细胞的吞噬百分率和吞噬指数，而在高浓度时则能抑制血细胞吞噬酵母细胞的活力而降低血细胞的吞噬百分率的吞噬指数。4. 在体外条件下利用化学发光法定量地研究了不同种类和不同浓度的重金属：铭（Cr）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铜（Cu）和锌（Zn）对皱纹盘鲍血细胞氧化性抗病机制的影响。结果显示不同种类和不同浓度的重金属浸泡1hr.处理皱纹盘鲍血细胞都不同程度地抑制了血细胞吞噬时的化学发光，表明重金属能够抑制皱纹盘鲍血细胞吞噬活动中的活性氧（ROS）的产生，而且这种抑制作用随着重金属浓度的增加而加强。不同的重金属抑制强度不同，从强到弱依次为Hg > Cd > Cu > Pb > Cr > Zn. 研究表明六种重金属中，Hg对皱纹盘鲍血细胞的免疫毒性最大。

靶向斑马鱼VEGF的shRNA表达载体的构建及其对斑马鱼胚胎血管发育的影响

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是一种多功能的细胞因子，其主要作用是促进血管内皮细胞增殖和增加血管通透性，是肿瘤及正常组织血管生成的中心调控因素，以VEGF为靶点的肿瘤血管靶向性治疗成为近几年肿瘤治疗的新途径。RNAi是近年来新发展的一项反向遗传学技术，是一种研究基因功能的有力工具。斑马鱼作为一种重要的模式生物，被广泛用于胚胎的分子发育机制、疾病模型的构建以及药物筛选等研究中。然而在斑马鱼中运用RNAi技术进行基因功能研究是一个相对较新的领域，研究资料较少，并且目前进行的斑马鱼RNAi实验中，siRNA大都是通过化学方法或体外转录合成的。体外合成的siRNA在进入体内后会被降解而无法达到持久阻抑基因表达的目的。因此本研究旨在探讨VEGF特异性siRNA表达载体对斑马鱼VEGF基因的沉默作用，通过分析表型及相关细胞因子的变化，阐明VEGF对斑马鱼胚胎血管生成的影响及作用机制。 研究通过计算机辅助设计软件，针对斑马鱼VEGF mRNA不同位点设计合成了4段含siRNA特异序列的DNA单链，经退火，克隆入pSilencer 4.1-CMV neo载体CMV启动子下游，构建了重组质粒pS1-VEGF、pS2-VEGF、pS3-VEGF及pS4-VEGF。 通过显微注射的方法将载体导入1-2细胞期斑马鱼体内，于胚胎发育的48 h采用RT-PCR的方法检测VEGF基因的表达量，研究不同干扰序列对VEGF基因表达的干涉作用。结果显示，针对不同位点的表达载体对VEGF基因表达的抑制效率有显著差异。它们对VEGF mRNA的抑制率分别为80.5%，42.8%，12.5%，40.7%。通过筛选我们得到了一条具有高效抑制作用的载体pS1-VEGF，该载体的相应序列靶向斑马鱼两个主要异构体VEGF165和VEGF121的共有外显子序列。 形态学检测结果显示，注射了pS1-VEGF的胚胎出现了心包膜水肿、血流速度减慢、循环红细胞堆积等症状。定量碱性磷酸酶染色显示，注射pS1-VEGF能够抑制斑马鱼胚胎新生血管的形成，当注射剂量为0.4 ng时，血管生成的抑制率为31.8%。NBT/BCIP血管染色显示，注射该载体后72 h，50%的斑马鱼肠下静脉、节间血管以及其它血管的发育受到不同程度的抑制。随着注射剂量的加大，血管发育受抑制的情况也随之加重，当注射剂量为1 ng时，只有心脏、头部及卵黄有血液循环。对干扰效果的特异性进行了研究，结果表明pS1-VEGF对斑马鱼内源基因胸苷酸合成酶（thymidylate synthase, TS）基因的表达没有明显的抑制作用。针对TS基因的shRNA表达载体及与斑马鱼没有同源性的对照载体对VEGF基因表达也没有明显的抑制作用。浓度梯度实验表明在0-1.2 ng的范围内干扰效果具有剂量依赖性。 以胚胎整体原位杂交的方法检测质粒对VEGF基因受体NRP1基因表达的影响，发现VEGF特异性shRNA表达载体能够引起NRP1基因表达的降低，说明斑马鱼中VEGF所介导的血管生成作用至少在部分上是依赖于NRP通路所调节的。 本研究工作为进一步研究斑马鱼基因功能、VEGF调控网络提供了一个快速、有效的手段，为阐明斑马鱼的血管生成机制提供了新的资料，为采用RNAi技术，以VEGF为靶点，以斑马鱼为模型对肿瘤进行基因治疗研究奠定了基础。

中国对虾血细胞体外吞噬活动中活性氧产生的研究

该文首先对中国对虾血细胞体外短时培养条件进行了摸索,以期为后来在体外研究中国对虾血细胞吞噬活动中ROS的产生建立基础.在上在实验的基础上,该文利用化学发光法对中国对虾血细胞体外吞噬过程中ROS的产生进行了研究,试图了解血细胞吞噬活动中的化学发光现象.最后利用NBT还原法研究了中国对虾血细胞体外吞噬过程中O<'-><,2>的产生化及一些环境污染物如重金属离子和农药对其吞噬活动中O<'-><,2>的产生影响.