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    植物响应非生物胁迫的分子机制
    陈柯岐, 邓星光, 林宏辉
    生物学杂志    2021, 38 (6): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.001
    摘要2682)      PDF   
    通过对现有研究的梳理和分析,综述植物应答极端温度、干旱、水淹和盐胁迫的分子机制。结合不同非生物胁迫对植物生长发育的影响,介绍植物响应逆境的信号感知方式和信号转导途径;分析基因表达调控过程中重要转录因子的调控机制以及胁迫耐受性产生期间重要次生代谢产物的作用方式。最后,从多信号网络调控机制以及农业可持续发展的角度,对未来的研究方向作了展望。
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    Alicycliphilus denitrificans Ylb10的Cr(VI)还原性质研究
    左群, 吕育财, 宋婷薇, 郭金玲, 任立伟, 龚大春
    生物学杂志    2021, 38 (6): 36-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.036
    摘要2554)      PDF   
    从求索溪底泥中,成功分离并获得一株具有高效还原Cr(VI)的菌株Ylb10。利用生理生化法和16S rDNA 测序法对Ylb10菌株进行鉴定。并采用二苯碳酰二肼分光光度法测定Cr(VI),对其还原特性进行探究。结果表明,Ylb10菌是革兰氏阴性菌,与Alicycliphilus denitrificans的16S rDNA相似率为98.07%。Ylb10能很好地利用α-羟基-丁酸、L-乳酸、丙酸、乙酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸等底物。Ylb10菌相比摇床培养条件,在静置培养时能更好地还原Cr(VI),最佳还原Cr(VI)的pH值为8~9。当Cr(VI)的浓度低于200 mg/L时,该菌株能够将Cr(VI)还原,其中50 mg/L Cr(VI) 18 h的还原率达到96.5%,100 mg/L Cr(VI) 24 h的还原率达到93.83%,200 mg/L Cr(VI)浓度60 h还原效率为99-06%。由此得出,Alicycliphilus denitrificans Ylb10菌是一株高效六价铬还原菌,在处理铬污染的水质及土壤方面有很高的应用潜力。
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    NADPH依赖型谷氨酸脱氢酶的辅酶特异性改造
    陆利兵, 周海胜, 吴坚平, 杨立荣
    生物学杂志    2021, 38 (6): 31-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.031
    摘要2263)      PDF   
    于结构信息及保守序列比对,通过半理性设计和高通量筛选,将来源于Pseudomonas putida的NADPH依赖型谷氨酸脱氢酶PpGDH改造为NADH依赖型。与原始PpGDH相比,突变体PpGDH-D264V对NADH的偏好性(Ratio of kcat/Km)增强了1 607倍,并具有对多种酮酸底物的催化活力,可用于制备多种非蛋白质氨基酸。对PpGDH-D264V进行酶学性质表征,其最适温度为45 ℃,最适pH值8.0,T10 min1/2温度达到58.1℃,在中性及弱碱性环境下具备良好的稳定性,为后续应用奠定基础。
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    溶酶体与神经退行性疾病
    曲莉丽, 仓春蕾
    生物学杂志    2022, 39 (1): 1-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 001
    摘要2102)      PDF   
    溶酶体是真核细胞内发挥降解功能的主要细胞器,它的功能异常与多种疾病密切相关。综述溶酶体与神经退行性疾病相关的研究进展,并重点从溶酶体酶、溶酶体pH 调控和V-ATPase、溶酶体膜蛋白、溶酶体的细胞内定位等方面阐述溶酶体功能异常与神经退行性疾病的关系,为理解神经退行性疾病的机制提供新的视角,同时展望以溶酶体为靶点进行神经退行性疾病治疗和药物开发的广阔前景。
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    小鼠CCL2蛋白原核表达及纯化分析
    马振玲, 王雷, 乔柳惠, 刘薇
    生物学杂志    2021, 38 (6): 20-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.020
    摘要1873)      PDF   
    旨在构建小鼠CCL2原核表达载体并诱导表达纯化CCL2重组蛋白,初步检测CCL2蛋白对白血病细胞生物学功能的影响。通过PCR扩增小鼠CCL2基因,用LIC(ligation-independent cloning)法构建pGEX-4T-CCL2原核表达载体。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),在不同温度及IPTG浓度下诱导表达,采用亲和层析法纯化表达产物,进行SDS-PAGE电泳和Western Blot鉴定,将纯化的重组蛋白处理C1498细胞检测其对白血病细胞黏附及迁移的影响。结果显示,成功构建了pGEX-4T-CCL2原核表达载体,通过优化表达条件,确定20 ℃、0.1 mmol/L IPTG诱导6 h能够表达目的蛋白。利用谷胱甘肽琼脂糖凝胶纯化出了具有生物学功能的融合蛋白,且CCL2蛋白能够促进白血病细胞黏附及迁移,为CCL2在白血病功能及机制的深入研究奠定基础。
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    小麦TaZFP33基因克隆、生物信息学分析、亚细胞定位与表达分析
    巫群, 李永亮, 邹肖肖, 孙傲龙, 林晓霞, 周苹, 郭新红
    生物学杂志    2021, 38 (6): 9-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.009
    摘要1834)      PDF   
    C2H2锌指蛋白作为最大的转录因子家族之一,在调节植物生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要作用。以春小麦品种Fielder(Triticum aestivum L. cv. Fielder)为材料克隆到锌指蛋白TaZFP33基因,其编码区全长510 bp,编码169个氨基酸。生物信息学分析得知:TaZFP33蛋白分子质量为17.5 ku,等电点为6.43,属于Q型锌指蛋白,且为不稳定疏水性蛋白。通过系统进化与启动子分析表明该基因可能受ABA诱导的相关胁迫响应。转化烟草进行瞬时表达分析,结果表明TaZFP33定位在细胞核上。实时荧光定量分析组织特异性表达表明,TaZFP33基因在小麦胚、根、茎、叶中均有表达,其中在胚中表达量最高。经不同浓度的ABA、PEG6000和NaCl处理幼苗后,发现TaZFP33基因对上述胁迫均有不同程度的响应。该研究为后续深入探索TaZFP33基因的生物学功能研究奠定了基础,也为小麦的抗逆性研究提供候选基因。
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    独行菜LaAP2基因密码子偏性与进化分析
    周茜, 王玉州, 陈芸, 凯迪日耶·玉苏普, 刘飞, 赵惠新
    生物学杂志    2021, 38 (6): 15-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.015
    摘要1722)      PDF   
    为明确独行菜(Lepidium apetalum Willd.)LaAP2基因密码子的使用特性,运用CodonW与EMBOSS等程序软件,分析了独行菜LaAP2基因密码子的使用偏好性,并比较了独行菜LaAP2基因与模式生物的密码子使用频率。通过中性绘图、ENc(有效密码子数)和差性分析,探讨AP2基因密码子使用偏性形成的原因。结果表明:独行菜LaAP2基因的ENc值为48-65,CAI(密码子适应指数)为0-214,GC含量为42-69%,表明其密码子使用偏性弱,密码子偏好使用AT;RSCU值计算独行菜LaAP2基因高频密码子有11个;不同物种间的AP2基因的密码子存在一定选用偏好性;RSCU聚类分析表明,独行菜LaAP2基因与双子叶植物中十字花科的植物使用偏性最相似;密码子碱基成分和相关性分析发现,LaAP2基因在进化过程中密码子偏好性的形成与突变和自然选择等诸多因素相关;比较密码子使用频率分析发现,原核生物大肠杆菌表达系统更适合作为独行菜LaAP2基因的异源表达受体,模式植物拟南芥是较适宜独行菜LaAP2基因的遗传转化受体。研究为今后独行菜LaAP2基因的异源表达以及相关基因功能的进一步研究提供了重要参考。
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    贝莱斯芽孢杆菌对花生白绢病的防治效果
    潘梦诗, 郭文阳, 张宗源, 岳丹丹, 亓兰达, 王雪妍, 张英涛
    生物学杂志    2022, 39 (1): 37-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 037
    摘要1697)      PDF   

    贝莱斯芽孢杆菌作为最新发现的潜力生防菌,通过平板对峙试验、生防机制初探和盆栽试验,研究其对花生白绢病的防治效果。平板对峙试验结果表明,贝莱斯芽孢杆菌可显著抑制花生白绢病的生长,菌丝生长抑制率达81. 93%,破坏病菌菌丝结构,抑制菌核的生成。对贝莱斯芽孢杆菌的生防机制进行初探,贝莱斯芽孢杆菌可产生蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和嗜铁素,其无菌发酵滤液具有显著的拮抗作用。盆栽试验结果显示,经菌液处理后均能抑制花生白绢病的发生,降低花生病情指数,对花生的生长有一定的促进作用,以接种病菌2 d 后喷洒菌液的处理效果最优,防治效果可达66. 15%。贝莱斯芽孢杆菌可用于花生白绢病的防治,具有良好的生防前景


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    乳腺癌细胞与巨噬细胞融合对PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路的影响
    张丽娜, 张迪迪, 赵雷, 顾宇轩, 孙霄麟
    生物学杂志    2021, 38 (6): 25-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.025
    摘要1623)      PDF   
    为揭示细胞融合与肿瘤转移之间的分子机制,在前期已经成功构建乳腺癌细胞与巨噬细胞融合模型,发现融合细胞的增殖与转移能力显著增强的基础上,重点分析乳腺癌细胞与巨噬细胞融合对肿瘤细胞增殖转移密切相关的PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路的影响。Western Blot实验结果表明PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路的关键标志蛋白p-PI3K、p-AKT和p-ERK1/2在融合细胞中的表达显著上调,经LY294002和PD98059抑制剂阻断PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路后,融合细胞中p-AKT和p-ERK1/2的表达明显下降,而且融合细胞的增殖、迁移和侵袭能力均受到抑制。结果提示乳腺癌细胞与巨噬细胞融合可能通过激活PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路促进乳腺癌增殖与转移,这也为进一步明确细胞融合在肿瘤发生转移中的作用机制提供新的思路。
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    慢病毒介导SHCBP1 低表达对黑色素瘤B16细胞增殖的影响
    孙志阳, 冯 光, 雷静静, 唐铖铖, 孙晨皓, 王 令, 路宏朝
    生物学杂志    2022, 39 (1): 11-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 011
    摘要1535)      PDF   
    构建Shcbp1 慢病毒干扰载体,探究SHCBP1 在黑色素瘤B16 细胞中的生物学功能。通过设计靶向干扰小鼠Shcbp1 基因的shRNA-1 和shRNA-2 以及对照序列shRNA-NC,连接至慢病毒骨架载体,利用HEK293T 细胞包装慢病毒颗粒,侵染B16 细胞,检测干扰效率,并通过CCK-8 和流式细胞术检测细胞活力和细胞周期。利用WesternBlot 检测增殖相关基因的表达。结果显示:敲低Shcbp1 显著抑制B16 细胞增殖;流式细胞术检测结果发现,敲低Shcbp1 将B16 细胞阻滞在 G1 期;ERK1/2 的磷酸化水平降低,P21 的表达水平升高。结果表明SHCBP1 可能通过ERK1/2 信号通路抑制P21 的转录,加速B16 细胞从G1 到S 期进程。
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    蝎毒素抗菌肽La39 的序列分析及功能鉴定
    朱晨刚, 贾 庭
    生物学杂志    2022, 39 (1): 33-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 033
    摘要1508)      PDF   

    从中国海南省采集澳链尾蝎(Liocheles australasiae),构建蝎毒腺cDNA 文库,筛选得到一条抗菌肽基因La39,其成熟肽由18 个氨基酸组成,二级结构呈现为α-helix,亲水和疏水氨基酸位于分子的对立面,形成较强的两性拓扑结构。MICs 测定实验、溶血实验和抑制菌株生长实验结果表明,La39 对金黄色葡萄球菌的最小抑制质量浓度为50 μg/ mL,对大肠杆菌无抑制活性,有溶血活性。


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    大肠杆菌fliC 基因失活突变株的构建及其特征
    赵行行, 程玉梅, 陈 娴, 崔古贞, 齐晓岚, 洪 伟
    生物学杂志    2022, 39 (1): 27-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 027
    摘要1210)      PDF   

    构建编码大肠杆菌鞭毛蛋白基因(fliC)失活突变株,并探究其生物被膜形成改变后在应激状态下的生物学特征。使用Thermotargetron 靶向基因失活系统,构建fliC 基因失活突变株(ΔfliC420s),测定ΔfliC420s 与野生型菌株的生长速率、运动能力、生物被膜形成能力、自溶速率、pH 敏感性及对抗生素耐受性的变化。ΔfliC420s 相比野生型菌株,生长速率未受影响,在半固体培养基中运动能力缺失,生物被膜形成能力明显降低,菌体自溶速率加快,pH 敏感性增强,以及对D-环丝氨酸、红霉素、诺氟沙星的耐受性降低。大肠杆菌fliC 基因在细菌生物被膜形成和对外界压力的抵抗中具有重要作用。


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    PelA-Expansin 融合蛋白原核重组表达研究
    魏玲玲, 叶凯霞, 李嘉欣, 赵庆新
    生物学杂志    2022, 39 (1): 17-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 017
    摘要1170)      PDF   

    扩张蛋白(Expansin)具有削弱细胞壁多糖之间氢键,增强多糖降解酶降解多糖的效率。在食品领域、生物能源领域和生物制药领域,具有广泛的应用价值。自然状态下,Expansin 蛋白在植物、真菌、细菌等生物中的表达量较少,目前,枯草芽孢杆菌Expansin 重组表达研究受到广泛关注。以来源于构巢曲霉的果胶酸裂解酶(PelA)为融合标签,构建高效表达融合蛋白PelA-Expansin 的工程菌newexpansin / pelA-pET-28a(+) / BL21(DE3),在OD600 为0. 4、0. 01 mmol/ L IPTG、15 ℃和150 r/ min 下,表达24 h,融合蛋白产量约为3. 0 mg/ mL。建立融合蛋白一次性Histag亲和纯化工艺,工艺中上样、清洗和洗脱缓冲液中咪唑浓度分别为30、 60 和 500 mmol/ L,目标蛋白纯度约为95%,得率约为75%;融合蛋白协同纤维素酶、木聚糖酶和果胶酸水解酶酶降解多糖的效率分别为300%、150%和125%;为扩张蛋白Expansin 在食品、能源、医药及农业等领域的应用奠定了基础。



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    基于RNA-seq 的脂代谢相关基因Tmem176a 功能分析
    崔茂生, 段维旺, 李晓宁, 汤 晨, 李 凯, 周宇荀, 肖君华
    生物学杂志    2022, 39 (1): 21-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 021
    摘要1045)      PDF   

    探讨在Hepa1-6 细胞中过表达、敲低Tmem176a 基因对脂质代谢途径的影响。将构建成功的Tmem176a 慢病毒过表达载体、siRNA 分别转染进Hepa1-6 细胞中,将过表达或敲低Tmem176a 后的Hepa1-6 细胞进行RNA-seq、生物信息学分析、Real-Time PCR 验证。与对照组相比,Tmem176a 在Hepa1-6 细胞中过表达182 倍(P<0. 05)和敲低0. 2 倍(P<0. 05),OE-Tmem176a 相较于OE-Vector 差异表达基因共计424 个,其中下调基因192 个,上调基因共233 个;KD- Tmem176a 相较于KD-Scramble 差异表达基因共计405 个,其中下调基因248 个,上调基因共157 个,部分差异基因富集在脂肪的消化吸收、胆固醇代谢、甘油酯代谢、脂肪酸合成等代谢途径,Real-Time PCR 验证部分差异表达的基因,差异基因表达水平的变化趋势与RNAseq 一致。RNAseq 结果提示Tmem176a 基因会影响脂质代谢基因响应Tmem176a 表达水平改变会促进小鼠肝癌Hepa1-6 细胞中脂质代谢基因表达水平发生显著变化。


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    昭通绒鼠体温调节季节性变化和热中性区漂移
    杨押佐, 贾婷, 张浩, 王政昆, 朱万龙
    生物学杂志    2021, 38 (6): 41-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.06.041
    摘要1013)      PDF   
    为探究我国云南省昭通地区的昭通绒鼠(Eothenomys olitor)生理适应特征,分别于夏季和冬季测定其在5℃~30℃范围内的体温、代谢率和热传导。结果表明:昭通绒鼠的体温、静止代谢率和热传导存在季节性差异;夏季体温高于冬季,分别为36.17℃±0.52℃和35.55℃±0.46℃;热中性区表现出季节性差异,夏季和冬季的热中性区分别为20℃~27.5℃和15℃~25℃,即呈现出冬季的下限临界点较夏季低;在热中性区内,夏季静止代谢率(2.76±0.19)mL O2/(g·h)低于冬季(4.78±0.22)mL O2/(g·h);夏季和冬季的热传导在热中性区内都基本维持稳定,分别为(0.18±0.02)和(0.31±0.04)mL O2/(g·h·℃)。结果表明昭通绒鼠通过调节体温、代谢率和热传导来适应昭通地区冬夏两季温差较大、年极端气温较低的气候特征。
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    两株锈菌重寄生菌毒素的分离鉴定及活性研究
    李 靖, 谢 津, 孔 磊, 张登云, 隋国强, 陈玉惠
    生物学杂志    2022, 39 (1): 42-.   DOI: 10. 3969/ j. issn. 2095-1736. 2022. 01. 042
    摘要819)      PDF   

    植物锈病防治非常困难,其生物防治重点集中在对其重寄生菌的研究方面。前期研究发现拟盘多毛孢(Pestalotiopsis kenyana)PG52 菌株和康宁木霉(Trichoderma koningii)8662 菌株对石楠叶锈病菌及茶藨生柱锈菌均有很强的重寄生作用,但其重寄生机制不清楚。采用活性追踪并结合传统天然产物化学的分离方法,首次从两株重寄生菌中分离得到两种对锈孢子有致死作用的毒素分子———3-硝基丙酸和柠檬酸。两种毒素分子均能使锈孢子细胞

    膜的通透性发生改变,内含物外溢,被作用的锈孢子和对照相比明显变小,台盼蓝染色证实锈孢子死亡。分别用10 μg/ mL 的3-硝基丙酸和100 μg/ mL 的柠檬酸处理1 h,茶藨生柱锈菌的锈孢子致死率达到50%,当柠檬酸的质量浓度达到500 μg / mL 时,锈孢子的致死率达到90%。500 μg/ mL 的柠檬酸同时对石楠叶锈(Aecidium wenshanense)锈孢子、竹杆锈(Sterostratum corticioides)冬孢子和三叶草叶锈(Uromyces trifolii)夏孢子具有致死作用。实验结果为

    重寄生机理的阐明和生物农药的开发奠定基础。


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    光促酶催化反应设计及生物合成应用
    张武元, 袁 波, 曲 戈, 孙周通
    生物学杂志    2021, 38 (5): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.05.001
    摘要432)      PDF   
    光促酶催化是一门快速发展的多学科交叉技术,其结合了光催化与酶催化的优势,在生物合成领域中发挥重要的应用潜力。通过自然仿生设计,并综合官能团的形成及传递效率、原子经济性、环境因子等多维因素,光促酶催化可有效打破天然酶催化反应类型有限等局限,对建立高效低耗的绿色合成新途径具有重要意义。近年来,光促酶催化已成功应用于催化碳碳、碳氧、碳氮、碳卤成键等重要的生化反应,在催化活性、原子经济性、选择性、底物谱拓展等方面表现出独特的优势。重点介绍当前人工光促酶催化技术在生物合成方面的应用与进展,分析其应用潜力和有待解决的技术瓶颈,从而为进一步开发基于光促酶催化技术的绿色生物制造领域提供参考。
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    短链脂肪酸酯生物合成研究进展
    陆家声, 章晓宇, 蒋羽佳, 章文明, 信丰学, 姜 岷
    生物学杂志    2021, 38 (4): 1-.   DOI: 10. 3969 / j. issn. 2095-1736. 2021. 04. 001
    摘要381)      PDF   
    通过微生物将生物质衍生的糖转化为短链脂肪酸酯是一种具有广泛前景的策略。归纳了利用微生物合成短链摘脂肪酸酯过程中的4种酶促途径及其涉及的酶,包括醇酰基转移酶(alcohol acyltransferase, AATs)、酯酶(esterases)、半缩醛脱氢酶(hemiacetal dehydrogenase, HADH)和Baeyer-Villiger单加氧酶(Baeyer-Villigermonooxygenase, BVMOs)。同时,综述近年来生物发酵法合成短链脂肪酸酯的研究进展,特别是乙酸乙酯和丁酸丁酯,包括利用醇酰基转移酶直接胞内合成短链脂肪酸酯和胞外补充脂肪酶合成短链脂肪酸酯。最后,以丁酸丁酯为例,提出基于生物发酵法合成短链脂肪酸的挑战与展望,以期为其他短链脂肪酸酯的生物合成提供借鉴。
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    铁死亡调控机制的研究进展
    马臣杰, 张 雯, 曾 瑾, 宋孚洋
    生物学杂志    2021, 38 (4): 109-.   DOI: 10. 3969 / j. issn. 2095-1736. 2021. 04. 109
    摘要353)      PDF   

    铁死亡是新发现的一种程序性细胞死亡方式。铁死亡的主要特征包括细胞内游离Fe2+介导的芬顿反应、细胞膜脂质的脂质过氧化反应以及抗脂质氧化活性被抑制的胞内谷胱甘肽过氧化物酶4。铁死亡分子调控机制较为复杂,涉及铁离子代谢、脂质过氧化反应和谷胱甘肽代谢等多个生物学过程。铁死亡与肿瘤、神经系统疾病、缺血再灌注损伤、肾脏损伤、血液病等多种疾病的病理过程密切相关。利用小分子化合物调控铁死亡干预相关疾病的发生和发展,已成为病因学研究和治疗的热点和焦点。回顾了铁死亡的典型特征和分子调控机制,总结了铁死亡相关小分子化合物的应用,为探寻铁死亡相关疾病研究提供新的参考靶点。


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    猪粪、牛粪搭配平菇废菌渣饲喂蚯蚓效果的研究
    李艳华, 罗 杰, 胡 佳, 顾昌华, 罗 刚
    生物学杂志    2021, 38 (4): 77-.   DOI: 10. 3969 / j. issn. 2095-1736. 2021. 04. 077
    摘要342)      PDF   
    为减少畜牧业和食用菌生产中农业废弃物对环境造成的污染,循环利用农业废弃物资源,通过盆养和堆肥自由选择摘试验要,就平菇废菌渣搭配猪粪、牛粪饲喂蚯蚓的生长和繁殖效果及蚓粪肥效开展了相关研究。结果表明:猪粪和牛粪在平菇废菌渣基质中的搭配能显著提高蚯蚓的生长繁殖效率,其中20%的猪粪和40%的牛粪质量配比最适宜蚯蚓的生长与繁殖。饲喂蚯蚓后各组基质的有机质和碳氮比均大幅下降,除40%牛粪组中的全氮含量未有显著变化,20%猪粪组全氮含量有显著降低外,各基质组中的全氮、全磷、全钾和速效氮、速效磷、速效钾的含量在蚯蚓消解后均有显著提高。蚯蚓体内未检测出汞、铅;铜和锌等重金属含量基本符合饲用安全标准;蚓粪经适当调制后适宜做优质有机肥。关键词 蚯蚓;平菇菌渣;畜禽粪便;再生利用;有机肥
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