探究植物的反应有感

探究植物的反应有感（精选9篇）

探究植物的反应有感 第1篇

探究植物的反应有感

常有学生对“生物能够对来自环境中的.各种刺激作出一定的反应.”这句话提出疑问.他们指着课本上含羞草的图片,问:“老师,其它的植物也会象含羞草那样,对刺激作出反应吗?”对这个问题进行探究,深化了师生们对植物的认识.

作 者：张丽珍  作者单位：广东省江门市景贤学校,529000 刊 名：生物学教学  PKU英文刊名：BIOLOGY TEACHING 年，卷(期)： 32(7) 分类号：Q94 关键词： 

探究植物的反应有感 第2篇

植物G蛋白与植物防卫反应

近年来,植物G蛋白(包括异三聚体G蛋白和小G蛋白)的存在及其信号调控途径已经成为人们研究细胞信号转导过程的热点问题.从多种植物细胞中相继分离克隆出多个与动物G蛋白同源的编码植物G蛋白的基因,并且植物G蛋白的种类和数量有其独特性.植物G蛋白在植物细胞跨膜信号转导中发挥重要的.作用,参与多种生命活动的调控.主要综述了植物G蛋白参与植物防卫反应调节作用的研究进展.

作 者：宋水山 杨文香 李亚宁 刘大群 SONG Shui-shan YANG Wen-xiang LI Ya-ning LIU Da-qun  作者单位：宋水山,SONG Shui-shan(河北农业大学生命科学学院,保定,071001;河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心,保定,071001)

杨文香,李亚宁,刘大群,YANG Wen-xiang,LI Ya-ning,LIU Da-qun(河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心,保定,071001)

刊 名：中国生物工程杂志  ISTIC PKU英文刊名：CHINA BIOTECHNOLOGY 年，卷(期)： 26(3) 分类号：Q81 关键词：植物G蛋白   植物防卫反应   细胞信号转导  

探究植物的反应有感 第3篇

植物生物反应器 (Bioreactor) 又称“植物基因药厂”、“分子农田”, 实质上就是通过植物基因工程技术来生产可供人类治疗疾病或保健用药物蛋白的人造工厂[1,2]。利用植物生物反应器表达外源药用蛋白和疫苗, 可解决许多药用蛋白和疫苗的来源问题, 并降低生产成本, 从而形成生物制药企业的核心竞争力, 产生可观的经济效益。据测算, 利用转基因植物生产药用重组蛋白的成本仅为利用大肠杆菌发酵生产成本的1/10—1/50, 因此利用植物生物反应器生产具有临床应用价值的药用蛋白已成为生物制药产业重点开发的热点领域。在抢占生物经济制高点中显示了越来越重要的作用, 具有极大的商业价值和市场前景, 日益引起人们的广泛关注[2]。发达国家, 特别是美、英、日等国都已把应用植物生物反应器进行药物开发列入国家生物技术研究的战略性计划。

2 植物生物反应器的概念及其创建步骤

2.1 植物生物反应器概念

广义上讲, 植物生物反应器是指以植物悬浮细胞培养、天然的或经基因工程改良的植物细胞和组织, 或整株植物为“工厂”大量生产具有药用价值 (如人类或动物的疫苗、抗体) , 或可作为工业原料的植物次生代谢产物、食品添加剂等重要应用价值的蛋白或氨基酸。从狭义上讲, 植物生物反应器是指以转基因的整株植物为“工厂”来大量生产各种价值及附加值高的生物制品[1]。

2.2 创建步骤

创建步骤可分为4个部分: (1) 外源目的基因在植物表达载体中的克隆及对植物细胞的转化表达; (2) 转化体系的再生和选择; (3) 重组蛋白的回收和纯化; (4) 终产物的鉴定。到目前为止, 大多数的工作都集中在外源目的基因的克隆和表达方面。

3 外源基因转化途径

3.1 重组植物病毒

利用植物病毒进行外源基因转化的方法是首先对植物病毒进行遗传改造, 构建外源基因与病毒粒子表面蛋白基因融合阅读框, 使被转化的宿主植物重组病毒粒子表面表达外源蛋白以确保抗原性[3]。豇豆花叶病毒 (CPMV) 粒子由大L蛋白和小S蛋白两个衣壳蛋白组成, 每个S蛋白形成β-桶状次级结构, 每个β-桶状结构含8股反向平行的β-折叠, 彼此由不同的环相连。环的重要性在于它们暴露在病毒粒子表面, 在该处可被迅速识别以确保强免疫反应。Lomonssoff等将口蹄疫病毒 (FMDV) 和艾滋病毒 (HIV) 表面蛋白基因成功地插入CPMV的S衣壳蛋白基因的βB-βC环编码区中, 构建成重组体, 接种于豇豆植株。结果显示, 接种植株的叶提取物存在聚集的CPMV状颗粒, Western印迹分析证明其保留了FMDV的专一性环。他们进一步用这种杂合病毒粒子制备了实验疫苗并用于豚鼠免疫实验, 结果表明能诱导产生特异性免疫应答。

3.2 农杆菌介导的核转化

如果将编码某种病原体中能引起机体保护性反应蛋白的结构基因克隆到Ti质粒上, 然后用这种重组质粒转化农杆菌, 导入携带重组质粒的农杆菌感染植物细胞后, 导入的外源基因可能整合到这些细胞的染色体上。含整合外源基因染色体的植物细胞在一定条件下可以长成新的植株, 此植株可以在生长过程中表达外源基因并将这种性状遗传给子代, 成为表达疫苗的品系[4]。

刘玉乐等[5]将重组了人乙型肝炎病毒表面抗原 (HBsAg) 基因的重组质粒pRoKⅡ-HBsAg导入农杆菌LBA4404中, 并利用农杆菌法转化烟草, 得到了转化植株, 并进一步获得了转基因后代植株。研究表明, 转化植株及其后代植株均能产生具有免疫活性的HBsAg, 显示了用植物廉价生产HBsAg的可能性。Mason等[3]也报道了类似的转基因植物生产乙型肝炎疫苗的研究结果, 这种转基因植物HBsAg是否能刺激机体产生保护性免疫应答尚在研究之中。

3.3 叶绿体转化

1988年, Boynton等[6]首次成功地用野生型的叶绿体DNA转化了单细胞生物衣藻的突变体, 证明植物叶绿体基因组是可转化的。沈桂芳等将丙型肝炎病毒抗原基因NS3-C和CE1各自插入烟草和衣藻叶绿体转化载体中, 获得了表达。

4 提高植物生物反应器中外源基因表达水平策略

转基因植物普遍存在外源基因的表达水平低, 甚至不表达的现象, 即基因沉默 (Transgene silencing) 。其主要涉及外源基因之间或外源基因和植物内源基因之间的互相作用。其中, 最重要的原因是存在多拷贝的同源DNA序列, 包括蛋白编码区以及启动子等调控序列。

4.1 启动子的选择

在基因转录中最重要的调控因子是启动子, 它在决定基因表达方面起着关键作用, 因此合适的植物启动子的选择及活性改进对增强外源基因表达至关重要。花椰菜花叶病毒 (CaMV) 的35S启动子是组成型启动子, 其活性高且能稳定表达, 是目前应用较多的常用启动子。Olga发现, 用CaMV35S在马铃薯块茎组织表达外源融合蛋白的能力强于它自身的组织特异型启动子Patatin[7]。但CaMV 35S在大多数单子叶植物中的活性较低, 在某些细胞如花粉中没有活性。水稻的Actl、玉米的Adhl及Ubiqutin等启动子弥补了该缺陷, 在转基因作物 (GMO) 中表现出强大的诱导活性。最近, 在植物体内越来越多新的外源启动子被启用。Takeshi使用了一种含有荧光素酶 (luciferase) 报告基因的甘露氨酸合成酶-Mas双元启动子, 表达了霍乱毒素B亚单位疫苗[8]。它能启动两个重组蛋白的同时表达, 有利于两者形成复合疫苗抵抗多种病虫害的侵染。

近年来, 人们越来越重视对特异性表达启动子的研究。特异性表达的启动子能调控外源基因在转基因植物体内表达的时空秩序特异性或外源诱导因子特异性, 一方面能提高外源基因的表达效能及水平;另一方面可以节省生物能耗, 减少外源基因对植物本身的影响。特异性表达启动子主要包括组织特异性表达启动子和诱导特异性表达启动子。特异性表达启动子的成功克隆鉴定与应用为实现外源基因在植物特异性表达中奠定了基础。组织特异性表达启动子除能有效地避免外源蛋白的普遍表达 (ubiquitous) 外, 还有利于药物大分子在特定器官中的贮藏和提取。特别是贮藏蛋白特异启动子[9], 如双子叶的豆球蛋白B4、β-菜豆蛋白启动子、单子叶的γ-高梁醇蛋白启动子均能诱导外源蛋白在种子特定发育期内的表达, 不受植物的正常代谢进程的影响。豌豆质体蓝素 (Pea Plastocyanin) Pet E启动子是光合作用启动子, 在光合组织中的诱导能力大于CaMV 35S 10倍左右。它的A/T丰富区P268可以作为转录增强子与CaMV35S融合, 极大地提高了呼吸道合胞病毒F基因在苹果叶肉原生质体内的表达水平[9]。

4.2 抗原在植物细胞器内的定位表达

通过适当的方法 (如连接上定位信号序列) 修饰外源基因, 使表达的外源蛋白定向运输到细胞内的特定部位 (如特异性地表达, 聚集于叶绿体、内织网等细胞器内) , 增强外源蛋白的表达。这些细胞器的质膜还可以起到保护所表达抗原的作用, 从而增强转基因植物作为疫苗的效能[3,4]。

4.3 位置效应的消除

在遗传转化中将座位控制区 (LCR) 构建到目的基因的上游, 能有效地避免转基因沉默现象, 增强目的基因在转基因植物中的表达。此外, 还可将核基质结合区 (MAR) 置于目的基因的两侧, 可减少位置效应, 降低不同转基因植株之间目的基因表达水平的差异, 能显著提高目的基因的表达水平[10]。采用定点整合技术, 将外源基因定点整合进染色体转录活跃的区域, 也可降低转基因沉默的发生率, 提高表达量。但目前, 在植物中除了在叶绿体基因组转化中实现了定点整合成功外, 细胞核基因组转化还很少, 需要开展进一步的研究。此外, 改造植物表达载体应尽量避免选用相同或起源类似的启动子同时驱动外源目的基因、筛选基因和报告基因, 以免发生同源抑制效应;或采用低拷贝的农杆菌转染法等, 也可在一定程度上减少位置效应的发生。

4.4 增强外源基因的翻译效率

对目的基因进行多方面的优化与改造, 适当地添加植物特异的5′-, 3′-非翻译序列和内含子序列, 可增强目的基因mRNA的稳定性。在不改变氨基酸序列的情况下, 根据植物偏爱密码子改造目的基因的密码子、优化起始密码子周边序列, 都可不同程度地提高外源基因的翻译效率和表达水平[11]。

4.5 采用叶绿体转化

外源基因可以在叶绿体中得到稳定表达[12], 叶绿体作为外源基因转化的受体又具有诸多优越性: (1) 基因为多拷贝, 表达量高; (2) 便于外源基因定位整合; (3) 导入的外源基因性状稳定性高、安全性好; (4) 能直接表达原核基因。如Maliga实验室将含有Bt毒蛋白的嵌合基因导入到烟草叶绿体中, 得到的毒蛋白占可溶性蛋白3%—5%的高效表达, 显示出植物叶绿体表达外源基因的优越性。Staub等[12]将人的生长激素基因转入烟草叶绿体, 获得了表达量高达叶片总蛋白7%的转化体, 比细胞核转化高300倍。上述研究表明, 叶绿体转化是实现外源基因高效表达的重要途径之一[13,14,15]。目前, 叶绿体转化正以其独特的优越性而成为植物生物反应器关注的焦点。

5 现状及其趋势

转基因植物作为生物反应器生产药物分子的研究热点是植物抗体和疫苗。1989年Hiatt等在世界上首次报道在植物中表达全长抗体, 随后IgG、IgM、IgG/IgA嵌合体、Fab、VH等抗体片段的表达使其在免疫治疗、提高植物抗病性、调控植物代谢等方面显示了一定的前景。同时, 许多科学家开始了植物口服疫苗的研究[4,13,14]。Tariq用农杆菌介导转染烟草叶片和马铃薯块茎获得了肠毒素基因 (LT) 的表达, 它们侵染胃肠和呼吸道上皮黏膜表面, 刺激粘膜免疫反应产生分泌型抗体SIgA。实验证明, 通过口服疫苗能比注射产生更好的免疫效果。该重组疫苗的获得为植物口服疫苗的生产奠定了坚实的基础, 至今已有霍乱弧菌毒素[16]等十几种微生物病原体疫苗基因在植物体内得到表达。Sandhu等在苹果原生质体内表达了呼吸道合胞病毒F基因, 以水果作为表达疫苗的载体, 使植物生物反应器的商业化前景更加令人鼓舞。此外, 在植物体内表达人血清蛋白、干扰素、胰岛素、抗生物素蛋白 (avidin) 、抑蛋白酶肽 (aprotinin) 等的研究在国内外也取得了一定进展[17,18,19,20,21]。

目前, 植物生物反应器的研究已从烟草、马铃薯等植物转人水稻、玉米等, 尤其是蔬菜作物———胡萝卜[18,19]。这是因为, 从烟草中分离纯化目的蛋白的成本较高, 而马铃薯煮熟后会使目的蛋白活性损失约50%。能生食的转基因植物可避免这些缺点, 而且口服可省去注射、冷藏等操作和器具。与生菜和西红柿等相比, 胡萝卜更耐储藏、易运输, 营养丰富、产量高, 而且在全球许多地方都可种植, 既可生吃又可加工成饮料。目前, 我国已创建完成胡萝卜根系特异性表达系统, 获得并改造了胡萝卜直根特异表达的启动子———胡萝卜II型转化酶 (invertase II) 基因 (invII) 启动子, 正在用于胡萝卜直根中的特异表达疫苗蛋白[19]。该系统在国际上是第一个直根表达生物反应器系统, 取得了国际植物生物反应器的突破性进展。

6 植物生物反应器生产药物分子的优缺点

利用转基因植物生物反应器生产重组药物分子具有很多优点[1,2,4], 主要表现在: (1) 与微生物发酵和动物细胞培养相比, 植物是最经济的蛋白质生产系统。种植植物所需要的仅是阳光和来自土壤或肥料的矿质营养、水分, 而微生物发酵则需要昂贵的设备投入, 动物细胞培养也需要价格不菲的培养基, 而且要保持无菌的生产条件。 (2) 植物可大规模种植, 且由于产物表达在种子、果实、块茎中, 便于保存和储运。如水稻种子中表达的单链抗体ScFv在室温条件下经过5个月的储存, 其含量和活性无明显损失;在4℃条件下, 储存18个月的马铃薯仍保留了50%的活性抗体。 (3) 植物具有完整的真核细胞表达系统。其表达产物能顺利进行正确的折叠装配, 以及糖基化、磷酸化等化学修饰, 从而具有与高等动物细胞表达产物基本一致的免疫原性和生物活性。 (4) 与用动物细胞作为生物反应器相比, 利用植物生物反应器表达的产物具有无毒性、无副作用、安全可靠、无残存DNA和潜在致病致癌性, 因为动物细胞本身可能携带的致病原对人类健康会造成威胁。 (5) 对霍乱、破伤风一类需要定期摄入一些疫苗的疾病, 如果利用植物作为载体直接食用会更方便, 不但可免除纯化过程, 而且还可避免因注射器消毒不彻底可能带来的交叉感染。由于植物具有上述优势, 所以“分子农业”的设想在20世纪80年代末一经提出就成为转基因植物领域的研究热点[4,5]。目前, 在利用植物生物反应器生产重组药物分子方面已取得了较大进步。

当然, 转基因植物生产重组药物分子也存在一些有待克服的不足。首先, 从植物细胞中提纯特定的蛋白并非易事, 相应的纯化工艺有待进一步完善, 尤其对于那些注射用的疫苗, 有效地除去其中可能混杂的植物碱和植物毒素是生产中的一个不可忽视的问题。其次, 有些转基因植物疫苗的有效成份含量较低, 接种这种疫苗不但不会诱发机体的保护性免疫反应, 相反还会引起免疫耐受性。此外, 若以直接食用转基因植物的方式进行预防接种还会遇到三个主要问题:一是某些植物中可能存在某些物质, 它们会降低转基因植物疫苗的免疫效果;二是对某些必须经热加工才可以食用的植物, 烹调过程会破坏疫苗中的有效成份 (此点可通过将某些抗原基因导入不经加工即可食用的植物来克服) ;三是口服的转基因植物疫苗必须非常“结实”, 足以通过粘膜进入体内脏并能在那里激发免疫反应[14]。

7 前景展望

探究植物的反应有感 第4篇

关键词:消去反应;产率;快速加热;反应温度;反应剂量

文章编号:1005-6629(2009)08-0044-02中图分类号:G633.8文献标识码:C

普通高中各版本的新课标化学教材——《有机化学基础》(选修)均涉及了溴乙烷与KOH(或NaOH)乙醇溶液共热生成乙烯的反应,但很多老师反映难以成功,也有些老师因省去了气体的水洗装置,或是因为水洗不充分,也能致使混合气体中含有乙醇蒸汽使酸性高锰酸钾溶液(或溴水中)褪色,从而以为实验取得了成功。由此笔者对该实验进行多方面的研究,找到了合适的实验条件和实验方法。

1 反应机理

大学教材《有机化学》[1]中指出,卤代烃的消除反应(高中教材称之为消去反应)属于双分子消除反应(E2),它与双分子亲核取代反应(SN2)很相似,它们的不同之处在于,SN2反应中亲核试剂进攻是α-碳原子,而在E2反应中亲核试剂进攻的是β-氢原子。因此,消除反应和取代反应是相互竞争、相互伴随发生的。

在该教材的第207页叙述了卤代烃的消除反应和取代反应的影响因素,指出反应物中α-碳支链增多、亲核试剂的碱性增强、升高温度、弱极性溶剂等均有利于消除反应的进行。从结构来看,溴乙烷容易发生取代反应而不易发生消除反应,在《基础有机化学》[2]中提到,溴乙烷于55 ℃时,在乙醇钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99 %,而消除反应产物仅为1 %。

由此可知,溴乙烷与氢氧化钾乙醇溶液发生的主要是取代反应,消去反应的比例很小,因此要从反应温度、氢氧化钾乙醇溶液的浓度及反应物的充分利用上,提高乙烯的产量。

2实验探究

基于以上分析,笔者从不同种类碱的影响、加热升温的速度、反应的温度等方面对该实验进行反复研究的基础上,设计了如下的装置(图1)。

与教材相比,笔者从以下几个方面对实验作进一步改进:

①用较长的导气管,以增加冷凝回流的效果;

②快速加热反应物(调大酒精灯火焰),加快反应速率,同时减少消去反应发生之前溴乙烷的挥发;

③增加反应物剂量。溴乙烷与乙醇的体积1∶3,溴乙烷15 mL,无水乙醇45 mL,氢氧化钾固体21.42 g(在沸腾时恰好饱和)。有研究者[3]曾测试过沸腾时氢氧化钾与氢氧化钠乙醇溶液的沸点及该温度下的溶解度:饱和氢氧化钾乙醇溶液沸点为116 ℃,在沸腾时的溶解度为47.6 g/100 mL乙醇;而饱和氢氧化钠乙醇溶液沸点仅为85 ℃,在沸腾时的溶解度仅为10.0 g/100 mL乙醇。因此,用氢氧化钾比氢氧化钠效果要好,适当增加氢氧化钾乙醇饱和溶液的量,有利于提高反应体系的共沸温度。

本实验所用药品:酸性高锰酸钾浓度0.01 %,高锰酸钾、氢氧化钾、无水乙醇、溴乙烷均为分析纯。

实验的过程与现象如表1所示:

(*说明:试管1～7各均为3 mL 0.001 %的酸性高锰酸钾,当一支试管中溶液完全褪色后,更换另一试管。)

现象分析与结论:

①上述实验条件下,溴乙烷需80 ℃以上才能发生明显的消去反应,从酸性高锰酸钾的褪色速度看,比较适宜的反应温度大致为90 ℃～110 ℃,在该范围,温度越高,产生乙烯的速率越快。如果加热速度过慢或冷凝效果差,溴乙烷在65 ℃左右就有可能完全蒸发进入洗气瓶,导致实验失败。

②从实验中酸性高锰酸钾的褪色情况及各次实验后洗气瓶中被冷凝油状液体的体积可知,该装置的回流效果比较好。若能加快加热的速度,洗气瓶的油状液体会更少,反应效率更高。

3 研究的结论

从以上研究可知,将溴乙烷与氢氧化钾的乙醇溶液发生消去反应设计成课堂实验是可行的,但由于该反应生成乙烯的转化率很低,加上中学实验常规仪器的限制,反应生成乙烯量较少,所以笔者在自己的反复实验的基础上,建议大家从如下几个方面对实验进行改进:

3.1增大反应物剂量

虽这一方法容易造成反应装置的复杂化,无法用试管作反应器,但能确保实验的成功,所以这是本实验改进中最有效的方法;

3.2减少反应物挥发

①适当增加玻璃导管的高度,以增加冷凝回流的效果;②快速加热反应物,减少溴乙烷在消去反应发生之前的挥发与水解。但要注意过长的导管会增加气体的残余,可能会影响实验的效果。

3.3提高反应温度

①快速加热反应物,使反应物迅速达到适宜的反应温度;②尽可能增加碱的量,以提高共沸体系的沸点。

3.4增加反应体系的碱性

①增加氢氧化钾的量,确保使氢氧化钾能在沸腾下仍能达到饱和,以增加溶液的碱性;②可用醇钠或醇钾代替氢氧化钾,但不宜使用氢氧化钠。

3.5 若为验证实验,在现象明显的前提下,尽可能降低酸性高锰酸钾或溴水的浓度

在上述各种方法中,增大反应物剂量,并快速升高温度是实验成功的关键。此外,也可尝试用沸点较高、α-碳原子上有支链的卤代烃代替溴乙烷,这样上述问题都会迎刃而解,但它容易偏离教材的主题。

虽然溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液发生的消去反应,因其难以发生,在有机合成中是没有实际利用价值的,但对于α-碳原子有支链或β-氢原子比较活泼的卤代烃而言,消去反应是比较容易发生的,如:(CH₃)₂CHBr、 C₆H₅CH₂CH₂Br等。消去反应作为卤代烃的重要性质,在高中有机化学的知识体系中,有着相当重要的地位的。因此,普通高中各版本的化学新教材均安排这一内容。溴乙烷作为简单而典型的卤代烃,各教材将其作为这一重要知识的载体,符合了知识的教育性需要。但对于该实验的操作,实验者还需要细心把握。

参考文献:

[1]章烨.有机化学[M]. 北京:科学教育出版社.2006:291.

[2]刑其毅,裴伟伟,徐瑞秋等.基础有机化学(上册)(第三版)[M].北京:高等教育出版社.2005:291.

[3]秦丙昌,张贺飞,陈传战.溴乙烷与氢氧化钠或氢氧化钾乙醇溶液反应的研究[J].化学教学.2002(6):13.

[4]王祖浩.普通高中化学课程标准实验教科书《有机化学基础》[M].南京:江苏教育出版社,2006:62.

抗冻蛋白与植物低温胁迫反应 第5篇

抗冻蛋白与植物低温胁迫反应

植物抗冻蛋白是从许多抗冻植物中分离的、参与植物抵御冻害反应的一类新型蛋白.这类抗冻蛋白具有多个亲水性缚冰域,能直接作用于冰晶,阻止冰晶在细胞间隙形成和再结晶.一些植物抗冻蛋白与致病相关蛋白有序列同源性,具有抗冻和抗病双重活性.植物抗冻蛋白的表达和积累,既受控于发育及转录因子调节,又受到低温、短日照、脱水及乙烯等因素的.影响.异源超表达抗冻蛋白基因能赋予敏感宿主植物抗冻能力.文中论述了有关植物抗冻蛋白特性和鉴定,抗冻机制和表达调控,以及遗传转化等方面的研究进展.

作 者：王瑞云 李润植 孙振元 任有蛇 岳文斌 WANG Ruiyun LI Runzhi SUN Zhenyuan REN Youshe YUE Wenbin  作者单位：王瑞云,李润植,任有蛇,岳文斌,WANG Ruiyun,LI Runzhi,REN Youshe,YUE Wenbin(山西农业大学,太谷,030801)

孙振元,SUN Zhenyuan(中国林业科学院,北京,100094)

刊 名：应用生态学报  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY 年，卷(期)：2006 17(3) 分类号：Q945.79 Q948.1 关键词：植物抗冻蛋白   抗冻蛋白的双重功能   抗冻性调控   遗传转化  

读《奇妙的植物》有感 第6篇

读完《奇妙的植物》,我感受到了大自然的力量是多么强大呀！

比如:四海为家的草，这种草令人觉得巧妙。草会搬家吗？一定不会呀！可是这种草却会搬家。这种草在我国辽阔的东北大平原上，这奇异的植物每当秋天来临这种植物就会变成一个‘‘圆球’’秋风一起这些球就会滚到另一个水源充足的地方在那里扎根生芽。

可是这植物为什么能在地上滚呢？那就让我来为你解说吧!秋风吹起这种植物就会脱离根部，因为秋天到了每种植物都会传播种子，当然这种植物也会传播种子。

它传播种子的方法就是滚动，每当它滚动时种子就会一粒一粒的掉落下来。直到一粒不剩时才会停止滚动。

冬天到了，大雪覆盖平原。雪融化了，种子就被埋在雪下面了。第二年春天就会长出嫩芽了。

读《多彩的植物城堡》有感 第7篇

今天，我读了一本《多彩的植物城堡》这本书。

书里有许多的花草和蔬菜，比如“菜地里的争论”这个故事，说一只猫咪和蜻蜓正在做游戏的时候，突然听到了争吵声，小猫咪走过去说：“你们在干嘛呢?吵吵闹闹的。”蔬菜们见是猫咪，便抢着说：“你来评一评，我们谁最让人喜爱?”小猫咪说：“评理是可以，不过你们要一个一个的给我说，你为什么想自己是最让人喜爱的?”他们就一个一个的给猫咪说，过了一会儿他们都说完了。到猫咪来评理。猫想啊想啊，终于想到了。猫咪就大声说：“我想你们都是最让人喜爱的。”黄瓜说：“为什么我们都是，最让人喜爱的?”猫咪说：“因为你们都是蔬菜，都帮助了人们的健康，所以你们都是最让人喜爱的。”黄瓜听了心里非常开心，最后他们都开心的跳了起来。

读了这本书后。我感觉到了，蔬菜对我们身体健康很重要，我们要多吃蔬菜，不要挑食，身体才会健健康康。

探究植物的反应有感 第8篇

水藓科为变齿藓目植物之一,是藓类植物中罕有的完全水中生长类型。全世界有2个亚科和3个属;中国有水藓亚科(Fontinaloideae)的水藓属(Fontinalis)和弯刀藓属(Dichelyma)植物。水藓属为较早确定的藓类植物之一,全世界约有20种,中国有2种,一种为大水藓(Fontinalis antipyretica),另一种为羽枝水藓(Fontinalis hypnoides),其中羽枝水藓为濒危物种;弯刀藓属在全世界有6种,我国仅有1种,为网齿弯刀藓(Dichelyma falcatum)。水藓科在我国分布的种类不多,对其遗传多样性的研究具有非常重要的意义。

随着分子生物学的发展,已出现多种DNA分子标记方法,如DNA随机扩增多态性(randomlyamplified polymorphism DNA,RAPD), 扩增酶切片段多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP),简单序列重复(simple sequence repeat,SSR),可用于植物遗传多样性、品种鉴定、遗传作图、生物进化和分子生态学等方面的研究。与其他标记方法相比,ISSR分子标记具有很多优点:可以在不同的物种间通用,揭示的多态性高,精确度高,信息量大,检测方便等。该技术已在农作物[1,2,3,4,5,6]、树木[7,8,9]和花卉[10,11,12,13]等多方面得到了广泛应用。目前,有关藓类植物遗传多样性的研究不是太多[14,15,16,17,18],而关于水藓科植物的遗传多样性研究更是至今未见报道。本实验通过正交方法对ISSR-PCR反应体系进行优化,以期为后续水藓科植物遗传多样性的研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

水藓科植物于2011年由新疆大学采自新疆喀纳斯国家级自然保护区和巴尔鲁克山野巴旦杏自然保护区。

1.1.2 实验试剂

dNTPs、Taq DNA Polymerase购自上海生工;2000 DNA Marker由大连宝生物公司生产;电泳用琼脂糖和CTAB由上海生工生产;ISSR引物由上海生工合成。

1.1.3 实验设备

DY-3型号电泳仪(由北京六一仪器厂生产);PCR仪(美国PE-9600);DYCP-31D型NanoDrop 2000超微量分光光度计(型号为:美国ND-2000);高速冷冻离心机HERMLEZ323K(德国进口);紫外凝胶成像系统(型号为:UVPGDS-8000)。

1.2 方法

1.2.1 提取水藓科基因组总DNA

通过改良的CTAB法[19]提取水藓科的基因组总DNA。步骤如下:

(1)取0.2g材料用双蒸水冲洗2～3遍,用吸水纸将叶片表面水分吸干,快速置于-80℃冰箱中冰冻12h。

(2)将材料取出快速放置到预冷的研钵中,加入少量的Vc和PVP,倒入液氮迅速研磨至细粉状,转入1.5mL EP管中。

(3)向EP管中加入1mL预冷的Buffer A溶液[Buffer A溶液,100mL水中加入5mol·L-1 NaCl 5mL ,0.5mol·L-1 EDTA 1mL,1mol·L-1 Tris·HCl 10mL]充分混匀,冰浴0.5h,使用4℃离心机,转速12 000r/min离心10min,将上清液去除。(若离心后溶液太粘稠,可重复步骤3),直至上清澄清)

(4)加入800μL 65℃预热的2%CTAB溶液[2%CTAB溶液,50mL水中加入NaCl 8.16g,CTAB 2g,1mol·L-1 Tris·HCl(pH 8.0) 10mL、0.5mol·L-1 EDTA(pH 8.0) 5mL加去离子水至100mL],轻轻混匀,65℃水浴60min,期间轻摇混匀2～3次,室温冷却1min。

(5)4℃条件下,转速为13 000r/min,离心10min,小心吸取上清液到新的离心管中,向管内加入相同体积的CI溶液[CI溶液,氯仿溶液的量:异戊醇溶液的量=24:1]重复抽提2～3次,最后离心吸取上清液。

(6)向EP管中加入相同体积的预冷异丙醇,混匀后在-20℃冰箱中静置1h。

(7)用4℃离心机将溶液12 000r/min离心10min,去除上清液,加入4℃保存的75%乙醇溶液将沉淀充分洗涤2次,一次5min左右(第一次13 000r/min,第二次8 000r/min)。

(8) 弃上清液,将沉淀倒置在冰上自然风干至无乙醇味。加入50μL TLE溶液[TLE溶液,1mol·L-1 Tris·HCl(pH 8.0) 1mL,0.5mol·L-1 EDTA(pH 8.0) 20μL加去离子水至100mL]溶解。

(9) 若有RNA污染,向TLE溶液中加入3mL RNaseA试剂,4℃放置1h,于-80℃冰箱内保存备用。

1.2.2 基因组DNA的检测

通过核酸检测仪检测DNA的纯度和浓度;以1%琼脂糖凝胶电泳, 以Marker 2 000为标准, 检查所得DNA的大致分子量、纯度及完整性。

1.2.3 水藓ISSR-PCR反应因素的优化

因模板DNA、引物、Mg2+、dNTP浓度、Taq DNA聚合酶浓度等均会对PCR 扩增结果产生影响,为了得到客观和清晰的结果,需要对ISSR-PCR反应因素进行优化。以大水藓基因组DNA为模板,UBC860(AGAGAGAGAGAGAGAGC)为引物,设计正交实验表对模板、引物、Mg2+、dNTP和Taq DNA 聚合酶浓度进行5个因素4个水平筛选[20](见表1)。PCR扩增设计的反应程序:94℃预变性5min;94℃高温变性30s,52℃低温退火1min,72℃适温延伸2min,共35个循环;然后72℃延伸10min;最后4℃保存。PCR 用2.0%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物,待测样品点10μL,电泳的电场强度为5V/cm,电泳缓冲液为1×TBE,电泳结束后在紫外凝胶成像系统下(UVPGDS-8000)分析并照像。

1.2.4 电泳图谱的统计分析

根据扩增条带的强弱赋值:清晰明亮的条带记为3分,相对明亮的条带记为2 分,较暗的条带记为1分,无条带的记为0分。将16组体系按照条带的数量和明亮带的强弱计算出总的分数(表2),再根据表2的得分计算出5个因子在4个水平上的总分以及极差,以此可以推导出最佳的反应体系。

1.2.5 最佳反应体系的验证

通过反应因素的优化,以UBC845(CTCTCTCTCTCTCTCTRG)为引物对13种水藓基因组DNA进行PCR扩增,从而验证最佳反应体系。

2 结果与分析

2.1 水藓基因组DNA的提取

M:DNA Marker; 1～13:基因组DNA。

M:DNA Marker; 1-13:Genomic DNA.

本实验利用改进的CTAB法提取基因组DNA(见图1),从图中可见DNA条带清晰,无明显降解现象[21]。用紫外分光光度计测定DNA在260nm和280nm的光吸收比值(A260/A280)为1.8～2.0,浓度在100～200ng/μL之间,达到PCR反应要求。

2.2 水藓ISSR-PCR反应因素的优化

通过对16个反应体系的处理(见图2),发现条带的数量和亮度上均存在明显区别,这说明Mg2+、模板、引物、dNTPs、Taq 酶等5个影响因子在4个水平上对反应体系扩增的结果有很大的影响,因此对水藓科植物PCR反应体系的优化是十分必要的[22]。

1～16为正交反应中不同体系的处理(表1);M为DNA Marker。

1～16:treatments of differents systerm in orthogonal reactions(Tab.1); M:DNA Marker.

通过条带的数量和明亮带的强弱的差异,计算出16个优化反应体系的得分数(见表2),明亮的带记为3分,亮带记为2分,暗带记为1分,分别计算出5个因子的4个水平的得分,进而求取极差(见表3)。

通过表3可知16个反应体系中,反应10的分数最高且明亮带和亮带最多,是最适合的反应体系。因此最佳反应体系组合为A3B2C4D3E1,即20μL体系中,2.0μL Buffer溶液、1.52mmol·L-1Mg2+、1.28μmol·L-1引物、1.20mmol·L-1dNTPs、70.0 ng模板、0.50U Taq酶。极差可以反映出5个因子对ISSR-PCR体系扩增的影响程度,极差值越大表示该因子对体系扩增的影响越大[22]。所以通过表2可知影响扩增反映的因素顺序为Mg2+>Taq 酶>dNTPs> 模板DNA=引物。

M:DNA Marker; 1～13:13份水藓DNA。

M:DNA Marker; 1-13:13 Fontinaloideae DNAs.

2.3 最佳反应体系的验证

利用最佳反应体系对13份水藓植物基因组DNA进行扩增,以UBC845作为ISSR分析的引物,进行最佳反应体系的验证(见图2)。结果显示,扩增的条带清晰,多态性高,可作为其他引物对水藓扩增的反应体系。

3 讨论

植物基因组DNA提取的方法很多,其中以Doyle和Domle提出的CTAB法以及一系列改良的CTAB法的应用最为广泛。本文通过改良的CTAB法提取水藓基因DNA,裂解液中较高浓度的CTAB能增强对细胞壁的破坏能力;使用氯仿/异戊醇反复抽提3次,可以在很大程度上除去多糖。实验结果发现,DNA电泳条带较清晰,无明显降解,RNA去除彻底,DNA含量和纯度较高,可达到ISSR-PCR的反应的要求。

ISSR分子标记技术是基于PCR反应的一种方法,具有重复性高的优点,但受到Mg2+浓度、引物、dNTPs 、模板DNA和Taq 酶等多种因素的影响。Mg2+是Taq DNA聚合酶的激活剂,浓度过高会使非特异性扩增产物增加,过低则造成扩增产物减少,甚至不能扩增。当Mg2+浓度为1.52mmol·L-1时扩增产物最清晰,Mg2+浓度为1.6mmol·L-1时扩增结果不稳定,Mg2+浓度为1.44mmol·L-1时扩增条带较少,说明Mg2+的浓度影响了Taq酶的活性,所以适当的浓度有助于扩增的效果。Taq DNA聚合酶在PCR 反应中常用的浓度为0.5～2.0U反应体系, 本实验中当浓度为0.5U时凝胶电泳条带较清晰,适合水藓植物的遗传多样性研究。适宜浓度的dNTP对于获得理想的PCR反应条带也很重要,当dNTP为1.20mmol·L-1时,条带较明亮。分析发现,模板浓度和引物浓度对该反应体系的影响较小。刘芸君等人与刘梦培等人通过ISSR-PCR正交反应的方法分别对岩白菜和华杏仁的体系进行了优化,发现Mg2+、Taq酶及dNTP的浓度是5个因子中比较重要的3个因子,支婷等人同李慧慧等人分别对鸭梨和栝楼的ISSR-PCR反应体系进行优化,发现模版DNA浓度对扩增结果的影响最小。本研究采用在4个水平上对影响水藓植物的五个因子进行优化,影响扩增反应的排列结果为Mg2+>Taq 酶>dNTPs> 模板DNA=引物。这与前述文献基本一致。与植物PCR扩增反应体系正交优化的相关研究较多,但至今还未曾见到有关水藓科植物的报道。优化反应体系的方法很多,包括单因素梯度试验法,但其不能反映各因素之间的相互关系。正交反应是研究多因素多水平的一种设计方法,它是根据正交性挑选出均匀分散,齐整可比的点进行试验,是一种高效率、客观、快速的实验设计方法[23]。本实验利用正交反应对水藓进行ISSR-PCR体系优化,通过电泳条带的亮度、条带数筛选出最佳反应体系,即20μL体系中,2.0μL Buffer溶液、1.52mmol·L-1Mg2+、1.28μmol·L-1引物、1.20mmol·L-1dNTPs、70.0 ng模板、0.50 U Taq酶。

利用最佳反应体系以UBC845为引物,13份水藓基因组DNA为模板进行PCR反应扩增,扩增条带清晰、稳定性好、重复性高,表明优化的反应体系适用于水藓科植物,为水藓的遗传多样性研究奠定基础。

4 结论

4.1影响扩增反应的五个因子因素排列结果为Mg2+>Taq酶>d NTPs>模板DNA=引物。

中药制剂不良反应的探究 第9篇

关键词：中药制剂不良反应防治

随着制药技术的飞速发展，中药制剂品种也是越来越多，广泛应用临床，但不良反应也日益增多，严重影响患者的身体健康和生命安全。由于受传统观念和不实宣传广告的误导，不少人认为中药是纯天然制剂，无副作用，不会出现不良反应现象。为了让大家了解和认识中药制剂在临床应用中所出现不良反应对人体的危害性，本文就有关中药制剂常见的不良反应及其原因、特点和防治对策等问题进行了探究。

一、中药制剂常见不良反应

一直以来，社会对中药的不良反应不太关注，事实上中药制剂不良反应的毒害作用已

经成为一个突出的社会问题，中药制剂的不良反应更是层出不穷：

1、中草药肾病事件。20世纪80年代末和90年代初，香港出口到西欧的中药制剂“苗条丸”，制剂中含马兜铃酸，引起100多名中青年男女发生尿毒症，造成不少欧美人对服用中药的疑虑和恐惧，可以想象当时知情的人对中药制剂的反应。

2、间质性肺炎事件。1994-1996年，88例慢性肺炎患者因服用小柴胡汤导致间质性肺炎，其中10例死亡，此后，日本社会对中药产生了许多的不信任情绪。

3、马兜铃风波事件。1998年10月，由含有关木通的知名中成药龙胆泻肝丸引起的肾病，仅北京中日友好医院肾内科就收治此类患者100多例。北京协和医院、中日友好医院进行了动物试验发现：大剂量给药，大鼠会出现急性肾损害；长期小量间断给药，导致慢性肾损害。

4、相关数据统计报道。国家药品不良反应监测中心第4期药品不良反应通报共24种，其中中药制剂有8种。2005年-2006年，天津市藥品不良反应监测中心对第一季度药品不良反应监测发现，中药制剂的药品不良反应占到报告的23.2%。世界卫生组织乌普萨拉药物不良反应监测中心已收到8986份疑为植物药品所致不良反应报告，主要是阿片类生物碱94例、银杏制剂43例、晚报春花油40例、欧车前30例、薄荷油25例等等。

二、中药制剂不良反应原因分析

从以上数据可以看出，中药制剂不像人们想象中的那样，那样的安全，那样的放心，那样的无副作用，那样的绿色天然，其实也是需要大家重视的，中药制剂造成的医疗事故频发，促使医务人员、患者和大众对不良反应逐渐引起关注、重视，中药制剂出现不良反应的原因探究也就成为医务人员的中药研究课题，综合起来，主要有如下几个方面：

1、人为因素。受传统观念影响，疏于对中药制剂不良反应的重视，惯性思维，潜意识认为中药没关系，纯天然的，无副作用，才会出现不懂药乱吃药、用药不当、超量服药，引起身体不适或危及生命。

2、中西药混合因素。有些中药制剂并非纯中药制成，而是含有西药成分的中成药，这样一来，如不注意，可能会忽视其中所含西药成分的作用及使用禁忌而导致重复用药、过量用药后引起不良反应，如降血糖中药制剂含格列本腺，抗感冒中药制剂含有解热镇痛药、抗变态反应药、抗病毒药等，降血压中药制剂含氢氯噻嗪、盐酸可乐定、芦丁，消化系统中药制剂含普鲁卡因、阿拖品、亚硝酸铋、硫糖铝等。

3、制造粗糙而缺乏监管因素。中药安全性研究、监测、管理不够，中药的种植、加工生产，是一个复杂的过程，过程中需要企业、相关部门监测、管理到位，同时又高度的警惕性，对不良反应要有预见性。

4、原药材因素。我国地大物博，药材资源丰富，但由于历史原因，同名异物、同物异名现象很多，导致品种复杂混乱，容易引起中毒。

5、药物污染因素。蜜蜂都说是无毒的良药，但如果蜜蜂采集雷公藤、钩吻等有毒植物花粉所酿之蜜，则很有可能致肾损伤。

三、中药制剂不良反应的防治对策

1、科学地认识中药，做好宣传。摒弃传统观念：“中药无毒”，采用科学的态度正确的认识中药的药效和毒性，俗话说“是药三分毒”，即使是无毒之药，用量过大或滥用，也会对身体产生伤害。当然科学的认识，首先必须是相关部门要正确认识，并且重视其严重性，并且要借助一定的媒体，做好宣传，努力改变在人们深处的错误认识，杜绝因为错误观念而酿成不可挽回的事故的可能性。

2、加强中药制剂安全性研究。中药制剂关键是要弄清楚中药成分的毒性、毒性机制、用药剂量等，原药的采集更应该是正本清源，弄清中药品种。同一种中药往往因基源不同，而品种繁多，使临床应用产生混乱。而其中一个品种出现毒性反应，则祸及无辜。药物毕竟是一种需要大家小心谨慎对待的物质，绝对不允许有任何的疏忽，这就需要相关企业务必要做好这项良心工程。

3、加强中药及其制剂的监管。除了相关企业严格种植、制药生产相关环节外，相关主管部门也不能放松，必须严抓、严格监管，绝不允许出现纰漏，应该制定中药材和中药制剂的安全性质量标准及农药残留量、重金属、真菌及其毒素、各种有害物质的限量标准，同时要尽快建立健全药监系统的不良反应检测中心，安全检测督查应具体细化和规范化。

综上所述，中药无不良反应，中药无毒的说法是不正确的，相关部门、中药制药企业都要把中药制剂的副作用提到重点问题上来，社会媒体要及时纠正并加大中药制剂的宣传教育，促使全社会都对中药制剂引起高度的重视，避免出现一些不必要的事故。

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