绿尾唇鱼(Cheilinus chlorourus)为南海海域重要的经济鱼类,作为肉食性无胃鱼类,绿尾唇鱼不表达胃蛋白酶原基因,为探究β位点淀粉样前体蛋白裂解酶2(Beta-secretase 2,BACE2)是否在绿尾唇鱼中具有水解食物蛋白的功能,本文采用序列特征分析、生物信息学分析和原位杂交技术对绿尾唇鱼bace2基因进行了探究。研究显示:绿尾唇鱼bace2开放阅读框(Open reading frame, ORF)长度为1 530 bp,编码509个氨基酸;BACE2蛋白在鲈形目物种间呈现较高保守性,绿尾唇鱼BACE2蛋白与波纹唇鱼(Cheilinus undulatus)和鳜(Siniperca chuatsi)等鲈形目物种具有较高的同源性;预测绿尾唇鱼BACE2蛋白的相对分子质量为55.27 kDa,等电点为5.10,属于稳定的亲水性蛋白,具有信号肽和2个跨膜结构域,具有3个潜在的N-糖基化位点和6个潜在的O-糖基化位点,二级结构以无规则卷曲为主;qRT-PCR分析显示,bace2基因在肠道中的相对表达量最高;原位杂交显示,绿尾唇鱼bace2在小肠绒毛和隐窝区域中广泛表达;亚细胞定位显示,BACE2主要定位在细胞膜上。研究结果表明,绿尾唇鱼bace2可能由小肠绒毛细胞分泌,并在细胞外的蛋白质水解中起重要作用,研究结果可为绿尾唇鱼消化生理的进一步研究和人工配合饲料开发提供参考。
RNA特异性腺苷脱氨酶(Adenosine deaminases acting on RNA,ADAR)蛋白家族广泛分布于脊椎动物与无脊椎动物中。目前,脊椎动物ADAR的功能研究已较为系统和深入,诸多研究指出了其在免疫调控、病毒防御、癌症治疗以及神经发育等多个领域发挥的关键作用。本文归纳了无脊椎动物ADAR研究中的关键问题,重点聚焦于其结构特征、表达模式、RNA编辑情况,以及在免疫和神经发育方面的功能。分析表明,无脊椎动物ADAR与脊椎动物ADAR具有相似的功能,这充分体现了ADAR在无脊椎与脊椎动物之间功能的高度保守性。在此基础上,本文对无脊椎动物ADAR的系统演化规律及其在跨物种适应性中的分子机制研究前景进行了展望,以期为深入解析ADAR家族的进化保守性与功能多样性提供理论参考。
为探明鱼类幽门盲囊的功能及其黏液细胞的免疫应答特征,本文利用组织学、组织化学、间接免疫荧光、qRT-PCR以及ELISA技术,研究了牙鲆(Paralichthys olivaceus)幽门盲囊的组织结构、黏液细胞类型及其在疫苗免疫后的时序应答变化。研究显示,牙鲆幽门盲囊共有4根盲管,由内向外依次为黏膜层、黏膜下层、肌肉层和浆膜层,黏膜上皮中含有4种类型的黏液细胞,Ⅱ型黏液细胞数量最多,Ⅰ型黏液细胞较多,Ⅲ、Ⅳ型黏液细胞较少。注射免疫灭活迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)后,黏液细胞种类和数量发生了明显变化,Ⅰ型黏液细胞数量减少,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型黏液细胞数量增加,且黏液细胞总数量上升,在免疫后第3天达到峰值,第2~3天可观察到黏液细胞的增殖。牙鲆幽门盲囊黏液细胞表达黏蛋白Muc2,但不表达Muc5ac;注射免疫后幽门盲囊中黏蛋白Muc2在基因和蛋白水平上均出现先上升后下降的趋势,muc2基因在48 h达到峰值,而Muc2蛋白在24 h达到峰值。研究结果显示,疫苗免疫诱导牙鲆幽门盲囊黏液细胞种类发生变化,黏液细胞数量及黏蛋白Muc2表达量增加,表明其黏液屏障功能增强。本研究为深入理解鱼类幽门盲囊的免疫功能及黏液细胞在鱼类黏膜免疫防御中的作用提供了理论参考。
本文系统归纳了文昌鱼(Branchiostoma lanceolatum)抗病毒天然免疫系统研究中的关键科学问题,重点指出了模式识别受体(Pattern recognition receptors, PRRs)多样性、信号转导通路保守性与创新性、效应分子调控网络复杂性及其与脊椎动物免疫系统的演化关联等研究领域的最新进展。通过深入讨论文昌鱼PRRs的分子类型、病毒识别特异性、信号级联激活机制及效应分子(如抗菌肽、干扰素诱导蛋白)的时空表达调控规律,结合比较免疫学视角,揭示了其抗病毒免疫应答的多层次防御策略。研究特别关注了Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)与RIG-Ⅰ样受体(Retinoic acid-inducible gene-Ⅰ-like receptors, RLRs)的协同作用模式、核因子κ轻链增强子(Nuclear factor kappa B,NF-κB)与干扰素调控因子(Interferon regulatory factor, IRF)转录因子的交互调控网络,以及免疫记忆样现象的分子基础。在此基础上,本文对文昌鱼抗病毒免疫系统在脊椎动物免疫进化中的过渡性地位进行了理论阐释,并前瞻性地提出:未来研究应聚焦于免疫基因家族的水平扩张与功能分化、表观遗传调控元件的演化轨迹以及环境压力对免疫适应性进化的驱动机制,这将为解析脊椎动物先天免疫系统的分子起源提供关键实证依据。
针对免疫系统在再生过程中具体调控机制不明及Toll样受体(Toll-like receptors, TLR)信号基因与再生速率关联性尚不清楚的问题,本研究以再生模式动物墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum)为研究对象,旨在揭示MyD88介导的TLR信号基因在其尾部再生过程中的时空表达模式与功能,以解析该信号通路对再生进程的调控作用。本研究综合运用原位杂交、实时定量PCR、药物化学及细胞标记技术。结果表明:TLRs及MyD88在再生过程中表达上调,且呈现再生部位特异表达模式;抑制MyD88介导的TLR信号后,墨西哥钝口螈尾部再生速度快于正常对照组;进一步研究发现,TLR信号的抑制会促进细胞增殖,这在一定程度上解释了本研究中的再生加速现象。本研究明确了MyD88介导的TLR信号基因在再生过程中呈现特异的动态表达模式,推测其可能作为负调控或平衡器发挥作用,为免疫系统参与再生调控的机制研究提供了新视角与关键实验依据。
多次波剔除是海洋地震数据处理的关键技术,常规多次波剔除方法往往对于多次波的预测精度有较高的要求,本文提出了一种基于时域变换道的曲波域的多次波自适应衰减方法,该方法首先基于预测的多次波记录生成多阶时域积分和时域微分记录,在此基础上将其变换至曲波域,然后在曲波域内应用多道最小平方滤波消除原始地震数据中的多次波成分。理论模型和野外数据实验表明,该方法对多次波预测误差有良好的适应性,能有效分离一次波和多次波,在多次波剔除精度和有效波保幅方面均优于常规曲波变换方法。
化学分散作为一种快速处理溢油的有效方法,被广泛应用于全球海洋溢油污染事故中。然而,由于传统化学分散剂的毒性和难降解性,有必要开发环境友好型溢油分散剂作为替代品。本文采用离子凝胶技术合成壳聚糖微颗粒(CS-TPP),并将其与非离子表面活性剂Tween 80、阴离子表面活性剂双(2-乙己基)磺基丁二酸钠(AOT)和有机溶剂二丙二醇丁基醚(DPNB)复配,开发出一种毒性更低、乳化分散性能更强的新型溢油分散剂。与模拟Corexit 9500A的乳化性能相比,该溢油分散剂具有更好的分散效果和更高的乳化效率,其分散的乳液静置30 s后的乳化率为72.3%±1.6%,10 min后为35.6%±2.6%。此外,本文阐述了海水温度和NaCl浓度对乳液稳定性的影响机制,揭示了CS-TPP颗粒和表面活性剂对溢油的协同乳化机理。这种环保型溢油分散剂可降低传统化学分散剂对环境和生物的危害,提高海洋溢油的乳化效率,有望成为溢油修复的可行替代品。
本文在套代数框架下,基于二次不变子空间约束,利用双素分解方法,研究了线性时变系统的强镇定和同时强镇定控制器的存在性,为线性系统设计提供了新理论。结合双素分解的特性,我们将两个相关线性系统作为主要研究对象,用来探究单一线性系统的强镇定问题。最后,在双素分解条件下,我们还给出了双系统强镇定控制器的存在性判据。
为解决生物气溶胶在呼吸系统中沉积引起的呼吸道疾病的问题,通过预测室内生物气溶胶中微生物浓度来防控健康风险,本研究在青岛三所高校的办公室和实验室内采集样本,采用DAPI染色和LIVE/DEAD~®BacLightTM染色结合荧光显微技术,测定总微生物(Total airborne microbes, TAMs)、活细菌(Viable bacteria, VBs)和死细菌(Non-viable bacteria, NVBs)的浓度。结果显示,室内VBs浓度范围为0.10×104~1.97×104 cells/m3,NVBs和TAMs的浓度范围分别为3.11×104~12.63×104和1.09×105~9.42×105 cells/m3。为探究室内TAMs浓度与环境因素之间的关系,本文通过比较多元线性回归(Multiple linear regression, MLR)、Ridge回归和Poisson回归模型的结果发现,MLR预测能力有限,Ridge回归无法合理解释所有变量,而Poisson回归模型能够更准确地解释和预测微生物浓度。结果表明,温度、相对湿度(Relative humidity, RH)、颗粒物浓度及人类活动共同影响室内空气中微生物浓度,其中PM10和RH的影响最为显著。本研究构建的低成本预测模型可为室内空气质量管理提供借鉴和参考。
河口是陆海界面碳循环的关键场所,厘清有机碳的来源、组成和分布特征对于深入了解其在边缘海的归宿具有重要意义。本研究于2022年8月采集黄河及黄河口的颗粒物和沉积物,通过分析总有机碳参数(POC%、TOC%、C/N比和δ13C)、矿物特征参数(平均粒径和比表面积)并结合环境参数,探讨夏季黄河口有机碳的来源特征及影响因素。结果显示,颗粒有机碳(POC)浓度范围为0.33~36.95 mg/L,受到河流输入、絮凝沉降及再悬浮的影响,总体上呈现近岸高远岸低的趋势。POC%平均值为(1.25±1.40)%,中低盐度海域POC%和δ13CPOC较低,表明有机碳主要受黄河陆源输入影响,高盐度海域POC%和δ13CPOC升高,河流径流影响减弱,浮游植物来源的海源有机碳贡献增加,因此黄河口颗粒有机碳的分布主要受到来源控制。沉积有机碳(TOC)含量平均值为(0.33±0.21)%,与中低盐度POC%接近,这是由于调水调沙时期和夏季黄河输入的大量颗粒物沉积在河口区域,沉积物和颗粒物有机碳性质的差异减小。沉积有机碳在河口的分布受粒径效应控制,TOC%与平均粒径(MGS)呈负相关关系,随盐度增加粒径减小而TOC%升高;TOC%较低的粗颗粒主要在近岸沉积,TOC%较高的细颗粒可以被输送到远岸沉积。进一步基于C/N比和δ13C的三端元模型量化了不同来源有机碳的贡献及其在河口的分布,结果显示POC中土壤和海源有机碳占主导,土壤有机碳贡献占比从近海51%降至远岸19%,海源有机碳贡献从24%增加至68%;沉积物中土壤有机碳贡献占比约为40%。本研究结果将为深入研究不同来源有机碳在黄河口的迁移和保存提供重要基础,对于厘清河口有机碳循环过程和机制具有重要意义。