摘要:线粒体是细胞能量代谢的中心。它包含自己的基因组,即mtDNA,这是原核共生祖先的遗物。在植物中,线粒体的遗传信息影响重要的农学性状,包括生育力、植物活力、叶绿体功能和交叉兼容性。植物mtDNA具有显着的特征:它比其他真核生物的mtDNA大得多,并且结构进化非常迅速。这是因为重组活动会产生替代的mtDNA配置,这是促进mtDNA快速进化的重要遗传多样性库。另一方面,异位重组的高发生率导致mtDNA不稳定和基因嵌合体的表达,具有潜在的有害影响。与基因组的结构可塑性相反,在大多数植物物种中,mtDNA编码序列进化非常缓慢,即使基因组的组织高度可变。修复机制可能是造成如此低突变率的原因,特别是通过同源重组进行修复。本文我们回顾了植物细胞器基因组的一些特征以及在植物线粒体中发现的修复途径。我们进一步讨论了同源重组如何参与植物线粒体 DNA 的进化。
自然界分布稀疏的树突属是最大的兰花科之一。DNA条形码可能是快速,准确鉴定树突物种的最佳选择。本研究的目的是使用DNA条形码技术来描述树突物种。在这里,我们使用了dendrobium sp的标本。从Makawanpur的Brindaban植物园(540 m ASL)收集为测试对象。我们从标本中放大并测序了三个叶绿体基因座,RBCL(Rorose-1,5-双磷酸羧化酶),MATK(成熟酶K)和PSBA-TRNH(基因间间隔)。我们从NCBI中检索了十二个质体序列,代表了六种树枝状物种(D. Candidum,D。Crepidatum,D。Chrysanthum,D。Denneanum,D。Fimbriatum和D. Moschatum)在尼泊尔报道。同样,还检索了一个质子质体的质体胶质体,以用作组外。从每个登录中提取RBCL,MATK和PSBA-TRNH的各个对齐序列。使用Mega X的最大似然方法进行进化分析。结果表明,与用单个基因座序列生成的序列相比,与所有三个基因座(RBCL,MATK和PSBA-TRNH)的组合序列产生的进化树更好。但是,需要其他标记才能提高准确性。
结果:在这项研究中,用高光暴露和β-徘徊的酮醇酶的异源表达以时间依赖的方式研究了Reinhardtii中的类胡萝卜素代谢调节。结果表明,高光暴露(500μmol /m 2 /s)的应力对β-胡萝卜素的积累负调节。积极地诱导玉米黄质,晕辉语和甘氧蛋白的积累。并不断促进Zeaxanthin和canthaxanthin在C. reinhardtii中的积累。代谢组学分析表明,高光暴露应力促进了类胡萝卜素的生物合成,改善了与astaxanthin合成途径相关的中间体,并促进了β-胡萝卜素转化为下游物质。实施了几种策略,以改善Reinhardtii中的canthaxanthin的产生,以实现来自不同来源的β-芳香烯酮醇酶基因的过表达,包括强启动子,插入内含子和叶绿体传导肽。发现,在转化的过表达β-胡萝卜素酮醇酶的转化后,β-胡萝卜素,晕辉酮和canthaxanthin均显着增加。其中,在PH124-CRTO中发现了最高的canthaxanthin含量,这是
细胞分裂素 (CK) 是调节植物生长、发育和应激反应的多面激素。细胞分裂素与改善穗结构和谷粒产量有关,但被细胞分裂素氧化酶 (CKX) 灭活。在这项研究中,我们使用 CRISPR/Cas9 基因编辑在籼稻中开发了一种细胞分裂素氧化酶 2 (Osckx2) 缺陷突变体,并评估了其在缺水和盐度条件下的功能。OsCKX2 功能的丧失通过提高穗组织中的细胞分裂素含量增加了谷粒数量、二次穗分枝和总谷粒产量。在干旱条件下,Osckx2 突变体保存了更多的水并表现出更好的节水特性。通过减少蒸腾作用,Osckx2 突变体对未设置的脱水胁迫表现出比野生型更好的存活反应。此外,Osckx2 通过增强的抗氧化保护系统保持叶绿体和膜的完整性,并在干旱条件下表现出显著改善的光合功能。 OsCKX2 功能对穗粒数和耐旱性有负面影响,而对盐度没有明显影响。这一发现表明,有益的 Osckx2 等位基因可用于育种,以开发具有气候适应能力的高产品种,从而保障未来的粮食安全。
降解液中的抗生素四环素 (TC) 及其降解产物 (TDPs) 存在严重的环境问题,例如损害人体健康和降低生态风险,因此需要进一步处理后才能排入水环境,此外,它们对微藻的环境影响尚不清楚。本研究采用水钠锰矿光催化和紫外照射降解 TC,随后利用微藻 Scenedesmus obliquus 进行生物净化。此外,还检测了微藻的光合活性和转录以评估 TC 和 TDPs 的毒性。结果表明,光催化降解 30 min 后效率达到 92.7%,检测到 11 种中间产物。微藻在 8 d 后就达到了较高的 TC 去除率 (99.7%)。降解的TC溶液(D)处理下的S. obliquus生物量显著低于纯TC(T)(p < 0.05),且T处理下的S. obliquus恢复力优于D处理。不同处理的转录组分析显示,差异基因表达主要涉及光合作用、核糖体、翻译和肽代谢过程。光合作用相关基因的上调和叶绿体基因的差异表达可能是S. obliquus在暴露于TC和TDPs时获得高光合效率和生长恢复的重要原因。本研究为采用催化降解和微藻净化相结合的方式去除TC提供了参考,也有助于认识TDPs在自然水环境中的环境风险。
表现出理解的学生可以:MS-LS1-1。进行调查以提供证据表明生物是由细胞制成的;一个单元格或许多不同的细胞和类型。[澄清声明:重点是开发证据表明,生物(包括细菌,古细菌和真核生物在内)是由细胞制成的,区分生物和非生物的事物,并了解生物可以由一个细胞或多种细胞制成。**病毒虽然不是细胞,但具有与细胞寿命相同的特征,并且具有与细胞寿命不同的特征。 ]MS-LS1-2。开发和使用模型来描述整个细胞的功能,以及细胞的一部分如何促进该功能。[澄清声明:释放在整个系统的功能上,并且是细胞鉴定部分的主要作用,特别是细胞核,叶绿体,线粒体,细胞膜和细胞壁。][评估边界:细胞器结构/功能关系的评估仅限于细胞壁和细胞膜。评估其他细胞器的功能仅限于它们与整个细胞的关系。评估不包括细胞或细胞部分的生化功能。 ]MS-LS1-3。使用证据支持人体如何是由细胞组组成的相互作用子系统的系统。[澄清声明:重点是概念上的理解,即细胞形成组织和组织形成特定身体功能的器官。示例可以包括系统在系统中的相互作用以及这些系统的正常功能。][评估边界:评估不包括独立于另一个身体系统的机制。评估仅限于循环系统,排泄,消化,呼吸系统,肌肉和神经系统。 ]
面对日益增长的能源需求和环境问题,对可持续和高效能源存储技术的探索也愈演愈烈。本综述通过研究生物学方法,全面概述了创新解决方案。研究分为三个主题部分:生物燃料电池和电池系统、光合作用和太阳能存储以及细胞水平的能量产生。第一部分,生物燃料电池和电池系统,描述了生物过程与能量存储机制的整合。讨论了生物系统的使用及其对开发环保和高性能能源存储技术的贡献。在第二部分中,光合作用和太阳能存储在能源生产和能源食品生产方面的可持续性和能源效率问题中非常突出,同时通过基于光合作用的能源存储方法减少二氧化碳。最后一节讨论了细胞水平的能量产生,三磷酸腺苷 (ATP) 是细胞进行生长、繁殖和对环境刺激作出反应等过程所必需的,被称为主要燃料。 ATP 的产生由动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体完成。细胞水平的能量储存由动物细胞中的糖原和脂质以及植物细胞中的淀粉等分子完成。考虑到这三个问题,人们发现基于生物的能量储存方法在可持续性和能源效率方面具有许多优势。在工程方法处于前沿的应用领域,人们认为,通过基于生物学的模拟研究获得新视角,可能可以设计出更可持续、更节能的能源生产系统。
藻类品种包括海藻,池塘浮渣和海带都来自同一个家庭。这些生物的植物样特征如叶绿体,可以进行光合作用的LIK植物。有些藻类还鞭毛和中心藻,在饲料习惯方面,它们与动物更相似。藻类范围从微小的单细胞生物到大型多细胞类型,它们生活在各种环境中,包括盐水,淡水,湿土或潮湿的岩石。较大的藻类物种通常被称为简单的水生植物。硅藻是盐水环境中最丰富的浮游生物类型,人数超过金棕色藻类。没有细胞壁,硅藻具有称为浮雕的二氧化硅壳,其形状和结构取决于物种。金棕色藻类虽然不太常见,但被称为纳米膨胀,仅由50微米的细胞组成。消防藻类,也称为鞭毛藻,是单细胞的,当它们大量盛开时会引起红潮,在海洋中以红色的色调出现。某些吡咯烷物种是生物发光的,导致水在夜间发光。鞭毛藻是有毒的,会产生可破坏人和其他生物体肌肉功能的神经毒素。与鞭毛藻类似的Cryptomonads也可能会产生有害的藻华,将水变深褐色或红色。netrium desmid是在淡水和盐水环境中发现的单细胞绿藻类的顺序,在具有对称结构的长丝状菌落中生长。绿藻主要居住在淡水中,但也可以在海洋中找到。F.E.它们具有由纤维素制成的细胞壁,并含有叶绿体,使它们可以进行光合作用。多细胞种类的绿藻形成菌落,从四个细胞到几千个细胞。用于繁殖,一些物种与一个鞭毛一起游泳的非运动型植物孢子或Zoospores。绿藻类的类型包括海莴苣,马毛藻和死者的手指。红藻通常在热带海洋位置发现,生长在珊瑚礁等实心表面或附着在其他藻类上。它们的细胞壁由纤维素和各种碳水化合物组成。红藻通过产生由水流携带的单孢子直至发芽的单孢子。他们还经历了有性繁殖和几代人的交替。不同种类的红藻形成不同的海藻类型,例如以其优雅的外观而闻名的plumaria elegans。海带是在水下海带森林中发现的一种棕色藻类。棕色藻类是最大的藻类类型之一,由在海洋环境中发现的各种海藻和海带组成。它们具有分化的组织,包括锚固器官,浮力的空气口袋,茎,光合器官以及产生孢子和配子的生殖组织。棕色藻类的生命周期涉及世代的交替。一些棕色藻类的例子包括萨尔加苏姆杂草,岩藻和巨型海带,它们的长度最高可达100米。黄绿色藻类是藻类的最少种类的类型,只有几百种,它们是单细胞生物,具有由纤维素和二氧化硅制成的细胞壁。藻类是具有类似于植物的特征的生物。它们最常见于水生环境中,藻类有七种主要类型,每个藻类具有不同的特征。绿藻通常生活在淡水中,而红绿色藻类则生活在新鲜和盐水环境中。本文解释了藻类的不同类型,包括它们的独特特征和栖息地。它还讨论了藻类作为包含植物样特征并具有光合作用的生物的重要性。藻类的大小差异很大,范围从单细胞到大型多细胞物种,并且可以在不同的水生环境以及潮湿的表面上找到。与较高的植物不同,它们没有根,茎,叶或花朵,并且缺乏血管组织。藻类作为主要生产者在水生生态系统中起着至关重要的作用,它是盐水虾和磷虾等各种海洋生物的食物来源。他们通过性和无性恋方法繁殖,一些物种经历了世代的交替。繁殖方法通常取决于温度,盐度和营养供应性等环境因素。Fritsch分类藻类基于色素沉着,thallus结构,储备食品,鞭毛和繁殖方式。藻类的两种主要类型是叶绿素(绿藻)和Phaeophyceae(棕色藻类)。叶绿素科包括约7,000种,主要在具有海洋形式的淡水环境中发现。他们通过性,无性和营养方法繁殖。它们表现出各种结构,例如单细胞,殖民地,丝状和管状形式。绿藻由于含有不同颜料的叶绿体而能够进行光合作用。它们的颜色范围从黄绿色到深绿色,它们具有线粒体,带有平坦的Cristae,中央液泡和由纤维素和果胶制成的细胞壁。Phaeophyceae由大约2,000种生活在海洋环境中。它们的特征是由于高水平的岩甘氨酸而引起的棕色着色,这是诸如Chl-A,C,Carotenes和Xanthophylls之类的光合色素的另一种存在。他们的植物体被分为固定的锚固,长期存在的stipe,lamina或frond可能是一年。海带或海藻在这一组中是显着的较大形式,其中一些物种达到了相当大的尺寸,例如大环(30-60m),使其成为最大的海洋植物。这些藻类包含由纤维素和藻类等多糖制成的细胞壁,纤维素和藻类酸是一种复杂的多糖,有助于保护它们免受各种环境因素的侵害。棕色藻类包含锚定器官,茎,光合器官以及发展孢子和配子的生殖组织。,他们以拉米那肽和甘露醇的形式保留食物,如在拉米那尼亚,大环,内囊等物种等物种中所见。红色藻类具有植物蛋白酶和植物素色素,使它们的颜色显得红色,尤其是在更深的水域中。这些生物可以由于这些色素而吸收蓝绿色的光谱,从而使它们在更大的深度繁殖。一个例子是液泡。大多数红藻是光自人营养的,但有一些例外,例如Harveyella,它生活在其他红藻类上。它们的细胞壁由纤维素,果胶和硫酸化植物胶体(如琼脂)组成。红藻中的thallus组织可以从单细胞到类似蕾丝的结构不等。这些生物可以保留食物为佛罗里达淀粉,在Gonyostomum和Chattonella等物种中发现。黄绿色藻类是最少的多产量,只有450-650种。它们主要是单细胞的,具有纤维素 - 硅细胞壁,用于运动的鞭毛以及缺乏某些色素的叶绿体。Xanthophyceae通常形成细胞的小菌落,并具有用于运动的鞭毛。他们将食物保留为脂肪,主要是在具有盐水适应的淡水环境中发现的。他们的性繁殖很少见。菊科是单细胞或殖民地鞭毛物,包括各种类型的球形,衣壳,丝状,丝状,变形虫,质子和实质形式。大约12,000种菊科,主要是居住在淡水环境中,其中一些在盐水栖息地中发现。这些微生物的特征在于诸如叶绿素A,P-胡萝卜素和叶黄素等色素。黄金藻类以脂肪的形式存储能量,很少经历有性繁殖,并产生称为囊肿的专门静息细胞。运动形式具有一两个不同类型的鞭毛:金属丝或鞭打。chrysocapsa,lagynion,ochromonas,chrysamoeba是金藻的例子。例子包括气旋,thalassiosira,Navicula和Nitzschia。接下来,芽孢杆菌科(硅藻)由约12,000至15,000种。这些微生物在显微镜下显示为鼓形细胞,并带有一些形成的链。硅藻以脂肪的形式存储能量,并经历广泛的有性繁殖。它们具有由果胶和二氧化硅组成的硅化细胞壁,存在于淡水,海洋和陆地环境中。隐藻科是单细胞鞭毛形式,约有200种。在光学显微镜下,它们以红色或红色颜色的逗号形细胞出现。Cryptophyceae以淀粉的形式存储能量,具有由纤维素组成的细胞壁,并具有两个不等的鞭毛。罕见的异恋性繁殖发生在这些生物体中,居住在淡水和海洋环境中。例子包括plagioselmis,falcomonas,rhinomonas,teleaulax和chilomonas。Dinophyceae是大约200种的运动单细胞生物。他们的主要色素包括叶绿素a和c,β-胡萝卜素和叶丁香。罕见的异恋性繁殖发生在这些生物中,这些生物主要居住在海洋环境中,但有些存在于淡水中。Dinophyceae以淀粉或脂肪的形式存储能量。例子包括Alexandrium,Dinophysis,Gymnodinium,Peridinium,Polykrikos,Noctiluca,Ceratium和Gonyaulax。叶绿素科是具有鲜绿色色谱和过量叶丁香的单细胞生物。他们以脂肪的形式存储能量,并具有双足动动物形式。这些微生物仅居住在淡水环境中。euglenineae是具有光合色素的运动单细胞或殖民地生物,例如叶绿素a和b,β-胡萝卜素和木蛋黄酱。他们以淀粉或脂肪的形式存储能量,并具有类似于微观动物的裸纤毛生殖器官。有性繁殖尚未得到这些生物的明确证明。尤格伦氨酸中不存在细胞壁,其中一种或多种金属丝类型。一个例子是Euglena。最后,蓝藻科或粘菌科(蓝绿色藻类)由单细胞,殖民地或多细胞体组成,具有原核核和双膜性线粒体和叶绿体。这些微生物居住在各种环境中,并具有多种特征。颜料在蓝藻科的独特蓝色中起着至关重要的作用,植物蛋白蛋白是主要的贡献者。这组藻类缺乏运动阶段,而以氰基雄雄或粘菌糖淀粉的形式存储食物。它们的细胞壁由果胶或纤维素组成。在许多蓝绿色藻类物种中常见的独特特征,例如“假”分支和杂环。在蓝菌科中没有有性繁殖,无处不在,到处都可以找到。这些生物的例子包括Nostoc,振荡器,Anabaena,Lyngbya和Plectonema。藻类是主要生产者,利用叶绿素A和B进行光合作用,并且具有确定其颜色的各种色素。藻类通常被错误地考虑到植物或生物。然而,某些物种可以产生有毒的花朵,例如红潮,蓝绿色藻类和蓝细菌,对人类健康,水生生态系统和经济构成重大威胁。藻类有多种类型的藻类,包括绿藻(绿藻),Phaeophyceae(棕色藻类),rohodophyceae(红藻类),Xanthophyceae(黄绿色藻类)和氰基藻科和粘液菌科或粘粒细菌(蓝绿色藻类)。这些生物可以大致分为三个大藻类:棕色藻类,绿藻和红藻。
摘要 抗药抗体 (ADA) 的形成是治疗 X 连锁出血性疾病血友病 B(凝血因子 IX,FIX 缺乏)的主要并发症。当前的临床免疫耐受方案通常由于并发症(例如对 FIX 的过敏反应)而无效。基于植物的口服耐受诱导可能会解决这一问题,正如最近首次通过口服植物细胞治疗花生过敏的监管批准所表明的那样。我们之前的研究表明,口服表达与叶绿体中的透粘膜载体 CTB(霍乱毒素亚基 B)融合的 FIX 的植物细胞可抑制患有血友病 B 的动物的 ADA。我们在此报告了在没有抗生素抗性基因的情况下创建的第一个表达凝血因子的莴苣转塑性系。在 T1 和 T2 代无标记植物中,CTB-FIX 基因和同质性(每个细胞中转化约 10,000 个拷贝)的稳定整合得以维持。在 T1 和 T2 无标记植物的冻干叶中,CTB-FIX 表达为 1.0 – 1.5 mg/g 干重,证实标记切除不会影响抗原水平。以 0.25、1 或 2.5 mg/kg 的剂量给 Sprague Dawley 大鼠口服 CTB-FIX 不会产生明显的不良反应或毒性。大鼠单次口服给药的无可见不良反应水平 (NOAEL) 至少为 2.5 mg/kg。以 0.3 或 1.47 mg/kg 的剂量给比格犬口服 CTB-FIX(混合在食物中或作为口服混悬液)不会产生任何可观察到的毒性。这些毒理学研究应有助于提交监管部门批准文件和对乙型血友病患者的评估。
在过去的二十年中,新型新兴变色技术已经描述了大约80种新的木兰物种。因此,该地区现在几乎拥有世界上已知的木兰多样性的一半。其中许多可能不是隔离分类单元,而是以前广泛的,广泛的物种的分开人群或人群。可能是Magnolia dealbata物种复合物的情况(属于木兰教派。macrophylla),分布在墨西哥东部的整个马德雷东方山脉。该物种复合物仅根据形态标准将六个形成式分配。但是,最近的微卫星标记表明这些标记可能是一个实体。考虑地理数据和人口的隔离,我们假设不同的形态物种可以形成两个实体,这些实体对应于东方山脉的北部和中心。通过形态学观察,质体比较和质体的叶绿体比较和系统发育分析来检验这一假设。从质体和被子植物DNA塑料条形码的系统发育结果反驳了多种假设,并表明这种复合物的六种形态种子居住在塞拉·马德雷(Sierra Madre)的东方构成单一实体。还提供了证据表明,用于划定复杂形态的形态学特征,主要是心皮的数量以及花瓣中斑点的缺勤 - 存在和颜色,实际上是表型变化,没有分类学意义。因此,在M. dealbata的下,这里是同义词。然而,基于木兰特异性质体DNA条形码的结果,可能保留后者作为多种大叶状球杆菌。此外,本研究提出了M. Dealbata的更新保护状态,强调了迫切需要有效的保护措施。此处介绍的分类学澄清对于适当地针对此类努力至关重要,尤其是面对诸如不加区分区分收集和易受环境干扰的脆弱性的威胁。
