生物因素的作用篇1
一﹑融洽的师生情感，有益于激发学生学习的兴趣
教学过程是教师“教”与学生“学”的双边活动，其中不乏师生间的情感与思想交流。教育家加里宁说过，教师与学生的关系是一种特殊的人际关系，不同于亲朋关系，在教育活动中不可忽视。鉴于生物学科当前在中学教学中的从属地位，大的多数学生存在轻视和冷落生物学的心理，学习积极性不高，难以达到理想的教学效果.通过教学实践，我发现，如果教师在教学中注意融洽师生关系，活跃课堂气氛，会有效改变这种情况。例如，我在讲授“肺活量”这一概念时，先做讲解，然后让学生跟我一起深吸气，再一起深呼气.通过一吸一呼的师生共同运动，拉近了师生的情感距离，课堂气氛愉快和谐，有效地激发了学生对“肺活量”概念的理解记忆，极大地激发了学生的学习兴趣，加速了形式由“要我学”向“我要学”的转变过程.
二.和谐生动，有趣的课堂气氛有益于激起学生学习的愿望
教师在教学过程中要努力创设和谐、民主、充满情感的课堂气氛，经常面带笑容，教态亲切，手势生动，板书条理规范，加上优美、节奏感强、抑扬顿挫的语言讲解，会让学生体验到一种亲切和美感。在此情此景之中，教师如果再能恰当地运用比喻、修辞，则既能增添课堂情趣，又能有效地激起学生学习的愿望。例如，我在讲授“生物组织的含水量”这一问题时，打了这样一个比喻：“幼嫩的生物组织像健康可爱的胖娃娃一样，水灵灵的，含水量较大；而衰老的生物组织则像已入古稀之年的老人一样，干巴巴的，含水量较小。”通过这一比喻，学生对这一问题，普遍感觉到好理解，好记忆，课堂效果很好。
三.积极情感，能有效地保持学生学习的积极性
原苏联心理学家斯卡特金说：“不考虑学生的情感因素就不可能使他们始终保持积极的学习态度。”因此，教师应该注意培植师生之间的情感交流，充分利用教学中的情感因素，以调动学生的积极思维活动，达到理想的教学效果。
众所周知，教师自身所具有的情感无不潜移默化地影响学生的学习情绪。在教学中教师有意识地把自己地某种积极情感，如喜欢、鼓励、期待、等微妙地传递给学生，学生在接受知识的同时，也接受了这种暗示信息。由此，从内心深处对教师产生积极的情感认同和情感迁移，从而焕发出学生学习生物的热情，更加积极主动地投入到教学过程中去。
四、教师要充分利用所知，培养学生爱科学的情感，促其立志学习生物学
生物因素的作用篇2
1动物的肝脏:动物的肝脏中含有大量的铜。铜具有氧化维生素C的作用。因此,将动物的肝脏与维生素C片同时服用,可使维生素C片失去作用。
2牛奶:牛奶中富含具有氧化作用的维生素B2。如果将维生素C片与牛奶同时服用,牛奶中的维生素B2会将维生素C氧化,而维生素C又会将维生素B2还原,导致这两种成分同时失去作用。
3贝壳类水产品:贝壳类水产品中含有较多的砷化物。这些砷化物平时都以5价的形式存在,不会对人体产生影响。但如果人们在食用这些含砷量很高的贝壳类水产品时服用大量的维生素C片,就会使维生素C和5价的砷结合,形成3价的砷。而3价的砷就是人们常说的砒霜。因此,将维生素C片与贝壳类水产品同时服用可引起砒霜中毒。
4磺胺类药物:维生素C属于酸性物质。而磺胺类药物及其代谢产物在酸性环境中易形成磺胺结晶盐。这种磺胺结晶盐是泌尿系统结石的主要成分。因此,将维生素C片与磺胺类药物同时服用可引发泌尿系统结石。
5降血脂类药物:维生素C具有抗氧化的作用。这种作用可以抵消烟酸、辛伐他汀等降血脂类药物的作用。因此,将维生素C片与降血脂类药物同时服用会降低降血脂类药物的药效。
6阿司匹林:阿司匹林与维生素C片合用会增加人体对维生素C的排泄量,从而影响维生素C片的药效。但维生素C片不会影响阿司匹林的药效。因此,需要同时服用这两种药物的人应先服维生素C片,间隔1个小时以后再服用阿司匹林。
7碱性药物:维生素C属于酸性物质。当维生素C片与氨茶碱、碳酸氢钠等碱性药物同时服用时,会发生酸碱中和反应,使这两种药物都失去药效。因此,需要同时服用这两种药物的人应将服用这两种药物的时间错开2个小时,以免它们相互影响。
生物因素的作用篇3
【关键词】生殖系统；下丘脑；卵巢；；内分泌干扰；青春期
近年来，环境中的外源性毒物可能对人生殖系统产生的危害越来越受到重视，不断有证据显示很多外源性毒物有干扰内分泌的作用，可能会影响甾体类激素对生殖过程的正常调控，所以，内分泌干扰物质（eDCs）对生殖和发育的影响就越来越受到关注。eDCs对生殖系统的影响可以一直持续到成年，不同类别的化合物通过不同的机制对生殖系统发育产生影响。本文概括阐述生殖系统发育过程中的几个重要阶段，并且对一些已知的具有生殖系统毒性的物质的机制进行探讨。
1生殖系统发育过程
雄性和雌性生殖系统形态和功能的发生发展可以分为几个阶段，胚胎阶段卵巢和组织的适时分化对出生后及青春期生殖系统的发育成熟有重要作用。性成熟后配子的形成和类固醇类激素的产生均受下丘脑－垂体－性腺轴（HpG）调控，所以HpG轴各部分的正常发育也很重要，例如，下丘脑被认为可以调节雌性哺乳动物生殖周期，而这种生殖周期直到青春期才逐渐形成。生殖系统发生发展的每个阶段都对外源性毒素非常敏感，在胚胎和胎儿发育时期，与一些化学物质的接触不仅会对这个阶段产生影响，还有可能对成年后的生殖功能造成损害［1］。
1．1胚胎的生殖系统发育
1.1.1下丘脑和垂体下丘脑－垂体－性腺轴的成熟对胚胎时期生殖系统的发生发展起着重要作用。人的垂体有两叶，在胚胎时期垂体前叶由外胚层口部的外翻部位形成，又称为Rathke’s袋。垂体后叶由间脑的垂直突起构成。垂体及邻近外胚层和神经组织的自分泌和旁分泌作用对这些部位的早期分化起到调节作用［2］。在胎儿早期，下丘脑和垂体逐渐具有一定内分泌功能，胎儿期第5周，垂体前叶开始分泌黄体促性腺激素（LH）和卵泡刺激素（FSH），同时下丘脑也开始合成促性腺释放激素（GnRH）和其他激素，当下丘脑与垂体间的入口导管形成之后下丘脑合成的激素开始作用于垂体，对其进行调控［2］。在胎儿发育期，性腺也开始分泌激素，同时与HpG轴相互作用。胎儿期第7周到第8周，男性间质细胞（Leydig细胞）开始分化，并在胎盘绒毛促性腺激素的调控下分泌雄性激素，激素在体内的最早高峰出现在胎儿期第12周［3］。胎儿期第10周到第14周，女性开始分泌雌激素，直到第20周才出现高峰，伴随在下丘脑GnRH和垂体性腺激素分泌高峰之后，继而负反馈抑制垂体和下丘脑的激素合成，直至出生。
1.1.2基因调节人体内诱导未分化性腺组织发育为的基因被称为SRY基因［4］。SRY基因使发生的分子机制不明。除了SRY基因，其他一些重要生殖系统发育相关基因也逐渐被人们认识。wt1(wilmstumor)，一个转录调节子，在泌尿生殖系统发育早期作用于后肾的胚基组织。SF-1(类固醇生成因子－1)，一种核受体，参与转录调节，在男性和女性合成雄性或雌性激素的组织内均有表达，它调节滋养细胞（Sertoli细胞）中抗mullarian激素基因的表达［5］。DaX-1是可以编码一种拮抗因子的基因，在SRY基因表达高峰的前几天时可以在原始性腺的边缘找到，当生殖发育障碍时，SRY和DaX-1表现为相互拮抗［5］。人SoX-9基因在人类胚胎性腺边缘进行转录，当原始性腺向发育时该基因表达增强，而当原始性腺向卵巢发育时该基因表达减低［6］。wnt-1可以调节胚胎性腺内甾体类激素的生成［7］。
1．2青春期的生殖系统发育青春期始于下丘脑开始以特定的频率和振幅脉冲式释放GnRH［8］。GnRH的脉冲释放导致垂体促性腺激素对GnRH刺激的反应性增强，同时LH和FSH的合成增加。这些均与细胞表面肽类激素受体识别，编码GnRH受体、促性腺激素亚单位和旁分泌因子的基因高表达相关。对于完全成熟的女性，LH和FSH脉冲释放的振幅和频率随月经周期而变化。青春期促性腺激素活性升高，使得性腺分泌激素水平升高，配子成熟。
在女性，自发的卵巢促性腺激素前体释放峰值最早出现在青春期。当雌二醇正反馈作用于LH和FSH的释放，并且随着下丘脑－垂体轴完善对这种反馈有所反应的时候，促性腺激素分泌高峰逐渐消失。男性青春期体积明显增大，可能是间质细胞生长和内雄性激素浓度升高共同作用，加速的发育并提高了血液中雄性激素的水平［9］，14～15周岁开始，日间睾酮血液浓度急剧增加，直至达到成年水平［10］。在LH和FSH，局部生长因子和细胞因子的共同调控下，进一步成熟。间质细胞和滋养细胞功能的改变对发生起到非常重要的作用。从胎儿时期一直处于有丝分裂静止状态的原始生殖细胞开始分裂为精原细胞。青春期初始生精小管管腔形成，同时滋养细胞间紧密连接形成，将朝向管腔的表面和组织间隙分隔，形成血－睾屏障。一般男性在12～16周岁，开始发生过程。发生依赖于FSH和睾酮的激素作用，间质细胞的支持和旁分泌作用及滋养细胞产生的雄性激素作用。在成熟的中，不断生成，生精过程按照不同的阶段有序的排列在生精小管中。精原细胞经过几次分裂后进入减数分裂期形成前线期细胞。一段时间后，前线期细胞完成减数分裂，再进行有丝分裂，成为单倍体细胞，进而继续分化为成熟。
2内分泌干扰物质（eDCs）影响生殖系统的机制
很多外源性毒物有着干扰内分泌的作用，可能会影响甾体类激素对生殖过程的正常调控功能。内分泌干扰物质（eDCs）会与靶器官的雄激素和雌激素受体结合，或与雄激素结合蛋白或雌激素结合蛋白结合。虽然环境中的化学物质仅有微弱的激素样活性，但是它们与多种激素敏感性通路作用，使其危险性显著增高。某些eDCs可能在环境中存在较少，然而，我们不是只接触一种干扰内分泌功能的物质，更多的情况是我们要同时接触环境中的所用eDCs。因此，这些各种具有激动作用或是抑制作用的eDCs通过激素依赖的信号转导通路共同作用，对人类的生殖健康构成威胁。
2．1雄性激素受体（aR）介导的作用eDCs影响和改变生殖系统发育和功能主要通过与雄性激素受体相互作用。例如，免克宁是一种具有aR拮抗作用的二甲酰亚胺类抗真菌剂。免克宁的代谢产物m1和m2竞争性的抑制雄性激素与哺乳动物aR的结合［11］，这种化合物通过拮抗雄性激素改变体内的基因表达，在去势未成熟的给予激素治疗的雄性大鼠身上可以抑制雄性激素依赖组织的生长，进一步证实了其雄性激素拮抗作用。关于生殖发育，雄性激素拮抗剂介导的致畸作用在受损伤雄性的后代身上也有体现，包括类似雌性的与生殖器间距，遗留的乳腺组织，尿道下裂伴随裂开，隐睾、附睾肉芽肿及附属性腺微小或缺失。
其他表现为aR拮抗作用的化合物包括DDt和代谢产物DDe，甲氧氯代谢产物Hpte，有机磷类杀螟硫磷等。利谷隆是一种尿碱类除草剂，虽然只有微弱的结合aR作用，但是可以通过其他多种机制改变和影响性别分化过程［12］。
2．2雌激素受体（eR）介导的作用很多杀虫剂具有类雌激素作用并能诱发子宫增生。许多雌激素样化合物，也称外源性雌激素，包括甲氧氯、十氯酮、辛基苯酚、壬基苯酚、双酚a和双酚B，植物雌激素（燃料木黄酮）、乙炔基雌二醇、分枝杆菌毒素（玉米烯酮）。这些化合物通过与雌激素受体结合发挥模拟或拮抗雌激素功能的作用。
己烯雌酚除了治疗作用外，作为干扰内分泌系统的物质，亦可以污染环境从而对人类的生殖能力造成威胁。乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、前列腺癌、及甲状腺的肿瘤都是激素依赖性的，这也促使人们对职业或环境中接触的那些被认为具有干扰内分泌作用的杀虫剂的潜在危险性进行进一步研究。最近的研究排除了DDt衍生物是引起生殖系统肿瘤的高度危险性因素。然而，我们不能排除接触高水平的o,p’-DDe的影响，特别是在绝经后的eR阳性乳腺癌的发生上。另一方面，其他有机氯杀虫剂和三嗪类除草剂需要进一步的深入研究，判断其是否是某些激素依赖性肿瘤的可能病因。
另外，产生的雌激素通过与雌激素受体（eR）结合发挥生物学作用，进而调节特定基因的转录。目前认为至少有两种eR（eRα和eRβ）。啮齿类动物的发生过程部分受到雌激素的调控，包括调节生殖干细胞数目及细胞的数目。雌二醇被认为是生殖细胞的必需因子，从对雄性猴的实验数据来看，通过抑制雌二醇的生成，能导致细胞停滞于成熟前状态。现在已知，很多哺乳动物包括人在内，体细胞和生殖细胞都能产生雌激素，生殖细胞（减数分裂期和减数分裂后期细胞）不只产生雌激素，本身还有雌激素受体。所以，雌激素在生殖细胞发育过程中也起到重要作用。
目前有很多关于生殖健康损害的报道中，将环境中大量存在的激素类似物质列为重要原因。eDCs可以在生殖系统发育的各个阶段干扰生殖系统的正常功能，并对生育能力产生长期的不良的影响。通过实验室相关动物模型建立，可以对几类可疑的化学物质进行评价，发现环境节中普遍存在的化合物在日常接触的剂量下是否可以干扰正常生殖系统功能。虽然，普遍认为脊椎动物的内分泌系统具有一定的同源性，所以可以干扰一种生物的化合物很可能对其他物种也产生损害。然而，不同物种的内分泌功能的显著差异导致对这种种属同源性及物种间的推断产生质疑。虽然激素类物质、激素合成及激素受体具有高度的同源性，但是特异性的激素在生殖和发育的过程中的作用相差甚远。另外，eDCs的代谢差异也会导致物种对化合物毒性反应的显著不同。在对eDCs通过干扰内分泌系统进而影响生殖系统发育和功能的研究中，由于上述这些因素，还有很多尚未确定的eDCs作用及其机制有待进一步明确。
【参考文献】
1DwivediRS，iannacconepm.effectsofenvironmentalchemicalsonearlydevelopment.inReproductiveandDevelopmentaltoxicology(KorachKS，ed.).newYork:marcelDekker，1998，11-46.
2SilerKhodrtm.FetalHormones.inencyclopediaofReproduction(KnobileandneillJD，ed.).newYork:academicpress，1999，2，307-317.
3martymS，ChapinRe，parksLG.Developmentandmaturationofthemalereproductivesystem.BirthDefRes(pt.B)，2003，68，125-136.
4HarleyVR,Goodfellowpn.thebiochemicalroleofSRYinsexdetermination.molReprodDev，1994，39,184-193.
5parkerKL，Schella.Geneinteractionsingonadaldevelopment.annRevphysiol，1999，61,417-433.
6wizemanntm,parduemL.exploringtheBiologicalContributionstoHumanHealth:DoseSexmatter?Chapter3，SexBeginsinthewomb.washington，D.C.:nationalacademypress，2001，45-78.
7Uusitalom，Heikkilam,VainioS.moleculargeneticstudiesofwntsignalinginthemouse.expCellRes，1999，253，36-348.
8planttm.pubertyinprimates.inthephysiologyofReproduction(KnobileandneillJD，ed.)，2nded.newYork:Ravenpress，1994，453-484.
9martymS，ChapinRe.Developmentandmaturationofthemalereproductivesystem.BirthDefRes(pt.B），2003，68,125-136.
10Kleinta.puberty，inHumans.inencyclopediaofReproduction(KnobileandneillJD，eds)，newYork:academicpress，1999，4，127-135.
生物因素的作用篇4
关键词土壤；养分循环；调节；植物营养
中图分类号S158.3文献标识码a文章编号1007-5739（2013）05-0228-02
为了对土壤与植物间的养分循环定向调节方法进行研究，本文采用样区采样调查方法，在样区内部按照规定的标准采集土壤和植物样品进行试验[1-2]。
1土壤和植物养分概述
1.1土壤相关概念概述
1.1.1土壤。它是由多层厚度各不相同的矿物质共同构成的，它在大自然中占据主体地位；同时，也是能够为植物的生长提供必需肥力的疏松层。具体来说，构成土壤的成分有矿物质、有机质、土壤微生物以及空气、水分等物质，它们之间相互联系，相互作用，是一个有自身构成要素、结构和功能的一个特殊系统，就是土壤生态系统。土壤作为森林植被生存的载体，在我国的林业生产中，林业范围涉及到大部分地区，而且这些地区的土壤不仅单纯指森林生长的土壤，还有其他植被生长下的土壤。因此，林业土壤与农业土壤是相对的，它是以林业部门经济范畴的性质为依据而确定的，所有包含于营林范围内的土壤，都称之为林业土壤。
1.1.2土壤肥力。土壤肥力指为了保证植物生长需求，土壤所拥有的提供和协调营养条件与环境条件的能力，是土壤所具有的各种基本性质的综合表现，是土壤与成土母质和其他自然体之间的差异性的本质特征，是为农业和自然生物生长提供养分的物质基础。主要包括：一是土壤中存在的养分、水分和空气是土壤、生物、环境三者的共同作用下形成和发展的，它们一直处于不断的再循环利用中，而人为活动不仅能够决定土壤肥力的发展方向，还是促进土壤肥力发展的动力；二是土壤肥力一直处于提高、退化和重建三者之间所建立的动态平衡中，且具有较为明显的时间、空间特征，在自然与人为的相互作用下，土壤所处的动态平衡发生不稳定的变动；三是土壤肥力的退化与提高是一个较为普遍的过程，因此人类活动的目的就是为了能够对这2个过程的发展进行调节，使得它们能够向有助于提高土壤肥力的方向运动，其中如何使土壤生态系统中养分循环处于平衡状态是关键；四是在土壤养分循环的动态平衡中，形成了土壤肥力的保持与提高，除了土壤肥力处于退化过程以外，其他过程都需要土壤的物理性质改善的条件下，以不同植物的不同需求为根本，对土壤中存在的养分和水分进行调整，使其保持均衡，并要特别注意各种肥料的实施，而土壤肥力的再循环过程是整个过程的核心和关键。
1.1.3土壤与土壤肥力的关系。土壤肥力作为土壤自身的本质属性，其与土壤的概念是密不可分的。只有土壤具有足够的肥力，才能够为植被提供所需的养料，保持林产品与农产品的产量和质量。因此，土壤肥力是土壤持续提供植被营养元素的基础，也是林业和农业发展的物质基础。
1.2植物养分概述
土壤中拥有植物生长所需的营养元素，就是说土壤养分是构成土壤肥力的重要元素，它对林业与农业的持续发展具有重要作用[3]。
在土壤所拥有的营养元素中，氮对植物生长具有限制作用。在植物所吸收的氮元素含量中，至少有1/2来自土壤，所以对土壤进行施肥，提高土壤的含氮量是提高作物产量的重要手段。在20世纪60年代初期，我国就提出了氮与磷相配合、用磷替换氮的做法，为我国的磷肥工业的发展和如何合理施用磷肥做出了重要贡献。在水田磷素化学的研究中，还提出了磷元素在干湿交替的条件下能够发生转化，对土壤磷素存在的转化和其效用进行了研究，并得出即使是石灰性土壤，也需要施用磷肥的结论，并促进了对磷矿粉的使用与酸化磷矿粉的研究。在最近30年，在土壤钾素方面的研究也同样取得了较大进展。初步掌握了在不同的土壤中，钾元素的含量以及基本的分布状况，了解到含钾元素的矿物质和黏土矿物的种类和数量对土壤含有钾素的水平具有决定性的作用，明确土壤钾素的释放、固定与水含量、温度之间的关系。对农作物来说，它的产量、品质等都受到了钾元素含量的影响，因此还研究了如何提高钾肥的有效性及合理施用钾肥的方法。
2土壤与植物之间的几种养分循环分析
土壤与植物之间的养分循环主要包括水循环与氮、磷、钾及其他微量元素的循环。
2.1土壤与植物之间的水循环
在植物的生长过程中，水分是必不可少的，植物通过根系吸收土壤中的水分，在经过经脉将水分运转到叶片，水分通过蒸腾作用将水分散发到大气中形成了水分在土壤—植物—大气三者之间的连续循环，即水循环。对水含量平衡中各个因子的运动规律的研究对调节植物生长，提高水资源的利用率，促进农作物高产具有重要影响。
植物对水量的耗费共同取决于植物对水分的需求量、大气的蒸发条件与土壤的水分特性。此外，土壤中所含有的固体颗粒、液态的溶质、气态物质三者也同样影响着植物的吸水，而且植物根系能够吸收土壤水分受土壤因素、植物因素和大气因素三方面的共同影响，忽视其中的任何一个因素，都无法对植物吸水进行全面的系统研究。其中，土壤因素主要包括土壤导水率、水势梯度差和土壤的持水性3个主要构成。通过对植物根系吸水的表达式分析可以看出，植物根系的吸水速率与土壤的非饱和导水率、土壤和植物之间的水势差成正比关系，而同土壤自身的含水量和水势也具有密切联系。此外，植物根系对土壤水分的吸收还受到土壤持水性能的影响。而土壤的持水性能与质地和结构相关，追其根源，就是植物根系吸收土壤水分还受质地和结构的影响。具体来说，质地较细的土壤的持水量较大，中等质地的土壤的持水量最大，比水容量能够反映出土壤的持水性能，如果植物吸收水分的能量相同，那么所吸收的水量会受到比水容量的不同而产生差异，粗质土壤与细质土壤相比，在低吸力段的比水容量高，反之亦相反。
而对于植物因素来说，因为植物吸水的主要渠道就是根系，所以如果土壤中所含的水分较为充足，吸水速率受到根系密度的影响小，而且土壤越干，根系在水分吸收方面就会发挥更大的作用，其原因在于植物的根系越发达，所受到的土壤水流的阻力就越小。根系垂直分布的深度对植物吸水也具有重要影响。
此外，气候条件瞬息万变，而其对植物对土壤中水分的需求具有决定作用，并通过气候条件的变化对水势梯度进行调节。当大气的蒸发力不同时，植物与土壤中所含水分之间的关系也会发生变化。如果大气的蒸发力较高，且土壤的含水量较多，那么植物会呈现缺水状态，相反，植物也会呈现缺水状态。因此，植物根系吸水受到多方面的影响。植物根系吸收土壤水分时，因为土壤、植物自身和大气随时都会发生变化，所以这些因素对植物根系吸水产生影响的过程是动态的，在土壤水分充足、不对植物根系吸水造成限制时，大气是影响植物根系吸水的主要因素；而当土壤水分不足时，土壤因素是影响植物根系的吸水速率的主要因素；而植物因素则是对植物吸水在土壤剖面上的强度进行控制。
2.2土壤与植物之间的氮、磷、钾及其他微量元素循环
首先是土壤中的氮、磷、钾研究。在氮研究方面，一直遵循着降低投入林业、农业生态系统中的氮含量，提高氮元素的利用率，降低氮的损失，充分发挥氮元素对林业生产和农业生产方面产生的效益，降低氮对环境的破坏作用。而在土壤氮素矿化方面，对土壤有机氮的特性和分解进行了深入的研究，并得出土壤氮素矿化速率的常数[4]。
在对土壤磷的研究中，主要是对磷肥如何转化、在土壤中的去向、磷肥的有效性等进行深入探讨，进而确定更为合理、科学的磷肥使用方法，还应该将氮、磷、钾与其他化学元素的研究相互结合，以便能够更好地为植物的生长提供养分。
而钾元素的研究则是与植物的根系吸收营养相联系，对土壤和根系表面上的钾元素的变化和生物变化进行研究，同时，探讨如何增加钾元素的抗病能力。除此之外，钾元素与气候因素之间的相互作用也是一个重要的研究方向，这是因为气候因素对钾肥的有效使用具有重要影响。同时，土壤中所含的营养元素与植物之间的循环，不仅是将来土壤植物营养化学研究的主要方向，也是核心内容。
然后是微量元素在植物生长中的需求。在集约林业的条件下，一些对植物生长具有重要作用的微量元素出现了稀缺现象，一些地区的土壤中的硫、硅等元素也出现缺乏症状。因此，这一方面内容的研究也是必不可少的。而研究重点就在于土壤提供硫元素、硅元素的方法，以及微量元素对植物生长的作用。
3结语
通过以上分析，得到了关于调节土壤与植物间定向养分循环的相关结论。首先，稳定土壤的养分库的容量，提高土壤养分的缓冲容量。合理调节有机无机肥料的比例、结构。其中，无机化肥能很快增加土壤中速效养分的含量，在作物需肥阈值内容易产生良好效果，但高浓度易溶性养分的存在容易因为固定、汽化、渗漏等因素而造成不必要的损失。而有机肥不但含有作物所需的养分，且能稳定库容，提高土壤养分的缓冲容量，改善土壤结构和透气性，养分作用周期长、损失少；但有机肥养分释放慢，难以很快见效。其次，对土壤中所含的各种养分的比例进行调节，使其保持平衡。因为土壤中含有的养分不能满足植物生长需求时，会对植物的产量、经济效益造成限制。同时对土壤中养分的输入和输出进行调节，维持养分循环的持续性。最后，科学、合理的管理。在农业发展中，注意做好耕作方式的优化，底肥与追肥二者之间的关系，并对营养生长与生殖生长的养分进行合理调节，协调水分的灌溉和肥料的使用等[5-6]。
4参考文献
[1]谷勇，陈喜英，殷瑶，等.浅析土壤与植物间的养分循环[C]//长江流域生态建设与区域科学发展研讨会优秀论文集.北京：中国林学会，2009.
[2]黄敏，苏以荣，黄道友，等.土壤养分循环实地采样调查方法[J].应用生态学报，2006，17（2）：205-209.
[3]KaRLoVSKYJ，陆宝树.农业生态系统中的养分循环以及植物对养分的利用[J].土壤学进展，1982（4）：18-30.
[4]张玉树，丁洪，秦胜金.农业生态系统中氮素反硝化作用与n2o排放研究进展[J].中国农学通报，2010，26（6）：253-259.
生物因素的作用篇5
关键词：幼师物理教学非智力因素
随着社会的进步和发展，学前教育越来越受到人们的高度重视。幼师的个人能力和整体素质，会对整个学前教育的质量和成果起决定性作用。在社会对幼师的培养中，非智能因素的培养是提高幼师生个人素质和能力的重要组成部分，学校应该把非智能因素的培养理念深入到教学活动中去。
一、非智力因素的科学内涵
非智力因素和智力因素是相对的一对概念，智能因素是指人认识世界过程的一些能力因素，主要包含人的思维能力、观察能力、想象能力、记忆能力和注意力等方面能力。而非智能因素是指人认识事物积极性的一些心理因素，只要包含个人兴趣爱好、个人感情、意志力、价值观等方面的因素。智力因素和非智力因素互作用相互制约进而影响一个人的价值判断和生活态势。一定程度上，非智能因素会决定智能因素的发挥，同时也能帮助智能因素有限的个人的生活活动。非智能因素虽然对个人活动没有直接的作用，但是它对个人活动有一定的推动和调衡作用。从很多现实生活中的例子可以看出，在一个人前进的过程中，个人成功并不是单单由智力因素决定的，个人兴趣爱好、意志力、理想抱负等也会是他走向成功的重要力量。所以，我们要在培养人才的过程中，充分提高个人智力因素的同时，也要加强培养其非智力因素，尤其是对知识结构和价值判断尚未完善的学幼师专业的学生来说，更应该如此。
二、学校对幼师生物理教学中非智力因素培养的现状
虽然非智力因素对一个人生活发展影响作用比较大，但是很多学校对幼师生物理教学中非智能因素培养还存在很多缺陷和不足，这严重影响了学校的教学质量和整个社会的人才质量。
1.教学观念陈旧，忽略了对学生非智力因素的培养
现在很多的中专高职院校对幼师专业学生的培养中，观念陈旧，只注重对学生课本知识的灌输，而大大忽略了像学习方法、学习兴趣、思维能力和意志力等方面的非智力因素，这导致幼师学生只是单纯的为了学习而学习，这不仅降低了学生的学习效率，还对他们以后生活学习方式影响重大。在对师生的理教学中，这种现象更加突出，物理学本身知识系统庞杂，知识内容晦涩难懂，很多人学习起来比较困难，甚至会产生厌烦情绪。这不仅对学生的学习能力和思维能力要求较高，还需要有浓厚学习兴趣和顽强的学习毅力。而很多对幼师生的物理教学中，单调无味，只注重学生对知识单纯的理解和记忆，而不注重对学生学习的情感和个人体验。
2.把教书、育人两个概念分开，忽略了学生的日常生活和品格养成
众所周知，学校的主要任务就是教书育人，教书和育人是相应而生的两个概念，教师的目标就是在完成基本的学科知识的传授的同时，培养学生的各种能力，以便形成其独立的人格和优秀的道德品质。但现实对幼师生的物理教学中，老师只是单纯的物理知识讲解，学生只是在下面被动的听讲，这种只是为了学习成绩而学习的现状对学生独立人格的养成和优秀道德品质的形成阻碍巨大，这也极大影响了学生非智能因素的发展。
三、对幼师物理教学中非智能因素培养的策略
1.改变陈旧传统的教学理念，加强对幼师生非智能因素的培养
幼师专业的教师必须转变“教学只是单纯为了让学生理解掌握学科基本知识”的传统观念，应该注重培养学生的非智能因素。在平时的物理课堂教学中，教师应该把传授知识、情感教育和综合能力培养全面结合起来，促使幼师生的全面可持续发展。例如，在讲解一个物理知识时，教师要引导学生全面总结，还可以用教师对某物理学家的崇拜和敬仰来激发学生的学习兴趣，同时，还可以把一些物理知识的诞生过程以小故事的形式讲给学生，让其对物理的无限热爱和执着坚持的精神感染学生，以便能够对学生产生影响。只有教师本身学识渊博，讲课与实际相吻合，富有感染力，能让学生产生情感共鸣，这样才会对学生的非智能因素培养起到渗透作用。
2.激发幼师生对物理课的学习兴趣
自我认知、学习目的、学习能力、态度兴趣、生长环境和世界观等都会对物理课的学习兴趣产生作用。学习态度和学习兴趣则是学好物理课程的重要组成。因此，在平时物理教学中，老师要加强激发幼师生的学习兴趣和求知欲望，在每一个细节中注重幼师生非智力因素的培养。这可以让学生善于思考、多多观察，拥有优良的学习习惯和思维能力。在课件的设计上，应该让物理教学内容和幼师生的实际生活相联系，使学生学会在实际生活中发现和认识物理知识。此外，要使学生多参加与物理相关的社会实践和物理实验，让他们自己亲身感受到物理的重要作用。这样才可有力地激发幼师生的学习兴趣，培养幼师生的思维能力、观察能力和动手实践能力。
3.在物理教学中渗透对幼师生性格品格的培养
俗话说“性格决定成败”，一个拥有良好性格品质的人才有可能走上成功的巅峰。而顽强的毅力不仅是一个优秀者应该具备的品格，也是学生非智能因素的重要组成部分，它会影响学生的平时学习和未来的生活工作。在物理教学中，老师可以科学系统的对幼师生进行顽强意志力的渗透和培育，如可以让幼师生明白学习物理对世界发展和自身前途的重要作用，提升物理学习的学习目的，才能激发学生的意志力和奋斗力。另外，也可以在平时教学中，注重作业、实验过程，老师在这些细节中要认真负责，严格要求，做好指导、检查和评价工作，这样也能培养学生顽强的意志力。
4.加强师生之间的情感交流，构建和谐的师生关系
传统观念中，老师的形象都很威严，但随着科学民主观念的发展，平等和谐的师生观念已受社会的热捧。一个新型教师不但要拥有丰富博学的专业知识，而且要拥有亲切、负责、热情、幽默等方面的优秀品格，这样才会深受学生的喜爱，他的教学活动才能感染影响学生。从以上分析可得知，老师和学生之间应该彼此尊重、信任和理解。这要求老师要放下自己的架子，设身处地的为学生着想，尊重学生、信任学生和学生平等相处，注重和学生之间的生活情感交流，进而帮助学生形成正确的价值判断和生活态度。这也是教师对学生非智力因素培养的一个方面，这也会影响到幼师生物理教学的的质量。因此，在对幼师生物理教学中，教师要加强师生之间的情感交流，创建和谐良好的师生关系。
四、总结
非智能因素对幼师生的学习生活和个人发展影响巨大，教师在平时的物理教学过程中，必须把加强对幼师生非智力因素的培养。只有把智力因素和非智力因素全面结合，幼师生才会拥有全面的素养和才能，才会在学前教育中把这些理念和方法渗透到教学活动中，才会担负起为祖国培养优良的下一代的责任。
参考文献：
生物因素的作用篇6
[中图分类号]R978.1[文献标识码]B[文章编号]1673-7210（2009）01（b）-138-02
抗生素在临床用药中使用频率较高，在预防各种感染性疾病应用中越来越广泛。但临床少数医生滥用和过度使用抗生素现象比较突出，以致在严重感染应用抗生素时效果差，甚至导致耐药菌株播散，致病菌发生改变和医院内感染率增大等问题的出现。为此，笔者就目前临床滥用抗生素原因进行分析，并提出抗生素应用对策。
1细菌的耐药机制
由于抗生素的使用，造成了抗生素的选择压力，诱发了细菌的基因突变，使带有抗药基因的细菌更容易生存，抗生素效价降低。细菌对抗生素耐药的机制有以下几方面：
1.1细菌改变细胞膜结构，对抗生素效价降低
细菌细胞膜有许多膜孔蛋白，抗生素与这些蛋白结合后被转运到细胞内，发挥抗菌作用。当细胞编码这些蛋白的基因发生突变后，细胞膜对抗生素的通透性降低，产生耐药现象。
1.2细菌产生灭活酶和钝化酶，使抗生素失活
革兰阳性菌与革兰阴性菌可编码青霉素酶，水解青霉素类抗生素。
1.3改变了抗生素结合点，降低了抗生素的灵敏度
如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌由于产生了新的与青霉素结合蛋白pBps2a，它与青霉素的亲和力很低，使β-内酰胺类抗生素效价降低。
1.4主动外排系统，降低细胞内抗生素的浓度
细菌主动外排进入菌体的药物是获得耐药的重要机制，这种机制在大环内酯类、四环素和喹诺酮类抗生素常见，其中革兰阴性杆菌对喹诺酮类和大环内酯类抗生素，金黄色葡萄球菌对四环素、铜绿假单胞菌存在4种泵出系统，对大多数抗生素耐药。
1.5细菌对抗生素耐药可以由染色体介导和质粒介导
质粒介导的细菌耐药由于可以在不同菌中间传播，对细菌耐药有重要意义。
1.6细菌生物被膜的形成，对抗生素产生耐药性
原因有：①细菌生物被膜可减少抗菌药物渗透；②吸附抗菌药物钝化酶，促使抗菌药物水解；③细胞生物被膜下细菌代谢低下，对抗菌药物不敏感；④生物被膜的存在阻止了机体对细菌的免疫力，产生免疫逃逸现象，减弱机体免疫力与抗菌药物的同杀菌作用。
1.7药物作用靶位的改变
菌体内有许多抗菌药物结合的靶位，细菌通过靶位的改变使抗菌药物不易结合。
1.8感染病灶中氧化还原电势和pH与药物的关系
当感染灶中处于低氧或无氧状态时，氧化还原电势降低，可抑制粒细胞吞噬功能，影响氨基糖苷类抗感染药的主动转运过程。氨基糖苷类在无氧情况下即无活性，pH下降亦可抑制粒细胞吞噬功能。pH小于6时，大环内酯类、亚胺培南等抗菌活性均受到抑制。
1.9药物作用靶酶或靶蛋白被修饰或改变所发生的细菌耐药性
有些细菌可获得一种能够编码产生新的抗感染药物作用靶酶的基因，这种具有新特性的靶酶与抗生素亲和力往往比正常靶酶的亲和力要低得多。
1.10代谢途径或代谢状态改变
生长中需要加胸腺嘧啶的营养缺陷型突变株，可通过得到的底物及改变代谢途径对甲氧嘧啶和磺胺耐药。代谢状态的改变也可引起耐药。如呈休眠状态菌或营养缺陷菌可出现对多种抗菌药物耐药。
2细菌耐药的危险因素
研究表明，抗生素的滥用有助于细菌对抗生素形成耐药。抗生素的滥用包括：
2.1经验性使用抗生素，致使病菌产生耐药或中度敏感
如果抗生素对细菌不敏感或中度敏感，就不能达到控制感染的目的，还容易使病原菌暴露在抗生素中，导致细菌耐药。
2.2对于未确诊为细菌感染者使用抗生素
许多感染患者可能为病毒感染或真菌感染，在未查明感染原因之前，使用抗生素会破坏人体内寄生的正常菌群，同时会使一些条件致病菌成为致病菌并产生耐药。
2.3抗生素用量不足，治疗间隔时间太长
2.4滥用抗生素及不当的药物联用
广谱抗生素对革兰阳性和阴性菌都有作用，在未查明致病菌的情况下对控制感染有一定作用。然而广谱抗生素没有选择性，一旦细菌对广谱抗生素耐药，容易造成交叉耐药，产生严重后果。
3控制细菌耐药的措施
3.1抗生素循环给药，减少细菌耐药
是基于改变抗生素可以减少细菌的选择压力，而减少对抗生素的耐药。实验发现，当头孢他啶/环丙沙星轮换用于控制革兰阴性菌感染时，呼吸器相关的肺炎发病率显著下降，同时耐药革兰阴性菌的发生率也减少。随后不同的研究表明，抗生素循环用药可以减少医院的死亡率，同时细菌对循环的抗生素的耐药性增大，说明抗生素循环给药的选择用药也要慎重。
3.2开发相对或绝对对β-内酰胺酶稳定的抗生素
3.3不耐酶的β-内酰胺类抗生素与可以阻止细菌酶合成的抗生素联合应用
耐酶的β-内酰胺类抗生素与不耐酶的β-内酰胺类抗生素合成联合应用作用机制为一种抗生素起抑酶作用，另一种抗生素发挥抗菌作用，但由于抑酶所需药物浓度很大，故其抗菌效果有时难以预测。
3.4β-内酰胺酶抑制剂的开发研究
作用机制是与细菌产生的β-内酰胺酶结合使之灭活。有些抑制剂本身也有一定的抗菌作用，同时与某些β-内酰胺类抗生素又有类似的药代动力学，故产生复合抗生素具有较好的抗耐药菌作用。
3.5防止耐药基因播散
细菌对抗菌药物的耐药性可以是先天的或基因突变产生的，但引起耐药菌的流行主要是外源性获得耐药，如带有耐药基因的质粒或转座子在细菌间的传递。质粒可通过结合噬菌体转导、转化而在细菌间传播。复杂的含耐药基因转座子带有转位酶、溶解酶和他们的抑制物的基因，可随机转位插入复制体或任意位置而导致细菌产生耐药性。因此，对于耐药细菌的感染，应注意严格执行消毒隔离制度，避免或减少医原叉感染。
3.6其他
耐药监测网，掌握本地区、本单位重要的常见致病菌对抗生素的耐药性变迁，为临床选用抗生素提供参考。
加强药政管理，规定抗菌药物凭处方供应，避免滥用抗生素。保障药品质量，选择优质药品投入临床。
[参考文献]
[1]李建华,宋丰贵,王华.肽类抗生素选择性作用机制研究进展与评价[J].中国新药与临床杂志,2008,27(1):41-46.
[2]崔立杰.抗生素滥用的危害与合理使用[J].中国现代医生,2007，45（7）：68.
[3]赵珠祥,夏红梅.抗生素药物临床应用调查研究[J].中国现代医生,2008，46（9）：98-99.
[4]王飞,程立华,张卫东.抗生素不合理应用1例浅析[J].中国现代医生,2007，45（2）：52.
生物因素的作用篇7
[中图分类号]R978.1[文献标识码]a[文章编号]1005-0515（2010）-11-211-01
1抗菌药物在新生儿中的应用
新生儿的生理和代谢过程迅速，对药代动力学产生着重大影响，因此，药物剂量须依新生儿日龄而作更改。但是长期以来，鉴于安全原因，小儿临床药理学的发展与应用受到极大的限制，临床上所有的药物说明书80%未记载小儿用量剂量。小儿用药剂量只能根据体重、体表面积或年龄等将成年剂量进行折算机械地应用新生儿。其实表面应用于初生1日婴儿的剂量一般也不适用于10--30日的婴儿。以免因过量而发生毒性反应或因剂量不足而导致治疗失败。
1.1新生儿的抗菌素药代动力学特点：新生儿因药物代谢酶活性的延迟成熟，故易发生药物中毒。例如：新生儿应用氯霉素后引起循环性虚脱伴灰色综合症，严重者可致死。新生霉素应用于新生儿易引起高胆红素血症。新生儿的红细胞缺乏G－6－p脱氢酶，故应用磺胺药、呋喃类药物时有出现溶血现象的可能。因此，新生儿宜避免采用氯霉素、新生霉素、磺胺药、呋喃坦啶等。
1.2与较大婴儿相比，新生儿的细胞容积较大，在接受抗菌药物后药物分布于较多的细胞外液中排泄较慢，所以新生儿的药物半衰期较大婴儿长。
1.3新生儿的血浆蛋白质结合药物的能力弱。例如：磺胺药可与胆红素竞争蛋白质的结合点，其亲和力较胆红素为强，故新生儿应用磺胺药后有使血中游离酸胆红素浓度增加的可能，甚至侵入脑组织而造成核黄胆，这一情况在伴溶血现象时尤易发生。因此磺胺药不宜用于新生儿或早产儿。
1.4新生儿的肾功能发育不全，肾小球滤过率较低。足月新生儿的肾小球滤过率（GFR）为每1.73m2每分钟2--4ml，但在早产儿即降为0.6--08ml,在30天内新生儿的肾功能不断变化直到8--12个月才达到与成人相似的水平。因此，宜按不同日龄的药代动力学参数而调整药物剂量和给药间期。
基于上述新生儿的各种药理学特点，新生儿接受抗菌药物后血药浓度易升达较高水平，甚至引起中毒。药物的半衰期一般较成人也延长数倍。如氨苄青霉素的成年半衰期为1--5小时，新生儿及早产儿小于7日，体重>2000克及
新生儿易患败血症、脑膜炎和先天性肺炎。在选用抗菌药物时一定要根据病原体的种类、敏感性，严格掌握适应症，选择有效抗菌素。抗菌素在联合应用时，种类不宜过多，应注意是否有累加作用或拮抗作用。另外一定要有足够的疗程，抗菌素不宜更换太勤，也勿给药时间过长，以避免发生双重感染、耐药性及毒性反应。
一般来说对革兰氏杆菌感染者，宜联用氨苄青霉素或氨基糖甙类或第三代头胞菌类；对革兰氏阳性球菌感染者，宜联用耐酶青霉素、第一代头孢菌素、万古霉素、红霉素、林可霉素等；绿脓杆菌感染者可用丁胺卡那霉素；厌氧菌感染者选甲硝唑；衣原体、支原体感染宜用红霉素；链霉菌感染宜用青霉素G。
2抗菌药物在老年中的应用老年的抗菌素药代动力学特点：
2.1吸收老年人胃肠功能降低、胃肠血流量减少，胃肠道粘膜数量减少，故使口服抗生素的吸收速度减慢，很难达到有效的血浓度。
2.2分布药物的分布取决于蛋白未结合部分的浓度，极化药物多趋向无脂肪的组织，其透过血脑屏障的能力较差。老年人的无脂肪的组织和全身水分组织减少，因此分布在脂肪的组织中的药物浓度将有所升高。
2.3代谢肾脏是很多抗菌药物的主要来源和唯一的排泄途径。伴随着年龄增长而发生的肾功能变化无疑地影响到药用的排泄，这也将影响药物的作用时间和浓度。老年人的肾脏将见萎缩，有效肾血流量减少，肾小球和肾小管的功能相应减退，尿浓缩功能和排泄能力在老年人也渐减退。
基于上述原因：老年人除清除一些主要从肾排泄的抗生素较慢，药物的血半衰期延长。因此，老年人应用抗菌药物时应根据肾功能情况而调整剂量或给药期间，如能测定药物的高峰和低峰浓度尤为妥当。
老年人易发生各种感染，常见的致病菌主要为革兰氏阴性杆菌，其次为革兰氏阴性球菌。此外还有厌氧菌、真菌等。老年人应用抗菌药物时最好用杀菌剂、氨基忒类、青霉素族、头孢菌族等常用的药物，值得注意的是：老年人是对中枢神经抑制药比较敏感，氨基忒类抗生素易老年人中造成毒性反应。故老年人应用此类药物时应酌减剂量，另外老年人应用大量青霉素G、氨基忒青霉素等易出现“脑病”。
3抗菌药物在孕妇中的应用母体的药物代谢动力学改变，孕妇血浆容量增加，身体组织水量增多，因而孕妇的药物分布容积将增大。孕妇肾小球滤过和肾血流量增加，此外还有一部分药物进入胎儿循环，所以妊娠妇女在应用抗菌药物治疗感染疾病时的剂量应较非妊娠妇女为高。
药物对母体的影响：妊娠对肾脏的负担增加很重，因此，对妊娠妇女用药的剂量和给药期间应保持特别注意，如在妊娠毒血症有肾病变者，抗菌药物的血清半衰期将延长，血清中药物浓度显著增高。
四环素和强力霉素可致孕妇出现肝脏损害，甚至死亡，因此应避免给孕妇使用；孕妇口服无味红霉素的出现无症状的血清转氨酶升高的病例达9.9%，因此无味红霉素不应用于孕妇。同样，其他大环内酯类的抗生素酯化物也应避免孕妇使用。
生物因素的作用篇8
【关键词】生长素色氨酸单加氧酶植物基因工程
【abstract】inthispaper，thespeciesandbiosyntheticprocessofauxinareelaborated.inbacterium，tryptophanmonooxygenasecatalyzetherate-limitingstepofauxinbiosynthesis，anditscodinggeneshavebeenclonedandusedwidelyinplantgeneticengineering.theoverviewoftheiaamgenetransformationcanbeincreasedendogenousauxincontentwhichhassignificanteffectinimprovinggrowthanddevelopment，increasingcropyieldandalteringcropquality，serving？as？selectionmarker？gene，inducingparthenocarpy，participatinginthestressresistanceandotheraspects.atthelast，thepaperanalyzedtheapplicationandresearchdirectionoftheiaamgeneinplantgeneengineering.
【Keywords】auxin；tryptophanmonooxygenasegene（iaam）；plantgeneticengineering
生长素是调控植物生长发育最重要的植物激素之一。生长素在调节植物细胞分裂与伸长、向性运动、顶端优势、细胞衰老、花器官的形成、逆境应答等生长发育都具有十分重要的作用，它对植物的早期发育和形态建成均具有重要意义。色氨酸单加氧酶（iaam）是细菌中吲哚乙酰胺途径催化生长素生物合成的关键酶，也是最重要的限速酶。本文就生长素的合成、色氨酸单加氧酶基因（简称iaam基因）以及其在植物基因工程上应用进行了综述，旨在为探索生长素合成机理和生理作用机理及色氨酸单加氧酶基因在植物基因工程上应用奠定理论基础，同时也为通过基因工程手段调整植物激素水平进行作物遗传育种展示了广阔的应用前景。
1生长素素的生物合成与iaam基因
研究生长素合成的分子基础、生化机制以及合成限速酶，对界定生长素在植物发育中的功能、利用基因工程技术调整生长素在植物中的含量以及调节植物生长发育都具有重要作用。
1.1生长素的生物合成
生长素主要包括3-吲哚乙酸（iaa）、吲哚丁酸（iBa）、4-氯吲哚乙酸（4-Cl-iaa）和苯乙酸（paa）四种类型。iaa是天然植物生长素的主要活性成分，是最早发现的促进植物生长的激素，依据iaa合成过程的中的主要中间产物，把依赖色氨酸的生物合成过程划分为4个途径（图1）：吲哚乙腈途径、吲哚乙酰胺途径、吲哚丙酮酸途径和色胺途径。其中吲哚乙腈途径是植物生长素合成过程的次要途径，在植物的特殊发育阶段或特殊环境下启动，主要存在于十字花科、禾本科、芭蕉科等的一些植物中，最近在葫芦科、茄科、豆科和蔷薇科也发现腈水解酶活性，但在水稻、玉米、烟草中尚未发现该途径；吲哚乙酰胺途径仅存在于铜绿色假单胞菌、植物伴生菌和农杆菌等细菌中，能使寄生植物形态发生改变，本途径在植物中尚未发现。吲哚丙酮酸途径是高等植物合成iaa的主要途径，在巴西固氮螺和阴沟肠杆菌等根际固氮菌中也存在该途径；色胺途径常与吲哚丙酮酸途径同时进行，是大麦、燕麦、烟草、豌豆、拟南芥等植物iaa合成重要途径[1]。如图1所示。
1.2iaam基因
目前在生化和遗传上都研究比较透彻的iaa合成途径是吲哚乙酰胺途径，该途径最早发现于假单胞菌，后来在植物伴生菌中得到鉴定。在根癌农杆菌中（图1），iaam基因编码色氨酸单加氧酶，它催化色氨酸转变为iam，iaaH基因编码吲哚乙酰胺水解酶，催化iam生成iaa的反应，吲哚乙酰胺水解酶是生长素在细菌中生物合成重要限速酶[2]。在拟南芥和烟草中发现的吲哚乙酰胺水解酶与细菌的iaaH催化区域序列同源，都能催化吲哚乙酰胺（iam）合成iaa，然而，植物尚未发现iaam基因和色氨酸单加氧酶，因此植物中存在的该途径与细菌生物合成iaa过程相似但不相同[1]。
研究微生物中iaa合成途径的对开展植物体内iaa合成的研究具有重要启示作用。利用基因工程手段把iaam基因克隆并转化到植物中，观察转基因植物从分子水平到表型的变化，从而能为研究和调控植物中iaa的表达水平提供强有力的证据支持。
2iaam基因的应用
已有研究表明通过转化iaam基因可增加植物内源的生长素的含量，具有改善植物的生长发育状况，提高作物产量，改良作物品质，诱导单性结实，参与抗逆反应等作用。
2.1对生长发育的影响
生长素对植物形态发育与建成起着重要作用，利用农杆菌来源的iaam基因的遗传转化，有助于研究转基因植物中生长素水平变化对植物营养器官形态发育的影响。李朝霞[3]研究表明随着转iaam基因植株的iaa水平升高，保卫细胞的长度增加、栅栏组织细胞增大和叶片厚度增加、而气孔密度减小，叶片长度减少50%，单位面积叶片的细胞数减少，而体积增大，可能是由于过量生长素水平可能减少叶原基分生细胞的分裂次数，但能促进叶细胞生长和分化。荆风雪[4]将来源于棉花纤维细胞高效表达的e6基因启动子与iaam构建重组基因转化黄花蒿，结果表明转基因植株的腺毛密度与对照组相比提高了约21%，腺毛细胞大小约增加1.16倍。彭彦等[5]将拟南芥韧皮部特异启动子aSUS1基因启动子和iaam融合基因转入烟草，发现大多转基因烟草都出现生长异常的生长素过度表型且生长迟缓、叶片卷曲，较野生型烟草植株相比茎的横切面韧皮部细胞数量显著增加，排列更加紧密整齐，木质部分化较早，其根部则在韧皮部薄壁细胞处诱生大量根原基，茎段有大量不定根分化，在不定根上有大量侧根和根毛的分化。tVBavrina[6]和VValekseeva[7]研究也发现而转iaam基因植物中的iaa水平若过量增加，将会引起植株形态不正常，不定根增多，种子不萌发。
2.2提高作物产量，改良作物品质
生长素具有诱导光合产物向其含量高的部位运输的能力，是提高灌浆效率的重要调控因子，说明局部生长素合成对作物籽粒灌浆具有重要的生物学功能。在生产实践中，提高内源或外源生长素水平可有效增加结实率和座果率，增大果实和提高籽粒的重量以提高作物的产量和品质。
Zhang等[8]利用矮牵牛种子表皮特异启动子FBp7驱动iaam基因的表达既特异提高了棉花胚珠表皮生长素的含量，且对棉花生长发育和其他农艺性状也产生影响。实验结果表明转FBp7：iaam基因棉花的种子表皮纤维数量增加且衣分可以达到48%以上，提高了近15%，纤维细度也有明显改善，实现产品和品质性状同步提高。mezzettiB等[9]等将驱动胚珠及子房基因的特异表达的启动子DefH9与iaam融合基因导入蔷薇科的草莓和覆盆子，研究结果表明转基因植株花序的数量和每个花序的座果数量均增加，单个果实的重量和尺寸也增加，最终使转基因草莓和覆盆子的产量分别增加180%和100%，同时能使去雄的转基因草莓和覆盆子单性结实。文秀红[10]将种子特异启动子SSp与iaam融合基因转入油菜，转基因植株在形态上未表现出生长素含量过高的表现，植株的种子增大增多，增产达15.2%。研究者们利用iaa可使植物的茎伸长、木质化加剧的特点，发现转iaam基因的杨树或其他木材植物，节间伸长，叶面积增大，有强的顶端优势，高度和茎的直径均增加，增加了其作为木材的优良品质[11，12]。对转基因番茄、葡萄、草莓等果蔬的成分分析表明，果实颜色、可溶性固体、干物质总量、有机酸、总多酚等果实质量相关重要参数无明显差异。
2.3作为选择标记基因
iaam基因作为一个选择标记基因，其表达有利于促进不定芽的分化并导致转基因植株表型发生反常变化。因此，iaam基因可作为简单的表型标记筛选转化子，直观的指示转化是否成功。刘春明等将iaam和iaaH基因导入烟草细胞后，可以在没有2，4-D的情况下诱导体细胞胚的形成[13]。ZhengX[14]等将p35S（CamV35S启动子）-paGL5（胚珠特异启动子）-iaam、p35S-iaam、paGL5-iaam、pnoS（农杆菌胭脂碱合成酶基因启动子）-paGL5-iaam4个表达载体转化烟草，结合植株的表型变化和Rt-pCR检测iaam基因在根、茎、叶、花、果实中的表达水平，证明了CamV35S启动子具有将毗邻的组织或器官特异启动子覆盖的能力。alidaBallester[15]利用ipt（异戊烯基转移酶基因）联合iaam/H作为选择标记基因遗传转化柑橘和甜橙时，转化率分别达7.2%和6.7%。
2.4诱导单性结实
单性结实是人们获得无籽果实的有效途径之一，iaam基因的胚珠特异性表达提高果实中生长素浓度，刺激子房发育成果实，可创造遗传稳定的单性结实品种，为植物单性结实育种提供了新的基因和思路。Rotino等把DefH9与iaam融合基因导入茄子，提高iaa在胚珠、子房等组织的合成水平，获得100%的单性结实座果率，产品质量也得到了提高。pandolfini等将改良融合基因DefH9-Ri-iaam导入番茄，所结单性番茄果实无畸形果且品质较高。目前，iaam基因已被应用用于烟草、覆盆子、黄瓜、草莓等植物单性结实。
2.5抗逆作用
生长素在植物生根中起中心作用，很多诱发生根因子都是通过生长素起作用的。体外施加生长素可促进不定根和侧根的生长发育，且内源生长素含量升高的转基因或突变植株均表现出侧根增加，抗旱能力增强。转iaam基因的转基因烟草根系发达、含水量高、保水能力强、耐热性和抗旱性强。吴忠义研究表明外源iaam/atCKX3基因在玉米的根异性表达，促进了根系的生长发育，从而提高了玉米的抗旱性，且转基因株系在正常浇水条件下的生长发育没有受到抑制。该研宄说明促进根系的生长发育才是提高植物抗旱性的关键有效途径，为抗旱新种质材料创制提供了一个新的思路。
特定启动子调控下的iaam基因表达引起的单性结实，在不利于授粉的条件下也能保持产量的稳定，因而转iaam基因的单性结实作物本身就具有一定的抗逆能力。RotinoGL等实验结果表明转iaam基因的番茄在花期、座果期出现显著高温，仍然保持了相当高的产量，单果数增加。RotinoGL等获得的转基因茄子在寒冷的冬季也能正常坐果。
除此之外，赵丽红研究发现iaam和aCC脱氨基酶基因的协同表达可提高植物对重金属的吸收和组织中中金属的含量，还有研究发现把iaam基因转化根际微生物，iaam基因表达的产物能促进其寄生植物的抗旱性和抗病原菌能力。
3展望
近年来，随着分子生物学的迅猛发展，基因工程技术广泛地应用于植物的遗传与改良，大力推动了生长素和iaam基因在植物基因工程的研究与应用，但解析植物中生长素的合成代谢与器官发生发育过程的关系还需进一步探讨，对于转iaam基因的植株中生长素与其它激素相互作用机制以及激素对植物生长发育的作用还需进一步探究，大部分转iaam基因的研究还处于转化阶段，对转基因植物的生理方面还有待在细胞水平和分子水平进行深入研究。随着更多优良特异启动子的发现，利用iaam基因将培育出更多产量高和品质优的作物新品种。
参考文献：
[1]DiwD，ZhangCG，Luop，etal.thebiosynthesisofauxin：howmanypathstrulyleadtoiaa？[J].plantGrowthRegul，2015：1-11.
[2]SchroderG，waffenschmidtS，weilerew，etal.theregionoftiplasmidscodesforanenzymesynthesizingindole-3-aceicacid[J].eurJBiochem，1984，138：387-391.
[3]李朝霞，殷娴，江一希，等，转基因烟草中过量生长素对叶片生长发育的影响[J].2013，49（4）：369-373.
[4]荆风雪.iaam基因转化黄花蒿及其对腺毛发育的影响[D].湖南农业大学，2013.
[5]彭彦，王亚红，黄丽华，等.植物生长素合成酶iaam基因在烟草韧皮部的特异表达对其发育的影响[J].湖南农业大学学报，2012，38（1）32-35.
[6]BavrinatV，milyaevaeL，macháckovái，etal.effectofphytohormoneBiosynthesisGenes（iptandiaam+iaaH）ontheSexualReproductionoftransgenictobaccoplants[J].RussianJournalofplantphysiology，2002，49（4）：484-491.
[7]alekseevaVV，RukavtsovaeB，Bobreshovame，etal.productionandanalysisoftobaccotransgenicplantsexpressingtheagrobacterialGenefortryptophanmonooxygenase[J].RussianJournalofplantphysiology，2004，51（51）：541-546.
[8]Zhangm，ZhengX，SongS，etal.Spatiotemporalmanipulationofauxinbiosynthesisincottonovuleepidermalcellsenhancesfiberyieldandquality[J].natureBiotechnol，2011，29：453-458.
[9]mezzettiB，LandiL，pandolfinit，etal.thedefH9-iaamauxin-synthesizinggeneincreasesplantfecundityandfruitproductioninstrawberryandraspberry[J].BmcBiotechnology，2004，4（1）：1-10.
[10]文秀红.植物激素合成酶基因ipt，iaam及其双价基因转入甘蓝型油菜对其产量性状的影响[D].西南农业大学，2003.
[11]Hannelet，Laurencep，SharonR，etal.Cambial-Region-SpecificexpressionoftheagrobacteriumiaaGenesintransgenicaspenVisualizedbyaLinkeduidaaReporterGene[J].plantphysiol，2000，23（2）：531-542.
[12]SharonR，VronicaB，Hannelet，etal.accurateandhighresolutioninsituhybridizationanalysisofgeneexpressioninsecondarystemtissues[J].theplantJournal，1999，19（3）：363-369.
[13]刘春明，刘林德，姚敦义，等.ti质粒的基因1，2对胶烟草体细胞胚发生的诱导作用[J].实验生物学报，1990，23：1-9.
生物因素的作用篇9
植物胚胎的发育是指从受精卵（合子）发育成胚的过程，其中经历了合子的激活、细胞分裂与分化、胚胎极性的建立、植株各部位器官的发生等重要过程。植物体通过受精作用，精、卵细胞结合形成合子，合子继而进行分裂形成四分体胚、八分体胚、16个细胞的早期球形胚、早期心形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚。目前已经发现的参与合子激活和分裂的基因有5个，分别为控制合子胚发育启动的FaC1、控制早期胚胎发育的GRp23（该基因突变之后胚胎发育停滞在1～16细胞时期）、与合子不均等分裂有关的YoDa、参与合子第1次分裂中细胞板位置决定的RSH、在受精前的雌配子体一直到受精后心形期之前的胚胎中均有表达并且参与绒粘层和小孢子发育的atSeRK1。YoDa通过丝裂原活化蛋白激酶途径促进拟南芥合子的增长，促进基细胞发育为胚外胚柄［1］。合子胚发育启动后进行一系列的细胞分裂活动，完成了胚胎极性的建立和器官原基的形成。基因表达的特异产物蛋白质如Gnom，YDa，mpK3，mpK6和SSp在合子的分裂过程中也起到了很重要的作用。体细胞胚的发生（somaticembryogenesis）作为植物发育过程中的一个独特现象受到多数研究者的关注，它在内、外因子如细胞内胚性基因、外源激素的表达等共同作用下，植物体细胞向胚胎发生途径进行转变从而形成再生植株，强有力地证明了细胞全能性理论。高燕等人［2］从马尾松未成熟合子胚诱导出的胚性细胞团中，成功克隆了全长为2303bp的体胚发生受体激酶基因pm-SeRK1，发现该基因在继代培养的胚性愈伤和再生的子叶胚中表达量较高，通过构建的系统进化树分析发现，pmSeRK1与已知参与体胚发生的关键SeRK基因如mtSeRK1、CuSeRK1、atSeRK1和DcSeRK聚为一类，证实了其可作为愈伤组织的胚性标记基因。XiaHuang等［3］利用香蕉的雄花作为外植体获得体细胞胚，并从中分离得到maSeRK1基因，该基因编码一个由628个氨基酸组成的蛋白质，并且发现这个蛋白与拟南芥、玉米、胡萝卜、水稻等植物中发现的SeRKs具有82%的同源性，maSeRK1在非胚性愈伤组织里没有表达，而在胚性愈伤组织和胚性细胞悬浮液中的表达量却很高。augustaCueva等人［4］首次从兰花中分离出一个全长的兰花SeRK序列—Cyr-tochilumloxense（ClSeRK），并且观察到ClSeRK在球茎上形成的胚性愈伤组织特征开始出现的时期表达量很高。在后期当愈伤组织上的胚胎明显可见时，ClSeRK基因的表达量减少。除此之外体细胞胚胎发生过程还受其他因子的调控，如Ca2+作为第二信使的作用，2，4-D、aBa等激素作为信号分子对体胚发生的影响，环境因子如光照、碳源等的影响，nod因子和多肽激素的作用，体胚发生过程中mRna的发现，基因表达的特异产物蛋白质组学的研究等等。总之，对体细胞胚发生的分子机理的研究，将有助于揭示细胞如何分化以及完成完整的形态发生过程，从而能够有效地控制其发生过程，大大提高其在实际生产应用中的价值。
2植物器官的发育
顶端分生组织包括茎端分生组织和根端分生组织，通过调节细胞增殖和分化的进程，使细胞按特定的方式不断分裂和分化，一方面维持其自身作为顶端分生组织，另一方面形成植物的各种器官及发育成特定的形态。茎端分生组织由营养生长的茎端逐渐向生殖生长的茎端过渡，营养生长的茎端分化出新叶原基、芽原基。根端分生组织与根的形态发生也有一系列的研究报道。植物花器官发育的研究一直是植物个体发育的研究热点，e.Coen和e.meyerowitz于1991年提出花发育的aBC模型，随着研究的不断深入，最终丰富为现在的aBCDe模型。杨光等［5］分离并克隆了VvaG、Vvap3、VvFLC、VvFUL、VvFt、Vvap2、VvSoC1等7个葡萄品种‘香悦’花发育相关基因的oRF序列，发现这7个基因与葡萄的花与果实以及营养器官的发育都存在一定的相关性。花药发育和花粉形成是植物完成世代交替的重要环节，研究植物花药发育和花粉形成的分子机理，不仅可以提高人们对植物基本生命现象的认识，而且对于丰富杂交育种理论，提高农业产量具有重要意义。HuiLi等［6］揭示了控制水稻花药外表面结构(角质)和花粉外壁形成的关键基因CYp704B2，并提出植物花药表面角质层和花粉外壁的孢粉素成分的合成可能存在共同的生化途径。
3激素调控植物性别分化
植物性别的差异是通过花器官中雄蕊和雌蕊的发生表现出来的。在一些信号物质的诱导下，原始的两性花原基中的雄蕊或雌蕊发生选择性败育，使得植物界中分化出许多种类的育性。控制植物性别分化的因素有很多，大量的研究表明植物激素可能作为植物性别分化的诱导信号之一参与调控花的性别分化进程，研究者从分子水平进行了相关基因的克隆和鉴定工作，目前已经在许多的植物种类中获得了调控性别表达的不同基因的突变体。生长素在器官的建成和细胞分化的过程中起到非常重要的作用，它的合成、转运和信号转导过程受到干扰会导致雌蕊产生缺陷。在拟南芥的生长素合成缺失突变体yuc2yuc6中雄蕊的发育被阻止表明其对雌蕊发育具有深刻影响。有研究表明，生长素的极性运输受到抑制，雌蕊顶端部分的花柱和柱头以及基部的雌蕊柱增长，子房却发生皱缩。在拟南芥花发育的过程中花药是高浓度自由生长素的主要分布位点，并抑制邻近向顶或向基花器官的发育。iaa还可以促进花粉管向胚珠方向的伸展。受精过后发育的胚和种子表现出生长素浓度上升，从而建立起轴向极性。在花芽的发育过程中生长素的这种发展模式表明，幼嫩器官产生的高浓度自由生长素可以抑制或者延迟茎尖器官原基的发生和发育。细胞分裂素是另一种影响植物性别分化的激素。一般认为CtK促进雌性的表达。拟南芥（arabidopsisthaliana）花器官发育的调控基因之一SUpeRman（SUp）编码一种C2H2型具有锌指结构的蛋白质，SUp能抑制B功能基因（apetaLa3和piStiLLata）在雌蕊中的表达，在拟南芥第3轮和第4轮花器官边界的建立和胚珠发育中有较重要的作用。Candidanibau等人［7］对SUp的作用机理研究后发现对于第3/4轮花器官边界的形成，可能是通过调控花器官的细胞增殖来完成的。适中水平的SUp蛋白可以刺激细胞的生长和增殖，而高水平的SUp蛋白则产生抑制作用。同时发现细胞分裂素抑制了雄蕊的发育，促进心皮组织器官的分化，表明SUp可能通过作用于细胞分裂素的信号转导途径来控制花雌性或雄性的发育。除此之外，细胞分裂素还参与调控芽顶端分生组织的大小和活力，还有研究表明细胞分裂素可以调控花器官的大小。与生长素和细胞分裂素相比较，赤霉素则有利于雄性性别的表达，但这种激素对性别表达的调控作用因其浓度不同或作用植株种类不同其效果也不同。有研究用化学药剂对蓖麻进行喷施处理后发现100mg/LGa3表现出雌花率上升，有利于蓖麻雌花的形成，而250mg/LGa3表现为雌花率降低，则有利于雄花的分化。麻风树属于雌、雄同株植物，观察发现同一花序上雄花的数目要多于雌花的数目，因此其果实产量较低。Vijaymak-wana等人［8］选择15个月大的麻风树作为实验材料，用外源的Ga在叶芽初始时期进行喷施处理，结果发现浓度为10mg/L和100mg/L的Ga可以增加雌花的数目，果实的数目与赤霉素的浓度成正比例关系，但是1000mg/L的Ga虽然能使雌花数目增多却发现果实的数目减少。文冠果属于雄性、两性同株植物,小花主要有2种形态：一种为单性雄花（不孕花），表现为雄蕊发育正常,雌蕊早期萎缩退化，位于雄蕊内侧基部。另一种为两性花（孕花），雌蕊的柱头、花柱和子房发育正常，雄蕊为短花丝且花药不能正常开裂，因此不育。作为国家重点开发的能源树种，周燕等人［9］研究了文冠果雌蕊选择性败育的问题，发现雄花的雌蕊败育发生在大孢子母细胞减数分裂的双线期，并且利用GC/mS法测量了文冠果雄花和两性花雌蕊组织在4个发育阶段中内源激素Ga3和aBa的含量，数据显示Ga3的含量在两性花发育的整个时期变化不大，但在雄花败育中期达到一个最高峰，aBa含量在此4个时期的雄花雌蕊中呈明显的直线下降趋势，但是在两性花雌蕊中败育前期下降水平有所缓和，即2种花相比较而言，aBa含量在败育前期和败育期两性花均高于雄花，而Ga3含量雄花远远高于两性花。结果表明Ga3和aBa2种激素在调控文冠果花的性别分化上起着重要的作用。乙烯在植物的性别决定过程中也起着非常重要的作用，大量的结果表明乙烯与雌性性别的分化有关。Dong-Huiwang等人［10］提出了乙烯通过黄瓜雌花的原始花药中器官特异诱导的Dna损伤促进雌花发育的一种假设，在后续试验中利用黄瓜的原生质体证明了乙烯通过信号转导途径诱导Dna损伤，并利用乙烯信号转导途径中有代表性的组成基因作为探针，发现了一种乙烯的受体CsetR1，伴随着节点的增加从时空上抑制了黄瓜雌花第6阶段的雄蕊发育。在西瓜中雄性与两性同株这种性别表现形式是由andromonoecious（a）基因座的同源等位基因控制的，通过对a基因的克隆揭示了引发这种情况是由乙烯合成酶中的一个保守突变所致。DuanQ.H.等人［11］用黄瓜乙烯合成基因CsaCo2的过表达获得拟南芥的转基因植株，并由具有器官特异性的启动子ap3驱动表达，发现CsaCo2很大程度上影响雄蕊而不是心皮的发育，这与黄瓜雌花中的情况相似，表明乙烯合成量的增加直接干扰雄蕊的发育，并且发现在所有的花器官中雄蕊对内源激素乙烯的敏感度最大。乙烯在黄瓜花的性别分化中起着重要的作用，有研究发现CS-aCS2的mRna在两性时期便开始在雌蕊原基下积聚，但在雌蕊原基形成之前并没有发现。在黄瓜雌株中，CS-aCS2的mRna在两性时期和后期的发育阶段的所有花芽中均有发现，但在雌、雄同株的黄瓜中，仅在一些节点处的花芽含有CS-aCS2mRna，其他的花芽则不含有。这些结果表明CS-aCS2调控花芽中乙烯的生物合成与雌花的分化和发育有关。除了与雌性性别分化有关外，乙烯还参与植物体生命活动的许多过程，如种子的萌发、根的形成、花的发育、果实的成熟、植株的衰老以及调控植物对生物和非生物胁迫的响应等。有关aBa对植物性别分化影响的证据较少，有的人认为aBa可能通过调控植物由营养生长向生殖生长转变以及植物受精过程中起重要作用的脯氨酸的含量来影响性别分化。目前，激素调节高等植物性别分化的研究工作多数停留在研究激素的作用效果方面，而对于激素控制性别分化的分子基础了解得还不够深入。高等植物雌、雄生殖器官的发育是不同发育阶段特定基因表达的结果，外源激素之所以能逆转性别也可能与特定基因表达的改变有关。因此，进一步分析不同植物雌、雄花发育过程中核酸和蛋白质的变化，以查明激素与这些生物大分子之间的相互关系，分离和鉴定雌、雄特异表达的基因，从分子水平上研究高等植物雌、雄花的时空表达过程，对揭示高等植物性别表达的激素调控机理是非常重要的。
4衰老与死亡衰老
衰老现象的产生是由于植物体内源激素的变化、基因调控植株对外界生物与非生物胁迫的响应、细胞程序性死亡（pCD）过程的启动等植株内部发育与外部环境变化相互影响，共同作用的结果。关于植物叶片衰老机理的研究较多，通过分子生物学手段在衰老的叶片中已经分离出许多与衰老相关的基因并获得大量的衰老突变体，揭示了叶片衰老调控因子的本质和调控机理。衰老相关基因（senescenceasso－ciatedgenes，SaGs）常被用作叶片衰老的标记基因，分为3类，包括衰老下调基因（senescencedownregulatedgene，SDG）、衰老特异基因（senescencespecificgene，Ⅰ型SaG）和衰老相关基因（senes－cenceassociatedgene，Ⅱ型SaG），外源激素的应用可以诱导SaG的表达，XuelianZhang等人［12］用乙烯和6-Ba处理卷心菜，研究叶片衰老和叶绿素降解与黑暗中衰老基因的表达和活性的相互关系，发现乙烯会促进叶片的衰老而6-Ba则延缓叶片衰老。拟南芥ore9突变体叶片表现出多种衰老特征的推迟出现，叶片的寿命有所延长，在由aBa、etH、meJa诱导的叶片衰老过程中oRe9起着重要的作用，研究还发现oRe9可能作为SCF复合体的一个F-box蛋白在叶片的衰老中起作用。叶片的衰老并不是一种被动的过程，机体的细胞结构、代谢以及基因调控有序的进行，细胞程序性死亡是生物体生长发育过程中相关基因调控下主动有序发生死亡的现象，因此植株的衰老与死亡与pCD反应有一定的内在联系。
5micRna对植物发育的调控作用
生物因素的作用篇10
[关键词]表皮葡萄球菌；鱼腥草素钠；红霉素；群体感应；luxS；agr/RnaⅢ；生物被膜
[abstract]Quorumsensingofbacteriaanditsspecificgeneexpressionregulationhaveaveryimportantroleinbacterialbiofilmformation.LuxSandagrarethekeyregulatorygenesinquorumsensingofStaphylococcusepidermidis，andRnaⅢistheeffectormoleculeofagrsystem.inordertoevaluatetheeffectsofsodiumhouttuyfonateincombinationwitherythromycinonthetranscriptionlevelofS.epidermidis，serialdilutionmethodwasusedtodeterminethemiCofsodiumhouttuyfonate，erythromycinandvancomycinonS.epidermidis，andfluorescentquantitativepCRmethodwasusedtodetectthetranscriptionlevelsofluxS，agr/RnaⅢindifferenttimeperiodsaftertreatmentonS.epidermidisbysodiumhouttuyfonateincombinationwitherythromycin，vancomycin，anderythromycinalone.ourresultsshowedthatintreatmentby1/2miC，1/4miCsodiumhouttuyfonate，1/2miCsodiumhouttuyfonate+1/2miCerythromycin，1/4miCsodiumhouttuyfonate+1/4miCerythromycin，and1/8miCsodiumhouttuyfonate+1/8miCerythromycinforatCC35984，theycouldrapidlyup-regulatetheexpressionofluxSofS.epidermidisfromthebeginningascomparedwithnegativecontrol，withsignificantdifferences（p
[Keywords]Staphylococusepidermidis；sodiumhouttuyfonate；erythromycin；quorumsensing；luxS；agr/RnaⅢ；biofilm
以表皮葡萄球菌Staphylococusepidermidis（Se）为代表的凝固酶阴性的葡萄球菌是临床导致以生物材料为中心感染的主要致病菌之一，在假体植入、手术缝合部位、心脏瓣膜置换、留置导管、静脉中心导管等医源性感染灶中检出率较高。表皮葡萄球菌能否形成生物被膜（biofilm），是目前用来评价其是否具有致病性的最重要的指标[1]。细菌生物被膜是指细菌黏附于惰性或活性实体表面，被自身分泌的胞外黏质物所包裹，具有高度组织化的多细胞细菌群体结构[2]。在难治性感染病灶中，几乎都存在细菌生物被膜感染源。生物被膜结构受诸多因素影响，有很复杂的调节机制，如基因调控、生长的环境条件等。
群体感应（quorumsensing，QS）是指细菌通过自身产生的自诱导因子，去感知周围同类细菌的密度或多寡并调控基因表达的系统[3]。自Davies等发现[4]细菌的QS及特异基因表达调控在细菌生物被膜形成中有着十分重要的作用以来，干扰QS系统已成为研究新型抗菌药的新方向，在新的抗感染治疗发展中，是一种有吸引力的靶位点。葡萄球菌具有特和完善的QS系统，Xu等[5]通过构建和分析表皮葡萄球菌luxS突变株，证实了luxS（luciferase，荧光素酶）通过ai-2（autoinducer-2，自诱导物-2）的细胞间信号转导，下调ica操纵子，影响pia（polysaccharideintercellularadhesion，多糖胞间黏附素）的产生，因而抑制了表皮葡萄球菌生物被膜的形成；agr（accessorygeneregulator，附属基因调节子）亦是表皮葡萄球菌QS调控中的关键基因[6]，RnaⅢ是agr系统的效应器分子。
由于在感染灶的细菌一旦形成生物被膜，不仅引发难以治疗的感染，还易产生多重耐药。因此，如何有效治疗由生物被膜引起的相关感染，已成为临床抗感染研究的重要课题。从中国传统中药中寻求有效抗生物被膜菌的相关药物，研究中西药联用，以达到药物减量增效、降低毒副作用等措施，目前被认为都是可行的途径。
作者以往的研究[7]已证实，亚抑菌浓度的鱼腥草素钠及其与红霉素联用对表皮葡萄球菌生物被膜形成有显著影响，对表皮葡萄球菌黏附和代谢均有抑制作用，因而选择鱼腥草素钠及其与红霉素联用，在不同时间段观察药物对悬浮状态下的产膜表皮葡萄球菌luxS，agr/RnaⅢ转录水平的影响，以期从分子水平评估鱼腥草素钠及其与红霉素联用抗表皮葡萄球菌感染的效果，为中药及中西药联用治疗表皮葡萄球菌引起的相关感染，提供研究依据和实践参考。
1材料
1.1菌株与培养基
atCC35984（表皮葡萄球菌产膜标准菌株，复旦大学上海医学院瞿涤教授馈赠）；tSB培养基（胰蛋白胨大豆肉汤培养基，杭州微生物试剂有限公司）；mH液体培养基（杭州微生物试剂有限公司）。
1.2药品与试剂
万古霉素标准品、鱼腥草素钠标准品、红霉素标准品（中国食品药品检定研究院）；二甲基亚砜（天津市光复精细化工研究所）；SYBRGreenⅠRt-pCR试剂盒（宝生物工程有限公司）；SYBRpremixextaqⅡ（tliRnaseHplus）（宝生物工程有限公司）；其余所用试剂均为国产分析纯。
1.3仪器
紫外-可见分光光度计（上海龙尼科仪器有限公司）；pCR仪（eppendorf）；凝胶成像系统tanon-1600（tanon）；核酸电泳系统（Bio-Rad）；高速冷冻离心机（日立公司）；qRt-pCR仪（QuantStudiotm6Flex美国赛默飞世尔）：恒温摇床（上海智城分析仪器制造有限公司）。
1.4引物合成
根据nCBi中atCC35984gryB和luxS，agr，RnaⅢ的序列设计、合成的扩增引物序列见表1。
2方法
2.1鱼腥草素钠、万古霉素、红霉素对产膜表皮葡萄球菌miC的测定
用mH液体培养基，以连续稀释法使每支试管2mL培养基中药物的终浓度分别为128，64，32，16，8，4，2，1，0.5，0.25mg・L-1，向各试管中加入200μL0.5mc菌液；另设空白对照（不含药物和菌液的培养基），阴性对照（只含有菌液而不添加药物的培养基），每组设置2个平行。37℃条件下恒温培养24h，分光光度计法测a600，与空白对照比较得药物的miC。
2.2药物对悬浮状态下产膜表皮葡萄球菌的作用
2.2.1菌细胞制备取2mL0.5mc菌液，按1%的接种量接种于200mLtSB液体培养基中，于37℃，150r・min-1条件下培养；分光光度计测a600达到1.6时，8000r・min-1，4℃离心30min，弃上清；分别用新鲜的tSB培养基200mL重悬细胞。
2.2.2药物处理不添加药物（阴性对照），miC万古霉素（阳性药对照），1/2miC万古霉素（阳性药对照），miC红霉素，1/2miC红霉素，1/4miC红霉素，miC鱼腥草素钠，1/2miC鱼腥草素钠，1/4miC鱼腥草素钠，1/2miC鱼腥草素钠+1/2miC红霉素，1/4miC鱼腥草素钠+1/4miC红霉素，1/8miC鱼腥草素钠+1/8miC红霉素。
2.2.3药物处理后菌细胞的保存阴性对照及加入药物的各组菌液，继续于37℃，150r・min-1培养；在1，6，12，24，48h分别取样10mL于10mLep管（DepC水处理并灭菌）中，12000r・min-1，4℃离心8min，弃上清，-70℃保存备用。
2.3表皮葡萄球菌Rna抽提
取冻存于-70℃的菌体，加液氮研磨菌体至粉末状；加入350μL裂解液RL，涡旋振荡30s，12000r・min-1，4℃离心5min；取上清加入250μL无水乙醇，转入吸附柱CR3中（吸附柱放在收集管中），12000r・min-1，4℃离心1min；向吸附柱CR3中加入350μL去蛋白液Rw1，12000r・min-1，4℃离心1min，弃废液；再向吸附柱CR3中央加入80μLDnaseⅠ工作液，放置10min；加入350μL去蛋白液Rw1，12000r・min-1，4℃离心1min；加入500μL漂洗液Rw，放置2min，12000r・min-1，4℃离心1min（重复该步骤1次），弃废液。吸附柱放置5min，彻底晾干吸附柱材料中残余的漂洗液；将吸附柱CR3转入一个新的Rnase-Free离心管中，向吸附膜中央悬空滴加40μLRnase-FreeddH2o，放置2min，12000r・min-1，4℃离心2min，得到Rna溶液。-70℃保存备用。
2.4目的基因表达的测定
采用荧光定量pCR检测产膜表皮葡萄球菌atCC35984的luxS，agr，RnaⅢ转录水平。
2.4.1将Rna逆转录为Dna去除基因组Dna反应：按SYBRGreenⅠRt-pCR试剂盒说明书操作。反应体系均为10μL，包括：5×gDnaeraser缓冲液2μL，gDnaeraser1μL，totalRna小于1μg，剩余用RnaseFreedH2o补至10μL。反应条件为42℃反应2min。
逆转录反应：逆转录反应体系均为20μL，包括：上一步骤的反应液10μL，primeScriptRtenzymemixⅠ1μL，Rtprimermix4μL，5×primeScriptbuffer2（forRealtime）4μL，RnaseFreedH2o1μL。反应条件为37℃反应15min，85℃反应5s。反应产物均为cDna。
2.4.2荧光定量pCR检测表皮葡萄球菌atCC35984菌株luxS，agr，RnaⅢ转录水平分别用反转录获得的cDna作为模板，进行荧光定量pCR以检测内参基因gryB和目的基因luxS，agr，RnaⅢ的转录水平。每样本做3复孔，同时设置阴性对照。按照SYBRpremixextaqⅡ（tliRnaseHplus）试剂盒说明书操作，引物参照表1并配制成10μmol・L-1。反应体系为20μL，包括：SYBRpremixextaqⅡ（tliRnaseHplus）（2×）10μL，10μmol・L-1引物（正向、反向）各0.8μL，RoXReferenceDyeⅡ（50×）0.4μL，Rt反应液（cDna溶液）2μL，dH2o（灭菌蒸馏水）6μL。实时荧光定量pCR扩增仪QuantStudiotm6Flex进行检测。扩增条件：95℃预变性30s；95℃变性5s，60℃退火34s，共40循环，60℃收集荧光信号。最后做融解曲线分析，确定反应产物的单一性。
2.5数据分析
2.5.1qRt-pCR结果计算自动调节基线（baseline）至适宜处，各扩增曲线与阈值线的交叉点对应的横坐标即为Ct值，根据标准曲线上浓度与Ct值的对应关系，可求出各待测标本的初始浓度。以gryB作内参基因，luxS/gryB，agr/gryB，RnaⅢ/gryB作为衡量luxS，agr，RnaⅢ转录水平的指标。
2.5.2统计学分析将设置的每个时间段未经药物处理的atCC35984luxS，agr，RnaⅢ的表达量作为“1”，计算出相对量，再用SpSS10.0统计软件进行单因素方差分析，两样本之间进行t检验，数据以±s表示，p
3结果
3.1鱼腥草素钠、红霉素、万古霉素对产膜表皮葡萄球菌miC的结果
鱼腥草素钠对atCC35984miC为64mg・L-1，万古霉素对atCC35984miC为8mg・L-1，红霉素对atCC35984miC为8mg・L-1。
3.2药物干预后目的基因表达的结果
3.2.1药物对luxS表达的影响1/2miC，1/4miC鱼腥草素钠，1/2miC鱼腥草素钠+1/2miC红霉素，1/4miC鱼腥草素钠+1/4miC红霉素，1/8miC鱼腥草素钠+1/8miC红霉素等在作用于atCC35984伊始，就可迅速上调luxS的表达，与阴性对照相比，存在显著差异（p
3.2.2药物对agr表达的影响miC，1/2miC的鱼腥草素钠在作用的各时间段对agr表达均有显著下调作用（p
3.2.3药物对RnaⅢ表达的影响miC的鱼腥草素钠在作用的各时间段对RnaⅢ表达亦有显著下调作用（p
4讨论
表皮葡萄球菌生物被膜的形成是个动态过程。首先是由菌体表面疏水性蛋白或多糖黏附素对生物材料的初始附着，形成细菌群落；随后细菌相互聚集，形成生物被膜[8]。其中，pia是细菌生物被膜形成的聚集阶段所必需的物质[9]。ica基因座编码pia，由icaa，icaD，icaB，icaC4种基因组成，形成操纵子icaaDBC；其中，icaa在pia的形成中起决定作用。
luxS在多种革兰阳性菌和革兰阴性菌中均高度保守，这些微生物能够产生类似的ai-2信号分子，因此ai-2分子被认为是各种细菌进行中间交流的通用语言，luxS为ai-2形成的标志基因。Xu等[5]通过构建和分析luxS突变株，研究了表皮葡萄球菌中的luxS/ai-2感应系统的活性；模型证实luxS通过ai-2的细胞间信号转导下调ica操纵子，因而影响了pia的产生，减少了细菌间黏附聚集，抑制生物被膜的形成，并减弱了它在动物体内的致病力。
生物被膜并不是细菌经常性的生活方式，生物被膜成熟后，膜内的细菌还会从膜内分散出来形成新的感染灶。细菌从生物被膜上的分离，是导致疾病扩散的生理基础之一。目前已知的与细菌分散有关的因素包括：QS系统、表面活性剂、基质降解酶等；在葡萄球菌中，分散的机制是通过agr系统来调控的。葡萄球菌的致病能力和所致感染的严重程度还与其产生的毒素有关。葡萄球菌的agr亦是最重要的毒力因子调节系统，负责对毒力因子生长阶段进行依赖性调节[10]；RnaⅢ是agr系统的效应器分子。RnaⅢ可编码δ-毒素，δ-毒素具有去垢剂样作用，可以帮助生物被膜形成输水及营养通道，并可使生物被膜基质降解，有助于生物被膜中的细菌脱离等[11]；也有学者研究表明，RnaⅢ还可以上调细胞外毒性因子的产生和下调细胞壁表面相关蛋白的转录，促进外毒素的产生[12]。
针对生物被膜形成过程的治疗方法包括阻止细菌起始黏附及细菌间相互黏附；阻断QS机制所需的生物被膜组件基因的表达；抑制组成生物被膜基质多聚糖和胞外蛋白的生物合成；降解生物被膜基质所需酶类等[13]。目前，临床抗葡萄球菌感染常使用的抗生素以红霉素、环丙沙星为代表，但临床耐药性的问题还很突出；万古霉素作为抗葡萄球菌有效的药物，但临床对其中度耐药的表皮葡萄球菌也逐渐增多[14]。因此，寻求有效抗生物被膜菌的药物，研究中西药联用以达到药物减量增效、降低毒副作用等措施，已日益得到人们的重视。
鱼腥草，性寒味辛，具有清热解毒、行水消肿、祛瘀生新之功效，入肝肺二经。体外试验已证明，鱼腥草煎剂对多种革兰阳性菌、革兰阴性菌均有不同程度的抑制作用。鱼腥草中抗致病微生物的主要成分是挥发油，挥发油中主要为癸酰乙醛。癸酰乙醛已能人工合成，被称为鱼腥草素，但该种物质性质不稳定，而其亚硫酸氢钠加成物（鱼腥草素钠），则性质稳定而又保留其抗菌活性。
基于以往的研究[7]，发现包括亚抑菌浓度在内的鱼腥草素钠及与红霉素联用，对atCC35984的初始黏附及在生物被膜内的代谢均有明显的抑制作用，并干预了生物被膜的形成。本实验在不同时间段（时间段的设置主要参考表皮葡萄球菌生物被膜形成的一般规律[15]；0～4h完成初始黏附，6h黏附的细菌开始相互聚集，24h生物被膜基本成熟，30～48h部分生物被膜开始崩解），观察各药物对悬浮状态下的产膜表皮葡萄球菌luxS，agr，RnaⅢ的转录水平的影响；结果显示鱼腥草素钠及其与红霉素联用可以迅速上调luxS的表达，效果并不弱于万古霉素、红霉素等抗生素，从药物作用的持久性来看，鱼腥草素c的效果甚至优于抗生素，提示鱼腥草素钠及与红霉素联用可调控luxS，因此具有抑制表皮葡萄球菌生物被膜的形成，并减弱其致病力的可能。鱼腥草素钠与红霉素联用在作用初期对luxS的上调作用尤为明显，但作用持续时间较短，具体原因尚不清楚。
鱼腥草素钠在miC，1/2miC浓度时，对agr表达均有显著下调作用（图2）；1/2miC鱼腥草素钠与1/2miC红霉素联用、1/4miC鱼腥草素钠与1/4miC红霉素联用，在作用6，12，24h等时间段，对agr表达的下调作用也很显著。同样，也发现鱼腥草素钠在miC浓度时，对RnaⅢ表达亦有显著下调作用；1/2miC鱼腥草素钠与1/2miC红霉素联用对RnaⅢ表达的下调效果也很显著；提示鱼腥草素钠及与红霉素联用，在特定浓度下，可显著下调agr，RnaⅢ的表达；因此，就具有抑制表皮葡萄球菌生物被膜内营养和输水通道的形成、阻止生物被膜基质降解和生物被膜内细菌脱离分散、并抑制细菌外毒素形成等作用的可能。
luxS，agr均是表皮葡萄球菌QS系统的关键基因；由于细菌的QS系统是调控非细菌生存所必须的基因，以其作为药物靶标不会对细菌生存产生较大压力，因此不易使细菌产生耐药性[16]，从而对筛选抗表皮葡萄球菌药物靶标有着重要指导意义。RnaⅢ分子是调控葡萄球菌毒力表达的关键分子，通过体外实验研究已证实[17-18]，RnaⅢ抑制肽可以有效抑制金黄色葡萄球菌肠毒素和溶血素的产生，可以抑制表皮葡萄球菌对关节假体材料表面的黏附。本研究亦证实了特定浓度的鱼腥草素钠及与红霉素联用对luxS的上调和对agr，RnaⅢ的下调作用，为评估鱼腥草素钠及与红霉素联用成为抗表皮葡萄球菌生物被膜感染药物，提供新思路及实践依据，也可为临床用药提供参考。但细菌的QS系统毕竟是很复杂的调控系统，许多机制尚未被完全了解，并且作者发现药物在对luxS，agr，RnaⅢ等调控随药物浓度的变化而改变，其规律需在以后实验中进一步探究。另外，本实验是以强产膜标准株atCC35984为实验对象，今后还应扩大对临床株样本的实验，以使结果更加客观、可信。
[参考文献]
[1]QinZ，YangX，YangL，etal.Formationandprepertiesofinvitrobiofilmsofica-negativeStaphylococusepidermidisclinicalisolates[J].Jmedmicrobiol，2007，56（1）：83.
[2]nobileCJ，mitchellap.microbialbiofilms：epluribusunum[J].CurrBiol，2007，17（10）：R349.
[3]刘琳，谭小娟，贾爱群.细菌群体感应与细菌生物被膜形成之间的关系[J].微生物学报，2012，52（3）：271.
[4]DaviesDG，parsekmR，pearsonJp，etal.theinvolvementofcell-to-cellsignalsinthedevelopmentofabacterialbiofilm[J].Science，1998，280（5361）：295.
[5]XuL，LiH，VuongC，etal.RoleoftheluxSquorum-sensingsysteminbiofilmformationandvirulenceofStaphylococcusepidermidis[J].infectimmunol，2006，74（1）：488.
[6]LiJ，wangw，XuSX，etal.Lactobacillusreuteri-producedcyclicdipeptidesquenchagr-mediatedexpressionoftoxicshocksyndrometoxin-1instaphylococci[J].procnatlacadSciUSa，2011，108（8）：3360.
[7]官妍，李春，石晶金，等.亚抑菌浓度鱼腥草素钠及与红霉素联合对表皮葡萄球菌生物被膜的作用[J].中国中药杂志，2013，38（5）：731.
[8]QinZ，QuY，YangL，etal.RoleofautolysinmediatedDnareleaseinbiofilmformationofStaphylococcusepidermidis[J].microbiology，2007，153（pt7）：2083.
[9]JengwY，Kotp，LiuCi，etal.CrystalstructureoficaR，arepressorofthetetRfamilyimplicatedinbiofilmformationinStaphylococcusepidermidis[J].nucleicacids，2008，36（5）：1567.
[10]VuongC，GerkeC，SomeroilleGa，etal.Quorum-sensingcontrolofbiofilmfactorsinStaphylococcusepidermidis[J].JinfectDis，2003，188（5）：706.
[11]KiranmD，akiyoshiDe，Giacomettia，etal.opuC-anaBCtransporterthatisassociatedwithstaphylococcusaureuspathogenesis[J].intJartiforgans，2009，32（9）：600.
[12]tsompanidoue，SibbaldmJ，Chlebowiczma，etal.Requirementoftheagrlocusforcolonyspreadingofstaphylococcusaureus[J].JBacteriol，2011，193（5）：1267.
[13]Benghezalm.inhibitorsofbacterialvirulenceidentifiedinasurrogatehostmodel[J].Cellmicrobio，2007，9（5）：1336.
[14]ottom.molecularbasisofStaphylococusepidermidisinfections[J].Seminimmunopathol，2012，34（2）：201.
[15]叶联华，黄云超，杨达宽，等.聚氯乙烯材料表面细菌生物膜结构观察[J].生物医学工程与临床，2007，11（4）：251.
[16]Vendevillea，winzerK，HeurlierK，etal.making‘sense’ofmetabolism：autoinducer-2，LuxSandpathogenicbacteria[J].natRevmicrobiol，2005，3：383.