第七届全国激光生物学学术会议记要
一、 会议概况
由中国遗传学会召开的“第七届全国激光生物学学术会议暨《激光生物学报》第四届编委会议”于2000年11月26-28在海口市举行。参加会议的代表来自安徽、北京、广西、内蒙古、陕西、福建、浙江、湖南、湖北、山东、上海、浙江、黑龙江等省、市、自治区的代表42人。陈芳远教授在开幕词中简单回顾了我国激光生物学科的形成和发展,以及在科学研究、工农业生产上取得的成绩之后,会议就激光微束在外源基因导入和细胞融合的应用研究,激光捕捉和悬浮生物微粒,动物、植物、微生物的激光遗传育种和生物学效应,激光医学,光子生物学,光与生物组织的相互作用等内容进行了报告和讨论。Jobin Yvon和Leica公司的代表也到会展示了产品。
二、研究工作的进展
随着科学技术的进步和信息交流手段的提高,由提交会议报告的内容来看,所从事的研究取的了一些新的进展和有所突破。
(一)、基因转移、细胞融合及光学微操作技术:
中国科学院遗传研究所王兰岚等从1990年开始,利用激光微束将外源基因导入细胞或植物组织,已获得多种植物的转基因植株,其中包括棉花,油菜,小麦,苹果等。1988年开始进行了植物染色体的切割,对玉米,蚕豆,大麦,小麦等微克隆的研究,获的了新的进展。利用激光微束穿刺法将杀虫蛋白基因导入油菜,推动了该研究的进展。
安徽农业大学陈备久和陈震古等对对生玉米的对生基因位点进行分子表记定位等分之机制研究,利用所获得的分子标记辅助大田进行对生玉米的转基因育种,获得多个优良的杂交组合和一大批含有对生血缘的玉米中间材料。首次在国内采用交变脉冲电泳法将抗虫、抗除草剂基因导入对生玉米种胚,获得了含Bt和Bar基因的对生玉米转基因植株。此外,特种玉米的产业化研究也取得了较大进展,产生了一定的经济效益和社会效益。
光学微操作与微加工系统是中国科技大学李银妹及楼立人等从90年代起开拓研究出我国第一台光镊的基础上发展起来的对微小离子以及对微小封闭系统进行操作成为可能,其研究有重要的科学意义和实用价值,该成果在同类系统中达到国内领先、国际先进水平。
(二)激光与光在粮食作物、动物
四川农业大学张显志等在激光用于农作物的研究中,应用“激光幅照与远缘杂交相对合”的方法对油菜、小麦进行了研究。育成优质、高产小麦品种“白粒四号”,分枝小黑表资源材料。育成了番茄新品种“星光”、选育出花生根瘤菌“天府2号”。
四川农业大学陈昌钧等利用激光在动物医学,鱼类非特异免疫,动物生产和疾病防治的应用中产生了较大的社会效益。
湖南原子能农业应用研究所万贤国等围绕水稻激光育种工作,对水稻的激光诱变机理的研究方面进行了研究,特别是在不同波长激光诱变频率方面作了一些有益的探索,并先后育成了湘早籼21号等水稻新品种。湘早籼21号具有早熟、高产、抗病等特点,蛋白质含量高达13.26%(一般为7-10%),适合粮饲兼用,现已累计推广600多万亩,经济效益近3亿元。
安徽农业大学刘学华等用激光诱变育成的“安激一号”、 “安激二号”大豆品种和AC10菜用大青豆品种,产量高、品质好、脂肪含量高、蛋白质含量也高,打破了脂肪和蛋白质、产量和品质呈负相关的连锁关系,累计推广面积11万亩,创经济效益亿元以上。
内蒙古农业大学李金泉等、山西农业大学岳文斌等进行了绵阳、山羊、家兔、奶牛等精子生物学效应的研究,发现激光辐射可以提高精子活力、延长精子保存时间、激活体内酶活性、促进精子体外受精过程、并引起精子单倍染色体变异。
(三)激光医学与生物体的作用机理
四川教育学原廖映粉和华西医科大学彭秀琼等在激光优生优育方面进行了研究,对低强度He—Ne激光直接照射人体外周血淋巴细胞染色体的影响进行了监测,统计分析微核率都低于2%,实验证明对淋巴细胞染色体无致命畸变作用,并在一定程度上可促进细胞内一种修复系统的激活。彭秀琼教授对下生殖道疾病不典型增生激光治疗的临床观察进行了系统的研究。
复旦大学陈暨耀等进行了ALA-PDT:光动力疗法的研究。以离体培养的肿瘤细胞为样品,探对ALA-PDT的光动力过程。实验结果显示,被ALA培育后的细胞经一定量的红光照射后,可有效的扑杀肿瘤细胞。
复旦大学物理系赵有源等进行了视紫膜蛋白分子的电荷转移及光循环的动力学过程研究及信息存储。利用波长可调及超短脉冲激光研究单光子或多光子激发后,视蛋白分子的能量转移,在光循环各过程中瞬态的吸收变化及相应的电荷转移信号和规律。寻找是这些单分子在高密度光信息存储及其它方面应用的前景和方法。
汕头大学医学院陈耀文等利用激光扫描共聚焦显微镜系统的“光学切片”功能,获得无损伤的连续光学切片图像,重建其三维图像的结构,在细胞和亚细胞水平研究其形态与有关功能的关系,并建立相应的数学模型。
华侨大学信息工程学院张文珍等主要研究超短光脉冲与物质的相互作用,预示散射介质的相互作用的研究获得了有意义的研究结果。该大学还在生物大分子的分维研究中取得了新的进展。
哈尔滨工业大学孟继武等从事激光医学研究和光生态研究。利用光生态膜进行温室蔬菜的生产,使西红柿增产幅度达到7.9%这是利用光生物作用促进农作物高产的一个典范。
中国医学科学院肿瘤研究所范贤俊等主要进行了细胞因子白介素-6(IL-6)的抗肿瘤作用以及IL-6作用对细胞凋亡、Ca++信号传导等影响的研究,并借助于流式细胞仪和共聚焦显微镜等先进的科学手段对肿瘤细胞进行了一系列的研究。
福建师范大学陈荣等在国内率先开展了激光照射血液疗法中的组织光学研究,取得了满意的成果。特别是对血液中光传输的机理进行了探讨。
扬州大学的邵耀椿等对激光生物学机理,以及激光与DNA相互作用的非线性动力学研究。这些机理的深入研究对激光育种、激光医学、激光生物防护及激光DNA导入技术都有重要的意义。
扬州大学李国忠等进行的哺乳类遗传工程个体表达山羊乳腺表达系统及山羊及代克隆研究,国内受理转基因兔和体细胞核移植羊多项成果,有重大的科学意义。
华南师范大学激光生命科学研究所,在特殊DNA结构研究、激光微束技术研究和在细胞基因转移方面的应用、动物及植物体的超微弱发光机理及在病理诊断中的应用、生物膜的弱光非线性效应以及动物的核移植技术研究等方面取得了一些具有先进水平的研究成果。在动物克隆技术研究方面处于国内领先地位,1995年7月14日培育成功我国首例完全体外化的核移植(克隆)牛。
华中科技大学陈映玲等,主要进行了常用功率密度CO2激光治疗尖锐湿疣的烟尘中HPV-DNA的检测。发现部分收集标本中检测出HPV-DNA,提示人们采用CO2激光治疗尖锐湿疣时需加强防护。同时利用调Q 信频Nd-YAG激光治疗太田痣、鲜红斑痣、纹身等的临床研究,取得了良好的效果。同时采用超脉冲CO2激光治疗皮肤+衍生物的研究。座疮后癜痕获初步效果。
武汉军工总医院许卫平等在CO2激光和液氮冷冻治疗色素痣的比较观察研究中发现,在色素痣的去除中宜以激光烧灼为首选。
青岛海洋大学郑荣儿等曾从事MALDI基体辅助激光脱肤解析电力的方法,测量生物大分子质量,获得了明显的有意义的结果。
西安交通大学张镇西等,是我国最早进入光在生物组织中传播特性研究的成员之一。实验探测了从动物内脏器官到人体组织的光谱图。实验证明了肿瘤组织的反射光谱在300-400nm有明显的增加,并经进一步的研究,探测说明这一波段是由于组织中DNA含量增加所致。同时还进行了静止悬浮激光衍射法血细胞分类计数仪的研制,光与低速运动物体的相互关系、精液科学方法的检测研究。
安徽农业大学黄汝多等在研究激光对生物大分子结构和功能的作用的同时,还进行了hADF和人体脂肪细胞旁泌作用分化途径的研究,发现了hADF并证明了它的存在,同时也探讨了人体中可能存在脂肪细胞旁泌作用分化途径。有可能防止肥胖症或进行调控,是具有研究潜力和广阔应用的一重要课题。
重庆京渝激光生物研究所周志康等和西南农大、四川农科院桑蚕研究所任作瑛等合作,开展家蚕、小麦、番茄、柑橘等农作物的激光育种,获得了新的品种。开展了“家蚕的激光荧光光谱的研究”,得到中国家蚕主要品种的蚕茧和丝胶的荧光光谱图谱,并发现蚕茧和丝胶的荧光光谱可作为家蚕的一种遗传形状。主持研制“激光微束系统”并在中国科学院遗传研究所运行10年,是我国最早用于转基因的微束系统。开展研制了多种的激光医学仪器。
上述的研究进展充分说明了自第6届会议后,近三年来,我国激光生物学的研究工作由取的新的进展。从深度上来看,继续向分子的层次上迈进;从内容上来看,所研究的领域不仅属于生物学和物理学范畴,还涉及医学、光学、生物化学等学科领域,体现了交叉学科的研究特点。许多研究内容源于对边缘科学的研究,极具有生命力。
这次会议是在百花齐放,百家争鸣的氛围中进行的,特别是畅所欲言的对许多问题的讨论。许多研究的问题并没有最终的结论,只是一种新的方式和方法的探索。而由会议上提交的论文来看,许多研究已经获得了工农业的实际应用,产生了巨大的经济和社会效益。
我们已看到,科学技术发展的20世纪末,理论科学与应用科学的关系发生了巨大变化,二者之间的距离已逐渐缩短。我们已经进入了一个新的技术革命时代。信息已成为继原材料、劳动力和资本之后的第四大经济要素。科学研究已经离不开数据的电子处理。各学科的界限正在消失,信息、分子和超微技术组合成新的联合科学。与会代表一致认为,技术方法的进步,将推动激光生物学、激光医学的深入发展。科学研究的成功源于科学家的合作,愿中国的激光生物学研究更加走向辉煌。
中国遗传学会
2000年11月 28日于海口市
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