重组贻贝足蛋白的研究进展与应用*

贻贝足蛋白是一类通过贻贝足腺分泌的蛋白质复合物,与基质表面发生反应而产生极强的黏附作用。其在海洋环境中具有强黏附能力、可降解性和优秀的生物相容性等优点,因此常被用做生物医药黏合剂。但提取天然蛋白质受原料来源限制,且工艺烦琐导致价格高昂,阻碍了贻贝足蛋白的进一步应用发展。微生物合成的最新进展为贻贝足蛋白的产出提供了一种新思路,并且具有扩大规模生产的意义。主要综述了贻贝足蛋白的基因工程生产方法,总结了重组蛋白在黏附抗污涂层、组织工程材料等领域的应用现状。同时对其研究方向进行了展望,指出重组贻贝足蛋白的进一步发展的关键技术是解析蛋白质的构效和层级结构,在此基础上提高其异源表达水平,以获得更多生物功效性的衍生产品。     

过表达PDI对毕赤酵母分泌淀粉样蛋白的影响——以胱抑素为例

[目的] 本研究旨在结合酵母菌蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）与其底物蛋白鸡胱抑素C （chicken cystatin C,cC）在酵母中的共表达,理解PDI影响外源蛋白合成与表达的调控规律。运用转录组深度测序技术（RNA-Seq）筛选差异基因,调取并鉴定影响cC表达的关键基因,为解析外源蛋白高效表达机制,改造工程菌株提供理论支撑。[方法] 以巴斯德毕赤酵母GS115、GS115-cC为出发菌株,采用电转的方法将携带PDI编码基因的载体pPIC3.5K转入到GS115/GS115-cC菌株,使其在菌株中过表达,研究过表达PDI对cC表达的影响。采用RNA-Seq深度测序方法,研究重组毕赤酵母基因表达差异情况。并结合KEGG注释结果对数据进行分析,挑选差异显著表达基因进行验证,初步明确其在蛋白表达调控方面的功能。[结果] 本研究通过构建过表达PDI重组毕赤酵母菌株,使得外源蛋白cC的表达量显著增加。利用RNA-seq技术分析过表达PDI菌株与正常菌株的差异,最终筛选了373个差异表达基因,其中有122个差异基因注释到KEGG生物通路,包括12个基因注释到蛋白质转运和分解代谢途径,21个基因注释到蛋白质折叠分选和降解途径,以及24个基因参与蛋白质的翻译途径等。[结论] 在毕赤酵母中过表达PDI能显著增加外源蛋白cC的表达量。通过对过表达与正常表达PDI的毕赤酵母基因的表达谱分析,初步确定了其中一些转录情况变化显著的基因,明确了它们参与的细胞途径和信号通路,为改造具有高效率表达淀粉样蛋白的酵母菌株奠定基础。     

基于植被覆盖度的宁夏灵武白芨滩自然保护区防风固沙功能时空变化研究

基于MODIS-NDVI时序数据,利用像元二分模型估算宁夏灵武白芨滩自然保护区2000-2019年的年最大植被覆盖度,分析保护区整体及不同管理站范围的植被覆盖度（Fractional Vegetation Coverage,FVC）时空变化特征,并结合气象数据计算了2000-2019年该保护区生态系统防风固沙功能,并分析了其时空格局及其变化原因,结果表明：（1） FVC在季节和年尺度上均呈上升趋势,年增长量达0.013;不同阶段的植被覆盖类型变化明显,由第一阶段以低覆盖度类型为主逐渐转变为第五阶段以中覆盖度类型为主;（2）不同管理站范围的FVC变化趋势不同,其中甜水河管理站、大泉管理站、羊场湾管理站及长流水管理站西侧的FVC增长快,且拟合好;（3）该保护区潜在风蚀量、实际风蚀量均逐渐减少,防风固沙率逐渐上升,防风固沙功能逐渐增强,明显体现在第三、四、五阶段;（4）不同管理站范围的防风固沙功能均持续增强,其中大泉管理站的防风固沙率增幅最大,从第一阶段的53.39%升至第五阶段的74.44%,增幅达21.05%;临河白芨滩和马鞍山管理站防风固沙率增幅较小,分别为15.81%、15.50%。总体来看,保护区2000-2019年的FVC增幅显著,植被空间变化规律明显,防风固沙功能整体上呈逐渐增强,一定程度上说明了该保护区的生态保护建设成效显著。     

胃癌中TAMs与血管生成及转移相关性的分析

目的：研究胃癌中肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophages,TAMs）的表达及其与肿瘤血管生成的关系,进而分析其与转移的相关性。方法：利用免疫组化双染方法同时标记TAMs（抗CD68抗体）和内皮细胞（抗CD34抗体）,检测90例胃癌中TAMs、微血管密度（microvessel density,MVD）。结果：①TAMs与胃癌的大小、淋巴结转移、远处转移呈显著正相关（P均〈0.05）;②MVD与胃癌的远处转移呈显著正相关（P均〈0.05）;③在胃癌组织中TAMs与MVD的表达呈显著的正相关（r=0.325,P=0.002）。结论：TAMs可能通过促进胃癌血管的生成,进而促进胃癌细胞发生血管内渗,最终实现胃癌细胞的转移。     

不同海拔地区烤烟叶片光合特性的日变化特征

以3个遗传背景不同的烤烟品种(‘K326’、‘云烟87’、‘中烟103')为材料,研究不同海拔(500、900、1 300m)地区烤烟叶片的光合气体交换与叶绿素荧光参数的日变化特征,为烟草种植区划分和区域适宜烤烟品种配置提供理论依据.结果显示:(1)各品种烤烟叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)的日均值与海拔呈正相关关系,而其胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的日均值与海拔高度呈负相关关系.(2)各品种叶片Pn、Ci、Gs及Tr的日变化在高海拔(1 300 m)地区呈“单峰”曲线变化,没有明显的光合“午休”现象;而在较低海拔(500 m和900m)地区呈不对称“双峰”曲线变化,在晴天中午时段叶片光合受到明显抑制.(3)3个烤烟品种叶片的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)随着海拔的升高而提高.(4)各品种的日光合总量(∑Pn)均呈现随海拔升高而增加的趋势,且‘云烟87'的日光合总量显著高于其他两个品种;各品种的日蒸腾总量(∑Tr)均以海拔900m最高,海拔1 300 m最低.研究表明,海拔因素是影响和制约烤烟叶片光合特性及光合生产能力的关键因素,在品种布局时必须考虑其在不同海拔地区的光合特性.     

大豆分离蛋白替代鱼粉对虹鳟生长性能及氮磷排泄的影响(英文)

以体重为(4.86±0.02)g的虹鳟稚鱼为实验对象,在室内循环水养殖系统中进行为期90d的生长实验。用1000 U/kg植酸酶预处理大豆分离蛋白,然后以预处理的大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)分别替代0、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉蛋白,配制成6种等氮(粗蛋白为44.97%)、等能(粗脂肪为13.42%)的饲料,以评估饲料中鱼粉替代量对虹鳟生长、体组成、消化率及氮磷排泄的影响。90d的养殖实验结果表明,大豆分离蛋白替代鱼粉对虹鳟生长性能和饲料利用率产生显著的影响(P<0.05)。当大豆蛋白替代水平由0增加到40%时,虹鳟的特定生长率(SGR)显著提高,随着饲料中SPI替代水平由40%增加到100%时,虹鳟的SGR显著降低(P<0.05),在S0、S20和S60试验组之间差异不显著(P>0.05)。增重率(WGR)和蛋白质效率(PER)分别在处理组之间的差异关系与特定生长率(SGR)在各组之间的变化趋势相类似;当大豆蛋白分别替代40%时,其饲料系数(FCR)显著低于其他替代组(P<0.05),当替代量超过40%后,随着替代水平的增加,FCR显著增加(P<0.05)。随着替代水平由0升高到100%,磷排泄显著降低,与之相反的是,磷沉积率显著升高。随着替代水平由0升高至40%,氮排泄逐渐降低,当替代水平由40%升高至100%,氮排泄逐渐升高,随着替代水平升高至40%,氮沉积率升高。试验证明,大豆分离蛋白替代量达到40%时,虹鳟的生长及饲料转化率达到最佳,而高比例的SPI对虹鳟的生长性能和饲料效率产生负面影响。     

中国入侵生物学学科的构建与发展

自英国生态学家查尔斯.艾尔顿1958年撰写的《动植物的入侵生态学》出版至今,半个世纪已经过去,这部著作被公认为是生物入侵在科学研究方面的开端。这期间生物入侵研究经历了萌芽期（20世纪80年代之前）、成长期（20世纪80年代）和快速发展期（20世纪90年代末期至今）。在这个过程中,越来越多的概念、假说、方法和技术被提出和整合到生物入侵研究之中,由此催生了一门生态学领域的新兴学科——入侵生物学。本文在对近50年来生物入侵专著和论文的统计分析基础上,介绍了国际生物入侵研究的发展脉络和现状。同时综述了中国入侵生物学在基础和应用研究方面的相关进展,着重阐述了主要科学问题（＂入侵潜力与成功入侵的关系＂、＂入侵种种群的扩张与扩散＂、＂入侵种的生态适应性与进化＂及＂本地生态系统对入侵的响应及可入侵性＂）和预防与控制的技术体系（风险评估与早期预警、检测与监测、狙击与灭除、生物防治、生态修复与干扰调控）,并进一步介绍了中国入侵生物学学科体系的构建和框架,提出入侵生物学是研究外来物种的入侵性与生态系统的可入侵性,以及外来物种预防与控制的科学,是一门多领域交叉的学科。最后展望和讨论了中国入侵生物学学科发展可能遇到的一些问题。     

基于遗传多样性构建金针菇的核心种质群体及分子身份证

金针菇Flammulina filiformis是我国产量最高的工厂化栽培食用菌。为提高优良工厂化栽培金针菇种质的育种效率,本研究以国内外收集的105份金针菇种质为材料,开展体细胞不亲和评价,并采用SSR分子标记的方法对所有种质进行遗传多样性分析和聚类分析。20对SSR引物在105份种质中共扩增得到209个等位基因位点,所有种质间的遗传相似系数为0.71-1.00,在遗传距离0.76处可分为5个大类群。105份金针菇种质共包含67种不同的遗传背景,野生金针菇种质比栽培种质具有更丰富的遗传多样性。基于SSR的聚类分析结果和体细胞不亲和评价结果既相互印证,又可互为借鉴。本研究构建了包含44份金针菇种质的核心种质群体,占所有供试材料的41.90%,保留了100%等位基因。核心种质群体覆盖区域广泛,最大限度地保留了原始群体的遗传多样性和表型变异,可为育种的亲本选择提供参考。进一步构建了能同时反映每份金针菇种质SSR分子标记指纹图谱、收集地区、子实体颜色和栽培性状的分子身份证编码,并转换成可视二维码,为金针菇种质的高效标识和快速溯源提供了科学依据。     

我国主栽皱环球盖菇菌株遗传多样性及栽培特性

对我国皱环球盖菇Stropharia rugosoannulata 20个主栽菌株进行了ISSR标记遗传多样性分析,使用的28个ISSR引物中22个具有多态性,UPGMA聚类分析显示遗传相似性水平在0.68-0.86之间,在0.72时可将菌株分为6个类群,类群间遗传差异较大。在PDA培养基上,除菌株Sr-03和Sr-05最适生长pH值为8.0外,其他菌株均为pH 5.0-6.0;在5-30℃的温度范围内,除菌株Sr-01、Sr-08、Sr-11在30℃时长速受到抑制外,其他菌株长速随温度升高而加快,但在35℃时仅有5个菌株在培养20d时具有活性;皱环球盖菇菌丝在以木屑为主的原种培养料中长速较慢,为0.73-1.08mm/d。在菌株的农艺性状比较中,菌株Sr-12的菇型比例最好、产量最高,生物学效率达98.09%,菌株Sr-08和Sr-12菇体硬度较大,菌盖颜色与其他菌株差异显著,菌株Sr-19和Sr-20的菌褶颜色较其他菌株差异较大。本研究筛选出了7个具有遗传差异的优异种质,产量高、抗逆性强,并在菇型、菌盖颜色、菌褶颜色等农艺性状上具有较大的差异,可为皱环球盖菇育种及遗传研究提供菌株选择。     

EGFR在晚期声门上型喉鳞癌组织中的表达及其临床意义

目的:研究表皮生长因子受体(epidermalgrowth factorreceptor,EGFR)在晚期声门上型喉鳞癌组织中的表达情况及其与临床各相关因素的关系,探讨EGFR能否作为判断晚期声门上喉鳞癌患者预后的预测性指标。方法:收集我院2004年1月~2008年4月共52例晚期(Ⅲ期、Ⅳ期)声门上型喉鳞癌患者手术后切除的肿瘤组织,应用免疫组化技术检测EGFR表达情况,运用统计学方法,结合临床资料分析其与肿瘤分期、淋巴结转移、病理分化程度、生存率及术后放疗对预后的影响等临床病理特征的关系。结果:EGFR在晚期声门上型喉鳞癌组织中存在阳性表达,阳性表达物质呈棕黄色,表达率为76.92%(40/52),其中过表达率为44.23%。EGFR的表达与晚期声门上型喉鳞癌患者的年龄、性别、吸烟无关,与浸润程度(P=0.005),淋巴结转移数目(P=0.018),TNM分期(P=0.003),病理分化程度(P=0.011)有关。单因素分析得出EGFR表达程度、T、N分期以及病理分化程度是影响无复发生存时间的危险因素(P0.05),T、N分期、病理分化程度是影响总生存时间的危险因素(P0.05)。多因素分析显示只有肿瘤浸润程度(T分期)和淋巴结转移(N分期)是影响无复发生存时间和总生存时间的独立预后因素。EGFR的阴性表达组与阳性表达组的3年、5年生存率不具有统计学差异(P0.05)。结论:EGFR在晚期声门上型喉鳞癌组织中存在过表达,证实了EGFR的过度表达与肿瘤的侵袭、转移相关,检测其表达水平对晚期喉癌的个体化治疗、靶向治疗有重要参考价值。但EGFR尚不能作为晚期声门上型喉鳞癌行手术及术后辅助放疗患者对无复发生存时间和总生存时间的预测指标。