功能核酸概念的内涵与外延

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。     

直系同源基因的识别方法与数据库

直系同源(orthology)是指由于物种形成事件而享有共同祖先的基因之间的关系,直系同源基因之间通常具有相似的结构和生物学功能.由于基因组和转录组序列的快速积累,精确的识别直系同源基因有助于功能基因的注释,比较和进化基因组学研究.综述了现有的识别直系同源基因的主要方法,并列举了由此构建的数据库.这些方法可以归纳为三大类,第一类是基于序列相似性的方法,具有识别速度快以及灵敏度高等优点;第二类是基于构建系统发育树的方法,具有准确性高和信息量大等优点;第三类是将上述两种方法结合起来的混合方法,更好地平衡了灵敏性和准确性.最后总结了识别过程所面临的问题.     

麦芽四糖淀粉酶基因优化表达及酶学性质分析

麦芽四糖淀粉酶是一种新型外切淀粉酶,从淀粉的非还原末端特异地顺序切割第4个α-1,4糖苷键,产物为麦芽四糖,广泛应用于食品、医疗保健等领域.对来自嗜糖假单胞菌(Pseudomonas saccharophila)的麦芽四糖淀粉酶基因序列进行优化,优化前后基因序列同源性达75％.将优化合成的成熟肽基因克隆至原核表达载体pET32a(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,重组蛋白主要以包涵体形式存在.包涵体经变性、复性、多步纯化,获得有活性的麦芽四糖淀粉酶.将麦芽四糖淀粉酶与不同来源的淀粉水解反应,结果表明,该酶能与7种不同来源的淀粉反应产生单一的麦芽四糖.经SDS-PAGE电泳,DNS法和硅胶板薄层色谱分析法(TLC)进行酶学性质分析,结果表明麦芽四糖淀粉酶的分子量约为57kDa,纯化后的酶液最适反应温度为45℃,最适反应pH为8.0.研究结果为麦芽四糖淀粉酶的研究和开发提供依据和参考.     

极耐盐碱固氮菌的分离鉴定及固氮特性研究

我国盐碱土面积约9913万hm²,其中pH值高于9、盐含量大于0.6%的重度盐碱地每年以1.4%的速率增长。利用固氮微生物改善植物根际环境,提高作物产量,是盐碱地改良的重要方法。[目的] 从来自海南省三沙市热带珊瑚岛礁的土壤中,分离鉴定自生固氮菌,为极端盐碱地改良提供候选菌株。[方法] 通过形态学观察、生理生化特征分析和16S rRNA序列测定等方法进行菌种鉴定,分析其固氮、耐盐碱和促生长特性,盆栽试验验证其对玉米主要农艺性状的影响。[结果] 获得1株极端耐盐碱的固氮细菌DJ-1,其菌落呈圆形,菌体杆状,大小（0.5-1.3）μm×（0.3-0.5）μm,革兰氏染色阴性,与根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）的16S rRNA序列高度同源,确定其为根癌土壤杆菌。DJ-1在pH 9、NaCl含量为1%-4%的培养基上可正常生长,能耐受pH 12、NaCl含量8%的环境。从中克隆到固氮酶基因nifH。盆栽试验结果表明,DJ-1可显著促进玉米生长。[结论] 菌株DJ-1能耐受极端盐碱条件,且具有较强的固氮和促生长能力,有可能作为贫瘠盐碱耕地改良功能菌剂的候选菌株。     

禽源大肠杆菌耶尔森氏菌强毒力岛核心基因的检测及其irp2和int基因同源性

【目的】为了提高禽源大肠杆菌中耶尔森氏菌强毒力岛(HPI)的检测效率, 了解高分子量铁调节蛋白2基因(irp2)和整合酶基因(int)在不同株禽源HPI+大肠杆菌间的同源性, 进一步揭示禽源大肠杆菌HPI的转移规律。【方法】利用L16(44)正交试验设计, 建立针对HPI核心基因irp2和fyuA的双重PCR, 运用双重PCR方法检测禽源大肠杆菌临床分离株, 并对检出的7株HPI阳性(HPI+)大肠杆菌进行irp2和int基因测序及同源性分析, 同时结合这7株大肠杆菌的ERIC-PCR分析结果, 对比分析int基因的分布特点。【结果】结果显示, 新建立的双重PCR能特异性扩增出HPI核心基因; ERIC-PCR分析显示, HPI+大肠杆菌间差异均大于5%; HPI+大肠杆菌irp2基因高度保守(同源性大于99%), 而int基因虽然都位于asn-tRNA位点, 但基因序列在部分菌株间存在较大差异。【结论】建立了一种可以用于HPI的流行病学调查和实验室诊断的双重PCR方法, 并推测区域外同源重组可能是HPI基因在大肠杆菌间水平转移的主要方式。     

全球气候变化对陆地植物碳氮磷生态化学计量学特征的影响

全球气候变化背景下生物地球化学循环的响应规律和陆地植物适应对策已受到广泛关注.本文在分析气候变暖和降水变化对不同生态系统植物C∶N∶P的影响、CO₂浓度升高对不同光合途径物种元素的影响,以及氮沉降对土壤 植物元素影响的短期和长期效应等基础上,从植物生理特性和土壤有效营养元素变化等方面揭示了其可能存在的内在机理,以期为研究C、N、P化学元素在土壤 植物之间传递与调节机制、陆地生态系统结构和功能,以及生物地球化学元素循环对气候变化的响应提供理论依据.最后提出了该领域研究中存在的问题及对今后研究的展望.     

人参皂苷Rg1对MDA诱导小鼠间充质干细胞凋亡的保护作用

目的：观察人参皂苷Rg1 （Ginsenoside Rg1,GS-Rg1）对丙二醛（Malondialdehyde,MDA）诱导的小鼠骨髓间充质干细胞（Mesenchymal stem cells,MSCs）凋亡的保护作用,并探讨其作用的可能机制.方法：以不同剂量（10、50、100 mg/L）人参皂苷Rg1预处理24 h,在小鼠骨髓MSC体外培养体系中加入MDA,TUNEL法,流式细胞术检测MSC凋亡率,Q-RT-PCR和Westen印迹分析检测Bcl-2、Bax和Caspase-3表达.结果：GS-Rg1可以减少TUNEL阳性细胞百分率及亚G1峰凋亡细胞百分率,增加Bcl-2mRNA及蛋白的表达水平,降低Bax和Caspase-3mRNA及蛋白表达水平.结论：GS-Rg1对MDA诱导小鼠间充质干细胞凋亡具有保护作用,其作用机制可能与增加Bc1-2表达,降低Bax和Caspase-3表达有关.     

微生物育种物理诱变技术ARTP的应用进展

微生物物理诱变育种技术广泛应用于改善微生物菌种特性、提高微生物产品产量与质量,并且在生物燃料和生物修复方面也具有重要的应用价值。本文重点介绍常压室温等离子体(ARTP)物理诱变技术在微生物诱变育种方面的应用,其对具有重要工农业应用价值的产芽孢菌种具有明显的诱变优越性。进一步分析了微生物物理诱变育种技术未来的发展趋势和重要应用前景,为微生物物理诱变育种工作提供借鉴。     

裸子植物psbA基因分子进化式样的研究

为阐明裸子植物对陆生生境生态响应的分子机制,以新近的裸子植物分类系统为指导,基于psb A基因编码全序列对4亚纲53种代表植物进行分子进化分析。首先,依据"放松分子钟"模型重建裸子植物在时间尺度下系统发育关系;其次,采用6个模型(MEC/JTT、MEC/cp REV、M5、M7、M8、M8a)估测氨基酸位点ω值,并对各模型结果进行统计检测;随后,利用Bootstrap方法检PSBA蛋白内部氨基酸位点的共进化动态。结果表明,系统树提示的物种分化历程支持前期分类结果;光合系统反应中心核心PSBA蛋白有3个氨基酸位点(13、19和243)曾经受正选择压力;PSBA蛋白内部有多对氨基酸位点间构成了共进化网络。因此,psb A基因编码序列具有作为描绘裸子植物系统发育关系标记的潜力,PSBA蛋白部分位点经历了适应性进化,通过位点间共进化网络协同作用方式辅助裸子植物响应陆生生境。     

S1核酸酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

S1核酸酶是一种高度单链特异的核酸内切酶,在最适的酶催化反应条件下,降解单链DNA或RNA,产生带5'-磷酸的单核苷酸或寡核苷酸。对双链DNA、双链RNA和DNA-RNA杂交体相对不敏感。目前,基于S1核酸酶内切酶的活性,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经构建了一系列的生物传感器,实现了对金属离子、单链核苷酸、氨基酸等物质的检测,还能应用于核酸反应体系的纯化,多元化基因文库的构建等方面。首先从结构、性质方面介绍了S1核酸酶,并对近年来基于S1核酸酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述;然后主要根据所检测的靶物质不同,对S1核酸酶介导的各种传感器进行了分类介绍;最后分析了目前S1核酸酶的研究现状,并且对未来S1核酸酶介导的生物传感器的发展方向进行了展望。