植物DNA条形码与生物多样性数据共享平台构建

DNA条形码基于较短的DNA序列实现物种的快速、准确鉴定, 不仅加快了全球生物物种的鉴定和分类步伐, 也为生物多样性的管理、保护和可持续利用提供了新思路和研究方法。植物DNA条形码标准数据库的不断完善, 将使植物多样性信息的快速获取成为可能; 将不同类型数据资源整合、共享和利用, 构建植物DNA条形码数据共享平台, 是满足公众对物种准确鉴定和快速认知的重要支撑。本文介绍了近年来植物DNA条形码的研究进展; 植物DNA条形码参考数据库的研发现状和存在的问题。结合上述问题, 围绕“大数据”时代背景, 对如何管理和使用好海量的植物信息, 如何构建数据共享平台提出了一些设想: (1)数据共享平台的元数据应尽可能翔实、丰富、准确和多关联; (2)数据标准应统一规范; (3)查询入口方便、迅速、多样, 易于管理, 便于实现更大程度的数据共享和全球化的合作交流。     

大刀锹甲Dorcus hopei的雄性三型现象及其在配偶竞争中的优势分析

【目的】大刀锹甲Dorcus hopei雄性的上颚和鞘翅长度存在显著的种内差异,本文旨在量化分析这些种内差异属于雄性三型,进一步通过实验研究它们在配偶竞争中的优势,为探索种内三型的共存机制提供参考。【方法】测量90只雄性成虫的上颚和鞘翅长度,通过高斯混合模型和基于AIC准则优选模型,识别出雄性三型;在此基础上,设计雄性的配偶竞争实验,借助红外相机记录不同表型组合的雄性接近雌性的时间长度和行为,用各型雄性占有雌性的时间长度来分析它们在配偶竞争中的相对优势。【结果】不连续的三分段模型对雄性成虫的上颚和鞘翅长度拟合最好（AIC最小）,这说明大刀锹甲的雄性可分为三个表型：α型具有发达的上颚和鞘翅,长度分别分14.70-18.84 cm和22.14-25.86 cm;γ型的明显短小,长度分别为4.88-8.99cm和15.42-19.40cm; β型的则居于α型和γ型之间,长度分别为11.67-15.99cm和19.24-23.77cm。配偶竞争实验表明,在二型雄性组合实验中,α型接近雌性的时间显著长于β型（P=0.007）和γ型（P=0.003）, β型接近雌性的时间显著长于γ型（P=0.01...     

结核分枝杆菌耐药相关单碱基突变的计算方法比较

[目的] 耐药结核分枝杆菌（drug-resistant Mycobacterium tuberculosis）的产生给结核病（tuberculosis）的治疗带来巨大困难。[方法] 使用基于全基因组测序的关联分析探究耐药强相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）突变,主要有GEMMA、phyc、plink。为了阐明其中最优的耐药相关SNP计算方法,本研究下载NCBI上已有的1504株结核分枝杆菌数据,并获取它们对于3种常见的一线抗结核治疗药物（isoniazid、rifampicin、ethambutol）的耐药性检验结果。并使用这3种耐药相关SNP计算方法计算与结核分枝杆菌耐药相关的SNP;并评估计算得到的耐药相关SNP在预测耐药表型的敏感性和特异性。[结果] 发现通过phyc可以预测到最多的已知耐药相关SNP和最少的耐药无关SNP,而且phyc预测的耐药相关SNP的敏感性和特异性恒定大于52.49%。[结论] phyc在预测结核分枝杆菌耐药相关SNP中结果最准确,但考虑到运行时间和表型数据的更新,GEMMA和plink的结果也应作为参考。     

中国两头乌猪品种内源性逆转录病毒基因研究

目的对5个中国两头乌猪品种(通城猪、东山猪、沙子岭猪、赣西两头乌猪和金华猪)及3个国外品种(大白猪、长白猪和杜洛克猪)猪内源性逆转录病毒(PERV)的核心蛋白(gag)基因、多聚酶(pol)基因、囊膜(env)基因的3个亚型A、B、C,分别从DNA和RNA水平上进行研究,以发现中国两头乌猪品种在异种器官移植中的资源优势。方法利用PCR方法在DNA水平上对PERV基因的三个亚型进行鉴定,并通过半定量PCR方法在RNA水平上检测通城猪和大白猪PERV各亚型在心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪、淋巴和脑组织中的表达谱。结果4个华中两头乌猪种中env-AB型为主要PERV亚型,分别占被测总数的92%～100%。在这4个品种中均没有检测到C亚型,金华猪以及3个国外猪种中均检测到了C亚型,病毒亚型种类也更丰富。半定量PCR实验结果显示gag、pol基因在两个品种9个组织中广泛表达,env-A在通城猪的心、肝、肺、脂肪和淋巴组织中表达量较低,env-B在通城猪的心脏和淋巴组织中表达量较低,而env-B在大白猪的肾脏中表达很低,其他所测8个组织中表达量都较高。结论通城猪、东山猪、赣西两头乌猪和沙子岭猪可以做为较佳的异种移植候选供体,具有良好的应用前景。     

核酸酶P1的原核表达、纯化及酶学特性分析

为了建立一种核酸酶P1(Nuclease P1,NP1)的原核表达纯化系统,首先采用重叠延伸PCR将22段寡核苷酸拼接,获得人工合成的NP1基因。将其克隆至分泌型表达载体pMAL-p4X获得重组质粒pMAL-p4X-NP1,然后将重组载体转化T7 Express和Origami B(DE3)菌株诱导表达,利用Amylose亲和层析柱纯化获得重组蛋白,并对其活性、热稳定性和金属离子依赖性进行系统分析。SDS-PAGE结果显示,重组蛋白MBP-NP1(Maltose binding protein-NP1)在T7 Express和Origami B(DE3)菌株中均可表达,且以可溶性形式存在。活性检测表明Origami B(DE3)菌株中获得的重组蛋白活性高于T7 Express菌株(75.48 U/mg:51.50 U/mg);利用蛋白酶Factor Xa切除MBP标签后,两种重组蛋白的比活力均有提高,分别为258.13 U/mg和139.20 U/mg。重组NP1表现出良好的热稳定性,80℃温浴30 min后重组酶仍具有90%以上的活力。2.0 mmol/L Zn2+对NP1有比较明显的激活作用,相同浓度的Cu2+则对该酶有强烈的抑制作用。该研究实现了NP1在大肠杆菌系统中的功能性表达,为NP1纯酶的制备提供一个替代途径。     

冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。     

Pot1通过泛素化修饰影响自身的稳定性

目的:研究Pot1蛋白的稳定性。方法:利用慢病毒表达载体构建表达外源Flag-Pot1的He La细胞稳定克隆,在该克隆中加入CHX抑制新蛋白的合成,检测外源Pot1的半衰期,确定Pot1的稳定性;将Pot1质粒与Ub质粒共转293T细胞后,加入MG132阻止蛋白酶体途径,确定Pot1的稳定性是否受泛素化修饰的影响;构建点突变和截短突变的Pot1质粒,与Ub质粒共转293T细胞后,加入MG132阻止蛋白酶体途径,确定影响Pot1稳定性的区域。结果与结论:Pot1通过泛素化修饰影响自身稳定性;点突变和截断突变实验证实Pot1存在多个泛素化位点,且主要发生在C端400~634位氨基酸残基。     

重度退化的喀斯特天坑草地物种多样性及群落稳定性——以云南沾益退化天坑为例

喀斯特天坑是21世纪初命名的宏大地表负地形,其隐域生境为动植物的生长和繁衍提供了良好的条件,近几年来,随着天坑价值的深入挖掘,天坑独特生境特征及其植物群落逐渐得到重视,但现有研究较多关注原生天坑及轻度退化天坑,对退化程度较高且可进入性较强的退化天坑的研究仍相对薄弱。云南大竹菁天坑属于典型的重度退化天坑,可进入性较强,坑底以草地植物群落为主,将其作为退化天坑的代表性区域开展天坑内外植物群落的特征差异及植物群落的稳定程度研究,有利于补充系列天坑现有的理论知识体系,亦能为广大喀斯特区域的生态恢复提供一定的借鉴意义。采用野外采样及数据分析相结合的方法,从定性及定量的角度研究大竹菁退化天坑植被群落特征以及植物群落的稳定程度,研究结果表明:1)退化天坑内草地群落现有14科35属35种,坑外14科30属30种,坑内外物种组成相对多样,两者优势种差异较大,仅一种共优种;2)退化天坑生态系统较为脆弱,坑内外植物群落多样性总体偏低,坑外植物多样性高于坑内植物多样性,但差异不显著,而坑外均匀度却显著高于坑内均匀度;3)坑内外植物群落处于极不相似水平,结构分异明显,群落之间具有较大的生境差异性;4)坑内植物群落种间总体呈正联结性,种间联结较松散,具有一定的独立性,处于正向演替阶段,而坑外呈负关联性,群落较不稳定;5)采用稳定性分析进一步阐释得出,坑内植物群落离稳定状态仍有一定差距,说明受到人为干扰的重度退化天坑生境仍较脆弱。     

微生物工程实验教学中培养学生综合素质的实践

介绍在微生物工程学实验过程中,采取多种手段,积极培养学生理论联系实际能力、独立性、自主性、创造性、责任心和团队合作精神等,为培养和提高学生综合素质和创新能力所做的一些改革与工作尝试。     

TPP1基因慢病毒干扰载体的构建及鉴定

目的:构建抑制TPP1基因的短发夹RNA(sh RNA)干扰载体。方法:以人的TPP1基因为靶序列,设计并合成sh RNA序列TPP1-si1和TPP1-si2,分别与RNA干扰慢病毒载体pll3.7连接,双酶切鉴定质粒得到阳性克隆pll-TPP1-si1和pll-TPP1-si2,经测序正确后将其与慢病毒包装载体(RRE、REV、VSVG)共转染293T细胞,进行病毒的包装,将得到的病毒感染稳定高表达外源TPP1蛋白的HT1080细胞,通过Western印迹检测其对TPP1蛋白表达的抑制效果,并进行比较;将抑制效果好的病毒感染高表达外源Pot1蛋白的Hep G2细胞,检测Pot1蛋白在内源TPP1被敲低的情况下能否在端粒定位。结果:经双酶切验证,外源片段成功插入载体pll-TPP1-si1和pll-TPP1-si2中;pll-TPP1-si1和pll-TPP1-si2均能明显抑制TPP1的表达,其中pll-TPP1-si1的抑制效果最好;pll-TPP1-si1病毒感染高表达外源Pot1蛋白的Hep G2细胞,经免疫荧光鉴定能够有效抑制内源TPP1的表达,使Pot1不再端粒定位。结论:构建的抑制TPP1基因的sh RNA干扰载体能有效抑制TPP1的表达,为端粒蛋白TPP1功能的研究奠定了实验基础。