西伯利亚蝗抗菌肽基因的克隆及表达特性研究

[目的]扩增西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus抗菌肽(attacin)基因,并对其进行生物信息学分析,同时分析西伯利亚蝗不同组织中抗菌肽基因的差异表达.[方法]基于RACE技术从西伯利亚蝗中克隆得到抗菌肽,利用生物信息学软件对西伯利亚蝗抗菌肽的一级结构、二级结构、三级结构、系统进化和亚细胞定位进行分析.采用实时荧光定量PCR技术检测了西伯利亚蝗抗菌肽基因在马氏管、中肠、后肠、脂肪体和唾液腺中的相对表达量.[结果]克隆获得的抗菌肽基因的开放阅读框为282 bp,编码93个氨基酸,其编码蛋白预测理论分子量为9.98 ku,等电点为9.26.抗菌肽氨基酸序列中存在信号肽序列.基因定量分析显示,抗菌肽基因在西伯利亚蝗的中肠中表达量最高.[结论]attacin在西伯利亚蝗成虫不同组织中差异表达,提示其消化道在防御病原微生物的入侵中起着重要的作用.     

基于H原子和O原子代谢的葡萄糖有氧氧化解析

通过解析葡萄糖有氧氧化偶联电子传递链合成ATP过程中的物质代谢与能量代谢,特别是基于H原子和O原子的来源与去路的全面追踪,明晰了葡萄糖有氧氧化途径不仅仅只是葡萄糖分子彻底分解代谢为CO2和H2O并合成ATP,还有葡萄糖和O2以外的物质(如Pi、Pi+GDP和H2O等)提供H原子和O原子参与合成ATP和脱羧生成CO2。     

基于SSR标记构建葡萄种质资源分子身份证

以国家葡萄品种资源圃内保存的80份葡萄种质为试材,对构建葡萄种质分子身份证的方法进行探讨研究。利用筛选后的SSR标记对供试品种进行区分,然后根据引物对不同品种扩增条带分子量的大小进行编码。从62对引物中筛选出来自葡萄19条染色体上的28对SSR引物,在供试种质间共检测出等位基因169个,每对引物平均检测到等位基因数为6.0个。将等位基因赋值后仅用9对引物构建了供试种质的分子身份证编码,平均每对引物区分种质达8.9份,达到了区分品种更加简洁明了,用最少的引物区分不同品种的目的,表明SSR标记技术可有效用于建立葡萄种质资源分子身份证。     

缺血再灌注对大鼠肾脏足细胞podocin的表达影响及意义

目的:观察SD大鼠缺血再灌注肾损伤足细胞表面相关蛋白(podocin)表达的变化,探讨podocin分子在足细胞损伤中的作用.方法:60只雄性SD大鼠随机分为假手术组(S组)30只和模型组(M组)30只,各组又分为lh、3h、6h、12h、24h、48h六个亚组,每个亚组各5只.采用Westemblot蛋白印迹法检测肾皮质足细胞podocin蛋白表达.并观察各组血肌酐、尿素氮的变化.结果:与S组相比,肾缺血再灌注损伤后,M组尿素氮于6h开始升高,且48h达高峰(P＜0.05);血肌酐48 h才升高(P＜0.05).Podocin 蛋白在3h表达开始下降,以后随缺血再灌注时间的延长podocin蛋白的表达逐渐下降,且48h组下降最明显(P＜0.01).结论:(1)缺血再灌注肾损伤时大鼠肾功明显发生改变,尿素氮早期开始升高,血肌酐晚期升高明显,说明造模成功.(2)大鼠肾脏足细胞podocin的蛋白表达随着缺血再灌注时间的延长而改变,早期下降不明显,3h组开始逐渐下降,48h组下降最明显.此结果表明podocin蛋白在肾脏缺血再灌注肾损伤表达减少.我们可以推想在缺血再灌注肾损伤时,podocin随缺血时间延长而表达逐渐减少的同时,也破坏了与足细胞相关蛋白之间的联系,这种关系的破坏最终导致足细胞受损.通过对足细胞表面蛋白podocin的研究,对将来肾脏足细胞损伤的防治提供新的思路.     

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。     

树鼩IL-2全长编码序列的克隆及分子特征分析

树鼩作为多种人类疾病模型已受到广泛关注,而免疫因子对于树鼩模型评价至关重要,但目前对其白细胞介素-2(IL-2)的研究鲜有报道。该实验以经ConA(concanavalin)诱导培养的树鼩淋巴细胞总RNA为模板,RT-PCR克隆出465bp的树鼩IL-2全长编码序列,并采用ClustalW软件分析其序列和分子特征。结果表明树鼩IL-2cDNA编码一个由154个氨基酸组成的蛋白质,其cDNA及氨基酸序列与人的同源性分别为93%及80%,且其整体结构与人IL-2相似。MEGA5.0软件构建的进化树表明,树鼩与人及恒河猴的亲缘关系较近。Pymol软件对树鼩和人IL-2氨基酸序列进行的三维结构模建表明,两者的IL-2分子三维空间结构基本相似,表面大部分区域所带电荷相同,但在某些区域差异较大,且树鼩多出一个糖基化位点,这些差异对抗体的结合可能存在影响。该研究为今后树鼩IL-2单克隆抗体的制备及功能研究奠定了基础。     

集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟

IBIS模型是陆地碳循环模拟的有利工具,土壤呼吸是陆地碳循环的关键生态学过程,利用IBIS模型模拟估算土壤呼吸对陆地碳循环和全球变化研究具有重要意义.在地形数据、植被参数、土壤质地参数和气象数据支持下,利用改造后的IBIS模型模拟2004年张家沟集水区5种森林类型的土壤呼吸,以实测数据对模拟结果进行验证,并分析土壤呼吸时空格局及其与土壤温湿度的关系.结果表明:(1)改造后的IBIS模型模拟的土壤呼吸值与实测值相关性显著,可较好地用于集水区尺度的森林土壤呼吸模拟估算.(2)土壤呼吸年均值为571 gCm-2 a-1,年土壤呼吸空间格局与生长季土壤呼吸空间格局相似,均表现为高值区主要分布在北部、西南和东南区域,低值区主要分布在沟谷附近,该格局与集水区的地形、植被及其组合等因素有关.(3)生长季内,5种森林类型土壤呼吸的季节性变化均呈单峰曲线形式,土壤呼吸峰值均出现在7月,其中落叶松林峰值最低,为85.5gC/m2,杂木林峰值最高,为146.3 gC/m2.(4)5种森林类型的土壤呼吸值与5 cm深土壤温度存在极显著的指数关系,与土壤湿度的相关性较低,土壤温度的变化可以解释土壤呼吸约70％的季节变化.     

蒙古栎、白桦根系分解及养分动态

采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(>10 mm)、中粗根(5—10 mm)、中根(2—5 mm)和细根(<2 mm)的分解速率和养分动态进行研究。结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k。在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势。根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小。在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态。分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素。蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90%以上,中粗根和粗根的释放率达80%以上。     

α-环糊精糖基转移酶活性区域突变提高选择形成γ-环糊精能力

探讨α-环糊精糖基转移酶(CGT酶)活性区域-3亚位点(47位赖氨酸残基),-7亚位点(146~152位氨基酸残基)以及环化中心位点(195位酪氨酸残基)对其催化底物形成γ-环糊精(CD)能力的影响。将α-CGT酶相应位点分别进行如下突变:K47T,Y195I,以及146~152位氨基酸残基替换为异亮氨酸(命名为△6),并在大肠杆菌BL21中实现异源活性表达。以可溶性淀粉作为底物进行转化,利用HPLC分析各种突变酶的催化产物中3种环糊精产量和比例。结果表明,和野生酶相比,所有突变酶的淀粉水解活性和环糊精总生成量都有不同程度的下降。在产物的组成方面,突变酶Y195I的催化产物中,α-CD的含量由68%降为30%,β-CD由22.2%提高为33.3%;而γ-CD由8.9%提高为36.7%,含量提高了4倍,取代α-CD成为产物中的主要成分;γ-CD的实际产量为1.1 g/L,是野生酶(0.4 g/L)的3倍。突变酶K47T和△6的转化产物中α-CD比例有不同程度下降,但仍然是产物中的主要组分,β-和γ-CD的比例都有所增加。由此可见,活性区域中195位氨基酸对于α-CGT酶的活力和催化选择性具有重要的影响,Y195I突变体酶最有利于选择性形成γ-CD。纯化后突变酶Y195I的酶学性质试验表明,其最适反应温度和野生酶相同,但最适反应pH有所提高,且比野生酶具有更好的pH稳定性。因此,突变酶Y195I具有生产制备γ-CD的潜力。     

盐胁迫对二穗短柄草幼苗生长及不同器官中盐离子稳态的影响

采用4种浓度的NaCl溶液(50、100、150、200 mmol/L)处理二穗短柄草和拟南芥(对照)幼苗,测定不同浓度盐胁迫下2种植物幼苗的生长指标和离子分布,以探讨二穗短柄草在盐胁迫下主要阳离子平衡机制.结果表明:(1)盐胁迫显著抑制二穗短柄草根叶的生物量积累.(2)根冠比数据显示,在盐胁迫条件下二穗短柄草能够更好地维系地下部分的生物量积累.(3)在4种浓度盐胁迫下,二穗短柄草叶中Na+含量低于根系,而且K+、Cl-含量和K+/Na+比值始终高于根系,说明在二穗短柄草中Na+从地下到地上的转运受到抑制,但对Cl-的转运缺乏有效的调控.(4)回归分析发现,盐胁迫下二穗短柄草和拟南芥根部Na+与K+含量变化呈正相关关系,而在叶部则不相关,说明二穗短柄草和拟南芥Na+与K+在根部具有相同的离子通道,而在叶部却具有各自独立的转运途径.