三角帆蚌精氨酸酶基因的cDNA克隆与组织表达分析

精氨酸酶(Arginase,Arg)是生物体尿素循环当中一种标志性的酶类,它不但与生物体许多疾病相关,而且是目前用于治疗肿瘤和癌症的一种重要的工具酶。根据三角帆蚌消减杂交cDNA文库获得的EST序列,运用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得三角帆蚌精氨酸酶基因的全长cDNA序列。生物信息学方法分析表明精氨酸酶基因cDNA序列长1720 bp,开放阅读框(651072)1008 bp,编码335个氨基酸,5端非编码区为64 bp,3端非编码区为648 bp,软件推测其编码蛋白相对分子量为36.81 kD。研究采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)方法分析该基因在不同组织中的表达规律,结果表明,该基因在肝脏、胃、肠、鳃、心脏、外套膜、斧足共7个组织中都有表达,但主要集中在肝脏、胃和肠消化器官中表达。这可能说明低等的无脊椎动物三角帆蚌的精氨酸酶兼具有Ⅰ型和Ⅱ型精氨酸酶的特征和功能,既可以参与尿素循环,又可以在生理和病理过程中发挥重要作用,但还需进一步验证。       

器官型培养的脊髓与体内脊髓的对比

旨在观察体外器官型培养的脊髓薄片是否与同龄大鼠体内生长的脊髓具有相似的形态和恒定的前角a运动神经元数目,建立能模拟体内生长环境的稳定的脊髓器官培养模型。利用出生后8天乳鼠的腰段脊髓组织切片建立脊髓器官型培养模型,用神经元的特异性免疫组化染色SMI-32对脊髓前角a运动神经元加以鉴定并与同龄大鼠体内生长的脊髓做比较。结果发现脊髓体外生长良好,形态完整,a运动神经元数目恒定,与同龄大鼠比较无显著差异,并可长期存活达2个月。脊髓的器官培养技术为研究脊髓生理、病理改变及神经保护提供了有效的方法。     

一种快速高效的全基因组甲基化CpG岛富集方法的建立

高甲基化的CpG岛所致基因表观遗传学转录失活已经成为肿瘤表观基因组学研究的重要内容。现在已有很多检测CpG岛甲基化的方法,但由于各自的局限,还没有建立一种能快速在全基因组水平上进行甲基化CpG岛的富集方法。本研究利用甲基化结合蛋白MBD2b具有特异性结合甲基化DNA的特性, 建立了一种基于DNA免疫共沉淀技术的全基因组甲基化CpG岛的富集方法。在大肠杆菌中表达重组的GST-MBD2b蛋白,通过Glutathione Sepharose 4B对重组蛋白进行纯化,制备成亲和层析柱,利用在不同的盐离子强度下甲基化DNA和非甲基化DNA的结合能力不同,对甲基化DNA进行富集。用甲基化酶SssI处理过的DNA片段与非甲基化DNA片段进行富集效率的检测,发现0.5M KCl的浓度是甲基化DNA片段和非甲基化DNA片段得以分开的临界条件。样品的富集效率用Real Time PCR进行检测。结果表明,这种方法能够实现对全基因组甲基化DNA的有效富集且最高的富集倍数可达到100多倍。富集到的甲基化DNA可以进行后续的定量PCR, DNA测序和全基因组芯片的分析等工作,为大规模分析全基因组CpG 岛甲基化的改变奠定了基础。     

玉米中Class Ⅰ和Class ⅡNAS蛋白之间的BiFC互作研究

烟草胺合成酶（nicotianamine synthase,NAS）能够催化合成植物体内铁运输所需的螯合物烟草胺（nicotianamine,NA）,在植物维持铁稳态方面发挥重要的作用。玉米、小麦和大麦等禾本科植物的NAS蛋白进化为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族,可能分别参与调节铁的吸收和运输,其家族成员之间蛋白序列同源性较高,ClassⅡNAS具有特异的N端可变结构域。通过进化分析分析玉米NAS的两个亚家族,以及建模预测两类亚家族代表基因ZmNAS1(ClassⅠ)和ZmNAS3(ClassⅡ)的蛋白结构,结果表明ZmNAS1和ZmNAS3的三维结构高度相似,推测可能通过同源或异源二聚体化发挥功能;进一步通过双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation,BiFC）分析ZmNAS1和ZmNAS3的相互作用,结果表明,ZmNAS1和ZmNAS3蛋白可以互作,删除N端可变结构域的ZmNAS3?N只能与ZmNAS3蛋白互作而不与ZmNAS1互作,推测ZmNAS可以形成同源二聚体,而形成异源二聚体需要ClassⅡ家族蛋白的N端可变结构域...     

海洋病毒荧光显微计数法的优化与应用

【目的】建立一种快速、稳定、可靠的海洋病毒计数方法。【方法】海水水样经福尔马林固定后,滤过孔径为0.02μm的Anodisc Al2O3膜。滤膜经SYBR Green I染色后,在相应波长的激发光下进行观察。借助荧光显微镜目镜网格尺,计数视野中的病毒颗粒,换算后获得样品中病毒的浓度。【结果】对具体实验方法进行了优化,可快速、稳定地对海水中的病毒计数。【结论】建立了一种适用于国内实验条件的、可靠的海洋病毒计数方法。     

红壤地下水厌氧氨氧化菌分布特征及环境响应

【目的】进一步了解红壤区地下水中厌氧氨氧化菌群落结构分布规律及其生态功能差异化机制。【方法】以酸性红壤地下水为研究对象,结合理化指标和微生物高通量测序技术,研究吉安市地下水中微生物群落结构和厌氧氨氧化菌的分布规律及其影响因子。【结果】11个地下水研究点中,氮含量超标点位有3个,超标率达27.3%;仅有2个站点的水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)要求,超标率达81.8%。地下水中厌氧氨氧化菌广泛存在,11个样品的厌氧氨氧化细菌hzsB基因拷贝数在3.67×10⁴-6.62×10⁸ copies/g,与其他生态系统相比,红壤地下水厌氧氨氧化菌功能基因拷贝数更高,说明地下水环境特性更适合厌氧氨氧化细菌生长代谢。每个点位均检测出厌氧氨氧化菌的4个属：CandidatusBrocadia为优势菌属,平均丰度值为62.47%,Candidatus Scalindua平均丰度值为17.44%,Candidatus Jettenia平均丰度值为14.41%,Candidatus Kuenenia平均丰度值为5.67%。相关性分析表明,厌氧氨氧化菌基因丰度与氨氮、锰、氯化物相关性显著,可见地下水中氨氮、锰、氯化物含量的升高可能会增强厌氧氨氧化菌的活性及丰度。【结论】本研究结果突出了厌氧氨氧化菌对红壤地下水元素地球化学生物循环的重要价值,可为我国红壤区地下水污染的生物防治技术的研究提供基础资料。     

地球熔岩管道微生物研究对天体生物学的启示

天体生物学作为与深空探测相结合的交叉学科,旨在从地球极端环境类比、古代生命载体信息发掘和模拟等方面揭示地外行星体是否适合生命生存和繁衍,其中适宜的环境条件是评价所有天体是否宜居的重要条件。近年来在月球和火星等行星表面发现了大量由火山熔岩流形成的熔岩管道,这些巨型管状地下空间具有稳定的温度和防辐射等环境条件,为生物在地外星体上的生存提供了潜在的庇护场所。基于地球熔岩管道的天体生物学的类比研究可以为探索地外生命痕迹提供重要线索,本文综述了现阶段地球熔岩管道内微生物的研究进展、微生物痕量气体代谢在天体生物学研究中的潜力及天体生物学的研究进展,旨在为后续开展地球及地外熔岩管道的天体生物学研究提供思路。     

钱江源国家公园游憩利用潜力评价

游憩是国家公园重要的生态系统文化服务功能,国家公园游憩利用潜力评价是生态保护和国民游憩福利协同提升的关键。提出了国家公园游憩利用评价指标体系,包括游憩资源价值、游憩景观质量、游憩生态环境、游憩利用条件、国家公园社区、游憩利用管理6个维度,并开展多方法融合的国家公园游憩利用潜力评价研究。结果显示:国家公园游憩利用可以从游憩资源价值、游憩景观质量、游憩生态环境、游憩利用条件、国家公园社区、游憩利用管理六个维度进行评价;钱江源国家公园游憩利用的I-IV级潜力区域面积占比分别为8.99%、29.68%、39.72%、21.61%。其中,潜力相对较高的III级和IV级区域呈带状和块状分布在钱江源大峡谷、齐溪水库、高田坑-库坑-回台山、大源头-大横古村落五个区域;潜力相对低的I级和II级区域主要分布在国家公园生态保育区以及何田乡、苏庄镇的传统农业种植区。国家公园游憩利用价值与游憩展示区有较强的关联性,生态保育和传统农业生产对游憩利用价值发挥表现出较大的空间限制。本文能为钱江源国家公园生态旅游适宜区建设提供理论支撑。     

基于土壤线虫群落成熟度指数的拉沙山土壤生态系统稳定性评价及可行性研究

土壤生态系统被誉为是生物圈的能量储存介质,稳定健康的土壤生态系统是维持陆地生态系统生产力的关键,但系统内部各种生物作用和复杂过程很难直接观测,很难利用陆地生态系统的评价体系评价其稳定性。近年来土壤线虫群落成熟度指数作为土壤生态系统稳定性的指示类群被广泛认可和利用,拟通过拉沙山区域13个固定大样地中的52个样方的土壤线虫成熟度指数对区域土壤生态系统稳定性进行评价,并对评价的可行性进行验证。采用宏基因技术共获取线虫扩增子序列变体(Amplicon Sequence Variant, ASV)963个,隶属于2纲10目41科67属,群落结构以食细菌线虫和捕食-杂食类线虫为主,群落以K-策略者(c-p 3-5)生活类群为主导。研究结果表明,土壤线虫的成熟度指数均值为3.24±0.32,评价结果认为拉沙山区域土壤生态系统整体较为稳定,且土壤线虫成熟度指数在空间上不存在统计差异(P>0.05)。通过利用样地监测获得的人为干扰强度与利用土壤线虫成熟度指数所评价出的结果呈现显著的负相关关系(P<0.05),表明稳定性较低的样地其人类活动干扰也较大;同时对土壤线虫成熟度指数的评价结果与样地地表生态系统现状验证结果显示,在中海拔的区域主要因其河谷较深,同时两侧山体陡峭且时有塌方发生导致土壤生态系统的不稳定且土壤线虫成熟度指数偏低,评价结果与实际地表生境状态相符,所以利用土壤线虫成熟度指数评价区域大样地是可行的,该研究为未来区域的土壤生态系统健康评价完善提供了新的指标。