Cell wall-associated malate dehydrogenase activity from maize roots

Isolated cell walls from maize (Zea mays L.) roots exhibited ionically and covalently bound NAD-specific malate dehydrogenase activity. The enzyme catalyses a rapid reduction of oxaloacetate and much slower oxidation of malate. The kinetic and regulatory properties of the cell wall enzyme solubilized with 1 M NaCl were different from those published for soluble, mitochondrial or plasma membrane malate dehydrogenase with respect to their ATP, Pi, and pH dependence. Isoelectric focusing of ionically-bound proteins and specific staining for malate dehydrogenase revealed characteristic isoforms present in cell wall isolate, different from those present in plasma membranes and crude homogenate. Much greater activity of cell wall-associated malate dehydrogenase was detected in the intensively growing lateral roots compared to primary root with decreased growth rates. Presence of Zn²⁺ and Cu²⁺ in the assay medium inhibited the activity of the wall-associated malate dehydrogenase. Exposure of maize plants to excess concentrations of Zn²⁺ and Cu²⁺ in the hydroponic solution inhibited lateral root growth, decreased malate dehydrogenase activity and changed isoform profiles. The results presented show that cell wall malate dehydrogenase is truly a wall-bound enzyme, and not an artefact of cytoplasmic contamination, involved in the developmental processes, and detoxification of heavy metals.     

马铃薯甲虫结节性硬化复合物基因LdTSC1和LdTSC2基因的克隆及功能分析

【目的】通过RNAi技术明确马铃薯甲虫TOR上游的关键信号集成节点及类胰岛素信号通道下游基因结节性硬化复合物TSC1和TSC2的功能。旨在为探明马铃薯甲虫类胰岛素信号转导提供更多理论支持。【方法】在NCBI(美国国家生物技术信息中心)获取马铃薯甲虫LdTSC1/2序列,分别利用多重序列比对和系统发育分析确定该基因的完整性和系统发育关系;采用喂食幼虫dsRNA的方法,观察该基因的调低对马铃薯甲虫幼虫生长发育、糖脂代谢的影响。【结果】克隆得到马铃薯甲虫TSC1编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁直系同源蛋白的氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支;TSC2编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁和赤拟谷盗的同源蛋白氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支。通过分别喂食2龄幼虫LdTSC1/2的dsRNA能有效降低靶标基因的表达量,幼虫出现体重减轻,化蛹率和羽化率显著下降,葡萄糖的吸收转化效率降低,海藻糖含量升高和甘油三酯均减少。【结论】下调2龄幼虫LdTSC1/2的表达量,导致试虫出现抑制了糖脂代谢、脂肪体减少、体重减轻以及发育延迟;结果表明LdTSC1/2调控了马铃薯甲虫幼虫的糖脂代谢过程,显著影响幼虫化蛹和蜕皮过程。     

黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性

【目的】黑果枸杞是我国荒漠区特有的药用盐生植物,本研究分析了黑果枸杞不同组织中内生细菌群落多样性特征及分布规律。【方法】应用Illumina MiSeq高通量测序技术对黑果枸杞内生细菌的16S rRNAV5-V7区域序列进行测定,并分析群落组成、多样性及功能等生物学信息。【结果】黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性及功能均有较大的差异。花、叶、果、茎和根产生的OTUs分别是182、173、119、187和254,群落多样性表现为根花果、茎叶。从门水平上看,变形菌门是优势菌门,在不同组织中均有分布,花、叶、果、茎和根中的相对丰度分别为87.66%、41.51%、81.76%、97.67%和61.85%。在属水平上显示内生细菌的分布表现出器官差异性。花部能够准确分类的优势菌属为沙雷氏菌属和不动杆菌属,相对丰度分别为11.57%和8.55%。叶部为红球菌属和慢生根瘤菌属,相对丰度分别为29.68%和5.53%。果实中为泛菌属、红球菌属和沙雷氏菌属,相对丰度分别为23.12%、5.52%和4.29%。茎部为沙雷氏菌属和假单胞菌属,相对丰度分别为12.03%和17.71%。根部为盐单胞菌属、Fodinicurvata和Lipingzhangella,相对丰度分别为24.18%、5.16%和4.86%。在不同组织中分布较广的盐单胞菌、沙雷氏菌、不动杆菌、红球菌、泛菌等菌属均具有较高耐盐性和促生、生防、降解有机污染物及抗氧化等功能。PICRUSt功能预测分析显示,黑果枸杞组织中内生细菌功能中涉及丰富的多糖、萜类和酮类、酶及维他命等次生代谢产物的生物合成。【结论】黑果枸杞内生细菌具有丰富的群落和功能多样性,拥有多种益生功能性状,也含有多个与人和植物体代谢相关的功能信息。不同组织优势菌属和功能信息各有不同,其中根部的内生细菌物种最丰富,花部和茎部参与各种代谢调控的细菌丰度最高。此外,不同组织中还含有大量未知种属的微生物类群,这些都为内生细菌功能利用和挖掘新的有益微生物资源提供广阔的发展空间。     

喀什边境口岸陆运卡车及集装箱污染的新冠病毒基因特征分析

新疆维吾尔自治区喀什地区作为我国与中亚和欧洲的重要陆路货运口岸,来往货物运输频繁,引入新型冠状病毒(SARS-CoV-2)风险大,对我国新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情防控造成压力.2020年11月我国新疆维吾尔自治区喀什地区发生输入SARS-CoV-2导致的本土聚集性COVID-19疫情.为明确货物运输载体携带SARS-CoV-2的基因特征以及边境快速物流系统作为SARS-CoV-2传播载体的可能性,本研究对2020年11月6日-2020年11月10日期间在喀什边境口岸货运卡车及运输的集装箱采集的35份SARS-CoV-2核酸阳性样本进行SARS-CoV-2全基因组序列测定和比对分析.结果 显示,35份样本ORFlab基因Ct值的中位数(最小值～最大值)为37.64(28.91～39.81),N基因Ct值的中位数(最小值～最大值)为36.50(26.35～39.30),Reads数匹配率的中位数(最小值～最大值)为51.95％(0.86％～99.31％),病毒载量较低;35份样本中基因组覆盖度达到70％以上的共计18份.基于Pango命名法,18条SARS-CoV-2基因组序列分别属于B.1、B.1.1、B.1.9、B.1.1.220、B.1.153和B.1.465共6个不同的基因型,其中3个基因型(B.1、B.1.1和B.1.153)在喀什边境接壤或邻近的四个国家同期采集的病例样本中也有发现.核苷酸突变位点和系统进化树分析显示,同一个地点采集的样本病毒基因组相似程度高;18条序列中的4条与喀什COVID-19疫情毒株代表序列处在同一个进化分支;其中1条序列与喀什COVID-19疫情毒株基因组存在1个或2个核苷酸突变位点差异,高度同源.本研究证实喀什COVID-19疫情期间边境货运卡车和集装箱存在境外多种基因型病毒的污染,其中存在喀什COVID-19疫情毒株的祖父代病毒,高度提示边境快速物流系统卡车及集装箱作为载体携带SARS-CoV-2病毒入境造成了本土疫情,这些数据为我国边境口岸地区的新冠防控策略制定及后续疫情溯源提供了关键的参考依据.     

新疆焉耆盆地人类活动与气候变化的效应机制

通过对新疆焉耆盆地及其周边近40a(1973—2014)的气候变化趋势检测、LUCC和生物量估算,探讨气候变化和人类活动的生态效应机制,研究区域陆地生态系统演变及其归因。分析结果表明:(1)焉耆盆地山区和平原区降水变化都有明显的突变点,并呈现增加趋势,蒸发量在山区减少,在平原区波动性减少趋势;(2)LUCC分析表明,山区裸地面积减少5.40%,冰川面积减少3.36%,高地植被面积增加8.76%;同时平原区天然绿洲面积增加1.96%,沙漠面积减少1.62%,水域面积减少1.30%,人工绿洲面积增加15.41%,湿地面积增加1.27%;(3)山区陆地生态系统对区域气候变化非常敏感,其中降水变化是决定山区地表植被生存状态和分布的重要因素;(4)人类活动的推动作用和有益气候变化的支撑是绿洲平原区生态系统好转的原因,其中人口急剧增加和社会经济快速发展,导致绿洲平原区生态系统结构及其时空分布的主要因素。焉耆盆地及其周围区域陆地生态系统的演变对气候变化和人类活动有明显的时空尺度效应,其反应程度各不相同。     

综合实验“产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选”的教学改革与实践

微生物学实验技术是现代生物技术的重要组成部分。以综合性实验"产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选"的教学改革与实践为例,提高南疆少数民族生物技术专业学生的综合素质。在喀什大学现有生物实验教学条件下,通过开展"产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选"的综合性实验,进行微生物学实验课教学模式改革。在"土壤微生物分离"验证性实验的基础上,增加"嗜盐放线菌筛选和产纤维素特性"的实验教学内容;运用多媒体课件、增加实验理论课和全程采用"启发式"教学的实验教学方法。问卷调查显示,学生在学习兴趣、学习主动性、实验技能、小组合作、探究精神和实验设计方面都有了明显进步;学生对实验教学改革的评价良好。实践证明,改革效果良好,对培养具备适应南疆社会发展的实践能力的复合型高级专门人才有积极显著的作用。     

新疆野苹果(Malus sieversii(Ledeb.) M.Roem.)植物学性状遗传多样性及相关性分析

为加强野苹果种质资源利用与研究,促进野苹果研究工作,以3年来调查收集的新疆野苹果(赛威士苹果)的129个单株资源为材料,对单果重、果实纵横经、叶片大小等12个数量性状和叶片颜色、叶尖类型等5个质量性状进行遗传多样性及相关性分析。分析结果表明:叶片颜色、叶尖类型、叶姿、叶缘、叶面状态5个质量性状分布频率较集中;单果重、果实纵横经、叶柄长、叶片长宽、可溶性固形物、干周、树高均存在较大变异,变异系数幅度为16%~51%。各性状多样性指数也较大,均值为1.9264,叶片长的多样性指数最小为1.7359;果梗长的多样性指数最大为2.0525。新疆野苹果资源拥有丰富的遗传多样性,在于果实相关性状的多样性指数高,且变异幅度大,表明丰富的遗传多样性是新疆野苹果资源的重要特征。     

调节性T 细胞在发热结缔组织病患者外周血中的表达及临床意义

目的:研究Treg细胞在发热CTD患者外周血表达对结核感染的诊断价值。方法:对103例发热CTD患者进行T-SPOT.TB试验,将39例阳性者设为实验组-1,进行抗结核治疗,将64例阳性者设为实验组-2,另选取40例健康者作为对照组,检测三组外周血CD4+CD25+Treg细胞、Foxp3基因、IL-10、TGF-β的表达。结果:实验组CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞占CD4+T比例高于对照组(P0.05),实验组-1治疗前外周血CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞占CD4+T比例高于实验组-1治疗后、实验组-2(P0.05);实验组TGF-β表达量低于对照组(P0.05),实验组-1治疗前低于实验组-1治疗后及实验组-2(P0.05);实验组-1治疗前IL-10表达量低于实验组-1治疗后、实验组-2及对照组(P0.05)。结论:CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞在发热CTD伴有结核感染患者外周血中的表达升高,其变化可作为结核感染诊断的辅助性指标。     

新疆南部棉区麦蛾柔茧蜂对田间棉铃虫的防治效果

2006年,在新疆阿克苏市进行了利用麦蛾柔茧蜂Harbrobracon hebetor Say防治麦田第一代棉铃虫和棉田第二代棉铃虫的田间试验.结果显示,在麦田按500头/亩的量释放麦蛾柔茧蜂,可使麦田棉铃虫幼虫的虫口减退57.7%;化蛹量较对照减少0.56头/m2.在棉田按700头/亩的量释放麦蛾茧蜂,对棉铃虫幼虫的麻痹率是50.73%,对棉铃虫的防效达65.96%.     

Bacillus halodurans菌株xynM基因的克隆、表达和序列分析

目的:用2株新分离鉴定的细菌克隆与最近源种(Bacillus halodurans C-125)木聚糖酶基因的同源序列,并对其进行序列分析。方法:根据已发表的近源种(C-125)的保守区序列设计引物,扩增出与其同源的木聚糖酶基因,进而用pQE31载体对该基因进行表达。同时对表达蛋白的三维空间结构进行网络模拟分析,对蛋白同源性进行比对分析。结果:克隆的木聚糖酶基因片段分别为1284bp和1236bp,而且该基因也成功表达;该蛋白是(α/α)6折叠构象,与C-125三者同属于一个分支上。结论:通过分析、表达蛋白编码外切-1,4-β-木聚糖酶,属于M家族。这该新分离菌株木聚糖酶的研究和应用提供了重要线索。