DNA多态性分析技术研究进展

随着现代分子生物学的迅速发展,DNA多态性技术在很多领域得到了应用,本文简单总结了DNA多态性分析技术的发展,并展望了DNA多态性技术的应用前景。     

染料木素对MRSA外排蛋白表达的影响

[目的] 研究染料木素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）外排蛋白的影响。[方法] 通过联合药敏实验检测染料木素影响MRSA对环丙沙星的敏感性;利用等重同位素多标签相对定量蛋白质组学（iTRAQ）技术,检测染料木素作用MRSA41577后菌体蛋白表达量的变化;通过生物信息学方法对差异显著的蛋白进行系统分析;通过qPCR和尼罗红外排实验,探讨耐药相关的蛋白介导细菌耐药的作用机制。[结果] 联合药敏实验结果显示,染料木素能增强MRSA对环丙沙星的敏感性;通过iTRAQ技术检测到差异显著蛋白共有129个,包括60个表达上调的蛋白和69个表达下调的蛋白;生物信息学分析结果显示,与细菌耐药相关的蛋白约有14个,其中,通过主动外排系统介导细菌耐药的蛋白主要有PstB、PstS等;qPCR结果显示,与对照组相比,PstB、PstS的基因表达量分别下降了51.6%和78.6%;尼罗红外排实验结果显示,染料木素与尼罗红之间存在竞争关系,为MRSA41577的竞争性抑制剂。[结论] 染料木素可通过降低MRSA41577外排基因pstB和pstS的mRNA表达量,进而影响PstB、PstS外排蛋白的表达来逆转细菌耐药;此外,染料木素还是MRSA41577的竞争性外排抑制剂,可通过与底物竞争外排的方式,使抗菌药物留在菌体内发挥抗菌作用。     

马铃薯全生育期内根际微生物组变化规律

[目的]陆生植物根际环境与土壤中的微生物菌群关系密切,其根际微生物群落动态极可能直接影响着植物健康及养分高效利用。虽然根际益生菌已被证实可用于提高作物生产力,但由于缺乏对这些菌群组成动态变化规律的认识了解,它们的开发受到限制。研究马铃薯全生育期根际菌群的动态变化规律,探讨根际菌群变化与马铃薯发育时期的相关性,为针对马铃薯不同生长时期开发专用生物益生菌肥奠定理论基础。[方法]本研究着眼于马铃薯田间全生命周期微生物组动态变化,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对不同时间点马铃薯根际细菌16S rRNA基因V3-V4区和真菌ITS区测序并对操作分类单位(OTU)进行聚类,分析样品间微生物群落的多样性特征,并通过机器学习的方法建立模型,将根际菌群与田间马铃薯发育时间相关联。[结果]根际菌群在马铃薯各个发育阶段随时间变化明显,营养生长阶段的微生物群落结构发生了显著变化,随着结薯期的开始逐渐稳定,直到块茎成熟后期根际菌群再次出现较大变化,且在不同施肥处理间呈现较大差异。进一步基于模型挖掘了与马铃薯发育时间相关联的22个特征细菌类群和16个特征真菌类群,其中苗期和结薯末期的特征类群分别为梭菌(Clostridium)和放线菌(Actinobacteria)。[结论]马铃薯的生长发育时期是影响根际微生物群落组成的主要因素,益生菌肥的添加主要影响马铃薯结薯末期的细菌微生物菌群结构。     

高沥水性钝顶螺旋藻新品系的选育及超微结构与RAPD分析

[目的]选育高沥水性的螺旋藻新品系,显著降低藻粉生产中干燥的能耗。[方法]以用于工厂化培植的钝顶螺旋藻ZJU0115为出发品系,用组织匀浆-离心沉降法制得其原生质球,并先以0.6%EMS处理30 min再用2.4 kGy的~(60)Coγ射线辐照,经含0.02%黄原胶(xanthan gum)的Zarrouk's培养液筛选、藻丝单体分离培养、藻泥持水率和胞外多糖(EPS)等检测及生产培植试验。[结果]获得了一株产量、蛋白质和多糖含量与ZJU0115相当,而藻泥持水率和EPS含量分别下降5.9%和29.7%的突变体,命名为ZJU0115(HD)。超微结构与随机扩增多态性DNA标记(random amplified polymorphic DNA,RAPD)分析结果显示,与其亲本ZJU0115相比,ZJU0115(HD)藻丝表面更光滑,可能为酸性多糖的乳白状粘附物也更少;ZJU0115(HD)细胞内的多磷酸盐颗粒显著变小且呈弥散状;基因组DNA在随机引物S90的扩增产物中显示出多态性差异。[结论]ZJU0115(HD)在工厂化培植中生产性状好、高沥水性能稳定,藻泥的干燥能耗降低了近50%,它的育成与应用,有助于推进当前螺旋藻产业迈向高效、节能、绿色、环保发展的新阶段。     

补充非寄主食物对芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂控害行为权衡的影响

芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂均为强卵育型(synovigenic)寄生蜂,成虫具有产卵寄生致死、寄主取食致死和寄主叮蛰直接致死3种寄主致死行为。为了明确成虫补充非寄主食物营养对2种姬小蜂控害潜力/控害行为的影响,本文比较研究了分别提供寄主食物和寄主食物+非寄主食物(10%葡萄糖)条件下的2种姬小蜂在初羽化前期(前6 d)内对美洲斑潜蝇幼虫的致死行为的影响。结果显示:在仅提供寄主食物时,芙新姬小蜂的寄生、取食和总体致死量均显著的高于潜蝇姬小蜂,但是直接致死能力却弱于后者;补充非寄主食物和仅提供寄主食物处理相比,两种寄生蜂的寄生量,取食量和总致死量均呈下降趋势。该研究显示:在初羽化前期,取食寄主食物的雌蜂比取食寄主食物+葡萄糖的雌蜂具有更强的致死能力。     

北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析

利用SSR分子标记对北京市华北落叶松人工林5个群体的220棵优树进行遗传多样性和群体结构分析。20对SSR引物共检测到81个等位基因,每个位点等位基因数2~8个不等,平均4.05个。群体观测和期望杂合度平均值分别为0.429和0.440,Shannon信息指数和多态性信息含量分别为0.756和0.380。5个群体中,百花山和云蒙山遗传多样性水平最高,雾灵山遗传多样性水平最低。AMOVA分析结果显示,2.65%的遗传变异来自于群体间,剩余97.35%的遗传变异来自于群体内。遗传分化系数仅为0.023,表明北京市华北落叶松优树群体遗传分化程度很低。基于Nei's遗传距离可以将5个群体划分为3个类群,四海镇和雾灵山归为第Ⅰ类,松山归为第Ⅱ类,百花山和云蒙山归为第Ⅲ类。STRUCTURE群体结构分析结果与上述聚类分析结果大体一致。以上研究为华北落叶松人工林遗传多样性评价和优良种质资源收集、保护和利用提供理论依据。     

应用分子标记技术改良京作1号的稻瘟病抗性

稻瘟病是危害水稻产量的重要生物胁迫之一。实践证明,解决这一问题的最有效方法是培育具广谱、持久稻瘟病抗性的品种并推广种植。本研究以优质、高产、感稻瘟病的京作1号为轮回亲本,与稻瘟病抗性基因Pi9、Pigm和pi21的供体材料进行杂交、回交和复交,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,培育不同的单基因导入系和聚合系。苗期人工接种多个稻瘟病菌的结果显示,Pi9抗性改良系的抗性频率达到100%,Pigm抗性改良系平均为90%,均极显著高于轮回亲本京作1号的抗性频率,且农艺性状与京作1号基本一致。pi21抗性改良系的抗性水平与京作1号没有明显差异,单株产量极显著低于京作1号。与轮回亲本相比,Pi9和pi21聚合系的抗性频率极显著提高,达到93.33%,但单株产量明显降低。研究结果证实了Pi9和Pigm基因在大幅度提高抗瘟性的同时对主要农艺性状影响小,都具有较大的育种利用价值。基因pi21抗谱较窄,抗性不强,且可能存在对产量的负效应,不宜单独用来改良水稻品种的稻瘟病抗性,需要与抗性强的主基因聚合,通过多次回交和自交打破该基因与产量的不利连锁累赘。     

中国虫霉目真菌及其寄主昆虫名录更新

报道了中国虫霉目Entomophthorales真菌共计79种,隶属2科11属,并对其所涉及的寄主昆虫名称进行了规范与更新,且给出了各寄主的分类地位和中英文名称对照。     

肿瘤表观基因组学研究进展

多年来遗传学改变一直是肿瘤研究的焦点,近来人们越来越认识到异常表观遗传修饰在肿瘤形成中所起的重要作用。表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等,其变异会导致基因转录异常。表观基因组学是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。文章主要介绍目前已知的肿瘤表观基因组学相关内容,阐述表观遗传修饰与肿瘤的紧密关系及异常表观遗传修饰作为生物标记在肿瘤诊断、预后及治疗方面的最新研究进展。     

冬虫夏草寄主蒲氏钩蝠蛾雄成虫触角感受器的观察

蒲氏钩蝠蛾Thitarodes pui(Zhang et al.)是冬虫夏草寄主昆虫之一,其雄成虫触角感受器在求偶交配过程中起主要作用。本研究应用电子扫描显微镜对蒲氏钩蝠蛾雄成虫触角上的化学感受器进行观察。结果发现,雄成虫触角上有7种感受器,即毛形感受器、刺形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器、钟形感受器、Bhm氏鬃毛和鳞形感受器,其中以毛形感受器和鳞形感受器数目最多,腔锥感受器又分为长栓形和短栓形两种。综合本研究结果与已知蝠蛾的触角感受器,发现蝠蛾触角感受器在表面结构、感受器类型等方面与其它鳞翅目昆虫存在差异。