16S/18S/ITS扩增子高通量测序引物的生物信息学评估和改进

【背景】在过去的十几年里,基于核糖体RNA基因的扩增子测序技术被广泛用于各种生态系统中微生物群落的多样性检测。扩增子测序的使用极大地促进了土壤、水体、空气等环境中微生物生态的相关研究。【目的】随着高通量测序技术的不断发展和参考数据库的不断更新,针对不同的环境样本的引物选择和改进仍然需要更深入的校验。【方法】本文收集了目前在微生物群落研究中被广泛采用的标记基因扩增通用引物,包括16S rRNA基因扩增常用的8对通用引物和2对古菌引物、9对真菌转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因扩增引物,以及18S rRNA基因扩增的4对真核微生物通用引物和1对真菌特异性引物。这些引物中包括了地球微生物组计划(Earth Microbiome Project,EMP)推荐的2对16S rRNA基因扩增引物、1对ITS1基因扩增引物和1对18S rRNA基因扩增引物。采用最近更新的标准数据库对这些引物进行了覆盖度和特异性评价。【结果】EMP推荐的引物依然具有较高的覆盖度,而其他引物在覆盖度及对特定环境或类群的特异性上也各有特点。此外,最近有研究对这些通用引物进行了一些改进,而我们也发现,一个碱基的变化都可能会导致评价结果或扩增产物发生明显变化,简并碱基的引入既可以覆盖更多的物种,但同时也会在一定程度上降低关注物种的特异性。【结论】研究结果为微生态研究中标记基因的引物选择提供了一个广泛的指导,但在关注具体科学问题时,引物的选择仍需数据指导与实验尝试。     

3名美国科学家获2009年诺贝尔生理学或医学奖

北京时间10月5日下午17时30分,2009年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗林斯卡医学院揭晓,三位美国科学家伊丽莎白布兰克波恩（Elizabeth H．Blackburn）、卡罗尔格雷德（Carol W．Greider）以及杰克绍斯塔克（Jack W．Szostak）共同获得该奖项。他们发现了由染色体根冠制造的端粒酶（telomerase）,这种染色体的自然脱落物将引发衰老和癌症。     

小麦温敏不育系YM3314的温敏特性及育性转换

以YM型小麦温敏雄性不育系YM3314为材料,通过分期播种和剪穗再生分蘖的育性试验分析各播期材料的育性与对应发育时期的气象因子相关性,以揭示YM型小麦温敏雄性不育系的温敏特性及其育性转换温度条件.结果表明:YM3314秋播完全不育或育性有稍微波动,春播稳定部分可育;各播期材料的育性与孕穗期和抽穗期日平均温度呈极显著正相关,而与孕穗期的平均相对湿度呈显著负相关;孕穗前5日至抽穗后5日是YM3314育性转换的关键时期,该段时期日平均气温达到18.18℃以上表现部分可育,低于18℃表现不育.研究证实,YM3314具有温度敏感特性,育性转换的敏感时期在孕穗前5日至抽穗后5日,育性转换的临界温度约18℃左右,在二系杂交小麦研究中有重要的利用价值.     

不同温度条件下果蝇染色体结构的变化

将黑腹果蝇Drosophila melanogaster置于不同温度环境下培养,应用改良苯酚品红染色法制片.发现其唾腺染色体在不同的温度培养条件下,分布于染色体上的膨松区域有明显变化,在15℃和27℃下染色体的变化区域明显较19℃和23℃下的多,这些区域都与机体调控和表达的基因相关.这可能是机体对不适生存条件采取的保护措施所引起更多的染色体或基因发生变化的结果.对不同温度条件下部分染色体膨松区域的特殊基因作了简单讨论.     

工业污水对多刺裸腹溞心率、体长和抗氧化酶系的影响

通过工业污水的急性毒性试验,统计多刺裸腹溞（Moina macrocopa）的死亡个数,用概率单位法得出污水对多刺裸腹溞24 h、48 h的半致死剂量（LC₅₀）分别为17.68%和14.56%,污水属于极毒性。通过半致死剂量设定对照组和5个浓度组（1%、2%、4%、8%、16%）,测定污水对多刺裸腹溞的心率、体长、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的影响。结果表明：随污水浓度的增加和时间的延长心率和体长均先升高后降低,SOD、CAT和GST 3种酶活性总体呈现“低促高抑”的变化趋势,当污水浓度为1%时,SOD活性的变化大于CAT和GST,故SOD酶是机体抵制外界不良环境中重要的酶,为水质监测提供更为敏感的生物指标。     

小麦族鹅观草属三个物种的关系研究

通过形态学特征比较、种间杂交、染色体组配对和繁育学资料,探讨鹅观草属拟披碱草组纤毛草系中的三个物种毛叶鹅观草、纤毛鹅观草和竖立鹅观草间的亲缘关系。结果表明毛叶鹅观草与纤毛鹅观草、竖立鹅观草存在一定的生殖障碍,纤毛鹅观草和竖立鹅观草不存在生殖障碍。建议将毛叶鹅观草作为纤毛鹅观草的亚种,而竖立鹅观草作为纤毛鹅观草的变种处理较为适宜。     

三种紫金牛属植物的核型研究

对紫金牛属三种植物进行了核型分析,其中朱砂根染色体数目2n=46、核型2n=46=42m+2sm+2st和紫金牛核型2n=92=58m+24sm+10st为首次报道;虎舌红核型公式为2n=44=40m+2sm+2st。核型分析结果显示,紫金牛属植物存在染色体数目非整倍体变异及多倍化的进化方式。     

匙吻鲟的细胞遗传学分析

采用体内注射PHA和秋水仙素,肾细胞短期培养,常规空气干燥法制备匙吻鲟(Polyodon spathula)的染色体标本.对其肾细胞染色体数目统计分析表明,匙吻鲟染色体组南120条染色体所组成.以测得的核型参数和按Levan,et al.提出的染色体划分标准得出:具有22对中部着丝粒染色体(m),16对亚中部着丝粒染色体(sm),22对亚端部着丝粒染色体(st)和端部着丝粒染色体(t);染色体臂数(NF)为196,核型公式为44 m + 32am + 44st,t.再采用流式细胞仪分析系统测定匙吻鲟体细胞的DNA含量,与鸡血细胞标准对照相比为2.69±0.19,以鸡红细胞DNA含量2.3 pg/N测算.则匙吻鲟体细胞DNA含量为6.18 pg/N.根据所得到的结果并结合已发表的鲟鱼类DNA含量和染色体资料,判定匙吻鲟为四倍体物种.鲟形目伍类全部为多倍体起源的鱼类,在细胞水平的进化比较特殊,以染色体加倍的方式进行.染色体加倍及分化,可能是造成鲟形目鱼类种类较多及多倍体类型(4n、8n、12n等)丰富的主要原因.     

二甲戊灵对离体大蒜染色体的加倍研究

在MS分化培养基中分别添加不同浓度的秋水仙素和二甲戊灵,以 "改良蒜" 的蒜瓣基部为外植体诱导愈伤组织染色体变异并再生植株,观察根尖细胞染色体数和叶片下表皮保卫细胞特征检测诱变效果.结果表明:大蒜染色体数变异受诱变剂浓度和处理持续时间的影响,诱变剂高浓度和短时间处理均有利于大蒜愈伤组织的分化;添加0.1%秋水仙素处理5 d,愈伤组织存活率为80.7%,分化率为78.1%,四倍体的诱导率为4%;添加 100 μmol/L二甲戊灵处理5 d,愈伤组织存活率为100%,四倍体的诱导率为6%.对根尖细胞染色体和叶片下表皮气孔数目和大小观察显示,诱变株具有四倍体的基本特征.说明二甲戊灵能在离体条件下有效诱导大蒜产生四倍体,可替代秋水仙素对大蒜染色体的加倍作用.     

黑龙江省产两种草蜥染色体组型研究

采用常规骨髓细胞制片法,对黑龙江省产黑龙江草蜥和白条草蜥的染色体组型进行分析.结果表明,两种草蜥二倍体染色体的数目均是38,由18对常染色体和1对性染色体组成.常染色体中17对为端部着丝点染色体,1对为点状染色体;性染色体为ZW 型,从核型特征看来,二者都为蜥蜴目较原始的类型.