基于简化基因组的花生InDel标记开发和功能解析

InDel在基因组中的分布密度仅次于SNP,可作为动植物群体遗传分析、分子辅助育种等研究领域的有效分子标记。花生是世界范围内重要的油料作物之一。目前,花生栽培种全基因组已经公布,为准确挖掘花生基因组信息提供了重要参考。本研究通过169份花生核心种质的GBS(Genotyping-by-sequencing)测序和比对,共获得大小分布在1～14 bp范围内的10401个InDels。染色体Arahy.16上分布的InDels最多,达741个;而在染色体Arahy.08上分布的最少,有263个。参考基因组注释信息,仅有1167个InDels分布在功能基因相关区域。经GO注释,InDel分子功能主要包括催化活性(catalytic activity)和结合(binding);生物过程主要涉及代谢过程(metabolic process)、单组织过程(single-organism process)和细胞过程(cellular process)。经KEGG通路分析发现,InDels所在的基因区域的功能主要与代谢相关。本研究开发出全基因组水平的InDel标记,并做了相应功能分类和注释,为进一步分子验证和利用提供丰富的基因资源。     

利用转录因子工程重塑代谢网络实现细胞工厂高效生产

酿酒酵母已被广泛用作生产精细化学品的典型细胞工厂。但在生产过程中,各种环境胁迫以及异常的细胞代谢严重制约了生产成本降低和收益提高。解决此类瓶颈问题的一种有效方法是利用转录因子工程,通过重塑关键基因的转录水平来提高菌株的耐受性和生产效率。从运用转录因子工程提高耐受性、产量和基于人工转录因子设计在优化代谢通量、定量分析中的应用两方面综述转录因子工程的价值,讨论转录因子工程的开发以及应用于生产大宗化学品方面的挑战和解决方案。     

植物源UDP-糖基转移酶及其分子改造*

糖基化能够增加化合物的结构多样性,有效改善水溶性、药理活性和生物利用度,对植物天然产物的药物开发至关重要。UDP-糖基转移酶(UGTs)能够催化糖基从活化的核苷酸糖供体转移到受体形成糖苷键,植物中天然产物的糖基化修饰主要通过UGTs实现。但是大多数天然UGTs的催化活性、稳定性和底物特异性较低,难以满足工业用酶的要求,限制了它们的工业化应用。近年来,通过分子改造技术改进天然UGTs的催化特性取得了突破性的研究进展。为此,概述了植物源UGTs的挖掘与表征、三维结构和催化机制,归纳了UGTs分子改造的思路和方法,包括理性设计和定向进化,重点介绍了结构域替换、序列保守分析和结构分析与定点突变的结合,总结了定向进化中的高通量筛选方法,为植物天然产物酶法糖基化的工业应用提供了参考和借鉴。     

H1N1亚型猪流感病毒的拯救

利用8质粒拯救系统成功拯救出了猪流感病毒毒株A/Swine/TianJin/01/2004(H1N1)(A/S/TJ/04)。将猪流感病毒8个基因节段经RT-PCR合成cDNA后, 分别克隆到RNA聚合酶I/II双向表达载体PHW2000中, 构建成8个重组质粒。用8个重组质粒共转染COS-1细胞, 30 h后加入TPCK-胰酶至终浓度0.5 mg/mL。共转染48小时后收获COS-1细胞及其上清, 经尿囊腔接种9日龄SPF鸡胚。收获死亡鸡胚尿囊液并继续用SPF鸡胚传3代, 得到有感染性的病毒。经血凝、血凝抑制验、测序分析、电镜观察等均证实了A/S/TJ/04猪流感病毒的成功拯救。这是目前国内首次报道拯救出H1N1亚型猪流感病毒, 为进一步研究猪流感病毒基因组结构与功能的关系、流感跨种传播的机制以及构建新型猪流感疫苗株奠定了基础。     

拉鲁湿地主要植物群落结构及物种多样性

2002年6~9月对拉鲁湿地植物种类、群落结构、生物量以及物种多样性进行了调查研究.结果表明:(1)拉鲁湿地共有植物30科52属85种,主要有芦苇[Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.](A)、尼伯尔酸模(RumexnepalensisSpreng)(B)、水葱(Scirpus validusVahl)(C)、穗状狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)(D)、灯芯草(Juncus effususL.)(E)、针叶苔草(CarexonoeiFranch.et Sav.)和黑褐苔草(CarexatrofuscaSchkuhr)(F)、藏北嵩草(KobresialittledaleiC.B.Clarke)(G)、藏蓟[Cirsiumlanatum(Roxb.ex Willd.)Spreng.](H)等8个主要植物群落.(2)在8个主要植物群落中,嵩草群落所含物种数最多,为44种,穗状狐尾藻群落最少,仅8种;芦苇群落生物量最高,为124.5~1 027.0 g/m2,藏蓟群落生物量最低,为124.5~220.5 g/m2;优势种芦苇的生物量最高,为183.5~660.0 g/m2,藏蓟生物量最低,为43.1~76.3 g/m2.(3)各群落的垂直结构特点是:芦苇群落、水葱群落、穗状狐尾藻群落具有挺水层、浮叶层和沉水层,其他群落只具有可分为高、低两层的草本层.(4)在各群落的相似性方面,嵩草群落与藏蓟群落、水葱群落与芦苇群落和尼伯尔酸模群落的相似性要明显高于其他群落,其Jaccard系数分别为0.549 0、0.538 5、0.500 0;芦苇群落、尼伯尔酸模群落、水葱群落、穗状狐尾藻群落与藏蓟群落以及芦苇群落、穗状狐尾藻群落与嵩草群落在建群种上没有相似之处,Jaccard系数为0.     

乳酸菌混合生长降解亚硝酸盐能力的研究

通过对植物乳杆菌和肠膜明串珠菌混合发酵降解亚硝酸盐能力的研究得出乳酸菌混菌发酵能显著降低发酵液中亚硝酸盐含量的结论.此外,研究还发现菌粉活化12 h后降解效果最佳.该研究为发酵蔬菜用乳酸菌发酵剂的开发及其产品安全性研究提供理论指导.     

广西主要森林土壤有机碳空间分布及其影响因素

为阐明广西森林土壤有机碳密度分布格局及其主要影响因素, 基于森林资源清查资料和345个调查样地的土壤数据, 估算了广西主要森林土壤有机碳储量, 采用地统计学方法描绘了土壤有机碳密度的空间分布, 并利用主成分分析和逐步回归分析方法分析了影响土壤有机碳密度的主要因子。结果表明: 广西主要森林土壤有机碳储量(0-100 cm)达到1686.88 Tg, 土壤有机碳密度为124.70 Mg·hm^-2, 低于全国森林土壤平均水平。广西主要森林土壤有机碳密度最佳拟合模型为指数模型, 呈中等强度空间相关, Kriging插值显示土壤碳密度高值区在东北区域, 低值区在西北区域, 表现为喀斯特区域低、非喀斯特区域高的特点。广西主要森林土壤碳密度在不同植被类型和土壤类型下表现出一定差异, 其中竹林>落叶阔叶林>暖性针叶林>常绿落叶阔叶林>常绿阔叶林, 黄壤>红壤>赤红壤>石灰土。主成分分析和逐步回归分析结果发现土层深度、经纬度、海拔是影响广西森林土壤有机碳的主要因子, 其中以土层深度影响最大, 主要受岩溶地貌的影响。     

工业生物技术的核心——生物催化

本文分析了生物催化剂在工业生物技术研究中的必要性、可行性和紧迫性。并综述了国内外生物催化剂在工业上应用的现状和研究前沿 ,提出了进一步发展的方向和对策。