DNA单分子近场光学成像与荧光探测

介绍了扫描近场光学(SNOM-Scanning Near-Field Optical Microscope)／原子力显微镜（AFM－Atomic Force Microscope)系统（SNO／AM）的工作原理。在AFM模式和SNOM模式下对DNA分子进行成像和荧光探测,得到了清晰的DNA单分子的形貌像和荧光像。由形貌圆像得到的DNA分子尺寸横向为20nm,高度为2nm,其中包含了探针形貌的影响。实验中采Tapping模式的AFM成像,样品经多次搜索扫描无明显损坏。AFM模式的分辨率优于1nm。SNOM模式下DNA分子形貌像和荧光像清晰,由近场荧光分布可以确定分子取向和浓度。用YOYO－1染料对λDNA分子进行染色和荧光探测。通过对DNA分子多个截面进行测量,分析染料 与DNA结合状态。     

苦荞转录因子FtMYBF的克隆、亚细胞定位及表达分析

R2R3-MYB转录因子SG7亚家族成员在植物黄酮醇生物合成中具有极其重要的调控作用。探究苦荞中SG7 R2R3-MYB转录因子在黄酮醇生物合成中的功能,为苦荞黄酮醇生物合成的分子调控机制研究奠定基础。采用RT-PCR技术从苦荞中克隆到一个前期经转录组与代谢组联合分析鉴定到的SG7 R2R3-MYB转录因子,命名为FtMYBF。利用生物信息学、亚细胞定位、基因共表达、基因表达量与总黄酮含量相关性对该基因进行了分析。结果表明,FtMYBF全长CDS序列为1119 bp,编码372个氨基酸。蛋白多序列比对和系统进化树分析表明,FtMYBF属于R2R3-MYB SG7亚家族成员。亚细胞定位显示,FtMYBF蛋白定位于细胞核。基因共表达分析表明,FtMYBF与多个苦荞黄酮醇生物合成结构基因共表达。基因表达量与总黄酮含量间相关性分析表明,FtMYBF在不同组织部位表达量与总黄酮含量高度正相关。FtMYBF属于R2R3-MYB SG7亚家族成员,是一个核定位转录因子,其可能通过正调控苦荞黄酮醇生物合成结构基因的表达来正调控苦荞黄酮和黄酮醇的生物合成。     

老年类风湿关节炎患者血清25-羟维生素D_3水平与肠道微生态的关系探讨

目的探讨老年类风湿关节炎(RA)患者血清25-羟维生素D_3[25(OH)D_3]水平与肠道微生态的关系。方法回顾性分析2018年8月至2020年4月甘肃中医药大学附属医院风湿骨病科住院收治的83例老年RA患者的临床资料,并选择同期进行体检的80例健康者的体检资料,分别记为A组、B组。对比2组研究对象血清25(OH)D_3水平以及肠道微生物菌群组成;采用Pearson相关性分析,分析老年RA患者血清25(OH)D_3水平与肠道微生物菌群丰富度的相关性。结果 A组患者血清25(OH)D_3水平明显低于B组(t=23.297,P0.05);A组患者肠道微生物菌群Chaol指数、Observed species指数和Shannon指数均低于B组(t=11.258、14.681、22.157,均P0.05);A组患者肠道微生物菌群拟杆菌门、放线菌门、变形菌门、普雷沃菌属、梭状芽胞杆菌属、戈登菌属的相对丰度均高于B组(t=19.472、12.011、27.354、20.304、15.637、24.414,均P0.05),厚壁菌门、乳杆菌属、类杆菌属、嗜血杆菌属、韦荣球菌属、真杆菌属的相对丰度均低于B组(t=10.095、3.663、6.787、12.848、7.786、9.122,均P0.05);RA患者25(OH)D_3水平与厚壁菌门、乳杆菌属、类杆菌属、嗜血杆菌属、韦荣球菌属、真杆菌属的相对丰度呈正相关(r=8.126、8.031、8.415、8.057、8.236、8.467,均P0.05),与拟杆菌门、放线菌门、变形菌门、普雷沃菌属、梭状芽胞杆菌属、戈登菌属呈负相关(r=-7.639、-7.856、-8.135、-8.127、-7.536、-7.865,均P0.05)。结论 RA患者血清25(OH)D_3水平降低,肠道微生物菌群拟杆菌门、放线菌门、变形菌门、普雷沃菌属、梭状芽胞杆菌属、戈登菌属的相对丰度增加,厚壁菌门、乳杆菌属、类杆菌属、嗜血杆菌属、韦荣球菌属、真杆菌属的相对丰度减少,老年RA患者血清25(OH)D_3水平与肠道微生物菌群分布相关。     

Ce^3+和La^3+对人工老化沙葱种子活力及生理特性的影响

以未老化和人工老化后的沙葱(Allium mongolicum Regel.)种子为材料,采用氯化铈(Ce3+)和氯化镧(La3+)浸种,测定种子萌发和生理指标,探讨Ce3+和La3+浸种对种子萌发、老化种子活力和生理特性的影响。结果显示:(1)在老化0~5 h时,Ce3+和La3+处理可显著促进沙葱种子萌发,提高种子活力;在老化5 h后,Ce3+和La3+处理对种子萌发无明显促进作用。(2)在老化0~15 h时,Ce3+和La3+处理的沙葱种子中抗氧化酶活性和抗坏血酸(AsA)含量提高,其超氧阴离子自由基(O2-·)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量显著降低;在老化15 h后,Ce3+和La3+处理的种子抗氧化酶活性提高、AsA含量降低,O2-·产生速率和MDA含量提高。(3)在老化5 h时,沙葱种子呼吸速率发生跃变达到最大,Ce3+和La3+处理显著降低了种子呼吸速率。(4)Ce3+和La3+处理在老化0~5 h时提高了沙葱种子超弱发光(UWL)强度,但在老化5 h后沙葱种子的UWL强度降低。研究认为,在沙葱种子人工老化初期,Ce3+和La3+浸种处理可以诱导增强种子抗氧化酶活性和提高AsA含量,有效清除因老化产生积累的过量活性氧(ROS),减轻过氧化伤害,提高种子活力;种子老化中后期,其内部ROS产生与清除系统发生紊乱,加剧了ROS对种子结构的损伤,Ce3+和La3+浸种处理的缓解效应丧失。     

基于土壤异质背景的玉米秸秆覆盖度遥感反演

玉米秸秆覆盖还田是东北平原当前大力推广的一种保护性耕作方式。区域作物秸秆覆盖度(CRC)的遥感估算可大范围快速获取耕地秸秆覆盖还田信息,对于政府监测和推广秸秆覆盖还田工作有重要作用。本研究以吉林省梨树县为研究区,基于Sentinel-2A卫星影像,选取归一化耕作指数(NDTI)、归一化秸秆指数(NDRI)、简单耕作指数(STI)和归一化差值指数(NDI7)4种光谱指数,建立光谱指数与玉米秸秆覆盖度的线性回归模型,进行秸秆覆盖度反演。结果表明: 研究区土壤背景空间异质性较强,对光谱指数回归模型影响显著,采用土壤质地分类(分区)分别建立回归模型的方法可提高反演精度。土壤背景空间异质性会增大模型估算误差;4种光谱指数与玉米秸秆覆盖度均有较强相关性,其中,NDTI和STI模型表现更好;基于NDTI和STI的分区线性回归模型验证R²为0.84、RMSE为13.3%,优于不分区的模型(R²为0.75,RMSE为16.5%),有效提升了反演精度。     

干燥综合征患者肠道微生物菌落的分析

目的通过检测干燥综合征(Sj9gren′s syndrome,SS)患者粪便标本的微生物种群分布及外周血Treg细胞绝对计数,分析SS患者肠道菌群变化状态及其与Treg细胞的相关性,为临床诊疗提供新思路。方法通过采用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对29例干燥综合征患者粪便标本中的16S rRNA V3区进行定性分析,与83例健康人粪便标本中菌群的多样性与丰富度统计数据进行比较,分析SS患者中差异性菌群丰富度及其与Treg细胞绝对计数的关系。结果两组研究对象性别、年龄比较差异均无统计学意义(P0.05)。与健康人对比,SS患者粪便菌群中细菌多样性低于健康对照组(P0.05),肠道菌群丰富度在门(Phylum)水平上厚壁菌门(Firmicutes)细菌数量较正常对照组减少(P0.05),变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)较健康对照组明显增加(均P0.05)。在科(Family)水平上链球菌科(Streptococcaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriales)和乳杆菌科(Lactobacillaceae)细菌数量较正常对照组明显升高(均P0.05),普雷沃菌科(Prevotellaceae)和Paraprevotellaceae较对照组明显减少(均P0.05)。在属(Genus)水平上Blautia、颤螺旋菌属(Oscillospira)、链球菌属(Streptococcus)和韦荣球菌属(Veillonella)细菌数量较正常对照组明显升高(均P0.05),而Roseburia、粪杆菌属(Faecalibacterium)和普氏菌属(Prevotella)较正常对照组明显减少(均P0.05)。其中,SS患者粪便中韦荣球菌属的百分比与其外周血Treg细胞绝对计数呈显著负相关(P0.05)。结论 SS患者肠道微生态环境中细菌群落的多样性和均衡性与正常人群存在明显差异,且韦荣球菌属水平的升高与外周血Treg细胞绝对计数呈显著负相关,肠道菌群紊乱或许参与了SS的发病过程。     

濒危植物蒙古扁桃不同地理种群遗传多样性的ISSR分析

采用 ISSR 分子标记对蒙古扁桃(Prunus mongolica)6个自然种群的遗传多样性进行了分析.12条ISSR引物共扩增出200条带,其中199条具多态性,多态位点比率为99.5％.在种群水平上多态位点百分率平均为55.3％.Nei's基因多样性、Shannon's信息指数在种群水平上分别为0.3241和0.4875,在物种水平上分别为0.3105和0.4722.根据基因分化系数,测得基因流值Nm为0.8266.UPGMA聚类分析结果表明:乌海千里沟种群和东升庙那仁乌拉种群遗传一致度最大,遗传关系最近.ISSR检测结果表明,包头萨拉齐种群的遗传多样性最丰富,在制定原位种质保护计划时,应优先保护包头萨拉齐周边地区的蒙古扁桃.     

全细胞高通量筛选α-氨基酸酯水解酶突变体的方法

【目的】建立高效敏感的高通量筛选方法,用于筛选头孢克洛合成活性提高或热稳定性提高的α-氨基酸酯水解酶。【方法】根据头孢克洛在碱性条件下水解生成的衍生物在340 nm处有特征吸收峰的原理,制作出标准曲线。采用全细胞96孔板紫外分光光度法高通量测定α-氨基酸酯水解酶突变体的头孢克洛合成活性。【结果】头孢克洛含量与△A340?405在(0.1?0.6)×10?3 mol/L浓度范围内有良好的线性关系,服从朗伯-比尔定律,平均回收率为99.8%?101.3%。一轮定点饱和突变产生的2 300个克隆经该方法的筛选,获得3株kcat提高40%以上,4株半失活温度较野生型提高5°C以上的突变体酶。【结论】该方法准确可靠,每天筛选量可达到2 000个反应,达到高通量筛选的要求。     

全细胞高通量筛选a-氨基酸酯水解酶突变体的方法

【目的】建立高效敏感的高通量筛选方法,用于筛选头孢克洛合成活性提高或热稳定性提高的a-氨基酸酯水解酶。【方法】根据头孢克洛在碱性条件下水解生成的衍生物在340 nm处有特征吸收峰的原理,制作出标准曲线。采用全细胞96孔板紫外分光光度法高通量测定a-氨基酸酯水解酶突变体的头孢克洛合成活性。【结果】头孢克洛含量与△A340?405在0.1?0.6×10?3 mol/L浓度范围内有良好的线性关系, 服从朗伯-比尔定律, 平均回收率为99.8%?101.3％。一轮定点饱和突变产生的2 300个克隆经该方法的筛选, 获得3株kcat提高40%以上, 4株半失活温度较野生型提高5 °C以上的突变体酶。【结论】该方法准确可靠,每天筛选量可达到2 000个反应, 达到高通量筛选要求。     

山羊、绵羊MT-Ⅳ分子特性研究

金属硫蛋白(MTs)是一类低分子量、金属和半胱氨酸含量高的细胞质蛋白, 哺乳动物的MTs包括MT-I、MT-II、MT-Ⅲ和MT-IV 4种亚型, 其中MT-IV只在磷状复层扁平上皮细胞中表达, 相关研究报道较少。本研究根据GenBank已公布的动物MT-IV基因序列, 设计出扩增山羊和绵羊MT-IV基因的特异性PCR引物MT-IVSP1和MT-IVSP2, 利用RT-PCR的方法, 分别从山羊和绵羊的瘤胃组织mRNA中, 克隆出山羊和绵羊的MT-IV基因编码区序列(均为189 bp), 序列登录GenBank, 获得序列号EF470251和EF624067。通过序列分析, 表明山羊和绵羊两个物种MT-IV基因编码区全编码均为189 bp、编码62个氨基酸, 其中绵羊的MT-IV含有20个半胱氨酸, 而山羊第61位保守的半胱氨酸被色氨酸所代替。两个物种的MT-IV均不含芳香族氨基酸, 含有MTs特有的C-X-C、C-X-X-C、C-C-X-C-C结构, 无明显的跨膜结构域, 无信号肽, 是一种细胞质蛋白。二级结构分析表明两个物种的MT-IV二级结构大多数为无规则卷曲结构, 分别在第7~9和第49~51氨基酸残基性存在折叠结构, 不存在螺旋结构。三级结构预测结果表明两个物种MT-IV的三级结构由a和b两个结构域组成, 其中β结构域相同, a结构域山羊少一个半胱氨酸残基, 其结构与绵间存在明显差异, 这一差异可能对山羊MT-IV的生理功能产生一定影响, 有必要深入研究。