放牧对黄土高原退耕草地土壤有机碳储量的影响

放牧是影响草地土壤碳固存的重要因素。本研究选取黄土高原水蚀风蚀交错区西部、中部、东部地区及水蚀区,以各区20年以上退耕封禁地为对照,分析3个放牧强度下(羊粪球密度分别为0～10、10～20、>20 ind·m^-2)退耕草地0～20 cm土层土壤有机碳储量的分布特征,研究放牧及其强度对退耕草地土壤固碳效应的影响。结果表明: 放牧对交错区西部0～20 cm、东部0～10 cm,水蚀区0～5 cm土层土壤有机碳储量有显著影响,对交错区中部各土层均无显著影响;羊粪球密度0～10、＞20 ind·m^-2强度的放牧使交错区西部0～20 cm土层土壤有机碳储量显著降低了34.8%～50.9%,而在其他3个区域,放牧对有机碳储量的影响较退耕封禁地差异不显著。在交错区东部,放牧强度是影响退耕草地土壤有机碳储量的主要因素,而其他3个区域有机碳储量主要受土壤理化性质和(或)枯落物生物量的影响。羊粪球密度10～20 ind·m^-2强度的放牧对各区域退耕草地0～20 cm土层土壤有机碳储量无显著影响。     

Cdkn2a示踪小鼠:研究创伤性骨关节炎软骨退变细胞衰老的新模型

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是临床上最为常见的老年性运动系统疾病之一。研究表明,衰老是OA发生发展的重要影响因素之一,但其具体作用及机制尚未完全清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术,建立了Cdkn2a-e(Luc-2A-tdTomato-2A-CreERT2-WPRE-pA)1定点敲入的杂合子小鼠模型,可在小鼠活体内追踪衰老经典标记物Cdkn2a(p16, p16INK4a)的表达情况,结合前交叉韧带横断术(ACLT)诱导OA小鼠模型,将OA病理进程中的衰老变化在体外直观呈现,明确衰老与OA之间的关系。本研究选取10 ～ 12周龄Cdkn2a小鼠,随机分为非手术对照组、假手术组和ACLT组,通过ACLT手术在小鼠中构建OA的模型,术后4周收取动物进行活体荧光成像检测显示,ACLT组术后4周的小鼠膝关节局部Cdkn2a荧光表达升高(P＜0.05),小鼠膝关节组织切片的番红O固绿染色显示,4周时ACLT组膝关节软骨出现退变(P＜0.05),对小鼠膝关节组织进行Cdkn2a免疫组织化学染色,相较其他2个组,ACLT组的小鼠膝关节组织软骨表面Cdkn2a染色更深。研究结果显示,通过手术诱导的OA模型在局部具有衰老的表现,这进一步验证了衰老和OA的关系。同时,该Cdkn2a示踪小鼠模型能够在活体小鼠内体现衰老的进展。结合影像学检查,可以实时观察衰老和OA发生、进展的关系,为衰老与OA疾病机制的研究提供了良好的模型,也为今后进行靶向衰老进行OA的治疗提供了很好的研究工具。     

茉莉酸甲酯和水杨酸对西洋参愈伤组织生长和皂苷形成的影响CSCD

本文旨在探究不同诱导子对西洋参愈伤组织生长、相关酶活性及其人参皂苷含量的影响,在西洋参愈伤组织中,应用HPLC检测了添加诱导子茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)后西洋参愈伤组织皂苷生物合成的变化。结果显示,MeJA抑制生长,但SA对其生长影响较小;2种诱导子均可以显著激活西洋参愈伤组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;培养基中MeJA浓度为100μmol/L时,愈伤组织中总皂苷含量和产量均达到最大值,人参皂苷Rg_(1)、Re、Rb_(1)、Rc的含量最高,在SA诱导子试验组中,当SA浓度为300μmol/L时,西洋参愈伤组织中总皂苷含量和产量均达到最大值,人参皂苷Rb_(1)的含量最高。结果表明,在西洋参愈伤组织中添加适当浓度MeJA和SA诱导子会提高人参皂苷化合物含量,其中以MeJA诱导人参总皂苷的效果最好,同时也会影响西洋参愈伤组织的生长量。说明在培养过程中添加外源诱导子,有利于提高西洋参愈伤组织中皂苷含量。     

基于PacBio测序数据的蜜蜂球囊菌转录因子、融合基因及RNA编辑事件的鉴定

【目的】本研究旨在利用已获得的PacBio单分子实时(single molecule real-time, SMRT)测序数据对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis菌丝(AaM)和孢子(AaS)中的转录因子(TF)、融合基因和RNA编辑事件进行鉴定和分析,以期丰富蜜蜂球囊菌的相关信息,并为进一步探究它们的功能提供理论依据。【方法】利用BLASTx工具将AaM和AaS的全长转录本序列比对到Nr, Swiss-Prot和KEGG数据库以获得一致性最高的蛋白序列,再利用hmmscan软件将上述蛋白序列比对到Plant TFdb数据库以获得TF的分类及注释信息。采用TOFU软件中的fusion_finder.py程序进行融合基因的预测,进而分析融合基因的序列和位置信息。使用SAMtools预测AaM和AaS中的RNA编辑事件,再利用ANNOVAR软件对RNA编辑事件进行注释,进而采用相关生物信息学软件对RNA编辑位点基因进行GO功能和KEGG通路注释。【结果】在AaS中共鉴定到17个TF家族的213个TF,其中C2H2家族包含的TF成员最多。在AaM和AaS中分别鉴定到921和510个融合基因,二者共有的融合基因为510个,特有的融合基因分别为411和0个。在AaM和AaS中分别鉴定到547和191次RNA编辑事件,其中AaM中同义单核苷酸突变的数量最多,AaS中非同义单核苷酸突变的数量最多。此外,在AaM中鉴定到12种碱基替换类型,其中发生C->T的RNA编辑事件数量最多,达到158次;在AaS中鉴定到9种碱基替换类型,其中发生C->T和G->T的RNA编辑事件数量最多,均有42次。AaM和AaS中RNA编辑位点基因分别涉及19和24个GO功能条目;此外还能注释到11和20条KEGG通路。【结论】蜜蜂球囊菌的菌丝和孢子中含有丰富的TF、融合基因和RNA编辑位点;转录因子C2H2家族与蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长发育和细胞活动具有潜在关联;RNA编辑事件的碱基替换类型在蜜蜂球囊菌和其他物种中具有物种特异性;RNA编辑可能在蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长和代谢中发挥作用。     

基于单细胞转录组的视网膜母细胞瘤进展特征分析

视网膜母细胞瘤（retinoblastoma,RB）是婴幼儿最常见的眼内恶性肿瘤。在RB进展过程中的关键致病因素目前尚不十分清楚。因此,识别与RB进展密切相关的基因能为病情诊断及基因治疗提供重要信息。然而,肿瘤组织具有很强的细胞异质性,不同病理状态下的细胞,其功能及基因表达都可能呈现显著的差异。本研究从公共基因表达数据库（gene expression omnibus,GEO）下载了1例4个月肿瘤患者和1例2年患者的肿瘤及癌旁组织的单细胞转录组测序数据,从单细胞水平解析不同患病时长的RB肿瘤转录图谱,鉴定与RB进展有潜在关联的细胞亚群及基因集。结果显示,肿瘤组织与癌旁组织在单细胞转录图谱上具有整体的一致性,但视锥前体G1期细胞群、G2期细胞群以及小胶质细胞群在肿瘤与癌旁组织中的分布比例存在明显差异。进一步分析了这3种细胞群在RB肿瘤进展过程中的作用。研究发现,在RB肿瘤的早期阶段,视锥前体细胞在G1期异常增殖,随着RB肿瘤的进展,视锥前体G2期细胞比例显著增加。同时,RB进展过程的小胶质细胞群差异分析结果显示,主要参与免疫应答的关键基因包括RPL23、B2M、HLA家族基因。本研究可为RB发病机制及进展研究提供更多新视角和数据资源。     

极端降雨下黄土高原草被沟坡浅层滑坡特征及其对产流产沙的影响

植被恢复作为黄土高原防治水土流失的重要措施,但极端降雨诱发的浅层滑坡在植被恢复的沟坡上频繁发生,影响流域的产流产沙过程。基于野外原位模拟降雨试验,在60 mm/h降雨强度下,研究草被沟坡浅层滑坡发生特征及其发生前后的产流产沙差异。结果表明：（1）极端降雨所诱发的草被沟坡上的浅层滑坡深度为14-36 cm,与自然强降雨所导致的浅层滑坡深度相贴合,均是低于50 cm。（2）植被根系与土壤容重、孔隙度等土壤性质显著相关（P<0.05）,致使滑坡面上、下层土壤物理性质差异显著（P<0.05）。由于土壤性质的差异,在极端降雨下滑坡面上层土壤水分更快达到饱和（饱和度>90%）,导致浅层滑坡的发生。（3）草被坡面浅层滑坡后的径流与产沙均显著增大（P<0.05）。三个小区的平均径流率在滑坡后增大了4.0-13.1倍,其平均含沙量和产沙率在滑坡后分别增大了9.9-54.9倍和70-841倍。研究结果有助于加深了解植被沟坡的侵蚀产沙机理,并为浅层滑坡防治提供科学依据。     

基于单细胞转录组的多级别胶质瘤异质性及免疫微环境分析揭示了潜在的预后生物标志物

脑胶质瘤（glioma）是中枢神经系统最常见的内在肿瘤,具有发病率高、预后较差等特点。本研究旨在鉴定多形性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme,GBM）和低级别胶质瘤（lower-grade gliomas,LGG）之间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,以探讨不同级别胶质瘤的预后影响因素。从NCBI基因表达综合数据库中收集了胶质瘤的单细胞转录组测序数据,其中包括来自3个数据集的共29 097个细胞样本。对于不同分级的人脑胶质瘤进行分析,经过滤得到21 071个细胞,通过基因本体分析、京都基因与基因组百科全书途径分析,从差异表达基因中筛选出70个基因,我们通过查阅文献,聚焦到delta样典型Notch配体3（delta like canonical Notch ligand 3,DLL3）这个基因。基于TCGA的基因表达谱交互分析（gene expression profiling interactive analysis,GEPIA）数据库用于探索LGG和GBM中DLL3基因的表达差异,采用基因表达谱交互式分析和肿瘤免疫学估计资源（tumor immune estimation resource,TIMER）数据库,研究关键基因在不同分级的脑胶质瘤中的表达,预测了与免疫治疗密切相关的生物标志物。cBioPortal数据库用于探索DLL3表达与25个免疫检查点之间的关系。基因集富集分析（gene set enrichment analysis,GSEA）进一步确定了与中心基因相关的途径。最后,在中国胶质瘤基因组图谱（Chinese glioma genome atlas,CGGA）中验证了生物标志物在预后和预测中的疗效。这些结果发现,预后基因与肿瘤增殖和进展有关,通过生物学信息和生存分析,表明这些基因可能作为一种有前途的预后生物标志物,并作为选择治疗策略的新靶点。     

难培养菌的多条带PCR产物产生原因分析

【目的】分析严重威胁柑橘产业发展的毁灭性病害——柑橘黄龙病的强致病性病原亚洲种“Candidatus Liberibacter asiaticus”的种群多样性研究中出现多条带PCR产物的原因,为难培养菌的分子生物学研究提供参考。【方法】通过使用PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和测序相结合分析“Ca. L. asiaticus”基因组上2个短串联重复(Short tandem repeats,STR)基因的PCR产物。【结果】单个菌株可扩增获得多个PCR条带且其扩增产物多态性受寄主品种影响;这2个STR基因的PCR产物在菌株间呈明显的多态性;扩增所获得的序列可来自“Ca. L. asiaticus”本身,也可来自其寄主或内生菌。【结论】难培养菌的STR基因PCR产物多态性产生的主要原因是该基因内部的串联重复序列数目存在差异,但目的菌及外源物种(寄主或内生菌等)基因组的非特异性扩增也是影响其多态性的因素。     

蜡螟在念珠菌属真菌动物模型中应用价值的探究

目的构建蜡螟的念珠菌属真菌动物模型并探究真菌对蜡螟的细胞、组织、器官的影响以及念珠菌属真菌蜡螟模型的应用价值。方法用注射器吸取一定量的菌液注入蜡螟体内,在30℃培养箱中培养一定时间后,取出其中的一小部分蜡螟进行解剖,观察真菌菌丝对蜡螟肠道组织的损伤情况,取另一小部分蜡螟做病理切片,同时记录不同时间段蜡螟的生存死亡情况;将空白蜡螟断头取血,分离淋巴细胞后用DMEM培养,用热灭活真菌处理蜡螟淋巴血细胞,37℃培养3 h后,分别用ROS(氧化应激水平)探针和溶酶体探针标记ROS、溶酶体,观察真菌刺激细胞时的自噬水平的变化。结果真菌菌丝对蜡螟的肠道组织产生损伤,病理切片显示大量菌丝生长,细胞吞噬真菌后,ROS升高,溶酶体与菌共定位。结论念珠菌属真菌的蜡螟模型中,真菌对蜡螟的细胞、组织、器官均有损伤,蜡螟的细胞自噬水平升高,并且此模型具有易操作,价格低廉,便于进行统计学分析等优势。     

黑河河岸植被与环境因子间的相互作用

2009-2010年,对黑河流域河岸植被分季节进行了详细调查,并实地测定各样点环境因子数据,采用PC-ORD和Canoco软件对数据进行分类排序与环境因子的指示种分析:(1)黑河河岸带植被分为4个植被型和6个群系,位于黑河上游的高山苔草+矮嵩草群系植被种类和数量最为丰富,草本层盖度最大,也是唯一没有乔木分布的群系;金露梅+沙棘+膜荚黄芪+针茅群系是灌木层密度和盖度最大的群系,草本植物种类相对较丰富;位于湿地的沙枣+水柏枝+芦苇+香蒲群系,土壤养分含量最高;(2)影响黑河河岸带植被分布的主要环境因子是海拔、降水、温度、土壤有机质、含水率以及全氮含量,其中,海拔、降水和温度为最重要的影响因子,土壤影响因子中土壤含水率>有机质>全氮,而全磷和速效氮没有显著影响;(3)在黑河河岸带共有20种植物是环境因子指示种,柽柳和苦豆子是温度、降水指示种,胡杨对海拔和降水有很强的指示作用,草本植物中没有土壤含水率和海拔指示种,而在乔灌木中没有土壤有机质指示种,这为气候、土壤条件的变化提供了很好的参考价值。