昆虫病原线虫对非生物胁迫的响应机制

昆虫病原线虫是农林害虫生物防治中重要的生防因子之一。它对非生物胁迫的耐受能力决定着线虫在田间的个体生存及控制害虫效果。线虫对环境胁迫的响应是一个整体性的复杂过程, 体现在群体遗传、发育阶段、生理生化和抗逆相关基因的表达调控等不同层次、不同水平上。本文综述了昆虫病原线虫抗逆相关领域的主要研究进展, 重点介绍线虫响应非生物胁迫的生理生化机制和相关抗性基因的分离鉴定, 并对该研究领域发展趋势进行了讨论和展望, 期望为我国研究线虫抗逆机理提供一些新的信息。     

南海深海微生物酯酶EST12-7在制备(R)-2-氯丙酸乙酯中的应用研究

利用来源南海深海的微生物酯酶EST12-7不对称水解反应拆分制备（R）-2-氯丙酸乙酯。并探寻了温度、pH、底物浓度、有机溶剂和反应时间等因素对酯酶EST12-7催化制备（R）-2-氯丙酸乙酯的影响。结果表明,深海微生物酯酶EST12-7催化制备（R）-2-氯丙酸乙酯的最佳反应条件为：13.8 μg/ml酯酶EST12-7,50 mmol/L（±）-2-氯丙酸乙酯,2%正癸醇,pH8.5,30℃,0.05mol/L Tris-HCl,反应60 min。在最佳反应条件下,（±）-2-氯丙酸乙酯的转化率可达49%,所制备的（R）-2-氯丙酸乙酯的光学纯度为98%。通过对酯酶EST12-7拆分制备（R）-2-氯丙酸甲酯和（R）-2-氯丙酸乙酯进行比较,2-氯丙酸酯中的链长对酯酶EST12-7拆分反应有极大的影响。     

生长素输出载体PIN蛋白的质膜定位机制

生长素浓度梯度影响植物个体及其器官的形态建成, 而PIN (PIN-FORMED)蛋白决定组织中的生长素流向。细胞质膜的脂筏特性是PIN蛋白在质膜上不均匀分布的基础。与此同时, 网格蛋白介导的胞吞、蛋白质的磷酸化/去磷酸化甚至基因的转录调控影响PIN蛋白的这种极性定位。另外, 在多细胞植物起源之时, PIN蛋白可能经历了从内质网膜定位到质膜定位的转变。     

广东金山温泉沉积物中原核与真核微生物多样性初步分析

[目的]本研究旨在采用不同的PCR引物对广东省恩平市金山温泉的高温水底沉积物微生物多样性进行初步的分析.[方法]采用改进的玻璃珠法抽提温泉沉积物中环境基因组DNA,通过对用4对引物分别扩增得到的原核微生物16S rRNA基因和真核微生物ITS序列的分析,将所得到的数据与国际基因数据库GenBank进行相似性比较并构建系统发育树.[结果]研究发现原核类群G的 14个优势克隆中7个都属于蛭弧菌属(Bdellovibrio).与它们最相似的序列是从海洋中分离到的两个菌株 Bacteriovorax sp. NE1 (EF092445)和Bdellovibrio sp. JS5 (AF084859),相似性分别为96%和99%.原核类群X的4个序列主要属于蓝细菌类群,其中JS-X2与在美国黄石公园温泉发现的Uncultured Cyanobacterium (L35331)有95%的相似性,并且与已经全基因组测序的嗜热蓝细菌聚球藻Thermosynechococcus elongatus BP-1 (47118315)有89%的相似性.真核类群Z有三个类群,分别是Penicillium sp.,Lodderomyces sp.和Gloeotinia sp..其中大部分序列与青霉属相似性在88%～ 90%之间.[结论]所得到的结果显示金山温泉中的微生物多样性十分丰富.     

资源冷杉现状及保护措施研究

对资源冷杉的分布现状进行研究,揭示了目前资源冷杉的生存环境、资源数量、生长与自然更新能力,指出了实现有效保护所要面对的问题和应采取的措施。     

CRISPR/Cas9系统研究进展

CRISPR/Cas9系统的发展彻底改变了人们编辑DNA序列和调控目标基因表达水平的能力,从而为生物体的精确基因组编辑提供了有力的工具。简化后的CRISPR/Cas9系统由两部分组成:Cas9蛋白和sgRNA。其作用原理为sgRNA通过自身的Cas9把手与Cas9蛋白形成Cas9-sgRNA复合体,Cas9-sgRNA复合体中sgRNA的碱基互补配对区序列与目标基因的靶序列通过碱基互补配对原则进行配对结合,Cas9利用自身的核酸内切酶活性对目标DNA序列进行切割。与传统的基因组编辑技术相比,CRISPR/Cas9系统具有几大明显的优势:易用性、简便性、低成本、可编程性以及可同时编辑多个基因。CRISPR/Cas9基因组编辑技术以及衍生出来的CRISPRi和CRISPRa基因表达调控技术已经广泛应用于多种真核和原核生物中。综述了CRISPR/Cas9系统的起源、作用机理、在生物体中的应用和其衍生出的技术,并概述了其脱靶效应和未来前景。     

人机共融的主动型下肢假肢分层控制策略探讨

为研究当前主动型下肢假肢控制问题的解决策略,提出了主动型下肢假肢设计和分类的通用控制框架,包括3个分层结构:上层控制器、中层控制器、底层控制器。其中,上层控制器感知运动意图;中层控制器将运动意图转换为预期的装置状态,用于底层控制器的跟踪参考;底层控制器通过反馈控制或者前馈控制计算出预期装置状态与当前装置状态的误差,驱动假肢执行这些命令,形成控制闭环。结果表明,该通用控制框架可完整阐释主动型下肢假肢的人—机—环境共融关系,明确了分层控制策略的层级任务,为未来主动型下肢假肢的发展提供了理论指导。     

海洋微生物裂解二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)的酶促催化机制

二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)是全球硫循环和碳循环的重要载体物质。海洋浮游植物、大型藻类和临海被子植物是DMSP的主要生产者。每年DMSP的产量可以达到1×10~9吨。在北大西洋表面的某些区域,DMSP的产量可以达到碳固定总量的10%。微生物介导的DMSP的裂解是全球硫循环和碳循环的重要步骤。目前,8种参与裂解DMSP的DMSP裂解酶已被报道。在已发现的8种DMSP裂解酶中,3种DMSP裂解酶的催化机制得到了研究和阐明。本文根据国内外研究成果,主要对DMSP裂解过程的酶促催化机制的研究进展进行综述,认为在今后工作中需要继续发现新的DMSP裂解酶,并进一步揭示海洋微生物裂解DMSP的分子机制。     

玉米新选细胞质雄性不育系小孢子发育的细胞学观察及DNA甲基化分析

细胞质雄性不育在高等植物中普遍存在,是杂种优势利用的重要工具,为推动植物杂种优势的利用发挥了重要作用。文章以本课题组前期新选的玉米细胞质雄性不育系A1、A2及保持系18(红)为材料,利用石蜡切片技术对不育材料小孢子发育过程进行细胞学观察,采用高效液相色谱法(HPLC)对不同发育时期的叶片及不同发育时期的雄穗DNA进行甲基化分析,从细胞学和表观遗传学角度了解不育系A1、A2的败育机制。结果表明：不育材料A1、A2小孢子发生败育的主要时期为四分体时期至单核小孢子中期。在不育系A2中还存在另一种败育方式,即在花粉母细胞时期表现出败育特征。甲基化分析结果表明,保持系18(红)的叶片DNA甲基化水平从苗期到拔节期迅速上升,而不育系A1、A2叶片DNA甲基化水平基本保持不变;保持系雄穗DNA甲基化水平表现为从花粉母细胞时期到双核期逐渐升高,而不育材料A1、A2从花粉母细胞时期到双核期的雄穗DNA甲基化水平表现为先上升后下降的趋势,达到最高峰的时期均出现在小孢子发育的四分体时期。从小孢子发育的细胞学观察结果可以发现,小孢子败育的主要时期往往具有较高的甲基化水平,推测DNA甲基化水平变化可能与不育材料A1、A2的花粉败育有关。     

光周期对中华通草蛉自然越冬成虫及实验种群幼虫耐寒能力的影响

【目的】滞育诱导期进行短光照处理可影响昆虫耐寒性。为明确光周期对中华通草蛉Chrysoperla sinica (Tjeder)耐寒性的影响, 针对中华通草蛉滞育解除过程及非滞育虫态的耐寒性进行了一系列研究。【方法】测定了中华通草蛉自然越冬成虫的过冷却点（supercooling point, SCP）以及长光周期（15L∶9D）和短光周期（9L∶15D）条件下自然越冬成虫在滞育解除过程中在-12℃下的死亡率, 并测定了室内长、 短两种光周期下实验种群2龄和3龄幼虫的过冷却点（SCP）、 结冰点（freezing point, FP）以及-7℃下的死亡率。【结果】中华通草蛉12月份的自然越冬成虫SCP集中在-10~-14℃之间。SCP低于-12℃的个体占43.70%, 且-12℃处理1 d死亡率为62.00%。-12℃处理1 d条件下的长、 短光周期处理自然越冬成虫, 除处理0 d外, 长光周期处理死亡率均高于短光周期处理的, 且在处理15 （P=0.012）, 20 （P=0.01）和25 d （P=0.001）差异显著。中华通草蛉试验种群相同龄期幼虫在短光周期下的SCP和FP均高于长光周期下, 但差异不显著(P>0.05); 但在-7℃下, 2龄幼虫短光周期下的低温死亡率为67.00%±4.04%, 显著低于长光周期下的低温死亡率（78.00%±1.33%）（P=0.011）, 3龄幼虫短光周期条件下低温死亡率为24.33%±1.33%, 显著低于长光周期下的低温死亡率（53.00%±3.46%）（P=0.002）。【结论】中华通草蛉为结冰敏感型, 诱导滞育的短光照处理可提高其幼虫期及滞育解除过程中成虫的耐寒能力。