采用数据挖掘技术对湖北省人类狂犬病开展生物信息学研究

狂犬病作为一种急性人畜共患疾病,其致死率接近100%。而湖北省作为我国中部狂犬病高发地之一,开展该省狂犬病的流行病学调查不仅有助于了解我国当前面临的狂犬病疫情风险,还能为当地及全国狂犬病防控工作提供有效的参考意见。首先运用描述性分析发现湖北省狂犬病发病人数随时间呈下降趋势,而狂犬病暴露人数则呈上升趋势,且近年来中西部地区狂犬病发病人数较东部地区略为突出,而男性狂犬病发病人数明显多于女性,且中老年群体感染人数多。同时,利用时间序列方法对狂犬病发病与暴露人数的时间序列数据予以分析,证实二者存在季节周期性且具有一定互相关性。研究所构建的风险模型预测未来三年狂犬病发病人数呈稳定趋势,但狂犬病暴露人数却会增加。然后,通过面板回归与差异显著性分析,发现湖北省的狂犬病年发病人数受到人口、GDP、气温和降水的综合影响,且不同海拔和坡度地区的狂犬病发病人数具有显著性差异。最后,讨论了研究存在的局限性以及未来的研究方向。     

微生境对耐旱石生毛尖紫萼藓水分保持与散失特性的影响

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)是典型石生耐旱藓类,水分是其生存繁衍的关键影响因素。为探究微生境对毛尖紫萼藓水分生理的影响,在安徽省大龙山国家森林公园低山丘陵区选择3种典型微生境(竹林遮蔽S-1,向阳裸岩E,薜荔灌丛遮蔽S-2),对比研究毛尖紫萼藓个体大小、饱和含水量及脱水过程中的含水量指标在不同微生境间的差异性,综合判断微生境对苔藓水分胁迫耐受性的影响及其权衡特征。结果表明:3种微生境毛尖紫萼藓个体大小及饱和含水量差异显著,其中竹林遮蔽生境毛尖紫萼藓具有较小的个体但拥有较高的内、外含水量。向阳裸岩和薜荔灌丛遮蔽生境植株大小及外吸水量接近,但前者内含水量更高。两荫蔽生境苔藓外吸水量是内吸水量的7倍,显著高于向阳裸岩生境的5.8倍。脱水过程中相同时间点向阳裸岩生境苔藓各含水量指标均高于两遮蔽生境,且达到相同含水量的时间差也随脱水进程持续而逐渐增大,这为向阳裸岩生境苔藓的有效光合作用(即相对含水量不低于35%时)及脱水后期的生理和结构调整赢得更多时间。综合而言,向阳裸岩生境毛尖紫萼藓比荫蔽生境具有更强的脱水耐受性,但后者可以通过增加外部吸水量来弥补失水过快的缺陷,这可能是不同微生境毛尖紫萼藓对水分吸收和保持的权衡策略。     

爪哇棒束孢侵染美国白蛾过程及抗氧化酶活性变化

[目的]爪哇棒束孢Isaria javanica是一种重要的虫生真菌,已广泛应用于多种害虫的防治.本研究从美国白蛾Hyphantria cunea僵虫尸体中分离出对美国白蛾具有致病作用的爪哇棒束孢BE01菌株,为了解该菌株对美国白蛾的侵染过程,并通过研究宿主体内抗氧化酶系对爪哇棒束孢BE01菌株入侵的响应,评价该菌的杀虫作用,为爪哇棒束孢BE01防治美国白蛾提供依据.[方法]采用扫描电镜技术,观察爪哇棒束孢BE01分生孢子侵染的美国白蛾3龄幼虫,并测定美国白蛾接菌后体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)含量的变化.[结果]爪哇棒束孢对美国白蛾侵染过程包括:分生孢子粘附在美国白蛾的角质层上,接种后6h孢子开始萌发,24h产生附着胞,48 h菌丝在体表继续生长,96h菌丝从虫体内长出并产分身孢子,120 h菌丝覆盖整个虫体.在受到爪哇棒束孢BE01侵染后,美国白蛾幼虫体内的3种抗氧化酶SOD、POD、CAT酶活性明显升高,并在侵染48 h时达到峰值.随着侵染时间的增加,48 h后3种酶的活性开始下降, 60 h后酶活性均低于对照组.[结论]爪哇棒束孢BE01孢子活力高、萌发速率快,导致美国白蛾体内的保护酶系难以发挥保护作用.爪哇棒束孢BE01菌株能够快速侵染美国白蛾幼虫,具有开发成新的高效生物防治菌株的潜能.     

微重力环境对大鼠血浆蛋白质谱的影响

目的:探讨模拟失重环境下大鼠血浆蛋白质组变化特征.方法:健康成年雄性 Wistar 大鼠88只,按模拟失重时相随机分为11组,分别为6 h、12 h、1 d、2 d、3 d、5 d、1周、2周、3周、4周及0 h 组(对照组).采用尾悬吊法建立模拟失重动物模型,实验结束时取动物静脉血,利用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术及 MB-WCX 磁珠检测大鼠静脉血浆蛋白质谱,应用 Ciphergen Protein Chip Software 3.2.0和 Biomarker Wizard 3.1.0软件分析数据.结果:发现18个重力敏感蛋白,其中在模拟失重早期,相对分子质量较小的6个蛋白的表达呈上调趋势,而相对分子质量较大的12个蛋白的表达则逐渐下调;在模拟失重后期(悬尾2~3周后),上述蛋白的表达均呈回归趋势.结论:模拟失重环境对大鼠静脉血浆蛋白质谱产生明显影响,研究重力敏感蛋白对进一步揭示失重对机体的影响及机制具有重要意义,并对医监医保可能有一定的价值.     

昆虫病原真菌长孢蜡蚧菌TF-2菌株对豌豆蚜的侵染过程和致病力

【目的】豌豆蚜Acyrthosiphon pisum是世界性的重要农业害虫,给豆类作物造成巨大的经济损失。本研究在前期筛选已获得豌豆蚜致病菌长孢蜡蚧菌Lecanicillium longisporum TF-2菌株的基础上,检测了该致病菌分生孢子对豌豆蚜的毒力效用及侵染方式,以期为利用昆虫病原真菌防治豌豆蚜提供理论基础。【方法】采用离体叶片饲养法检测在不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株孢子悬浮液(1.0×10~3～1.0×10~7孢子/mL)中浸渍后对豌豆蚜成虫的致病力;应用扫描电镜和体视显微镜观察豌豆蚜成虫接种TF-2菌株(1.0×10~7孢子/mL)后长孢蜡蚧菌TF-2菌株侵染症状和侵染过程。【结果】不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株分生孢子浸染豌豆蚜成虫致病力随分生孢子浓度升高而逐渐增强,侵染后6 d对豌豆蚜成虫的半致死浓度(LC_(50))为3.26×10~4孢子/mL,最高浓度分生孢子(1.0×10~7孢子/mL)对豌豆蚜成虫的半致死时间(LT_(50))为2.92 d。扫描电镜观察结果表明,接种后24 h,TF-2菌株分生孢子在豌豆蚜成虫体表皮萌发形成芽管和附着胞;接种后48 h,芽管伸长在复眼、触角基部、足基节、腹末生殖节等部位形成网络结构;接种后96 h,菌丝布满整个虫体,新的分生孢子产生。【结论】长孢蜡蚧菌TF-2菌株对豌豆蚜成虫具有较强的致病力,扫描电镜观察揭示了其分生孢子在其虫体上的侵染过程,结果为进一步应用昆虫病原真菌进行生物防治提供理论基础和参考依据。     

甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的早期可视化观察

【目的】甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是我国甘蔗生产重要的病害。示踪甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的过程将有助于揭示其致病性和甘蔗抗黑穗病机制,为抗病品种的选育以及黑穗病的防治奠定基础。【方法】利用农杆菌介导的遗传转化技术对甘蔗鞭黑粉菌进行黄色荧光标记,对转化子进行配合及致病力检测,将标记菌株接种甘蔗感病品种ROC22及抗病品种中蔗1号、中蔗6号和中蔗9号并进行早期可视化观察。【结果】组成型表达的eYFP不影响标记菌株的配合及致病能力,而且黄色荧光性状能通过冬孢子稳定遗传。激光共聚焦显微观察表明,注射接种病原菌第5天,在感病品种ROC22的生长点已可见荧光菌丝及少量聚集状菌丝体,在抗病品种中蔗1号、中蔗6号和中蔗9号中可见少量单一丝状菌丝,无聚集状菌丝体。接种后35 d,在ROC22中可见大量聚集状菌丝体,但在中蔗品种中的聚集状菌丝体明显较少,而以中蔗1号最少。【结论】成功构建了甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的荧光示踪系统,并发现中蔗系列品种存在抑制甘蔗鞭黑粉菌菌丝体在细胞间扩展的机制。     

植物病原真菌的自噬

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。     

斑点叉尾和杂交鲟幼鱼昼夜摄食节律和胃肠排空时间的研究

采用一次饱食投喂(将一昼夜分为8个时间段,每个时间段作为一个处理组,每天每个处理组饱食投喂一次)和分段式连续投喂(将一昼夜分为8个时间段,每天每个实验缸连续投喂8次)两种方法研究斑点叉尾和杂交鲟幼鱼的昼夜摄食节律,同时研究它们在摄食后24h内胃和全肠的排空时间。结果显示,在两种投喂方式下,斑点叉尾均表现出24h 一周期的摄食节律,两个日摄食率高峰值均出现在06：00和18：00(P<0.05)。杂交鲟在一次饱食投喂下表现出24h一周期的摄食节律,高峰值分别出现在11：00、17：00和05：00,在分段式连续投喂时表现出48h 一周期的摄食节律,高峰值分别出现在11：00、17：00和36：00。在摄食后1-9h 内,斑点叉尾的胃内含物比率急剧降低(P<0.05),并在24h 时出现极低值(P<0.05),而1-9h 内全肠内含物比率迅速升高(P<0.05),在9h时达到最大(P<0.05),在24h出现极低值(P<0.05)。在摄食后1-7h内,杂交鲟的胃内含物比率迅速下降(P<0.05),在24h 时出现极低值(P<0.05),1-7h 内肠内含物比率迅速升高(P<0.05),24h 时呈现极低值(P<0.05)。结果表明,两种实验鱼表现出不同的昼夜摄食节律,该节律受各自胃肠排空时间的影响,也受投喂时间的影响。研究建议,在斑点叉尾和杂交鲟幼鱼的养殖中宜在光线较弱的清晨(05：00-06：00)和黄昏(17：00-18：00)进行投喂。     

延长光照时间对烟草叶片生长发育及光合特性的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用夜间人工补光的方式,以自然光照时间为对照,设置增加1h、2h和3h光照3个处理,研究延长光照时间对烟草生长发育、叶绿素含量及光合作用、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:(1)与对照相比,延长光照时间2h处理下烟株叶长、叶宽、株高显著增加,1h、3h处理影响不显著。(2)延长光照处理显著降低比叶面积,提高叶片叶绿素a、b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量,但1h、3h处理的变化幅度小于2h处理。(3)延长光照时间1h和2h处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著升高,3h处理影响不大;延长光照处理显著提高了PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),降低了非光化学淬灭系数(NPQ),其中2h处理影响幅度最大,但对初始荧光强度F0影响不显著;延长光照处理下烟草叶片的最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(Isat)均升高,但光补偿点(Ic)没有明显的变化。研究表明,适当延长光照时间有利于叶片生长发育和干物质积累,提高叶绿素含量,促进光合作用,缓解光抑制现象,充分利用光能,提高叶片光合同化效率。