茄科作物青枯菌NADH脱氢酶F亚基在细胞运动和致病性中的功能研究（英文）

【目的】劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)在茄科作物上引起严重的细菌性青枯病,本研究旨在发掘青枯劳尔氏菌与致病相关的基因。【方法】利用Tn5转座子构建随机插入突变体,分析生物膜形成、细胞运动和致病性;对有表型变化的突变体,运用TAIL-PCR方法鉴定Tn5插入位点,确定所突变的基因。【结果】以模式菌株GMI000为出发菌,总共获得了400个突变体,其中2个突变体不能形成生物膜,在软琼脂平板上的运动能力下降;接种感病番茄植物,这2个突变体都不能引起萎焉症状。TAIL-PCR结果显示,2个突变体的Tn5插入位点都在NADH脱氢酶F亚基(nuoF)中,距离翻译起始位点分别为103-bp和225-bp。ripAY基因启动子推动的nuoF基因互补载体,完全恢复了2个突变体的表型。【结论】NADH脱氢酶复合物是微生物呼吸电子传递链中的第一步催化酶。我们的结果表明,NADH脱氢酶复合物对R. solanacearum生物膜形成、细胞运动和致病性也有重要作用。     

金缕梅科红花荷属野生资源及其园林开发潜力评估

为了解我国红花荷属的野生种质资源状况及其观赏价值,笔者对我国红花荷属(Rhodoleia Champ. ex Hook. f.) 6种野生种质资源进行了系统的野外调查,采集种质资源并开展了栽培试验,采用线性加权综合法,建立综合评价指标体系,对野生资源的园林开发潜力进行了评估。结果表明：红花荷、窄瓣红花荷和小花红花荷的综合价值高(Ⅰ级,分值＞2.0);小脉红花荷的综合价值中等(Ⅱ级,分值1.5~2.0);绒毛红花荷和大果红花荷综合价值低(Ⅲ级,分值＜1.5)。红花荷、窄瓣红花荷和小花红花荷作为优良的乡土木本花卉,在园林观赏性、栽培适应性、开发新颖性上的应用潜力非常高,值得进一步开发利用。     

近红外荧光电泳迁移率变动分析的实验方法

目的:分析最新近红外荧光标记(NIRF)电泳迁移率变动分析(EMSA)技术的优缺点,在此基础上对NIRF-EMSA技术进行实验方法的改进。方法:设计了3种NIRF-EMSA实验方法,即扫胶法、染胶法和扫膜法,通过实验比较了3种方法的实验程序复杂性、优缺点及检测成本,并将3种方法与化学发光EMSA进行了比较。结果:采用3种方法都可以取得良好的EMSA检测效果,但比较而言,间接扫膜法不仅效果良好,而且实验成本最低。结论:间接扫膜法是值得推广应用的最经济便捷的基于Odyssey红外荧光成像系统的近红外荧光EMSA实验方法。     

分子标记物在禽类粪便污染溯源中的研究及应用进展

排入环境后的禽类粪便不仅会造成水体和土壤环境污染,且其携带的致病菌对人类健康也存在潜在危害,因此快速准确地识别并控制粪便污染源对环境保护和人类健康至关重要。微生物溯源（Microbial source tracking,MST）技术可以利用分子标记物识别人和不同动物的粪便污染,从而有助于及时发现并控制粪便污染。鉴于禽类粪便对环境和人类健康的危害,越来越多的禽类MST标记物被开发并用于禽类的粪便污染溯源研究。归纳总结了多种禽类（如鸡、鸭、鸽子、海鸥、加拿大雁和沙丘鹤等） MST分子标记物及其敏感性和特异性,重点综述了禽类分子标记物的基因来源,包括细菌16S rRNA基因、线粒体DNA和功能基因等。其中,细菌16S rRNA基因在标记物设计中的应用最为广泛,源指示菌主要包括厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌目（Bacteroidales）、放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）和梭杆菌门（Fusobacteria）及其家族成员;以cytb基因、ND5基因、16S rRNA基因和ND2基因等线粒体DNA （Mitochondrial DNA,mtDNA）为设计来源的禽类MST标记物在溯源研究中指示效果最好,具有很大的应用潜能;使用功能基因作为设计来源的禽类MST标记物种类较少,且均表现出较低的敏感性,但是将功能基因作为MST标记物的思路具有一定的参考价值。通过对多种禽类标记物指示效果的比较,能为科研人员快速选择禽类标记物时提供一定的参考。此外,还对禽类MST技术的现存问题进行了分析总结,并对其在我国的发展进行了展望,以期促进MST技术在我国环境质量监测领域中的发展和应用。     

罗布麻CesA基因家族的生物信息学分析

植物体中纤维素是细胞壁形成的主要成分,不仅参与细胞形态的建成,调控细胞发育,还参与细胞内多种细胞信号转导途径,进而影响植物体的生长发育。纤维素合酶是植物体合成纤维素的主要酶类。为了探究CesA基因家族对罗布麻生长发育及纤维素合成的调控机理,该文通过生物信息学分析方法,从基因家族鉴定、结构分析、蛋白理化性质与多级结构预测、亚细胞定位、信号肽、进化关系和顺式作用元件等方面,对罗布麻CesA基因家族进行系统鉴定和分子特征分析。结果表明:基于全基因组测序,罗布麻CesA基因家族鉴定含有15个成员,分布在罗布麻11条染色体中的8条上,其编码蛋白的氨基酸数量为730～1 158,相对分子质量81 280.81～130 123.18 kDa,理论等电点6.18～8.83。除了AvCesA3、AvCesA5、AvCesA7、AvCesA10和AvCesA11蛋白为稳定蛋白,其余成员均为不稳定蛋白;除了AvCesA12蛋白为疏水性蛋白,其余成员均为亲水性蛋白。该家族成员包含3～14个外显子,8～15个保守基序。编码蛋白主要分布于质膜与高尔基体上,无信号肽,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主要构成元件。AvCesA15蛋白的跨膜结构域和三级结构与其他成员存在显著不同。罗布麻CesA基因进化时主要受纯化选择作用。对上游1 500bp区域顺式作用元件分析,结果显示罗布麻CesA基因受到光、温度、水分、氧气等环境因子及生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯、水杨酸等植物激素调控。该研究为进一步探究罗布麻CesA基因家族的生物学功能、提高纤维品质与品种改良奠定理论基础。     

水牛瘤胃宏基因组的一个新的b-葡萄糖苷酶基因umcel3G的克隆、表达及其表达产物的酶学特性

以木质纤维素为原料、应用同步糖化共发酵工艺发酵生产酒精时需要酸性中低温高活力纤维素酶包括b-葡萄糖苷酶。本工作分6次构建了水牛瘤胃未培养微生物宏基因组文库, 获得1.26×105个克隆, 文库含外源DNA的总长度 约为4.8×106 kb。从文库中筛选到118个表达b-葡萄糖苷酶活性的独立克隆。发现其中8个克隆表达的b-葡萄糖苷酶在pH5.0、37oC条件下活性较强。对其中一个克隆进行了亚克隆, 序列分析发现一个2223 bp的潜在的编码b-葡萄糖苷酶基因(umcel3G)的开放阅读框(ORF), 其编码产物的氨基酸序列与来自于 Bacillus sp.的一个b-葡萄糖苷酶同源性最高, 具有60%的一致性和73%的相似性。该ORF在E.coli中的表达产物Umcel3G的分子量与预测大小相似, 酶谱分析表明该表达产物具有b-葡萄糖苷酶活性, 证实该基因为一个b-葡萄糖苷酶基因。测定了用Ni-NTA纯化的Umcel3G的酶学特性, 其最适pH和最适温度分别为6.0~6.5和45oC。一些金属离子如Ca2+、Zn2+能显著提高该酶的酶活, 而另外一些金属离子如Fe3+、Cu2+能抑制Umcel3G的活性。在pH4.5、35oC和5 mmol/L的 Ca2+存在的条件下, 用Ni-NTA纯化的重组酶的比活为22.8 IU/mg, 说明该酶在用SSCF工艺发酵生产酒精中有潜在的应用价值。     

水牛瘤胃宏基因组的一个新的β-葡萄糖苷酶基因umcel3G 的克隆、表达及其表达产物的酶学特性

以木质纤维素为原料、应用同步糖化共发酵工艺发酵生产酒精时需要酸性中低温高活力纤维素酶包括β-葡萄糖苷酶.本工作分 6 次构建了水牛瘤胃未培养微生物宏基因组文库,获得 1.26×105个克隆,文库含外源 DNA 的总长度约为 4.8×106kb.从文库中筛选到118个表达β-葡萄糖苷酶活性的独立克隆.发现其中 8 个克隆表达的β-葡萄糖苷酶在pH5.0、37℃条件下活性较强.对其中一个克隆进行了亚克隆,序列分析发现一个 2223 bp 的潜在的编码β-葡萄糖苷酶基因(umcel3G)的开放阅读框(ORF),其编码产物的氨基酸序列与来自于 Bacillus sp.的一个β-葡萄糖苷酶同源性最高,具有 60%的一致性和73%的相似性.该ORF在 E.coli中的表达产物Umcel3G的分子量与预测大小相似,酶谱分析表明该表达产物具有β-葡萄糖苷酶活性,证实该基因为一个β-葡萄糖苷酶基因.测定了用Ni-NTA纯化的Umcel3G 的酶学特性,其最适 pH 和最适温度分别为 6.0～6.5 和 45℃.一些金属离子如 Ca2+、Zn2+能显著提高该酶的酶活,而另外一些金属离子如 Fe3+、Cu2+能抑制 Umcel3G 的活性.在 pH4.5、35℃和 5 mmol/L 的 Ca2+存在的条件下,用 Ni-NTA 纯化的重组酶的比活为 22.8 IU/mg,说明该酶在用SSCF工艺发酵生产酒精中有潜在的应用价值.     

辣椒CaNPR1-RNAi表达载体的 构建及其对辣椒的转化

从辣椒中克隆到一个与拟南芥系统获得抗性正调节基因NPR1同源的CaNPR1基因的全长cDNA。辣椒CaNPR1基因与拟南芥NPR1基因在mRNA水平上同源性为62.9%,两者的编码产物一致性为49·7%,相似性为65.7%。为鉴定该基因的功能,构建了一个以CaNPR1基因为靶基因的RNA干涉辣椒表达载体pCaNPR1-RNAi,并用根癌农杆菌介导法转化辣椒桂研五号,共获得了6株卡那霉素抗性再生苗,经Southern杂交证实,这些再生苗均为转基因植株,为进一步鉴定该基因的功能奠定了基础。     

利用低拷贝核基因重建菊科紫菀亚科族间系统发育关系

紫菀亚科(Asteroideae)是菊科最大的一个亚科, 包含的种数多于被子植物的绝大多数科。目前, 紫菀亚科族间的系统发育关系主要依赖于叶绿体基因信息, 但是叶绿体基因为单亲遗传, 并不能完整反映进化历史。鉴于杂交现象在菊科普遍存在, 故利用核基因可以反映更完整的紫菀亚科进化历史。该研究首次使用从转录组数据(20个新测+11个从NCBI数据库下载)中筛选出的47个直系同源低拷贝核基因来研究紫菀亚科的系统发育关系, 共选取了29个物种, 代表了紫菀亚科20个族中的13个族。用超矩阵分析方法和溯祖推测分析方法各获得了1个稳定的紫菀亚科系统树, 每个树上绝大多数分支都得到了高度支持, 且2个树之间没有明显的冲突。新的紫菀亚科族间系统发育关系揭示了千里光超族应并入紫菀超族, 春黄菊族可能是千里光族与紫菀族杂交起源的, 金鸡菊族很可能也是杂交起源的。该研究结果显示低拷贝核基因可以更好地解决科以下分类阶元的系统发育关系, 对菊科乃至被子植物其它科的系统发育研究具有重要的借鉴意义。     

森林-草原交错带土壤节肢动物群落多样性

在河北北部的塞罕坝森林草原交错区进行了土壤节肢动物群落组成与多样性调查,共获得土壤节肢动物25类,10420头,分属于6纲24目.交错区地带土壤节肢动物群落优势类群为弹尾目和蜱螨目,常见类群有8类,稀有类群15类.群落的多样性分析表明,森林带的多样性指数(H′)、密度-类群指数(DG)和均匀度指数较大,而草甸草原带各种指数较小.pH值与土壤节肢动物的类群数关联度较大,而温度和含水量与土壤节肢动物的个体数关联度较大.