含氮有机物在污水处理过程中的生物转化机制与模型研究进展

随着市政污水处理厂的提标改造,出水总氮浓度逐渐降低,但溶解性有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)在总氮中的占比却越来越高,对含氮消毒副产物的生成和受纳水体富营养化的潜在贡献不可忽视。正因如此,近年来有关污水处理系统中DON的研究不断增加。本文重点综述了污水处理厂DON特征、生成转化规律及其生态影响。目前通过混凝沉淀、消毒等物理化学工艺的联合最高可去除70%左右的进水DON,但生物处理单元的微生物代谢活动会生成新的DON,主要包括氨基酸、聚胺等,其藻类生物可利用性较高。在已有DON模型基础上,本文提出了更加完善的ASM3-DON模型,纳入了包括内源呼吸、细胞生长、微生物产物再利用在内的6个过程,可用于对DON生成转化进行更加精确的模拟。未来围绕污水处理过程的DON研究应重点关注DON的快速精确定量分析、生成转化规律探究以及高效去除方法开发。     

piggyBac转座子AgoPLE1.1在黑腹果蝇种系 转化中的应用

【目的】通过检测黑腹果蝇Drosophila melanogaster中piggyBac (PB)转座子AgoPLE1.1的转化活性,明确AgoPLE1.1开发为昆虫转基因载体的潜力。【方法】构建AgoPLE1.1转座酶辅助质粒pAgoHsp和带有红色荧光标记的供体质粒pXLAgo-PUbDsRed,辅助质粒和供体质粒以170 ng/μL∶400 ng/μL, 90 ng/μL∶200 ng/μL和90 ng/μL∶100 ng/μL 3种不同的比例混合后分别注射新鲜的W¹¹¹⁸ 黑腹果蝇胚胎,筛选注射后代中的转基因黑腹果蝇个体;利用Southern杂交验证转基因黑腹果蝇中AgoPLE1.1转座子的插入拷贝数;利用染色体步移技术克隆AgoPLE1.1插入位点旁侧序列,明确AgoPLE1.1转座子的转座特征。【结果】AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇中具有转化活性,转基因频率为1.32%~1.94%。Southern杂交结果显示,AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇中至少有6个插入位点。染色体步移法克隆了其中4个位点,分别位于黑腹果蝇的3R, 3L, 2L和X染色体,并且AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇染色体中的整合带有供体质粒的骨架。【结论】PB转座子AgoPLE1.1仅可以在黑腹果蝇中以较低的频率进行非精确的剪切和转座,不具有开发为新型昆虫转基因载体的潜力。     

三级串联垂直潜流人工湿地的脱氮性能及微生物学特征

探究了3种水力负荷(HLR)下三级串联垂直潜流人工湿地(T-VFCWs)对农村生活污水的处理效果,并解析了系统中的氮素转化机制。结果表明: 当系统HLR由0.10增至0.20 m³·m^-2·d^-1时,T-VFCWs始终保持着对农村生活污水高效的处理效果,系统出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。T-VFCWs中顺次连接的3个VFCW单元(标记为V-1、V-2和V-3)在限氧环境下因其进水水质的差异可形成各自不同的氮素转化途径,并通过协同作用实现系统的高效脱氮。当T-VFCWs在试验期间连续运行时,V-1、V-2和V-3中主要的脱氮途径分别为短程硝化/反硝化作用、基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用和反硝化作用,上述3单元对进水中总氮(TN)和NH₄⁺-N去除的贡献率分别为(51.3±4.4)%和(63.7±2.6)%、(30.9±4.8)%和(35.5±4.5)%、(17.8±5.0)%和(0.8±0.1)%。该研究可为组合式人工湿地的研发及工程化应用提供科学依据和技术支撑。     

不同训练方式对大鼠骨骼肌纤维类型转化和CaMK II/MEF2传导途径的影响*

目的: 探讨间歇速度训练和耐力训练对大鼠骨骼肌纤维类型转化及钙调蛋白激酶/肌细胞增强因子2(CaMK II/MEF2)信号传导通路的影响。方法: 成年雄性SD大鼠(8周龄)18只,随机分成间歇速度训练组(IST),耐力训练组(ET),设空白组(C),每组6只,IST组采用75 m/min×1 min、20 m/min×1 min的交替训练6次,跑台坡度15,持续时间12 min/d;ET组采用速度30 m/ min、跑台坡度7、持续时间90 min/d的耐力训练。干预8周后,分别取小鼠右侧胫骨前肌、比目鱼肌,酶联免疫吸附法检测骨骼肌琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性,ATP酶染色法观察I、Ⅱ型肌纤维面密度、数密度变化情况,SDS-PAGE凝胶电泳技术观察骨骼肌MHC亚型百分比含量、骨骼肌mRNA表达谱测序分析及qRT-PCR技术检测CaN、CaMKII、MEF2水平。结果: 相比C组,ET组SDH活性显著上升,LDH活性降低(P＜0.05);IST组胫骨前肌中LDH活性值升高(P＜0.01)。ET组胫骨前肌MHCIIa%升高,MHCIIb%降低(P＜0.05),比目鱼肌MHCI% 和MHCIIa%升高,MHCIIb%均降低(P＜0.05)。相比IST组,ET组胫骨前肌MHCIIx%升高(P＜0.05)。相比C组,ET组胫骨前肌 I、II 型纤维纤维密度上升,IST组II型纤维纤维密度提高,IST组、ET组比目鱼肌I型纤维纤维密度上升(P＜0.05)。相比C组,ET组骨骼肌CaN、CaMKII、MEF2 mRNA表达水平增高,IST组CaN、CaMKII、MEF2 mRNA表达水平下降(P＜0.01)。Illumina高通量测序筛选骨骼肌纤维转化相关因子及关联分析,运动干预促使骨骼肌纤维转化相关因子表达变化富集于TGF-β/Smad3、CaN/MEF2、AdipoQ等信号通路,而耐力训练显著提高骨骼肌纤维转化、干细胞功能相关信号通路的富集。结论: 耐力训练促进向氧化型肌纤维转化(慢肌),而间歇速度训练向酵解型肌纤维转化(快肌),并伴随着CaMK II/MEF2传导途径中CaN、CaMKII、MEF2基因的高表达。     

纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。     

丹酚酸B对肝癌荷瘤小鼠抑瘤作用及对肝纤维化的影响

摘要 目的：探讨丹酚酸B(salvianolic acid B,Sal B)对肝癌荷瘤小鼠抑瘤作用及对肝纤维化的影响。方法：将HepG2肝癌细胞株皮下注射于裸鼠左腋下成瘤,将荷瘤小鼠(n=42)随机平分为三组：模型组、Sal B 1组与Sal B 2组。Sal B 1组与Sal B 2组于造模成功当天开始分别给予10 mL/kg/d和15 mL/kg/d丹酚酸B进行灌胃,模型组给予等量生理盐水灌胃,每周 2次,连续 4周。结果：治疗第2周与第4周后,Sal B 1组、Sal B 2组的移植瘤重量均低于模型组(P<0.05),抑瘤率高于模型组(P<0.05),Sal B 1组与Sal B 2组对比差异有统计学意义(P<0.05)。Sal B 1组、Sal B 2组肝脏系数与肝脏表面癌结节数目均低于模型组(P<0.05),Sal B 2组低于Sal B 1组(P<0.05)。Sal B 1组、Sal B 2组血清天门冬氨酸氨基转移酶(Aspartate transaminase,AST)、丙氨酸氨基转移酶(Alanine transaminase,ALT)含量均低于模型组(P<0.05),Sal B 2组低于Sal B 1组(P<0.05)。Sal B 1组、Sal B 2组肝组织转化生长因子-β1(Transforming growth factor-beta 1,TGF-β1)、Smad3蛋白相对表达水平均低于模型组(P<0.05),Sal B 2组低于Sal B 1组(P<0.05)。结论：Sal B在肝癌荷瘤小鼠中能发挥抑瘤作用,可抑制血清ALT与AST的释放,其可能是通过TGF-β1/Smad3信号发挥抗肝纤维化-肝癌作用。     

谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料, 建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法, 对转化受体采取不同的处理方式, 待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适浓度, 以及2种不同检测方式(直接PCR和喷施Basta+PCR)鉴定转基因植株的效果。在上述基础上, 对影响谷子遗传转化体系的多种因素进行优化。结果表明, 菌液浓度(OD₆₀₀)=1.4、侵染液中乙酰丁香酮浓度为800 μmol∙L ^-1、侵染压强为0.05 MPa、侵染40分钟有利于谷子茎尖的遗传转化。同时, 采用上述优化系统获得谷子转SiCBL4基因植株, 通过喷施草丁膦和实时荧光定量PCR对T₂代转基因植株进行遗传稳定性分析, 可节约检测时间。综上, 该研究初步建立了稳定的谷子体外茎尖遗传转化体系, 并开发了一种便捷的检测后代转基因植株的组合方法。     

转ChIFN-γ基因油菜植株的建立

干扰素(interferons, IFNs)是一类抗病毒、抗肿瘤、抗细胞增殖等作用的高活性、多功能诱生性糖蛋白.采用农杆菌介导法将含鸡γ 干扰素 (chicken interferon-γ, ChIFN-γ) 基因的植物表达载体pSW NGN导入油菜下胚轴和子叶柄. 经筛选和分化,获得了62株抗性再生植株, 通过葡糖醛酸酶GUS (β-glucuronidase,GUS)活性检测、PCR检测及Southern杂交检测,确定获得2株单拷贝转ChIFN-γ 基因油菜. ELISA定量检测转基因植株中的ChIFN-γ 蛋白.结果表明,转基因植株ChIFN-γ 蛋白表达量最高可达1 120 pg/g鲜重.该研究为植物生物反应器生产ChIFN-γ 口服疫苗蛋白的开发及应用奠定了基础.     

农杆菌介导的日本落叶松胚性细胞遗传转化研究

基于体细胞胚胎发生技术平台,利用携带pSuper1300+质粒,以潮霉素为筛选标记基因的农杆菌GV3101介导日本落叶松遗传转化,对植物受体材料生理状态、农杆菌浓度和浸染时间以及共培养时间等影响因素进行了研究、分析和讨论.结果表明:综合优化各影响因素,生长旺盛的日本落叶松胚性细胞,经浓度为0.4(OD600)的农杆菌浸染10min,共培养2d,再用含400mg/L的头孢霉素的液体培养基清洗脱菌,然后在含400mg/L的头孢霉素固体培养基上恢复培养,并置于含5mg/L潮霉素的固体培养基上多次筛选,最终共获得54个抗性细胞系,转化率平均为0.94个/g.PCR检测鉴定,所有抗性细胞系均为阳性转化体,并排除了农杆菌污染导致的假阳性.研究建立并优化了农杆菌介导的日本落叶松遗传转化技术,为进行遗传改良和基因功能鉴定提供有利平台.     

《科学-转化医学》：新型水凝胶生物材料可修复膝盖软骨

据每日科学网1月14日报道。美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称,他们开发出一种新型水凝胶生物材料。在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞,能帮助刺激病人骨髓产生干细胞,长出新的软骨。在临床试验中,新生软骨覆盖率达到86％,术后疼痛也大大减轻。相关论文发表在1月9日出版的《科学-转化医学》上。