基于单链DNA开关调控的多功能生物电路

合成生物电路在生物传感及生物计算方面成为了广泛应用的工具。工程化生物电路系统具有良好的灵活性,同时也具备模块化的特征。在本文中,研究了基于单链DNA开关调控的多功能生物电路的构建方法。通过将计算机辅助设计的单链DNA开关作为核心控制元件,并利用长度为20 bp的toehold区域来激活单链DNA开关,驱动了简单的单向式、循环式以及级联的多层次的生物电路系统。在级联式电路系统中,通过调整单链DNA开关的结构,使信噪比从2.996变成5.274。同时,单链DNA开关作为长单链DNA（784 bp）的一部分,在无细胞蛋白质系统中实现了基因表达调控。因此,本文研究的工程化方法为今后复杂的人工生物电路的构建提供了坚实的技术基础。     

消毒剂对环境菌株抑制作用的研究

目的 研究企业常用消毒剂对于洁净室环境监测分离的菌株样本的抑制作用。方法 通过VITEK2-COMPACT全自动细菌鉴定及药敏分析系统鉴定收集到的环境菌株。对3种消毒剂(碘伏、无水乙醇和苯扎溴铵)进行梯度稀释,利用打孔法研究3种消毒剂在不同含量下对环境菌株的抑制作用。结果 共检出革兰阳性菌8种、革兰阴性菌2种、酵母菌1种、芽孢杆菌2种;苯扎溴铵对革兰阳性菌的抑菌能力都较强,随着含量的降低,抑菌作用逐渐减弱;碘伏对革兰阴性菌及酵母菌的抑制作用都非常强,随着含量降低,抑菌作用逐渐降低。3种消毒剂对2种芽孢杆菌的抑制作用均有限。结论 用1.00%苯扎溴铵和0.50%的碘伏抑菌作用都非常强。另外,应配合使用杀孢子剂,避免芽孢杆菌孢子在空气中传播。     

河岸带内生烟曲霉的香豆素类抗氧化产物提高拟南芥抗涝害能力研究

涝害是一种阻碍植物生长发育的水分胁迫因子,严重影响着全球的农林业生产。近年来的研究表明,生活在特殊环境下的植物内生菌可以协助宿主抵抗各种胁迫环境。前期研究从三峡河岸带灌木疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)中分离到1株内生烟曲霉(Aspergillus fumigatus)SG-17,其抗氧化产物可以增加水稻中控制活性氧合成的关键酶NADPH氧化酶的含量,并提高其抗旱能力。为了研究该菌在植物应对水淹胁迫中的作用,通过质谱、核磁等分析方法对其抗氧化物质进行了鉴定,利用全淹法评价了其对拟南芥抗水淹胁迫的能力,并通过定量PCR对拟南芥的NADPH氧化酶Atrbohs基因家族进行了表达分析。结果显示SG-17中高抗氧化活性的物质是一种香豆素类似物(Z)-N-(4-hydroxystyryl) formamide(NFA),它可有效提高拟南芥的抗水淹能力,并显著增加水淹之后与活性氧代谢密切相关的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和乙醇脱氢酶(ADH)的含量。进一步研究表明,NFA可以调节拟南芥AtrbohD和AtrbohF两个水淹胁迫反应基因的表达,暗示在遭受淹水胁迫的河岸带植物内生菌,可产生抗氧化产物来调节植物体的活性氧代谢路径,从而提高植物的抗涝害能力。     

低温及其信息素蛔甙对松材线虫睡眠的影响

[目的] 温度作为生态环境的重要组成因子,深刻影响松材线虫的生态分布,本研究旨在探讨松材线虫对温度的响应及其生态适应机制,为松材线虫防治提供依据。[方法] 分别测定了不同龄期松材线虫在25和4℃条件下处理48 h后静息率、糖醇含量和蛔甙的变化,以及蛔甙常温处理18 h后对线虫成虫静息率的影响。[结果] 与25℃对照处理相比,4℃条件下L₂、L₃、L₄和成虫的静息率大幅提升;4℃条件下海藻糖含量显著高于25℃对照处理,约为对照处理的2.32倍,而山梨糖醇、葡萄糖和甘油含量与对照处理均无明显差异;蛔甙测定结果显示,C5、C6和ΔC6含量均下调,C7和ΔC9停止分泌,而C9在4℃条件下开始分泌;生物测定表明,粗提物、C6、C7和C9能大幅增加线虫在25℃条件下的静息率。[结论] 几种蛔甙共同参与了松材线虫低温压力诱导睡眠的调控。     

湘南地区晚奥陶世的江西笔石(Jiangxigraptus)*

本文对甘肃宝积山盆地中侏罗世植物群地质时代及植物区系进行了探讨, 共统计植物大化石 18 属 53 种, 主要包括银杏纲 10 属 24 种, 真蕨纲 5 属 22 种, 苏铁纲 1 属 3 种, 松柏纲 1 属 2 种, 楔叶纲 1 属 2 种。该植物群在组成特征上表现为银杏类、真蕨类植物繁盛, 其他植物类群相对贫乏。基于该植物群特征与国内其他植物群的对比, 提出其地质时代为中侏罗世 Aalenian 期–Bajocian 期。通过哈曼、欧式距离、罗杰斯–塔尼莫特和索卡尔–施尼斯 4 种方法对宝积山盆地及中国北方其余 11 个中侏罗世植物群进行系统聚类分析, 在此基础上进一步划分了中国北方植物区系。通过计算属、种相似性系数,探讨宝积山邻近植物区系间的亲缘关系, 结果表明宝积山植物区系与同属西北地区的华亭植物区系关系较为亲近。     

赭曲霉G蛋白偶联受体的鉴定及生物信息学分析

【目的】预测并分析赭曲霉(Aspergillus ochraceus)中存在的G蛋白偶联受体(G-protein- coupled receptors,GPCRs)的结构特征和理化性质,探究赭曲霉GPCR超家族蛋白的结构及所接收配体的聚类情况以及与其他同源蛋白的进化关系,为深入开展赭曲霉中GPCRs的定位、功能研究提供理论基础,也有望从G蛋白信号途径角度抑制赭曲霉毒素的产生,进一步控制粮食的真菌毒素污染。【方法】基于已经报道的曲霉属典型GPCRs序列,在赭曲霉全基因组中进行BLASTp比对以获取候选GPCRs蛋白。通过SMART及多种软件进行保守结构域,特别是跨膜结构的分析,进一步分析候选序列的理化性质、信号肽、二级结构及亚细胞定位等特征。最后,利用MEGA构建赭曲霉中GPCRs与同源蛋白的系统发育树进行遗传关系的比较。【结果】明确赭曲霉存在 15个具有典型7次跨膜结构的GPCRs蛋白,不存在信号肽及转运肽,均含有较高比例的α螺旋结构,15个蛋白质中有7个定位在细胞膜。赭曲霉中的GPCRs与黄曲霉等曲霉属中相应的同源序列具有较近的亲缘关系。【结论】本研究首次对赭曲霉的GPCR超蛋白家族进行了预测,分析其结构及理化性质,探讨了其与同源蛋白的聚类情况,为深入开展赭曲霉GPCRs的功能研究提供理论基础。     

Alteration of Glycerophospholipid Metabolism in Hippocampus of Post-stroke Depression Rats

Post-stroke depression (PSD) is the most common mental disorder in stroke survivors. However, its specific pathophysiology remains largely unknown. Previous studies suggested a role of hippocampus in PSD. Therefore, we conducted this study to investigate the lipid metabolic signatures in hippocampus of PSD rats. Here, the liquid chromatography mass spectrometry was used to identify the lipid metabolic signatures in the hippocampus of PSD, control and stroke rats. Then, correlations between behavior indices and differential lipid metabolites in PSD rats were explored. Pathway and enrichment analysis were further conducted to uncover the crucial metabolic pathways related to PSD. Finally, we found that the lipid metabolic phenotype in hippocampus of PSD rats was substantially different from that in control and stroke rats, and identified 50 key lipid metabolites that were significantly decreased in PSD rats. These differential metabolites were mainly involved in glycerophospholipid metabolism. Meanwhile, the sucrose preference and immobility time were found to be significantly positively and negatively, respectively, correlated with glycerophospholipid metabolites. The pathway and enrichment analysis showed that the glycerophospholipid metabolism, especially cardiolipin metabolism, was significantly disturbed in PSD rats. These results suggested that the down-regulated glycerophospholipids in hippocampus, especially cardiolipin, might participate in the pathophysiology of PSD. Our findings would be helpful for future exploring the pathophysiology of PSD.

     

反硝化除磷戈登氏菌属的富集及其菌剂制备

【背景】投加微生物菌剂是强化生物处理效能的重要手段,反硝化是污水脱氮除磷的关键步骤,但目前对于反硝化微生物菌剂相关的研究报道较少。【目的】驯化高效反硝化聚磷菌菌剂,并对系统进行生物强化。【方法】采用两阶段法快速富集反硝化聚磷菌,筛选高效脱氮除磷功能菌株NC1-1并进行鉴定,以NC1-1为菌种来源制备干粉菌剂,研究菌剂强化A²SBR系统污水处理效果。【结果】历经36 d后反硝化聚磷菌富集成功,菌株NC1-1经鉴定属于戈登氏菌属,其脱氮除磷率分别为89.46%和91.68%。麦麸、玉米粉配比为85%:15%、NC1-1投菌量为20 mL、发酵液用量20 mL的条件下成功制得干粉菌剂,干粉菌剂最佳投加量为10%的A²SBR系统总磷（total phosphorus,TP）和NO₃^--N去除率比未投加菌剂的A²SBR系统提高12.06%和11.52%。【结论】菌剂NC1-1的投加使A²SBR系统的污染物去除效能进一步提高,研究结果为进一步研究反硝化聚磷菌菌剂提供了...     

耐高浓度氨氮的异养硝化好氧反硝化菌株U1的鉴定及其脱氮特性

【背景】城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的有机废水,含氮量高,如果未经处理直接排放到环境中会造成严重的环境污染。【目的】筛选可以耐受垃圾渗滤液中高浓度氨氮并高效去除污水中氮素的异养硝化好氧反硝化菌株,为解决垃圾渗滤液的氮素污染提供功能菌株。【方法】从垃圾渗滤液中筛选分离能耐受高氨氮浓度的菌株,通过测定各菌株的脱氮能力,筛选到一株脱氮能力最强的菌株,命名为U1,通过测定16S rRNA基因序列和生理生化特性确定该菌株为铜绿假单胞菌。进一步研究了菌株U1在不同初始氨氮浓度、碳源、转速、初始pH、碳氮比等单因素变量下的脱氮能力,并结合L₉（3⁴）正交试验研究了菌株U1的最佳脱氮条件。【结果】分离出一株铜绿假单胞菌并命名为U1。该菌株的最优脱氮条件为:初始氨氮浓度为1 000 mg/L,红糖和柠檬酸三钠的混合碳源,pH 6.0,C/N为10,转速为130 r/min,菌株U1的最大总氮去除率为64.37%,最大氨氮去除率为76.73%。对于总氮和氨氮含量分别是2 345 mg/L和1 473.8 mg/L的垃圾渗滤液,菌株U1最大总氮去除率为27.86%...     

西方蜜蜂采集蜂上颚腺中高表达基因的筛选与表达分析

【目的】本研究旨在筛选西方蜜蜂Apis mellifera采集蜂上颚腺中高表达基因,为进一步筛选和研究蜜蜂采集行为相关基因提供依据。【方法】基于前期测序的西方蜜蜂5种不同职能工蜂(3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂和21日龄采集蜂)上颚腺转录组数据,筛选采集蜂上颚腺的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并对这些DEGs进行GO和KEGG分析;qRT-PCR检测随机选取的8个DEGs在10日龄哺育蜂和10日龄采集蜂上颚腺以及两个关键DEGs(Δ-1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因Amp5cs和细胞色素P450 9e2基因CYP9Q3)在工蜂不同发育时期和采集蜂各组织中的表达量。【结果】筛选到22个DEGs在21日龄采集蜂上颚腺中的表达量显著高于在3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂上颚腺中的表达量,同时在10日龄采集蜂上颚腺中的表达量也显著高于在10日龄哺育蜂上颚腺中的表达量。GO和KEGG富集分析显示这些DEGs主要富集在胆固醇代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、细胞凋亡-果蝇、氨基酸生物合成等方面。qRT-PCR结果表明,8个DEGs(LOC100576395, LOC411983, LOC410235, LOC725581, LOC410527, LOC406131, LOC408453和LOC410253)的表达模式与转录组数据的表达模式一致;2个关键DEGs Amp5cs和CYP9Q3在工蜂各发育阶段均有表达,且在采集蜂中表达量最高;Amp5cs在采集蜂腹、胸、上颚腺和触角中高量表达,P450 9e2在采集蜂触角 和足中表达量显著高于在其他组织中的。【结论】本研究在减小日龄因素干扰下筛选了西方蜜蜂采集蜂上颚腺中22个高表达的DEGs,这些DEGs可能主要参与采集蜂上颚腺生理发育以及能量供应、外源性物质解毒、花蜜转化等代谢通路,进而影响蜜蜂的采集行为。这些结果为西方蜜蜂上颚腺的功能研究提供理论参考,同时也为采集力强的新品种培育奠定了基础。