泛基因组研究在遗传多样性和功能基因组学中的应用

相对于单个参考基因组仅聚焦于个体遗传信息的挖掘,泛基因组研究则能够反映整个物种或类群全部的遗传信息。随着基因组测序和分析技术的不断发展,泛基因组学逐渐成为新的研究热点,并已在植物、动物和微生物多个物种中获得了广泛应用,为全面解析物种或类群水平的遗传变异和多样性、功能基因组和系统进化重建等研究提供了强有力的工具,取得了很多显著的研究成果。尽管如此,由于泛基因组学研究尚处于发展阶段,测序费用和分析成本仍然较高,难以广泛普及; 且存在分析标准不一、数据挖掘不够全面深入、理论难以应用于生产实际等尚待解决的问题,仍有较大的发展空间。该文系统总结了泛基因组在生物遗传多样性挖掘和功能基因组学中的研究进展,主要包括其在泛基因组图谱的构建、基因组变异和有利基因的发掘、功能基因的多态性、群体遗传多样性和系统进化等多个领域中的应用和研究,探讨了其在不同领域的应用潜力。同时,讨论了目前泛基因组研究中存在的局限性和可能的解决方法,并对其将来的发展前景进行了展望。     

茶多酚对ApoE~(-/-)小鼠肠道菌群多样性的影响

目的以高脂饲料饲养的SPF级C57 BL/6 ApoE-/-小鼠作为动物模型,研究茶多酚采食对其肠道菌群多样性的影响。方法通过随机饮水的方式给予ApoE-/-小鼠0.4、0.8和1.6 g/L的茶多酚,处理14 d时用PCR-DGGE分析对照组(CK)和茶多酚组小鼠新鲜粪便中肠道菌群的相似性和多样性。结果 UPGMA聚类分析表明,低剂量茶多酚组(LTP)、中剂量茶多酚组(MTP)这两组与对照组(CK)、高剂量茶多酚组(HTP)聚为两大簇。PCA分析显示,LTP组与CK组、MTP组、HTP组分别聚集在不同位置,有明显界限;多样性数据分析显示:CK组DGGE图谱的丰富度和Shannon-Wiener指数(H')与茶多酚组差异无统计学意义(P0.05);CK组与MTP组的均匀度(E)差异存在统计学意义(P0.05,P=0.015),说明中剂量茶多酚作用14 d后与对照组肠道菌群的菌群分配相比均一性显著下降。结论连续处理14 d时CK组与LTP组、MTP组小鼠肠道菌群差异有统计学意义,即茶多酚对ApoE-/-小鼠肠道菌群多样性有显著影响。     

不同高梁品系的淀粉糊化特征

利用差示扫描量热分析仪（DSC）和淀粉快速黏度分析仪（RVA）测定了14个高粱（Sorghumbicolor）品系的直链淀粉含量和淀粉糊化特性参数,并分析了各特征参数的变化规律及其相互关系。研究结果表明,高粱品系间直链淀粉含量存在较大差异,变幅为0．29％-29．45％;DSC分析所得糊化特性也表现出一定的差异,直链淀粉含量低的高粱品系的起始温度（To）、峰值温度（Tp）、终止温度（Tc）和热焓变化（△H）都较高：而直链淀粉含量高的高粱品系的To、Tp、Tc和△H都相对较低。不同品系的RVA谱差异主要表现在各个黏滞性特征值上,直链淀粉含量低的高粱品系的RVA谱具有较高的峰值黏度和最高的消减值：而直链淀粉含量高的高粱品系具有较低的峰值黏度。相关分析表明,直链淀粉含量和膨胀势与其它特征值间的相关性均达显著水平：峰值黏度（PV）与最终黏度（FV）、回冷恢复值、糊化时间和糊化温度间呈极显著负相关,与崩解值和消减值则呈极显著正相关。将直链淀粉含量的选择与RVA谱测定相结合,有助于提高选择的准确率,进而为高粱品质改良和育种提供理论依据。     

小鼠Lewis肺癌原位模型的建立

目的利用Matrigel与Lewis制备细胞混悬液注射于小鼠左肺内,建立小鼠Lewis肺癌原位模型,评价其肿瘤生长情况、转移情况,以期建立更稳定、更接近于人肺癌生长情况的小鼠肺癌原位模型。方法将处于对数生长期的Lewis肺癌细胞混悬于Matrigel中,接种于C57BL/6近交系小鼠左肺内。分别于第4、7、10、13、16天各处死5只小鼠,观察其局部成瘤率、肿瘤生长情况、中位生存期及肿瘤转移情况,并对各阶段小鼠行肺部,肝脏,肾脏,脾脏病理切片检查。结果术后第7天解剖的5只小鼠中,3只小鼠肺上可见小的瘤结节形成,其余2只肺上未见肉眼成瘤,行病理HE染色检查在显微镜下可见2只小鼠肺脏有小的瘤结节形成。术后第10天以后处死的所有小鼠肺上均有肉眼成瘤,术后第13天,所有小鼠肺原位成瘤并伴有血性胸腔积液、胸腔内转移。术后第25天,有1只小鼠出现上述转移的同时还出现了心包膜转移及肾脏远处转移。5只小鼠生存期分别为17 d、20 d、22 d、22 d、25 d,小鼠中位生存期为21.2 d（17~25 d）。成瘤率100%。结论利用Matrigel法成功建立小鼠Lewis肺癌原位模型,稳定性好,成瘤率高,并具有远处转移的特性,更接近于人肺癌的发生、发展过程。     

普通大鵟胃容物和食茧分析

对青海省玛多县境内的普通大鵟(Buteo hemilasius)的14个胃容物和118个食茧中的猎物逐个分析鉴定,共分为3种类型：①高原鼠兔(Ochotona curzoniae),②青海田鼠(Lasiopodomys fuscus）,③小型鸟类,分别计算各类猎物出现率(Pi)和生物量比率(bi)。高原鼠免、青海田鼠、小型鸟类在胃容物中,pi分别为0．28、0．68和0．04;bi则分别为0．59、0．40和0．02;食茧中,pi分别为0．70、0．27和0．02,bi则分别为0．89、0．10和0．01。χ^2检验表明取食个体数和生物量在胃容物和食茧之间差异显著,但均说明高原鼠兔和青海田鼠等小型哺乳类是普通大鵟的主要食物来源。     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

阿维菌素衍生物CHC-B1的突变生物合成

利用成功构建的基因缺失载体pLJ04(pKC1139∷△bkdF +△bkdH)对阿维菌素(avermectin)高产菌阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)76-02-e的bkdFGH基因进行缺失,获得的bkdFGH缺失突变株经过摇瓶发酵和HPLC检测,发现该突变株完全丧失了产生阿维菌素的能力。2-甲基丁酸及异丁酸的前体添加试验表明,当有外源前体存在时,突变株又能恢复阿维菌素合成的能力。将该bkdFGH基因缺失突变株命名为S.avermitilis bkd76-3。环己羧酸(CHC)前体添加试验及HPLC检测发现存在4种产物,经LC/MS分析验证,其中两种产物分别为CHC-B1和CHC-A2。     

一株产凝集素的三叶半夏内生真菌的研究

研究三叶半夏内生真菌及其凝集素,旨在为半夏内生真菌及其凝集素的开发利用提供依据。对三叶半夏块茎内生真菌分离、纯化,液体发酵培养代谢产物,无水乙醇提取总蛋白,兔血红细胞检测其凝集活性,筛选出菌株gs1,其总蛋白对兔血红细胞凝集活性显著。使用甘露聚糖-Sepharose 4B亲和层析柱纯化菌株gs1总蛋白,得到凝集素。Brandford法定量检测分析表明,1000 ml gs1发酵培养液中含有9.58 mg 凝集素。SDS-PAGE 电泳分析显示该凝集素为单一条带,分子量约为12 kDa。凝集活性实验表明,该凝集素对兔、大鼠和小鼠的血红细胞具有凝集作用,对兔血红细胞效果最显著;而对人（A＼B＼O＼AB型）和鸡的血红细胞无凝集作用。糖结合活性实验表明,甘露糖对该凝集素的凝集活性具有抑制作用。通过初步分类鉴定,菌株gs1为半知菌亚门,丝孢纲,丛梗孢目,丛梗孢科,曲霉属。     

巢中的位置对鸲岩鹨亲鸟递食率的影响

2 0 0 2年 4～ 8月在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站研究了鸲岩鹨 (Prunellarubeculoides)亲鸟的递食率与巢中位置的关系。结果表明 :亲鸟的总递食率对巢中的每个具体位置有显著变化(Kruskas WallisH =1 4 63 3 ,P <0 0 1 ,df=3 ) ;雄性和雌性对巢中的位置有不同的响应 ,雄性对巢中的每个具体位置的递食率有显著差异 (H =1 6 72 0 ,P <0 0 1 ,df=3 ) ,而雌性递食率差异不显著 (H =3 5 5 7,P>0 0 5 ,df=3 ) ;雄鸟和雌鸟间递食的方式随着日龄和日时间变化也有显著差异。结果证实巢中的位置能够影响鸲岩鹨亲代资源的分配 ,同时也证实了鸲岩鹨双亲对巢中的位置有不同的响应。     

Cathepsin D及Fas ligand在苦参碱诱导急性T淋巴母细胞白血病JM细胞株凋亡中的表达研究

为了检测苦参碱诱导JM细胞发生凋亡过程中Cathepsin D、Fas-L的表达情况,应用光镜及电镜观察加药及未加药组细胞形态学变化。免疫细胞化学染色观察Cathepsin D在细胞内的表达及定位。半定量PCR检测Cathepsin D mRNA在转录水平的变化并用Western Blot检测Cathepsin D、Fas-L蛋白表达。结果显示0．6mg/ml倒加药组细胞培养72h,出现凋亡形态学改变。免疫细胞化学染色Cathepsin D阳性信号主要位于呈凋亡形态学改变的胞浆和胞核内。其阳性细胞率在处理组明显高于对照组,处理组Cathepsin D的mRNA转录上调。处理组前体Cathepsin D(52kD)的条带亮度较对照组强,而切割后产物(32kD)亮度较对照组弱;Fas-L在处理组表达上调。提示：苦参碱诱导JM细胞的凋亡伴随Cathepsin D及Fas-L的表达改变。