典型煤层水微生物产甲烷潜力及其群落结构研究

内蒙古自治区二连盆地、海拉尔盆地是我国重要的煤层气产区,其中生物成因煤层气是煤层气的重要来源,但复杂物质转化产甲烷相关微生物群落结构及功能尚不清楚。【目的】研究煤层水中的微生物代谢挥发性脂肪酸产甲烷的生理特征及群落特征。【方法】以内蒙古自治区二连盆地和海拉尔盆地的四口煤层气井水作为接种物,分别添加乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠厌氧培养;定期监测挥发性脂肪酸降解过程中甲烷和底物的变化趋势,应用高通量测序技术,分析原始煤层气井水及稳定期产甲烷菌液的微生物群落结构。【结果】除海拉尔盆地H303煤层气井微生物不能代谢丙酸外,其他样品均具备代谢乙酸、丙酸和丁酸产生甲烷的能力,其生理生态参数存在显著差异,产甲烷延滞期依次是乙酸丁酸丙酸;最大比产甲烷速率和底物转化效率依次是丙酸乙酸丁酸。富集培养后,古菌群落结构与煤层气井水的来源显著相关,二连盆地优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanocalculus (相对丰度13.5%–63.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina (7.9%–51.3%),海拉尔盆地的优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium(24.3%–57.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina(29.6%–66.5%);细菌群落则与底物类型显著相关,硫酸盐还原菌Desulfovibrio(12.0%–41.0%)、互营丙酸氧化菌Syntrophobacter(39.6%–75.5%)和互营丁酸菌Syntrophomonas(8.5%–21.9%)分别在乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠处理组显著富集。【结论】煤层气井水微生物可降解挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)并具有产甲烷潜力;乙酸可能被古菌直接代谢产甲烷,而丙酸和丁酸通过互营细菌和产甲烷古菌代谢产甲烷。Desulfovibrio、Syntrophobacter和Syntrophomonas分别在乙酸、丙酸和丁酸代谢过程中发挥了重要作用。这些结果为煤层气生物强化开采提供了一定的微生物资源基础。     

怀念汤彦承——一位难得的良师益友

汤彦承教授离开我们已经四年多了。他离世时我正好不在北京,今天依然为未能最后送他一程而感到十分遗憾。我是上世纪五十年代后期来中国科学院植物研究所的,和他接触大多是在他留苏归国以后。他当时风华正茂:出身名校(西南联大,即清华、北大西迁时校名)、留苏,后来还担任研究室主任一职。更重要的是他出众的人品和学识,令同辈人钦佩。当时,大多数人都叫他“小汤”,但我更多的称“汤公”。由于他是我们单子叶组的人,在上世纪八十年代以后我们又成了邻居,因此有较多的接触机会。     

FAM96A和FAM96B结构与功能的研究进展

96序列相似的家庭成员A和B（family with sequence similarity 96 member A and B,FAM96A和FAM96B）是属于MIP18（MMS19-interacting protein of 18 kD）家族的2个高度保守的同源蛋白,MIP18是与有丝分裂纺锤体相关的MMDX（MMS19-MIP18-XPD）复合体的亚基。研究表明,FAM96A和FAM96B在人胃肠道间质瘤、结肠癌、肝癌、胃癌和乳腺癌等多种肿瘤组织中的表达显著降低,提示其可能是作为潜在的抑癌基因参与肿瘤的发生发展,但目前关于FAM96A和FAM96B在肿瘤发生发展过程中的作用机理并不十分清楚。此外,研究发现FAM96A和FAM96B可通过与其他不同的蛋白质相互作用在体内发挥多种不同的功能。因此,就目前对于FAM96A和FAM96B结构和功能的研究所取得的进展进行了回顾与总结,并对其在肿瘤发生发展中的分子机制和相互作用蛋白鉴定的研究前景进行了展望,以期为临床上将FAM96A和FAM96B作为新的肿瘤诊断标志物和治疗靶点奠定基础,并为揭示二者在体内更多的新功能提供依据。     

小地老虎谷胱甘肽-S-转移酶AiGSTs1的分子特性及其对杀虫剂胁迫的响应

[目的]鉴定小地老虎Agrotis ipsilon sigma家族谷胱甘肽-S-转移酶(GST)基因,明确其编码蛋白质的催化活性,阐明该基因在小地老虎不同发育期、不同组织及在毒死蜱和高效氯氟氰菊酯胁迫下的表达模式,为深入探究小地老虎GST在杀虫剂解毒代谢中的功能提供理论基础.[方法]利用同源检索方法从小地老虎转录组中鉴定GST基因,利用原核表达系统表达重组蛋白并使用试剂盒检测其活性,使用实时荧光定量PCR技术分析基因的表达模式.[结果]从小地老虎转录组中鉴定了一个编码sigma家族GST的cDNA序列,命名为AiGSTs1.其编码的AiGSTs1蛋白含有谷胱甘肽结合位点和底物结合位点,具有GSTs的典型特征.在大肠杆菌中成功表达了重组AiGSTs1蛋白,测得此蛋白不仅具有谷胱甘肽转移酶活性,还具有过氧化物酶活性.毒死蜱和高效氯氟氰菊酯均可抑制重组AiGSTs1蛋白的活性.AiGSTs1在供试的小地老虎不同发育期和组织中均有表达,但在蛹期和幼虫脂肪体中表达量最高.使用LD5o剂量毒死蜱和高效氯氟氰菊酯处理小地老虎幼虫后,AiGSTs1的表达水平显著上升.[结论]本研究明确了小地老虎AiGSTs1的序列、所编码蛋白的活性和表达模式.毒死蜱和高效氯氟氰菊酯能够诱导AiGSTs1表达水平上调,表明该基因可能在这2种杀虫剂的解毒代谢中起重要作用.     

功能核酸概念的内涵与外延

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。     

水稻恢复系M630稻瘟病抗性改良及其代谢组研究

稻瘟病是水稻的主要病害之一,改良水稻稻瘟病抗性对水稻生产、推广具有重要意义。本研究以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9材料9311-Pi9为供体,水稻优良恢复系M630为受体,将杂交、回交与分子标记辅助选择和背景筛选相结合,获得改良恢复系M630-Pi9。主要农艺性状和稻米品质分析显示改良后的M630-Pi9及其杂交组合徽两优630-Pi9与M630和徽两优630相比无明显差异。进一步利用安徽省优势混合生理小种进行苗期稻瘟病抗性鉴定,结果表明,改良后的M630-Pi9相对于M630抗性明显增强;稻瘟病抗性自然病圃鉴定结果发现改良后的恢复系及其杂交组合抗性明显增加。为了更好地了解稻瘟病抗性基因对植株发育的代谢机制,对M630-Pi9和M630受稻瘟病病原菌侵染后的植株进行代谢组分析,结果显示与M630相比,M630-Pi9中有212种代谢物合成受到调控,其中155种含量降低,57种含量增加;与细胞壁有关的物质含量明显增加,对生物体具有毒害和免疫作用的生物碱类代谢物含量显著降低,与生物胁迫相关的黄酮类物质受到不同程度的调控。这些数据表明稻瘟病抗性基因Pi9可能通过调控植物体中代谢物质的变化进而抵御病原体的侵害。创制的新恢复系稻瘟病抗性显著提高,对稻瘟病抗性机制研究提供依据,为水稻抗病、高产育种提供新的种质。     

菌根真菌与兰科植物互作的组学研究进展

兰科植物因其具有丰富的物种多样性和重要的社会经济价值,多年来一直是植物学及生态学界的重点研究对象。菌根真菌对兰科植物的种子萌发、营养吸收和种群动态等多个方面都具有十分重要的作用,因而近年来受到越来越多的关注。探究菌根真菌与兰科植物互作的内在机制是目前兰科菌根研究的一大热点领域,同时也为兰科植物野生资源保护和种群恢复提供了许多新方法与新思路。随着新一代测序技术以及多种组学数据库的发展与建立,菌根真菌与兰科植物互作机制研究已然进入了一个全新的时代。纵观近年来的研究,通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等相关技术,人们对兰科菌根共生过程中的种子萌发、营养物质转运、信号转导、宿主免疫和逆境抗性等方面的内在机制有了一定的了解。本文对近十年来国内外采用组学技术研究菌根真菌与兰科植物互作机制方面的研究成果进行了总结和梳理,并对未来该领域的研究进行了展望。     

一氧化氮参与盐胁迫下长春花酚类代谢的调控研究

为研究外源一氧化氮(NO)调控盐胁迫下长春花中酚类化合物的响应,采用液相色谱—质谱联用(LCMS)技术靶向分析梯度浓度硝普纳(SNP)处理对盐胁迫下长春花幼苗根、茎、花、叶4个部位中酚类化合物组分及含量水平的变化。结果共鉴定出L-苯丙氨酸和18种酚类物质,C6C1类5种、C6C3类5种、C6C3C6类8种,其中原儿茶酸、绿原酸、槲皮素在长春花根、茎、花、叶4个部位中均存在;不同浓度SNP处理后长春花不同部位酚类化合物响应积累明显不同,其中C6C1和C6C3小分子酚酸类化合物主要积累在根和茎中,C3C6C3类主要富集在花和叶中;L-苯丙氨酸在茎、叶中相对含量较高,盐胁迫下茎中含量显著升高,且随外源NO浓度增大呈下降趋势。外源NO影响盐胁迫下植物器官中酚类化合物的积累和变化,其中根和茎响应敏感,从种类和相对含量的角度,茎和叶更适合检测酚类化合物。     

连翘酯苷A通过Akt/Nrf2信号通路发挥抗脑缺血氧化损伤作用研究

目的:研究连翘酯苷A(Forsythiaside A,FA)对缺血再灌注引起的脑细胞损伤的保护作用及机制。方法:采用PC12细胞缺氧再复氧模型(OGD/R),细胞分组为正常组,模型组,FA处理组(1.25, 2.5和5μmol/L),测定细胞存活率、凋亡率、ROS、MDA以及抗氧化酶水平。采用Western blotting测定对Akt和Nrf2蛋白的影响,采用Akt抑制LY294002验证FA的调节作用。结果:FA能够有效抑制OGD/R引起的存活率下降和凋亡率增加,同时可以抑制细胞内ROS和MDA水平,升高细胞内抗氧化酶(SOD、GSH、GSH-Px和CAT)水平。FA处理能够增加Akt磷酸化水平以及Nrf2和其下游蛋白HO-1蛋白表达。进一步采用LY294002验证发现FA通过Akt调控Nrf2发挥抗氧化作用从而抑制脑细胞损伤。结论:FA能够抑制缺血再灌注引起的脑细胞损伤,其作用机制可能是通过促进Akt磷酸化,调控Nrf2下游抗氧蛋白酶表达,抑制氧化应激,从而保护脑细胞。     

帕拉米韦氯化钠注射液对流感病毒A型肺炎患儿的成本-效益分析

目的:探讨帕拉米韦氯化钠注射液对流感病毒A型肺炎患儿的成本-效益。方法:选择我院2015年1月至2018年12月收治的96例流感病毒A型肺炎患儿,根据随机数字表法,将96例患儿分为A组及B组,每组48例,A组患儿给予磷酸奥司他韦颗粒,B组患儿给予帕拉米韦氯化钠注射液,对比两组患儿的治疗效果、临床症状消失时间、住院时间、用药成本、成本-效益,对比两组患儿治疗前及治疗后的血常规及肝肾功能,对比两组患儿的不良反应发生率。结果:B组患儿的治疗有效率明显较A组高(P<0.05)。观察组患儿的临床症状消失时间及住院时间明显较对照组低(P<0.05)。A组患儿的平均用药成本明显低于B组(P<0.05),A组的成本-效益较B组低。与治疗前相比,治疗后两组患儿的中性粒细胞总数明显升高,白细胞总数、淋巴细胞总数明显降低(P<0.05);而治疗前后,两组患儿的血常规指标对比无统计学意义(P>0.05)。治疗前后,两组患儿的肝肾功能对比均无统计学意义(P>0.05)。B组患儿的不良反应发生率较A组高,但组间对比无统计学意义(P>0.05)。结论:与磷酸奥司他韦相比,帕拉米韦氯化钠注射液对流感病毒A型肺炎患儿的疗效更佳,但其成本-效益较低,临床上可根据患儿实际情况选择用药。