蕨类植物叶绿体rps12基因的分子进化研究

以68种蕨类植物和2种石松类植物的rps12基因为对象,在系统发育背景下,结合最大似然法,使用HyPhy和PAML软件对该基因进行进化速率和适应性进化研究。结果显示:位于IR区的外显子2~3,其替换率明显降低,rps12基因编码序列的替换率也随之降低,且rps12基因密码子第3位的GC含量明显升高;在蕨类植物的进化过程中,3′-rps12更倾向定位于IR区,以保持较低的替换率;rps12基因编码的123个氨基酸位点中,共检测到4个正选择位点和116个负选择位点。研究结果表明基因序列进入到IR区后,显示出降低的替换率;强烈的负选择压力表明RPS12蛋白的高度保守性以及rps12基因的功能和结构已经趋于稳定。     

40种蕨类植物matK基因的系统分类及分子进化研究

采用“放松分子钟”模型、氨基酸位点正选择模型和分子内共进化网络估算方法,对蕨类植物Ⅱ型内含子成熟酶蛋白K(Maturase K,MATK)编码基因matK的进化趋势进行研究。结果显示:matK基因在蕨类植物系统学研究中具有一定的应用价值,与rbcL基因和psaA基因联合后能显著提升系统发育树的可信度;蕨类植物MATK蛋白中存在少数曾经历正选择的位点;MATK蛋白内部有多对氨基酸位点共同构成共进化网络。在被子植物兴起环境改变后,MATK蛋白部分位点发生适应性进化,通过位点间共进化网络协同作用方式提升蕨类植物对新光合环境的适应能力。     

慢病毒介导的c-Myc启动子结合蛋白1过表达对结肠癌HCT116细胞增殖与凋亡的影响及其机制研究

目的探讨慢病毒介导的c-Myc启动子结合蛋白1(MBP-1)过表达对结肠癌HCT116细胞增殖和凋亡的影响及其机制。方法将体外培养的HCT116细胞分为以下3组:空白对照组,细胞未做任何处理;空载感染组,空载体对照慢病毒(LV-GFP)感染HCT116细胞;MBP-1过表达慢病毒组(MBP-1组),MBP-1过表达的重组慢病毒(LV-MBP-1-GFP)感染HCT116细胞。RT-PCR检测各组细胞中MBP-1 mRNA的表达,CCK-8实验检测细胞的增殖能力,流式细胞仪检测细胞的周期变化,Western blot检测细胞中MBP-1、NF-κB p65、c-Myc、CyclinD1及细胞凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、cleaved caspase-3的表达。三组间比较采用单因素方差分析,方差齐性采用F检验,若方差齐则组间比较采用LSD检验,若方差不齐则组间比较采用Dunnett检验。结果与空载感染组比较,MBP-1组在MBP-1 mRNA(1.02±0.15比4.56±1.03)、蛋白表达水平(0.18±0.01比0.72±0.10)、S期百分比[(39.12±2.18)﹪比(45.64±3.21)﹪]、G2/M期的百分比[(14.81±1.02)﹪比(23.16±2.12)﹪]、细胞中Bax蛋白(0.55±0.10比0.76±0.11)、cleaved caspase-3蛋白(0.45±0.08比0.81±0.11)表达水平均升高,差异具有统计学意义(P均<0.001),而细胞48 h OD值(0.58±0.08比0.43±0.03)、72 h OD值(1.10±0.13比0.52±0.09)、细胞G0/G1期的百分比[(46.06±1.89)﹪比(31.36±2.02)﹪]、细胞中Bcl-2蛋白(0.52±0.10比0.23±0.02)、NF-κB p65蛋白(0.61±0.13比0.16±0.03)、c-Myc蛋白(0.79±0.15比0.43±0.05)、CyclinD1蛋白(0.62±0.09比0.32±0.01)的表达水平均降低,差异具有统计学意义(P均<0.001);空白对照组和空载感染组之间各指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论MBP-1过表达可抑制HCT116细胞增殖及诱导细胞周期阻滞于S期,其作用机制可能与抑制NF-κB信号通路活化有关。     

基于焦磷酸测序技术建立基因编辑水稻检测方法

基因编辑技术发展迅速,但对应的检测方法较少。为寻找创建基因编辑作物适用的检测方法,以 PL3 基因编辑水稻编辑位点为靶标,有效设计了焦磷酸测序的扩增引物及测序引物,并进行有效性检测,分别利用Sequence to Analyze等程序以及SNP和AQ两种模式完成了对PL3 基因的定性和定量检测试验,建立了 PL3 基因编辑水稻编辑位点焦磷酸测序检测方法。结果表明,基于焦磷酸测序技术可以通过检测编辑位点从而将基因编辑型水稻与野生型水稻进行区分。与常规的转基因检测方法相比,该检测方法具有较好的准确性、高效性及高灵敏度等优点,在基因编辑型水稻编辑位点定性和定量检测分析方面具有很好的应用前景。     

培养基灭菌方式对细菌分离效率的影响

自然界蕴含大量未/难培养微生物,分离这些微生物对理论研究和资源开发具有重要意义。本研究使用高压灭菌和过滤除菌方式制备培养基,采用稀释涂布方法,从红树林灰泥样品中分离获得123株细菌,通过16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定,进而探究培养基灭菌方式对细菌分离效果的影响。结果表明：过滤除菌培养基生长的单菌落数目（339±82）个显著多于高压灭菌培养基生长的单菌落数目（179±65）个;两种培养基分离细菌的群落结构在门、科和属分类水平上总体相似,但优势类群的数目和少数类群存在差异;过滤除菌培养基分离细菌的Shannon Wiener’s指数、均匀度、新种率、基因多样性均高于高压灭菌培养基,而其与近缘模式菌株相似度的平均值和中位数则低于高压灭菌培养基。因此,过滤除菌培养基分离获得细菌的多样性、均匀性和新颖性均高于高压灭菌培养基。本研究首次探究培养基灭菌方式对细菌分离效果的影响,具有更高分离效率的过滤除菌培养基为未/难培养微生物菌株资源获取提供了借鉴。     

乳源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌icaA/D基因缺失株的构建及其生物被膜形成能力与耐药性分析

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)是一种具有多重耐药性的人畜共患病原菌,常引起奶牛乳房炎等疾病。形成生物被膜是MRSA重要的耐药机制之一。研究发现ica操纵子调控的胞间多糖黏附素(Polysaccharide Intercellular Adhesin,PIA)通过促进MRSA的黏附与聚集介导生物被膜形成,icaA和icaD基因共表达可显著提高MRSA的N-乙酰葡聚糖转移酶活性,但icaA/D蛋白对MRSA生物被膜形成和耐药性的影响仍不清楚。【目的】探讨icaA/D基因、MRSA生物被膜形成及耐药性三者之间的相关性,为寻找药物作用新靶点提供科学依据。【方法】以具有多重耐药性且生物被膜形成能力强的乳源MRSA M5分离株为研究对象,利用同源重组技术构建其icaA/D基因缺失株;利用FITC-ConA染色结合激光共聚焦显微镜观察野生株与icaA/D基因缺失株的生物被膜形成过程与能力;采用微量肉汤稀释法测定14种抗菌药物对野生株与icaA/D基因缺失株的最小抑菌浓度(MinimumInhibitoryConcentration,MIC)。【结果】构建了MRSA M5的icaA/D基因缺失株。激光共聚焦显微镜下观察到野生株在培养16 h后形成了一层厚的成熟生物被膜,随后开始解离,直至120 h完全解离;而icaA/D基因缺失株在培养后16 h仅形成一薄层生物被膜,48h完全解离。10种受试抗菌药物对缺失株的MIC较野生株减小,而且缺失株对8种药物的敏感性由原来的耐药或中介转变为中介或敏感。【结论】icaA/D基因缺失可明显降低MRSA的生物被膜形成能力与耐药性。     

Rcs双组分调节系统对细菌环境应答的分子调控研究进展

荚膜异多糖酸合成调节(Regulator of Capsule Synthesis,Rcs)系统是存在于许多肠杆菌科细菌中非典型的双组分调节系统,由3种核心蛋白(跨膜感应激酶RcsC、跨膜蛋白RcsD和响应调节剂RcsB)及多种辅助蛋白共同构成。Rcs系统能整合环境信号、调节基因表达并改变细菌的生理行为。近年来,对细菌Rcs系统环境应答机制的探索成为一个新的研究热点。本文重点综述Rcs系统上游信号的感知与传导、Rcs系统调节的下游靶基因及其生命现象,以期能增进对细菌Rcs系统的认识,同时为细菌的安全控制、感染预防和治疗新方案的开发提供参考。     

解淀粉芽孢杆菌生防菌BS-3全基因组测序及生物信息分析

【背景】解淀粉芽孢杆菌BS-3是从健康橡胶树树根中分离获得的一株对真菌具有较强抗菌活性的内生细菌,有作为生物农药的潜力。【目的】解析菌株BS-3的基因组序列信息,以深入研究该菌株防病促生机制及挖掘次级代谢产物基因资源。【方法】采用第二代BGISEQ与第三代Pac Bio平台相结合的测序技术,对生防菌BS-3进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】BS-3全基因组大小为3 870 130 bp,平均GC含量为46.88%,共编码4 161个基因;含有92个t RNA基因、28个r RNA、10个sRNA;含有122个串联重复序列、98个小卫星DNA、2个微卫星。在COG、GO、KEGG、NR和Swiss-Prot数据库分别注释到基因2 875、2 620、1 885、4 040和3 328个。同时,预测到BS-3中有10个次级代谢产物合成基因簇,编码表面活性素、丰原素、多烯类、儿茶酚型嗜铁素等抑菌物质。基因组测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为CP060384。【结论】为基因组层面上解析菌株BS-3具有良好防病效果的内在原因提供基础数据,为深入了解解淀粉芽孢杆菌次级代谢合成途径提供参考信息,对菌株BS-3后续相关研究具有重要意义。     

赤水河外来鱼类尖头(鱥)和董氏须鳅的引种溯源及生态适应性分析

历史上,赤水河流域干流及支流的鱼类物种组成中未曾出现过尖头 （Rhynchocypris oxycephalus）和董氏须鳅（Barbatula toni）。但是,近年来在赤水河支流白沙河的鱼类资源调查中发现了这两个物种的分布,其来源及未来的生存可能性受到关注。本研究比较了尖头 赤水河野外种群与养殖种群形态上的差异;基于线粒体Cyt b基因序列,分析了赤水河流域尖头 和董氏须鳅的来源,并通过生态位模型分析了这两种鱼在赤水河流域的生态适应性。形态数据结果表明,尖头 在赤水河的野外种群与养殖种群的个体大小存在显著差异,养殖种群的体长、尾柄长、尾柄高3个形态数据均高于野外种群。分子系统发育分析结果显示,尖头 赤水河流域野外种群及养殖种群与辽宁杨运种群聚为一支,董氏须鳅则与来自内蒙古、辽宁和河北的种群聚为一支。生态位模型分析表明,赤水河支流白沙河具有尖头 的中度适生区,其适生性概率为0.620;而董氏须鳅在该区域的适生性概率较低,仅为0.025,这可能与该物种已有分布数据较少有关。采样中发现白沙河实际采样点的水温较低,与北方分布点的水温接近,推测该区域仍具备尖头 和董氏须鳅生存的条件。综上所述,赤水河流域的尖头 和董氏须鳅均为来自东北地区的外来种,且能适应赤水河的生态环境。这与现场访问结果一致,未来需要加强种群监测以防成为外来入侵种。     

粪产碱杆菌的分离鉴定及其生物转化作用

【背景】硫化氢(H2S)作为畜牧生产过程中释放的一种有毒有害气体,严重危害畜禽和人类的健康,因此降解硫化氢特别是生物氧化法转化硫化氢已成为当前研究热点。【目的】筛选高效硫氧化菌株并研究其生物转化作用。【方法】以长春市某养鸡场采集的新鲜粪便为材料,分离鉴定硫氧化菌株。采用单因素分析法优化其生长条件,研究生物转化效率,检测soxY、soxZ基因m RNA表达水平。【结果】获得一株高效硫氧化菌株JF9,经鉴定为粪产碱杆菌。最佳生长条件:底物浓度0.5 g/L,温度35°C,初始pH 7.0,在此条件下Na2S去除率达94%以上。菌株JF9存在soxY和soxZ基因,其转录水平在硫源诱导前后差异显著(P0.05)。【结论】分离得到的粪产碱杆菌具有良好的硫化物转化能力,脱硫过程中硫氧化基因高效表达。