规模化蛋白质鉴定中母离子的准确检测技术研究

蛋白质组学的基础研究之一是蛋白质鉴定.规模化的蛋白质鉴定通常采用"鸟枪法",即选择一些酶切肽段(母离子)碎裂生成二级谱图,通过二级谱图及其母离子质量鉴定肽段,再推断对应的蛋白质.在鉴定过程中,母离子质量是一个关键参数.母离子是否是肽段的单同位素峰决定了正确肽段是否能进入候选,母离子的质量精度决定了候选肽段的数目.本文从判断单同位素峰和系统误差校准这两个角度研究了母离子的准确检测技术.判断单同位素峰的技术在蛋白质上已有研究,包括电荷判断、单同位素峰判断和重叠同位素峰判断.可以借鉴蛋白质水平的技术研究母离子的单同位素峰判断方法.同时母离子的系统误差校准也有较为成熟的方法.这两个角度的研究有助于提高规模化蛋白质的鉴定率.     

黄土丘陵区生物结皮群落组成与水分入渗的关系

黄土丘陵区坡面尺度生物结皮多是由藻、藓和地衣等以不同比例、不同方式组合的一个复杂群落结构,显著影响水分入渗,但目前混合生物结皮水分入渗与其群落结构之间的关系仍不清楚,妨碍了对坡面尺度生物结皮土壤渗透性的评估。本研究测定了藻结皮、藓结皮及藓结皮盖度分别为<15%、15%～30%、30%～45%、45%～60%、＞60% 5个不同藻藓比例的混合生物结皮的稳定入渗速率,采用主成分分析和通径分析揭示混合生物结皮水分稳定入渗速率的影响因素,明确混合生物结皮水分稳定入渗速率与群落结构之间的关系。结果表明: 藻结皮和藓结皮土壤饱和导水率分别为0.66和2.40 mm·min^-1。藓结皮盖度从<15%到>60%的混合生物结皮的稳定入渗速率为0.80～2.30 mm·min^-1。混合生物结皮水分稳定入渗速率主要与藓结皮盖度和藓结皮改善的土壤孔隙结构密切相关,相关系数分别为0.636(P=0.011)和0.835(P=0.000)。通过藻结皮和藓结皮土壤饱和导水率与盖度加权预测的混合生物结皮水分入渗量(y)与混合生物结皮实测水分入渗量(x)具有极显著相关关系(r=0.945),二者拟合的线性函数为y=0.85x(R²=0.98,P<0.05)。本研究明确了混合生物结皮水分入渗与单一组成生物结皮水分入渗之间的关系,为准确评估该区生物结皮水文过程提供了科学依据。     

基于稳定同位素技术的增殖放流牙鲆群体鉴别

牙鲆是我国黄渤海重要的增殖放流鱼类,野生群体和放流群体的鉴别是评估牙鲆增殖效果的前提。为了研究稳定同位素技术在增殖放流牙鲆群体鉴别中的应用,本研究以秦皇岛近海增殖放流区捕捞牙鲆幼鱼为对象,先使用项目组前期开发的形态学和分子标记相结合的方法区分野生群体和放流群体,再分别测定肌肉碳、氮稳定同位素值和耳石(全耳石和耳石核心区域)碳、氧稳定同位素值,并以养殖群体为对照。结果表明: 利用肌肉δ¹³C值(野生群体:-17.19‰±0.73‰;放流群体:-17.10‰±0.61‰;养殖群体:-20.75‰±0.07‰)和δ¹⁵N值(野生群体:11.81‰±0.38‰;放流群体:11.62‰±0.48‰;养殖群体:8.64‰±0.60‰)及全耳石中δ¹³C值(野生群体:-4.47‰±0.35‰;放流群体:-4.63‰±0.29‰;养殖群体:-6.59‰±0.58‰)可鉴别出养殖群体,但是无法区分野生群体和放流群体;利用耳石核心区δ¹³C值(野生群体:-4.66‰±0.30‰;放流群体:-5.41‰±0.21‰;养殖群体:-5.37‰±0.19‰)可鉴别出野生群体。3个群体全耳石和耳石核心区δ¹⁸O值均有重叠,无法对群体进行鉴别。表明利用耳石核心区δ¹³C值可鉴别重建牙鲆幼鱼群体中的野生群体和放流群体,并在生殖洄游亲鱼群体的鉴别方面有一定的应用前景,这为后续估计增殖放流对牙鲆早期资源量的补充及深入开展增殖放流效果评估工作提供了基础数据和技术手段。     

黄土丘陵区优势造林树种水分来源对季节性干旱的响应

黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_rP_t,H_rR_p)及沙棘(H_r)、油松(P_t)和刺槐(R_p)纯林为对象,测定其茎秆水、土壤水和降水稳定同位素组成,采用IsoSource模型量化水分来源,相似性比例指数(PS)定量分析共生植物间水分利用关系。结果表明：(1)旱季,同一树种纯林和混交林间吸水层位存在差异,纯林中主要利用0—100 cm土层土壤水,其中H_r和R_p对40—100 cm的利用率为46.8%和43.8%,P_t对0—40 cm为83.9%;混交林中则更倾向于利用40...     

三亚蜈支洲岛海洋牧场区域夏季食物网研究

三亚蜈支洲岛海洋牧场在针对珊瑚礁修复工作、热带海洋牧场建设等方面取得了不错的效果,但海洋牧场区域的营养结构仍需要长期的监测评估。于2020年7月海洋生物调查共采集52种主要消费者,以碳(δ¹³C)、氮(δ¹⁵N)稳定同位素技术为基础,首次构建三亚蜈支洲岛海洋牧场区域食物网并进行研究。结果表明：(1)主要消费者的δ¹³C值范围在-19.10‰—-12.74‰之间,平均值为(-16.99±1.52)‰;δ¹⁵N值范围为6.43‰—14.03‰,平均值(11.24±1.70)‰。单因素方差分析结果显示,不同类群之间碳氮稳定同位素均有显著性差异(P<0.01)。(2)大型海藻和底栖微藻对主要消费者的贡献率最大为41.50%,沉积有机物(SOM)和浮游植物也是消费者的重要碳源(贡献率分别为20.05%、19.97%),悬浮颗粒有机物(POM)对消费者的碳源贡献率最低,为18.48%。(3)三亚蜈支洲岛牧场区域主要消费者的营养级范围为1.53—3.76,主要消费者营养层次分布两端少,中间多。通过系统聚类分...     

定量蛋白质组学揭示酵母去泛素化酶Ubp14生物学功能

泛素化是一种动态可逆的蛋白质翻译后修饰,泛素分子在泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶的级联酶促反应催化下共价连接到底物蛋白上。去泛素化酶将泛素分子从底物上移除,动态可逆地调控泛素化修饰,在成熟泛素的生成、泛素链的移除与修剪、游离泛素链的回收等过程中发挥着关键的调控作用。本文的研究对象是酵母中泛素特异性蛋白酶（ubiquitin specific protease,USP）家族成员Ubp14,负责回收细胞内游离的泛素链。本研究定量比较了酵母细胞中Ubp14缺失对全蛋白质组的影响,进而找出其潜在的调控通路和分子功能。首先,通过同源重组技术构建了ubp14Δ菌株,发现其生长速度低于野生型酵母。利用稳定同位素氨基酸代谢标记技术结合深度覆盖的蛋白质组学分析技术,系统比较了ubp14Δ菌株相对于野生型菌株的差异蛋白,共计鉴定3 685个蛋白,通过统计学分析筛选得到109个差异蛋白。基因本体论分析发现,Ubp14缺失引起的差异蛋白主要参与了包括氨基酸代谢、氧化还原和热应激等生物学过程。本研究为深入探究去泛素化酶Ubp14的生物学功能,进而深刻理解游离泛素的稳态平衡与生物学过程调控提供了高可信的蛋白质组学数据信息。     

生物考古学视野下人类的牙齿与饮食

饮食在人类文化的起源与演变中扮演着重要角色,而牙齿作为饮食信息的主要载体,从不同角度为复原古代人类饮食谱系提供了可能。作为人类咀嚼行为、饮食结构及生业模式的直接反映,口腔疾病和牙齿表面微观痕迹的体质人类学分析显得尤其重要。牙齿中微量元素和稳定同位素的检测,对于揭示古代人类的迁徙与流动、生命在不同阶段的摄食行为与营养状况、农业的起源与发展等问题具有着不可估量的作用。本文在回顾考古遗址中出土人类牙齿的重要性及研究方法的多样性基础上,结合牙齿的生长发育特征,绘制了不同牙位各生长序列所匹配的人类年龄图谱,并参照此图谱,提出了全新的牙本质连续切片取样方法。本文构想从体质人类学与碳、氮等稳定同位素分析的角度出发,以牙本质的连续切片、肢骨及肋骨等人体组织为关联式地研究材料,在探索古人类个体生命史的基础上展望“代际考古”。     

依托泊苷影响HEK293细胞同源重组修复体系

抗肿瘤药物疗效的研究多集中在肿瘤细胞,目前针对正常细胞的研究颇少,有必要建立能进行定量分析的同源重组定量修复体系。我们已建立的模型可以探讨肿瘤药物化疗后对HEK293细胞DSBs修复的继发性后果。通过构建含有带I-SceⅠ酶切位点的同源介导的重组修复底物（homologous direct recombination, HDR）,或单链退火修复（single strand annealing, SSA）底物的细胞株,定量检测依托泊苷 (etoposide,VP-l6)对同源性重组修复(homologous recombination, HR)通路的影响。成功构建了可用于定量检测DNA双链断裂(double-strand break, DSBs)诱导的SSA和HDR修复的正常人HEK293细胞应用模型。细胞毒结果证实,与SSA/293对照组对比,VP-16给药组 16 μmol/L（0.475±0.029 vs 1.000±0.000, P<0.001)细胞活力明显降低;与HDR/293对照组相比,VP-16 给药组16 μmol/L（0.458±0.188 vs 1.000±0.000, P<0.05)细胞活力降低。此外,本研究证实,VP-16抑制SSA修复,VP-16给药组 2 μmol/L与SSA/293对照组相比（0.575%±0.177% vs 1.352%±0.195%, P<0.05）,修复效率降低;VP-16抑制HDR修复,VP-16给药组1 μmol/L与HDR/293对照组修复效率相比（0.305%±0.078% vs. 0.635%± 0.049%,P<0.05),修复效率降低。VP-16诱导DNA损伤的同时,抑制HDR修复和SSA修复,修复效率呈现剂量依赖性。本研究结果可为抗肿瘤药物的临床应用提供某些指导。     

滨海沙地人工林树种水分利用效率和叶片养分浓度比较及其关系分析

以福建省福州市滨海后沿沙地人工营造的湿地松、木麻黄、尾巨桉、肯氏相思和纹荚相思人工林为研究对象,运用稳定碳同位素法测定植物水分利用效率,探索叶片氮、磷养分状况与水分利用效率之间的差异及相互关系。结果表明:(1)湿地松和肯氏相思的叶片δ13 C均与尾巨桉差异显著(P0.05),但湿地松、木麻黄、肯氏相思、纹荚相思之间的叶片δ13 C均无显著差异;肯氏相思、纹荚相思的叶片δ15 N均显著高于湿地松、木麻黄和尾巨桉。(2)不同树种水分利用效率大小依次为:湿地松肯氏相思木麻黄纹荚相思尾巨桉,且湿地松叶片的WUE显著高于尾巨桉36.87%,而与其他树种的水分利用效率均无显著差异。(3)各树种叶片氮浓度大小依次为:肯氏相思纹荚相思尾巨桉木麻黄湿地松,但仅肯氏相思和纹荚相思与湿地松之间差异达到显著水平;各树种叶片磷浓度大小依次为:尾巨桉肯氏相思纹荚相思湿地松木麻黄,其中尾巨桉与湿地松、木麻黄、纹荚相思之间差异显著;木麻黄和纹荚相思人工林叶片的N/P显著高于尾巨桉人工林,其余树种之间的叶片N/P均无显著差异。(4)叶片δ13 C与叶片N浓度呈显著二次曲线相关关系,叶片δ15 N与叶片N浓度呈极显著线性正相关关系(P0.01)。研究发现,滨海沙地不同树种人工林间水分利用效率、叶片氮浓度、磷浓度、N/P均存在显著差异,水分利用效率与叶片氮浓度、磷浓度均呈显著负相关关系,氮、磷含量是影响滨海沙地沿海防护林树种水分利用效率的重要因子。     

有机肥和无机肥对菜地土壤N2O排放及其来源的影响

以北京地区白菜地为研究对象进行肥料试验,结合乙炔抑制试验设置有机肥乙炔组、有机肥无乙炔组、无机肥(尿素)乙炔组、无机肥无乙炔组4个处理,利用N₂O稳定同位素自然丰度技术,研究菜地土壤N₂O排放通量和同位素特征值的变化规律,旨在明确在不同肥料作用下N₂O产生和消耗的微生物途径,为减少菜地N₂O排放和科学施肥提供理论依据.结果表明: 在白菜生长期内有机肥乙炔组、有机肥无乙炔组、无机肥乙炔组、无机肥无乙炔组的N₂O总排放量分别为(374±37)、(283±34)、(458±36)、(355±41) g·m^-2,有机肥处理的N₂O通量显著低于无机肥处理,乙炔组的N₂O通量显著高于无乙炔组;两种肥料处理的N₂O还原程度基本相同,而无机肥处理的硝化作用更高;乙炔仅抑制部分硝化作用,在N₂O排放高峰期也仅抑制部分N₂O还原,当排放降低时才能完全抑制N₂O还原.可见,无机肥尿素能够促进硝化作用进而增加N₂O排放,高浓度的N₂O对乙炔抑制N₂O还原起拮抗作用.因此,在北京地区菜地使用有机肥替代部分无机肥可以有效减少硝化作用触发的土壤N₂O排放,同时在使用乙炔抑制方法研究N₂O来源时应考虑合理的N₂O浓度阈值.