我国工业生物技术和产业的现状、差距与任务

工业生物技术是利用生化反应和生物体机能进行物质合成加工与能量转化利用的集成技术,正在支撑建立以可发酵糖、秸秆、二氧化碳等可再生资源为原料的化学品绿色高效制造新路线,有望实现工业制造方式的根本转变,是支撑经济社会可持续发展的重大战略技术,已成为世界各国科技和产业竞争的焦点。本文从工业生物技术深度融入和支撑生物经济发展的态势出发,系统分析了我国工业生物技术和生物产业发展的现状、短板问题,提出了未来建议重点发展的主要方向。     

2000—2019年石羊河流域植被总初级生产力变化及其气候特征

石羊河流域是我国典型的内陆河流域,生态特征敏感脆弱,是了解干旱地区陆地生态系统总初级生产力(gross primary productivity, GPP)对气候变化响应及反馈的典型区域。本研究通过卫星数据和地面观测数据建立光能利用率模型,模拟估算了石羊河流域2000—2019年植被GPP,分析了气候影响下的不同植被类型GPP的空间分布以及年际变化。结果表明：石羊河流域GPP的平均值为256.52 g C·m^-2;落叶阔叶林、常绿针叶林、灌木林、耕地、草原、湿地和荒漠植被GPP分别为676.38、609.96、144.42、404.49、314.07、75.15和110.21 g C·m^-2,表现为南部祁连山区的落叶阔叶林GPP最高,北部荒漠区的湿地GPP最低;GPP的变化呈上升趋势,年际变化存在波动,趋势增加的面积为92%,平均速率为6.99 g C·m^-2·a^-1;流域内不同植被类型GPP增加速度从大到小顺序为落叶阔叶林>常绿针叶林>草地>耕地>灌木林>荒漠>...     

嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp. N16-5表达载体的构建

【目的】构建可以在嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.N16-5中表达外源基因的表达载体。【方法】以枯草芽孢杆菌表达质粒pHCMC04为基本骨架,删除木糖诱导的启动子和木糖阻遏蛋白基因,分别插入枯草芽孢杆菌组成型强启动子P43和嗜碱芽孢杆菌N16-5的组成型启动子P EF,构建表达载体pABN165P43和pABN165P EF;将绿色荧光蛋白基因gfp作为报告基因连接至表达载体得到pABN165P43-gfp和pABN165P EF-gfp,利用原生质体转化法将其转化至Bacillus sp.N16-5,通过荧光显微镜和多功能荧光读板仪检测报告基因的表达情况。【结果】所构建的表达载体pABN165P43-gfp和pABN165P EF-gfp可以在Bacillus sp.N16-5中表达报告基因gfp,荧光定量数据显示,在7.5 h左右开始检测到绿色荧光蛋白的表达,从7.5 h到12 h荧光强度随时间增长迅速并在12 h左右达到最大,最大荧光值在7000左右。【结论】成功构建了2个嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.N16-5表达载体,实现了外源基因在嗜碱芽孢杆菌中的表达。     

START家族Rv0164蛋白在耻垢分枝杆菌中的表达及垂钓互作蛋白

【目的】START家族蛋白的突变或者错误表达使哺乳动物产生肾上腺皮质增生、乳腺癌和结肠癌等疾病;START家族蛋白是植物发育过程中重要的调节因子;尚未阐明START家族蛋白作为细菌必需基因的作用机制。结核分枝杆菌必需基因Rv0164属于START家族,功能未知,研究Rv0164作用机制将为START家族分子机制增添新理论。【方法】生物信息学方法分析Rv0164序列特征;模式菌耻垢分枝杆菌中表达Rv0164并分析蛋白的细胞定位;Co-immunoprecipitation(Co-IP)方法垂钓Rv0164的相互作用蛋白,质谱鉴定互作蛋白,酵母双杂交和Pull down验证蛋白相互作用。【结果】Rv0164的N端17个氨基酸在分枝杆菌中不保守;Rv0164无信号肽;Rv0164定位在细胞质中,受蛋白降解机制调控,该机制在细菌生长平台期比对数期活性弱;N端缺失使Rv0164在平台期和对数期均不稳定;Rv0164结合多个胞内蛋白。【结论】Rv0164的N端肽段增加了蛋白的稳定性;Rv0164是一个胞内蛋白;Rv0164能够结合细菌生存必需蛋白。     

基于气候相似性研究梅氏热厉螨在时间与空间上的适生性

小蜂螨是亚洲地区重要的蜜蜂害螨,是一种比大蜂螨更具危害性的寄生螨。研究明确梅氏热厉螨Tropilaelaps mercedesae在我国的时空分布规律,对小蜂螨的快速监测和早期预防具有重要意义,进而有助于减少其对蜂产业造成的损失。根据气候相似性原理,分别基于马氏距离和欧氏距离逐月计算目标区域与小蜂螨暴发区域间的气候相似距,从时间和空间两个维度探究小蜂螨在中国的适生性。结果表明:马氏距离较欧氏距离更优。小蜂螨在我国的适生性存在季节、地域性差异。在季节上,小蜂螨从春季至冬季的适生性先增强后减弱,秋季的适生性最强。在地域上,小蜂螨在南方地区的适生性高于北方地区,在东部地区的适生性高于西部地区,其中华南地区的适生性最高,东北地区的适生性最低。最后,通过优化最小平方误差的策略获取阈值和临界值,并根据适生性区域划分标准,基于GIS软件逐月绘制了小蜂螨的适生分布图谱。