杜氏盐藻rbcS启动子的克隆和功能分析

为提高转基因盐藻的表达效率，利用基因组步行方法和巢式PCR，从盐藻中克隆了1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）的小亚基基因rbcS 的5'上游调控序列，并对其进行序列分析和转基因功能分析。采用Dra I、EcoR V、Pvu II和Stu I四种平端限制内切酶分别酶切盐藻基因组DNA，并与接头连接，构建基因组步行文库GWL 1、GWL 2、GWL 3和GWL 4；设计特异引物从这四种文库中扩增rbcS基因的5'上游调控序列。在GWL 1、GWL 4中分别扩增出约1.2 kb的片段。对该序列的分析表明，它的3'端与已知盐藻rbcS cDNA 的5'端序列完全一致，说明是该基因的5'端上游区，并且包含多个与转录调控有关的保守序列（如TATA-box、CAAT-box），富含GT的重复序列。此序列EcoR I下游的片段与除草剂抗性基因bar相融合，构建表达载体，电击法转化盐藻。通过对转化藻株的抗性筛选以及PCR和Southern blot检测，表明该区域能驱动外源基因bar在转基因盐藻中的表达，推断是盐藻rbcS基因的启动子调控区。     

林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较

测量了林下与全光下地枫皮的叶片形态和光合-光响应曲线,探讨光强对地枫皮的形态和生理特性的影响。结果表明：林下与全光下地枫皮叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）对光强的响应趋势均基本一致,但全光下的Pn、Gs和Tr值较高,林下WUE值较高。全光下地枫皮的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点均极显著高于林下,但弱光下的量子效率无显著差异;林下地枫皮的叶长、叶宽、干物质重、叶面积和比叶面积等叶片形态参数均极显著大于全光。推断地枫皮为耐阴性较弱的阳生植物,其光合能力和光饱和点较低,是对干旱环境的适应性反应;全光下地枫皮叶片狭小降低了吸光面积,有利于避免过高光强对叶光合器官的损伤。     

跨越生境的资源补贴对生态系统的影响研究进展

跨越不同生态系统之间的物质、能量和营养元素流动,即资源补贴,是生态系统的基本属性,也是生态学研究的基本问题之一.常见的资源补贴包括落入水体的树叶凋落物和陆地昆虫、水生昆虫成虫、从海洋生殖洄游的鲑鱼等,这些外源性的资源补贴对接收生态系统的生物个体、种群、群落、生物多样性和生态系统功能都有影响,包括促进个体生长、增加物种丰度和多样性、改变群落结构、增加生态系统的生产力、改变食物链长度及影响食物网、影响生态系统的稳定性等.随着未来人类活动对环境扰动的增加,尤其在土地利用、气候变化、生物入侵方面,对跨越生态系统资源补贴的时空动态影响将加剧,因而生态系统将面临更加严峻的威胁.鉴于此,未来在该领域的基础研究应着重开展以下几方面研究:单一和多重环境胁迫对资源补贴和生态系统的影响;动态资源补贴在生态系统修复及管理中的应用;关注与污染物相关的资源补贴的负面影响;加强跨越生境资源补贴在热带和亚热带以及在我国的生态学基础研究.     

微生物入侵影响因素研究进展

探明生物入侵的影响因素能够有效防治生物入侵,减少其对生态系统的破坏,但现有的入侵研究主要集中于动植物入侵,对微生物入侵关注较少。本文综述了外来微生物自身属性、入侵地生物和非生物状况以及外来种和土著种之间差异等对微生物入侵的影响,比较了微生物入侵与动植物入侵、微生物定殖之间的差别,提出了今后需要进一步加强的研究内容。外来微生物入侵受其自身种系、形态、大小等特性,入侵地生物多样性、天敌、有效资源等生物或非生物因子,以及外来-本地种谱系距离、生态位差异、相对适应性差异等三方面因素共同影响,但不同因素之间的关联度、交互性及相对贡献仍不清楚。外来微生物入侵过程与动植物入侵过程、微生物定殖过程有诸多类似之处,但同时也存在不少差异。今后,需加强研究外来微生物独特性状(如:持留状态和群体感应等)对其入侵影响,关注微生物进入新环境的存活数量、扩散范围和影响程度,加强利用定殖研究中常用的微生物作为入侵物种验证经典入侵理论,以及注重观察全球变化下外来微生物的入侵趋势和区分微生物在不同入侵阶段的主要影响因素。     

珍稀濒危植物金丝李种子脱水耐性和贮藏特性

为测定不同脱水程度金丝李(Garcinia paucinervis)种子的萌发情况及其复水后的吸水率、脱水过程中抗性生理指标的变化以及不同贮藏方式下种子的萌发情况,该文研究了金丝李种子的脱水敏感性和储藏特性。结果表明:(1)金丝李种子初始含水量为45.29%,室内通风处放置35 d失水率即达45%。(2)种子失水率低于18%时,萌发率和复水后的吸水率变化不显著;失水率超过18%时,萌发率和复水后吸水率均显著下降,失水率为42%时萌发率为0。其种子的临界含水量为27.29%,半致死含水量为12.72%。(3)随着种子脱水程度的加深,相对电导率、可溶性糖及脯氨酸含量逐步上升;丙二醛含量在失水率低于24%时变化不大,高于24%时显著提高; SOD和POD的活性均呈波动性变化,失水率为18%时活性均最高。(4)室温干藏1个月和-1、-20℃下湿藏1个月的种子均不能萌发;水浸贮藏1个月的种子萌发率显著降低; 4℃湿藏1、3和6个月均显著延缓种子萌发,但对萌发率无显著影响。表明金丝李种子在失水率低于18%时,种子可通过抗性调节维持细胞的正常代谢,能忍受一定程度的脱水和低温;当失水率超过18%时,种子代谢失衡发生劣变直至死亡,属于低度的顽拗性种子。4℃湿沙藏(含水量7.5%)是短期贮藏其种子的较好方法。     

蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

人源类溶菌酶蛋白6在毕赤酵母中的重组表达及活性分析

利用毕赤酵母(Pichia pastoris)重组表达人源类溶菌酶蛋白6(human lysozyme-like protein6,h Lyzl6),对其酶学性质进行分析。根据毕赤酵母密码子偏爱性设计并人工合成h Lyzl6基因,将其连接至含有乙醇氧化酶启动子(AOX1)的p PIC9K质粒构建重组表达载体p PIC9K-hlyzl6;重组表达载体经线性化后电转化入毕赤酵母GS115感受态细胞,经G418筛选获得高拷贝重组菌株后进行甲醇诱导表达。经甲醇诱导72 h后发酵液上清中酶活性达到最高值,发酵液上清经SDSPAGE检测在14.8 k Da处有重组h Lyzl6蛋白条带,分子量符合预期,通过甲壳素亲和层析可对其进行纯化;采用比浊法测定h Lyzl6酶学活性,结果表明h Lyzl6对溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)有较好的杀灭作用,最适反应温度为40℃,最适p H为5.5,其酶活力为54 700U/mg,Cu2+对其活性有明显抑制,EC50为30.2799 mg/L。采用基因工程方法首次在毕赤酵母GS115成功表达了重组h Lyzl6,证实其在体外具有杀菌活性,初步揭示h Lyzl6在男性生殖系统先天性免疫中发挥了一定作用,为进一步研究h Lyzl6的功能和应用开发奠定了基础。     

含氮有机物在污水处理过程中的生物转化机制与模型研究进展

随着市政污水处理厂的提标改造,出水总氮浓度逐渐降低,但溶解性有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)在总氮中的占比却越来越高,对含氮消毒副产物的生成和受纳水体富营养化的潜在贡献不可忽视。正因如此,近年来有关污水处理系统中DON的研究不断增加。本文重点综述了污水处理厂DON特征、生成转化规律及其生态影响。目前通过混凝沉淀、消毒等物理化学工艺的联合最高可去除70%左右的进水DON,但生物处理单元的微生物代谢活动会生成新的DON,主要包括氨基酸、聚胺等,其藻类生物可利用性较高。在已有DON模型基础上,本文提出了更加完善的ASM3-DON模型,纳入了包括内源呼吸、细胞生长、微生物产物再利用在内的6个过程,可用于对DON生成转化进行更加精确的模拟。未来围绕污水处理过程的DON研究应重点关注DON的快速精确定量分析、生成转化规律探究以及高效去除方法开发。