马铃薯致病疫霉研究进展

马铃薯致病疫霉(Phytophthora infestans)属卵菌纲(Oomycetes)霜霉目(Peronosporales)腐霉科(Pythiaceae)疫霉属(Phytophthora),是马铃薯和番茄晚疫病病原菌。由于晚疫病对马铃薯生产的毁灭性和严重性,对致病疫霉的研究一直是关注的重点。本文首先对病害引起的症状、发生特点及流行规律进行阐述,对有性生殖发生的遗传规律和多种交配型共存的大环境下病原菌群体结构变异特点进行归纳总结。随着2009年致病疫霉基因组测序的完成,本文比对了疫霉属目前已完成测序各个种的基因组学特点,介绍了致病疫霉在效应子克隆方面的研究进展及线粒体基因组研究现状,阐述了功能基因组学的两个重要技术:高密度遗传连锁图谱(high density linkage mapping)和全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),及其在挖掘致病疫霉重要功能基因上的应用。本文有助于了解致病疫霉研究热点及后续突破方向,可为深入解析致病疫霉的功能基因及致病机制提供参考,对开发马铃薯晚疫病菌药物靶标及预测病害的大规模流行趋势也具有重要意义。     

合成生物学在环境有害物监测及生物控制中的应用

随着合成生物学各项技术的日益完善和遗传元件的逐渐丰富,合成生物学在环境污染物处理领域已崭露头角。如何简单快速、灵敏准确地对污染物进行原位动态监测和分析,同时避免重组工程菌可能造成的社会风险和与之相伴的生物安全问题,已经成为合成生物学面临的新的重要挑战。结合目前全细胞微生物传感器和生物控制系统取得的进展,重点介绍了合成生物学在环境有害物监测和生物控制中的应用,并探讨了其未来的发展方向。     

寒冷诱导产热时大鼠棕色脂肪能量代谢相关蛋白谱的变化

棕色脂肪组织(BAT)的生理作用与白色脂肪显著不同,它以产热的形式释放能量而不是将能量以ATP的形式储存．线粒体是在能量代谢和维持细胞稳态中具有重要功能的细胞器．为了更好地了解棕色脂肪中的能量代谢过程,运用双向电泳及质谱相结合的技术,分离了大鼠白色和棕色脂肪线粒体,对其差异蛋白质谱进行了系统分析和鉴定．参与脂肪和氨基酸代谢、三羧酸循环及线粒体呼吸链的蛋白质在棕色脂肪线粒体中的表达明显高于白色脂肪线粒体,在寒冷诱导下这些蛋白质的表达进一步上调．此外,参与辅酶Q合成的一系列COQ 基因在棕色脂肪中经寒冷适应后表达明显上调．该研究表明,辅 酶Q合成的增高在非颤栗性产热中具有重要作用,为进一步了解棕色脂肪特异性的能量代谢提供了新的思路．     

波形蛋白介导猪繁殖与呼吸综合征病毒感染Marc-145细胞作用的初步研究

为了研究波形蛋白在介导PRRSV感染过程中的作用,根据GenBank中已发表的波形蛋白序列,设计特异性引物,利用RT-PCR方法从Marc-145细胞中扩增目的基因,克隆入pET-28a,转化表达菌BL21(DE3)中进行诱导表达,用SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物,将表达产物纯化后免疫BALB/c小鼠制备血清,用病毒阻断实验验证PRRSV与波形蛋白及其抗体的关系。用ELISA方法确定了重组波形蛋白与PRRSV结构蛋白N蛋白和囊膜蛋白GP5蛋白之间的关系。结果表明,成功的从Marc-145细胞中扩增出全长的波形蛋白基因,将其克隆入pET-28a,诱导后得到高效表达,表达蛋白纯化后免疫小鼠抗体效价达到105,病毒阻断实验表明波形蛋白能部分阻断PRRSV感染,其抗血清能完全阻断PRRSV感染。ELISA结果表明波形蛋白能与N蛋白结合而不与GP5蛋白结合。此结果为PRRSV感染的细胞的受体机制增添了新的内容,为PRRSV感染过程中受体间的相互作用关系研究奠定基础。     

金属还原酶FreB2对烟曲霉铁吸收及氧化压力应答的影响

利用构建的烟曲霉金属还原酶基因(AFUA-1G00350,Fre B2)缺失突变株,对烟曲霉金属还原酶基因Fre B2功能进行初步研究,为揭示该基因与烟曲霉的致病关系提供依据。比较野生株和基因缺失突变株在AMM和无铁AMM液体培养基中生长时高铁还原酶的活性,绘制不同时间野生株和基因缺失突变株在AMM和无铁AMM液体培养基中生长时高铁还原酶活性曲线。利用Real-Time PCR方法分析Sre A、Sid A、Fet C、Ftr A和Fre B这些与铁的吸收相关基因的mRNA的表达量变化。测定野生株和基因缺失突变株对氧化压力的敏感性及胞内活性氧物质含量。不论在AMM液体培养基中还是在无铁AMM液体培养基中培养时,突变株高铁还原酶的活性都明显高于野生株高铁还原酶活性。与野生株相比培养60 h时,突变株Sre A、Sid A、Fet C、Ftr A和Fre B这些与铁的吸收相关基因的表达量出现明显上调。氧化压力敏感性实验显示,基因缺失突变株对H2O2的敏感性显著增强,同时胞内活性氧物质含量明显增多。金属还原酶基因Fre B2在烟曲霉铁吸收及氧化压力应答过程中发挥作用;烟曲霉与铁吸收相关基因之间存在功能互补效应。     

禁牧政策对宁夏盐池县农业生态系统服务影响的能值分析

农牧交错区农业可持续发展问题一直是我国区域农业研究的重要课题,以典型北方农牧交错区宁夏盐池县为例,利用农业生态系统能值分析框架,评估盐池县1991—2016年农业生态系统正反服务,揭示禁牧政策对农业可持续发展的影响。研究结果表明:(1) 1991—2016年盐池县农业投入能值和农业生态系统正反服务能值一直处于增长的趋势,禁牧政策实施以后增长速度高于禁牧之前,其中农业投入能值的增加主要是由于经济反馈能值投入的增加。(2)根据Pearson相关性分析,盐池县农业生态系统服务和反服务在0.01水平(双侧)呈显著的强正相关,农业生态系统服务和反服务具有相同的变化趋势。(3)生态环境的改善、经济反馈能值和农业灌溉面积的增加,可以增强北方农牧交错区农业抵御气候波动的能力。(4)盐池县农业可持续性高于全国和典型农区的平均水平,禁牧政策实施之前盐池县农业可持续性表现出稳定的下降趋势,而禁牧政策实施以后其可持续性表现为上升的趋势,禁牧政策的实施已初步实现农业生产的生态经济效益。     

基于细胞色素b基因序列的东亚鳜类系统发育关系

鳜类为东亚特有类群。为验证东亚鳜类的单系起源,解决其分类划分的争议,本文采用特异性引物PCR扩增法获得了鳜类中鳜、大眼鳜、斑鳜、暗鳜、波纹鳜、长体鳜细胞色素b基因的全长序列,结合GenBank中日本少鳞鳜、朝鲜少鳞鳜和中国少鳞鳜的序列,初步构建了东亚鳜类种间的系统发育关系。NJ树和MP树均一致表明,鳜类为单系类群,可分为两支:鳜鱼群和少鳞鳜群。长体鳜未单独成群,而与鳜鱼属聚为一支,不支持将长体鳜单独设属,而应归入鳜鱼属。鳜鱼群中,MP树推测的长体鳜、暗鳜较为原始,鳜、大眼鳜、斑鳜和波纹鳜为特化种类的系统关系假设与其形态、生态特征表型进化较为一致。少鳞鳜群中,中国少鳞鳜与朝鲜少鳞鳜为姐妹种,再与日本少鳞鳜构成姐妹群的系统关系与其地理分布格局较为一致。本研究结果可为深入探讨鳜类物种有效性、系统分类位置及生物地理学提供依据。     

斑鳜不同地理群体遗传变异的AFLP分析

斑鳜（Siniperca scherzeri Steindachner）为东亚地区特有的淡水名贵经济鱼类。受生态环境破坏和渔业捕捞过度的影响,斑鳜野生资源已呈下降趋势。为探明我国斑鳜不同地理群体的遗传背景,采用AFLP分子标记技术研究了鸭绿江、海河、长江、钱塘江、闽江、西江6个地理群体的遗传特征和群体分化。斑鳜65尾个体中,8对引物组合共扩增出211条带,其中多态性条带126条,多态比例为59.7％,并观察到一些群体的特异性条带。群体内的遗传变异以长江群体最大（6.7％）,群体间的遗传距离明显大于群体内的遗传距离。AMOVA分析表明,斑鳜6群体间的总遗传分化指数Fst= 0.7850（p <0.01）,群体间遗传分化极显著。聚类分析表明：斑鳜不同群体内的所有个体均单独聚群,6个地理群体明显分为南北两大群,鸭绿江群体和海河群体聚为一支,长江、钱塘江、闽江和西江四个群体聚为另一支。斑鳜较高水平的遗传变异与其地理分布范围广,在不同的生态环境下积累了的大量突变有关。不同地理群体间已产生了明显的遗传分化,其遗传亲缘关系与其地理分布格局基本一致,推测横亘于我国内陆中部地区、呈东西走向的秦岭山脉的形成可能是东亚斑鳜最先出现南北间群体分化的主要原因。     

珍稀濒危植物珙桐不同采收期的种子特性研究

首次比较研究了国家一级保护濒危植物珙桐不同采收时期的种子特性。结果显示:不同采收期每50粒珙桐果实的出种量最高为101粒,最低为53粒,平均80.78粒,变异系数19.43%;果实出种量不随采收时间的推迟而增长,这表明在相似生境条件下珙桐植株间的有性生殖是非同步的。各采收期珙桐果实的出籽率都非常低,最高仅为1.63%,由于种子包装格局与果皮包装格局资源损耗的相对独立性,提示果实表型特征与种子发育程度不存在相关性。测定分析不同采收期珙桐种子电导率,11月5日所采集的种子在9份样品中种子质量最高。而种子形态数据与百粒重却显示11月5日所采集的种子在这两方面最小,长19.85cm、宽4.94cm、厚2.95cm,百粒重18.82g,这表明珙桐种子形态大小不能反映种子质量的高低。用0.5%TTC溶液测定珙桐种子活力,实验结果显示不同采收期珙桐种子活力均达90%以上。     

简化cDNA末端快速扩增技术测定基因Ⅲ、Ⅵb和Ⅶ d型新城疫病毒基因组末端序列及分析

[目的]简化cDNA末端快速扩增技术(Rapid amplification of cDNA ends,fLAcE)流程,测定基因Ⅲ、VIb)和VIId型新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因组两侧末端序列,并对NDV的leader和trailer进行分析.[方法]利用T4 RNA连接酶将特定寡聚核苷酸片段的连接于病毒基因组RNA和eDNA,再利用RT-PCR或PCR方法对病毒基因组的末端进行快速的扩增.[结果]建立一套操作简单、低成本、可重复性高的RACE方法,测定了三种基因型5株NDV 3'末端leader和5'末端trailer序列比对分析.[结论]本实验测定的鹅源VII型毒株JS/7/05/Ch基因组的15,184 nt由一个T变为了C,5'端trailer与3'端leader的连续互补序列由8 nt变为12 nt,而其它4株基因Ⅲ型和VI型NDV均未发现该突变.通过RNA的二级结构分析,NDV基因组和反向基因组RNA的3'末端形成一个发卡结构.JS/7/05/Ch等3株NDV U→C(T→C)的突变位于发卡环上,不影响二级结构的形成,发卡环的RNA序列突变为3'-UCUC-5',与基因组3'端发卡环的3'-UCUUA-5'相似,推测可能影响了基因组RNA的复制速度.