柱花草种质资源研究进展

柱花草属(Stylosanthes Sw.)约含50个种(包括二倍体和多倍体), 染色体基数x=10, 是热带和亚热带地区的优良豆科牧草, 其中圭亚那柱花草(S. guianensis Sw.)、有钩柱花草(S. hamata (L.) Taub.)、西卡柱花草(S. scabra Vog.)、矮柱花草(S. humilis Kunth)和灌木柱花草(S. seabrana B. L. Maas s & 't Mannetje)的种植面积最广。由于柱花草产量高、营养丰富、栽培容易且用途广泛(可用于青稞饲料、调制干草和干草粉、牧地种植、果树间种、水土保持及绿肥等), 被许多国家用于热带和亚热带农业生产中, 如亚洲的中国、印度、泰国和马来西亚等, 澳洲的澳大利亚, 美洲的美国、哥伦比亚、巴西和古巴, 以及非洲的尼日利亚等。该文对柱花草种质资源的系统学、种质收集、评价、利用及育种等方面的研究进展进行了系统的概括和归纳, 并展望了当前柱花草研究的热点领域和亟待解决的问题。     

柱花草种质资源研究进展

柱花草属（Stylosanthes Sw.）约含50个种（包括二倍体和多倍体）,染色体基数x=10,是热带和亚热带地区的优良豆科牧草,其中圭亚那柱花草（S.guianensisSw.）、有钩柱花草（S.hamata（L.）Taub.）、西卡柱花草（S.scabra Vog.）、矮柱花草（S.humilis Kunth）和灌木柱花草（S.seabrana B.L.Maass＆＇tMannetje）的种植面积最广。由于柱花草产量高、营养丰富、栽培容易且用途广泛（可用于青稞饲料、调制干草和干草粉、牧地种植、果树间种、水土保持及绿肥等）,被许多国家用于热带和亚热带农业生产中,如亚洲的中国、印度、泰国和马来西亚等,澳洲的澳大利亚,美洲的美国、哥伦比亚、巴西和古巴,以及非洲的尼日利亚等。该文对柱花草种质资源的系统学、种质收集、评价、利用及育种等方面的研究进展进行了系统的概括和归纳,并展望了当前柱花草研究的热点领域和亟待解决的问题。     

维氏气单胞菌tmRNA突变体构建及其用于反式翻译底物的鉴定

SmpB-tmRNA介导的反式翻译,是细菌中普遍存在的一种主要核糖体拯救机制,对细菌的生存和增殖都具有重要影响。为了探明反式翻译系统在人-鱼共患病原菌维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)中的作用机制,本研究基于维氏气单胞菌tmRNA的二级结构预测,将tmRNA标记肽的后5个氨基酸残基的密码子以及1个终止密码子突变为组氨酸密码子,从而构建tmRNA突变体。生长曲线测定结果表明,该tmRNA突变体能够回补tmRNA缺失导致的细菌生长缺陷;同时,免疫印迹实验确证该突变体能够成功地将反式翻译拯救的蛋白底物标记上组氨酸标签,表明其能够行使tmRNA的正常功能。本研究构建的tmRNA突变体为后续分离和纯化tmRNA-SmpB介导的反式翻译底物,进而研究反式翻译系统在细菌中的作用机制提供了理论基础。     

维氏气单胞菌hfq基因敲除菌株的构建及鉴定

RNA分子伴侣蛋白Hfq是细菌中普遍存在的全局调控因子,对于细菌的生长增殖、毒性和逆境耐受等都有重要影响。维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)是一种新型人—鱼共患条件致病菌,会在水产养殖中造成巨大危害。本研究从维氏气单胞菌基因组DNA中扩增hfq基因上、下游序列,连接到pRE112质粒中,构建敲除质粒pRE112-Δhfq,通过接合转移将敲除质粒从大肠杆菌感受态转入维氏气单胞菌后,基于同源重组原理,利用蔗糖压力筛选得到hfq基因敲除的维氏气单胞菌突变株C4-Δhfq。生长曲线分析表明,hfq基因敲除显著延缓维氏气单胞菌的生长速率,同时,回补hfq使细菌恢复生长。本研究获得的hfq基因敲除菌株,可为进一步研究维氏气单胞菌中Hfq调控因子的功能及其调控机制提供一定帮助。     

海南近海水域产碱性蛋白酶菌株的分离筛选及发酵条件优化

【背景】微生物蛋白酶在工业生物技术上具有广阔的应用前景。在微生物蛋白酶中,碱性蛋白酶占全球酶总产量的50%以上,获取产碱性蛋白酶的新微生物资源意义重要。【目的】在海南近海贝类养殖基地海泥中筛选获得高产碱性蛋白酶的菌株,对其生长特性进行探究并优化菌株产酶条件,获得新的蛋白酶生产资源。【方法】以酪素培养基为筛选培养基,采用形态学结合系统发育分析鉴定菌株,通过响应面实验优化菌株的产酶条件。【结果】筛选获得一株高产碱性蛋白酶的菌株F3,鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。菌株在最优产酶条件下发酵酶活达到（339.36±4.30） U/mL。【结论】筛选获得的菌株粘质沙雷氏菌F3有较好的产碱性蛋白酶的能力。     

兰科11属14种植物核型分析

采用染色体压片技术对兰科（Orchidaceae）11属14种植物进行染色体数目和核型研究。结果如下：短序脆兰（Acampe papillosa）2n=2x=36m＋2sm;多花脆兰（Acampe rigida）2n=2x=32m＋6sm;窄唇蜘蛛兰（Arachnis labrosa）2n=2x=34m＋4sm;广东隔距兰（Cleisostoma simondii vat．guangdongense）2n=2x=32m＋6sm;五唇兰（Doritis pulctwrima）2n=2x=30m＋8sm;镰叶盆距兰（Gastrochilus acinacifolius）2n=2x=38m;盆距兰（Gastrochilus calceolaris）2n：2x=38m;无茎盆距兰（Gastrochilus obliquus）2n=2x=38m;白唇槽舌兰（Holcoglossum sbulifolium）2n=2x=38m;大尖囊兰（Kingidium deliciosum）2n=2x=30m＋8sm;钗子股（Luisia morsei）2n=2x=24m＋12sm＋2st;鹿角兰（Pomatocalpa spicatum）2n=2x=36m＋2sm;海南钻喙兰（Rhynchostylis gigantea）2n=2x=36m＋2sm;大叶寄树兰（Robiquetia spathulata）2n=2x=36m＋2sm。根据研究结果,对芝科植物的系统与进化进行了简要讨论。     

海南龙血树DNA提取与ISSR反应体系的优化

目的:从海南龙血树叶片巾提取出高质量的总DNA,建立与优化海南龙血树ISSR的反应体系.方法:采用4种DNA提取方法,提取海南龙血树叶片中的总DNA,并对DNA进行紫外和电泳检测.采用改良CTAB法提取了基因组DNA模板,对海南龙血树ISSR-PCR反应体系中各个主要影响因子进行了优化和筛选.结果:改良CTAB法提取的DNA A260/A260在1.7～1.9之间,纯度高、杂质少、DNA完整性好.根据PCR产物的琼脂精凝胶检测结果,由试验得到的最佳反应体系为:60ng模板DNA,1.5mmol/L Mg2+,0.25mmol/L dNTPs,1.0μmol/L引物,1U Taq酶,总体积为20μl.结论:改良CTAB法可以从海南龙血树叶片中提取高质最DNA,该反应体系适用于应用ISSR标记开展海南龙血树DNA指纹、遗传多样性等研究.     

大肠杆菌基因组中重叠基因注释的机器学习优化方法

细菌基因组上存在着大量的重叠基因,这不但缩减基因组尺寸,增加对遗传信息的有效利用,而且参与转录及转录后水平的调控。目前重叠基因的形成原因尚不清楚,缺少预测重叠基因是否存在的特征信息,不利于对 重叠基因的注释。本研究通过机器学习中的卷积神经网络算法对基因相关区域进行扫描,发现基因编码区前54 bp的区域可以作为判定重叠基因的标记信息,并采用支持向量机算法确证以上预测结果的准确性。通过对卷积神经网络模型的训练与优化,成功构建卷积神经网络模型,并用于大肠杆菌基因组中重叠基因的注释,对重叠基因的研究有重要意义。已训练好的模型和使用方法已经发布于GitHub,具体内容参看以下网址：https://github.com/breadpot/Convolutional_Neural_Network_Bacteria_overlapping_genes_prediction。