N-糖蛋白去糖基化酶（PNGase）的研究进展

N-糖蛋白去糖基化酶（PNGase）是一种广泛存在于真菌、植物、哺乳动物中的去糖基化酶，可以水解N-糖蛋白或 N-糖肽上天冬酰胺与寡糖链连接的化学键，并释放出完整的N-寡糖。PNGase在生物体内参与蛋白质降解、器官发育、个体生长等过程。人PNGase基因功能缺陷会导致先天性去糖基化障碍，小鼠PNGase缺陷会导致胚胎致死性，线虫PNGase缺陷使其寿命下降。本文对PNGase在不同物种的分布、蛋白质结构、酶学功能及生物学功能进行阐述，为PNGase的生理病理功能及致病机制的基础研究提供思路，为PNGase作为糖生物学工具酶或药物开发的创新应用研究奠定基础。     

内蒙古部分地区骆驼和羊寄生蜱虫病毒组学分析

为了解内蒙古地区蜱虫病毒组学的本底数据,采用病毒宏基因组学方法对在内蒙古阿拉善盟左旗、右旗和四子王旗地区3个采样点采集骆驼和羊体表寄生的1789只蜱虫样品进行病毒宏基因组学分析,并对特定病毒进行巢式PCR扩增和测序,通过Clustal W和MEGA7.0等生物信息学软件对获得的病毒基因序列进行遗传进化分析.数据显示,蜱虫样品携带包括植物、脊椎动物和非脊椎动物等来源的17个病毒科和一些未分类的病毒;其中,2株弹状病毒具有丰富的遗传多样性,与新疆地区和长江地区的弹状病毒的同源性达到98.5％和96.26％,提示蜱虫弹状病毒可能是通过羊和骆驼等动物贸易导致了新疆和内蒙古地区,以及内地的跨区域传播;细小病毒仅在羊来源的蜱虫中检测到,与中国河北地区的山羊血清中的细小病毒形成同一进化分支,我们推测蜱虫细小病毒在国内不同地区间可跨区域传播,在进化分析过程中,发现这种病毒与多种的细小病毒的同源性都不低于50％,提示细小病毒可能具有遗传稳定性;Tamdy病毒与来自阿塞拜疆、乌兹别克斯坦和美国的Tamdy病毒均具有极高的同源性,结果显示该病毒在内蒙古地区已经出现,并存在潜在流行的可能,有必要对Tamdy病毒进行进一步的监测;在本研究中,我们鉴定的白蛉病毒与来自新疆的亚洲璃眼蜱所携带的博乐蜱虱病毒形成同一个进化分支,与新型布尼亚病毒和Heartland virus病毒的同源性达到50％以上,该结果提示,我们发现的蜱虫白蛉病毒可能具有潜在的致病性,需要对其流行情况和致病性进行监测和研究.本研究为完善内蒙古部分地区蜱虫病毒的多样性和本底情况提供了重要的基础数据.     

青藏高原草地承载力空间演变特征及其预警

为研究青藏高原草地承载力的空间演变特征并对其进行预警，以已有的青藏高原净初级生产力数据为基础，核算了该地区的草地理论载畜量及演变趋势，并结合县域实际存栏量，划定了草地承载力的预警等级。结果表明：（1）青藏高原草地承载力整体呈东高西低的格局，其中高寒草原和高寒草甸是该地区草地承载力的主要组成部分；（2）2000-2015年，青藏高原理论载畜量由8614.89万羊单位增至9451.53万羊单位；（3）青藏高原整体处于超载状态，2000-2010年超载状况加剧，至2015年超载状况稍有缓解，草畜平衡指数由67.88%增至79.90%，再降至67.91%。目前亟需优先控制72个红色预警县（超载状态正在加剧）的牲畜存栏量，避免超载状况进一步恶化。未来需要通过控制牲畜存栏量、调整畜牧区发展布局和提高草地生产力等多项措施的结合来改善青藏高原地区的草地承载状况，维持草地生态系统的可持续发展。     

Regulation of photoreceptor phosphodiesterase (PDE6) by phosphorylation of its inhibitory gamma subunit re-evaluated.

Phosphorylation of the inhibitory gamma subunit (Pgamma) of rod cGMP phosphodiesterase (PDE6) has been reported to turn off visual excitation without the requirement for inactivation of the photoreceptor G-protein transducin. We evaluated the significance of Pgamma phosphorylation for PDE6 regulation by preparing Pgamma stoichiometrically phosphorylated at Thr(22) or at Thr(35). Phosphorylation of Pgamma at either residue caused a minor decrease--not the previously reported increase--in the ability of Pgamma to inhibit catalysis at the active site of purified PDE6 catalytic dimers. Likewise, Pgamma phosphorylation had little effect on its potency to inhibit transducin-activated PDE6 depleted of its endogenous Pgamma subunits. The strength of Pgamma interaction with the regulatory GAF domain of PDE6 was reduced severalfold upon Pgamma phosphorylation at Thr(22) (but not Thr(35)), as judged by allosteric changes in cGMP binding to these noncatalytic sites on the enzyme (Mou, H., and Cote, R. H. (2001) J. Biol. Chem. 276, 27527-27534). In contrast, the effects of Pgamma phosphorylation on its interactions with activated transducin were much more pronounced. Phosphorylation of Pgamma at either Thr(22) or Thr(35) greatly diminished its ability to bind activated transducin, consistent with earlier work. In situ phosphorylation of Pgamma by endogenous rod outer segment kinases was enhanced severalfold upon light activation, but only approximately 10% of the endogenous Pgamma was phosphorylated. This is attributed to Pgamma being a poor substrate for protein kinases when associated with the PDE6 holoenzyme. We conclude that, contrary to previous reports, Pgamma phosphorylation at either Thr(22) or Thr(35) modestly weakens its direct interactions with PDE6. However, Pgamma phosphorylation subsequent to its dissociation from PDE6 is likely to abolish its binding to activated transducin and may serve to make phosphorylated Pgamma available to regulate other signal transduction pathways (e.g. mitogen-activated protein kinase; Wan, K. F., Sambi, B. S., Frame, M., Tate, R., and Pyne, N. J. (2001) J. Biol. Chem. 276, 37802-37808) in photoreceptor cells.     

内蒙古大青山华北落叶松人工林乔木层碳密度年增量与气象因子的关系

以内蒙古大青山华北落叶松人工林为研究对象，通过树木年轮法和异速生长方程法，计算华北落叶松人工林生物量、碳密度及其年增量的年际变化，并分析碳密度年增量与气温、降水、湿度等气象因子的关系。研究发现：华北落叶松人工林碳密度随着林龄增加的变化曲线可用逻辑斯谛生长方程拟合，在1979—2016年，碳密度由1.05 t/hm~2增加到76.83 t/hm~2。华北落叶松人工林碳密度年增量存在显著的年际差异，总体上呈波动性的“慢-快-慢”趋势，碳密度年增量最高达到3.72 t hm^-2 a^-1,多年平均为2.05 t hm^-2 a^-1。华北落叶松人工林碳密度年增量与上年6月和当年6—8月的降水量显著正相关，与上年11月降水显著负相关；与上年11—12月、当年2月和12月的温度和大气相对湿度分别呈正、负相关；与上年7月、9月及当年8—9月的温度保持显著或极显著正相关。研究表明，温度、湿度和降水主要通过生长季的长短和土壤可利用水分及冬季的雪害冻害影响华北落叶松人工林的碳汇潜力，在未来该地区升温增湿的气候变化趋势下华北...     

一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

抗FLAG标签抗体在植物中的高效表达

植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,是分子农业的核心内容之一。本研究在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中表达了抗八肽(DYKDDDDK, FLAG)标签抗体,并对其进行纯化与鉴定。通过多次免疫小鼠获得高效价抗FLAG抗体并测出其编码序列,然后亚克隆至植物DNA病毒表达载体,最后通过农杆菌介导转染烟草叶片。经Western blotting检测了转染后2−9 d抗体的表达情况：3 d后FLAG抗体开始在烟草叶片中表达,5 d后表达量达到峰值,每千克鲜叶估计可表达66 mg FLAG抗体。抗体经过分离纯化后浓缩为1 mg/mL,按1:10 000稀释仍可识别1 ng/mL的抗原,表明植物生产的FLAG抗体具有高亲和力。植物生物反应器可用于生产高亲和力抗体,并具有简易、成本低和生产周期短等特点,具有很高的应用价值。