中欧组织间合作研究项目MIX-UP助力实现“碳中和”

随着全球塑料循环体系的变革升级,提高塑料的回收利用不仅可以减少塑料在生命周期中的碳排放,还可以解决废塑料潜在的生态环境危害。文中介绍了2019年国家自然科学基金组织间国际 (地区) 合作研究项目“废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术 (MIXed plastics biodegradation and UPcycling using microbial communities,MIX-UP)”。该项目聚焦“塑料污染”这一全球化的问题,围绕中欧双方确定的“塑料生物降解菌群”研究领域,联合中欧双方14家优势科研单位,开展实质性的重大前沿合作研究。针对废塑料生物降解中存在的解聚与重塑两个难题,项目以难降解石油基塑料 (PP、PE、PUR、PET和PS) 以及生物可降解塑料 (PLA和PHA) 的混合废塑料作为研究对象,从塑料微生物降解途径解析及关键元件的挖掘与改造、塑料高效降解混菌/多酶体系的构建与功能调控、塑料降解物的高值化炼制途径设计与利用策略3个方面展开研究。本项目将突破废塑料生物降解转化中高效降解元件挖掘、塑料降解物高值化利用的关键科学问题与技术,探索一条废塑料资源化、高值化、循环化、低碳化的新塑料循环路线,建立以“降塑再造”为核心理念的废塑料生物炼制体系,丰富我国固废资源化生物技术利用平台。项目的实施不仅有助于提升我国塑料 (生物) 循环经济的理论基础和关键技术水平,还可以推动我国与国际科研院所的多边交流与合作,促进我国在生物技术领域的创新发展,助力我国碳中和目标的实现。     

2009年广州市春花园林植物的调查分析

广州市位于北回归线以南,气候温暖湿润,适宜植物生长,一年四季花开不断,素有“花城”之称。2009年1-3月,通过实地调查,发现广州市共有春花园林植物310种（含种下分类单位）,其中盛花期植物285种,并对广州市春花园林植物种类组成、生活型、产地、开花状况、观赏部位和应用的普遍程度进行了统计分析,给出了广州市城市绿化植物种类的应用建议。     

水曲柳核微卫星的长度同塑现象

用核微卫星的长度多态性刻画物种的种群遗传结构, 推测其进化历史是现时景观遗传学、亲缘地理学的重要研究手段之一。选择具有合适多态性且突变机制相对明确的核微卫星对研究结果的准确性至关重要。通过收集15个已被广泛使用的梣属(Fraxinus)核微卫星, 研究其在水曲柳(Fraxinus mandshurica)中的扩增稳定性, 同时应用FIASCO方法针对水曲柳新开发了9对微卫星引物, 并用克隆方法抽样检测能成功扩增的核微卫星序列, 分析其长度变异的突变机制。研究结果表明, 有66.7%的梣属核微卫星引物可以在水曲柳中稳定扩增, 但其中有70%的引物在微卫星翼区普遍存在插入缺失, 从而导致长度同塑。在新开发的9对引物中, 仅33.3%的引物在翼区存在插入缺失。研究结果显示微卫星的长度同塑现象较为普遍, 尤其是根据近缘物种开发的引物, 这种现象应在利用微卫星的研究中得到重视。     

塑料的降解与可降解塑料——聚羟基脂肪酸酯的合成

近年来,塑料污染的问题始终困扰着人类社会。为了解决不可回收的塑料带来的环境问题,“降塑再造”的理念被提出。“降塑再造”主要包括塑料的降解和塑料的再生。而再生成为可降解的聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)则是实现塑料内循环的一种方式。PHA是一种可由多种微生物合成的生物聚酯,以其特有的生物相容性和可降解性以及热加工性能而被大家所关注。同时利用PHA的多样化的单体组成、加工技术和改性方法,可以进一步改善PHA的性能,产生类型多样、性能各异的PHA材料,也可以创造平衡耐久性和生物降解性的新产品,这些特性使PHA有望成为传统塑料的替代品之一。利用极端微生物进行生产的“下一代工业技术(next-generation industrial biotechnology,NGIB)”可以增加PHA的市场竞争力,为国家碳中和目标顺利实施提供参考。本文综述了各类塑料降解并生产PHA的可能性、PHA材料的基础材料属性、加工和改性方法及获得的新材料、新技术和独特的材料性质。     

NIH实施最新策略加速临床医学发展

为提高医学研究能力,加速基础医学研究成果向临床应用的转化(from the bench to the bedside),美国国立卫生研究院(National institutes of Health,NIH)院长Elias A.Zerbouni博士于2003年10月1 口公布了一系列的改革方案,总称为“NIH医学研究指南”(the NIH Roadmap for Medical Re-search)。该研究指南体现的是以疾病为导向的、崭新的研究模式。     

迎春花植物茎叶中黄酮类物质初步研究

采用硝酸铝——亚硝酸钠比色法对迎春花茎叶内的黄酮类物质含量进行了初步测定,确定了总黄酮含量提取的适宜溶剂浓度和提取的适宜时间。结果表明,用60％甲醇溶剂提取5h总黄酮含量最高,茎杆中的含量为10．42mg/g DW,叶片中的含量为18．31mg／g DW。此外,还对迎春花叶提取液进行了各种黄酮定性颜色反应,初步确定其中的黄酮类物质主要为双氢黄酮类及查尔酮类。     

鼠抗人纤维蛋白抗体单链Fv片段的人源化分子设计

产生免疫原性的残基都是位于蛋白表面的暴露残基,为了消除鼠抗体对人的免疫原性,利用表面再塑方法对本室克隆的鼠抗人纤维蛋白抗体单链Fv片断进行了人源化分子设计。首先确定了鼠及人Fv表面残基,在此基础上分析了鼠与人Fv间表面残基的差异,将有差异的鼠表面残基换成人的。提出了残基最高频率人源化及最相似链人源化两种人源化方案。人源化后鼠抗人纤维蛋白抗体单链Fv的结构经Profile-3D验证是合理的,置换的表面残基溶液可及性未变,且未影响CDRs的结构,应不会影响与纤维蛋白的亲和力,为鼠抗体人源化实验研究奠定了基础。     

鼠抗人纤维蛋白抗体单链Fv片段的人源化分子设计

产生免疫原性的残基主要是位于蛋白表面的暴露残基,为了消除鼠抗体对人的免疫原性,利用表面再塑的方法对本室克隆的鼠抗人纤维蛋白抗体单链Ｆｖ片段进行了人源化分子设计．首先确定了鼠及人Ｆｖ片段的表面残基,在此基础上分析了鼠与人抗体Ｆｖ片段表面残基的差异,将存在差异的鼠抗体的表面残基换成人的,从而实现鼠抗体的人源化．提出了残基最高频率人源化及最相似链人源化两种分子设计方案．人源化的鼠抗人纤维蛋白抗体单链Ｆｖ片段的结构经Ｐｒｏｆｉｌｅｓ－３Ｄ检测证明合理,替换的表面残基的溶剂可及性未变,而且未对ＣＤＲｓ的空间构象产生明显影响,应不会影响与纤维蛋白的亲和力,为鼠抗体人源化实验研究奠定了基础．     

染色质重塑复合物

人基因组伸展开来长约 1 .8米 ,而人细胞核的直径不到 6微米 ,ＤＮＡ在细胞核中以核小体的形式被高度压缩。这种结构在保证遗传物质稳定性的同时也阻碍了其它生物大分子接近ＤＮＡ双螺旋。许多重要生命过程的发生又都依赖功能大分子与ＤＮＡ的相互作用。机体内必然存在使核小体稳定性发生变化的调节机制以适应不同情况的需要。通常把染色质和单个核小体内发生的任何可检测到的变化称为染色质重塑。对核心组蛋白尾部的修饰 ,尤其是乙酰化修饰 ,与染色质结构变化密切相关。另有一类复合物也可以改变核小体稳定性 ,它们都含有一个ＤＮＡ依赖的…     

猕猴桃属植物的cpSSR遗传多样性及其同域分布物种的杂交渐渗与同塑

同域分布的近缘物种常常发生杂交而导致种间基因渐渗, 从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响, 近缘种间的杂交渐渗已成为进化生物学和保护生物学关注的热点。本研究采用8对cpSSR引物对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带同域重叠分布的猕猴桃属(Actinidia)7个物种的自然居群遗传多样性、居群遗传结构和同域分布种间遗传分化进行了检测。结果表明: (1)在6个多态性位点检测到18个等位基因形成的42个单倍型, 尽管各单倍型间显示了复杂的网状进化关系, 但还是具有明显的物种特异性; (2)各物种有丰富的cpSSR遗传多样性, 但种间存在较大差异, 绵毛猕猴桃(Actinidia fulvicoma var. lanata)的遗传多样性水平最高(P = 62.50%, h_T = 0.173, H_T = 0.897), 美味猕猴桃(A. deliciosa)的最低(P = 37.5％, h_T = 0.041, H_T = 0.516); (3)尽管不同物种的居群分化程度存在较大差异, 但种内居群间存在明显分化(G_ST为0.319–0.780, F_ST为0.401–0.695), 居群间的基因流不足(N_m为0.219–0.747<1); 其中以美味猕猴桃的居群遗传分化度最高(G_ST = 0.780, F_ST = 0.695); (4)遗传分化系数G_ST(unordered alleles)与N_ST(ordered alleles)无显著差异, 揭示本研究的大多数猕猴桃属物种不存在系统地理结构, 与用Mantel检验得出的居群遗传距离和地理距离不存在显著性相关的结果一致; (5)除了中华/美味猕猴桃复合体(A. chinensis / A. deliciosa complex)的湖北五峰(HW)和广西资源(GZ)两个同域复合居群外, 同域分布的物种间遗传分化强烈(F_ST为0.476–0.990), 与UPGMA聚类时多数居群按各自物种聚类的结果一致。进一步分析表明, 中华/美味猕猴桃复合体近缘种间存在明显的共祖多态性和杂交渐渗现象, 近缘种植株分布的交错程度以及是否存在亚居群结构对杂交渐渗存在着重要影响。亲缘关系较远的物种间杂交渐渗事件稀少, 但存在个别同塑事件。本研究结果有助于进一步了解猕猴桃属植物自然居群cpDNA的遗传特性和渐渗杂交进化模式, 为我国猕猴桃野生种质资源保育及可持续开发利用提供基础数据和科学依据。