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.     

地层古生物研究辅助绘图软件StratDraw 1.0

为了减少绘制化石延限图的误差和工作量,设计了StratDraw1.0,自动对化石延限资料进行汇总,并借助于专业矢量绘图软件CorelDraw,自动生成初始延限图。在此基础上,可利用CorelDraw做各种编辑和修饰,获得可直接出版的化石延限图。该软件也可根据用户的选择对化石种级、属级或更高分类单元的地质延限进行自动绘制,借助于这一功能,用户可以直观地进行生物宏演化方面的数据统计。     

南极深海沉积物宏基因组DNA中低温脂肪酶基因的克隆、表达及性质分析

从南极普利兹湾深海900米深的沉积物中提取获得宏基因组DNA,并通过设计引物,从中克隆到全长为948bp的低温脂肪酶(lip3)开放阅读框完整序列,该基因编码一个由315个氨基酸残基组成、预计分子质量为34.557ku酶蛋白(Lip3);氨基酸序列上的GFGNS(GXGXS)和G-N-S-M-G(GXSXG)在许多脂肪酶中有很高的保守性,它们是水解机制所必需的序列,也是丝氨酸水解酶中最保守的序列.构建了lip3基因重组表达载体,并在大肠杆菌中获得表达,采用镍离子亲和层析柱对表达的酶蛋白Lip3进行纯化,得到约35ku蛋白条带,酶学性质的分析表明,该酶的最适作用温度为25℃,在0℃时表现为最高活力的22%,最适pH值为8.0,对热敏感,35℃热处理60min剩余酶活为10%,以硝基苯棕榈酸酯为底物,Lip3的酶促反应常数Km值随着反应温度的升高而升高,是典型的低温酶.     

基于宏基因组学的猪群样本病毒探测方法的建立

极其多样的病毒广泛存在于我们周围的环境和动物体内,其中很多病毒是人类所未知的,而发现未知病毒常常受制于病毒常规检测技术的局限性.[目的]构建未知病毒检测技术平台.[方法]应用病毒宏基因组学的理念,结合新型分子诊断技术,首先利用过滤和核酸酶处理去除样品宿主核酸干扰,然后随机PCR扩增潜在的病毒宏基因组,最后通过大规模测序及序列分析获取病毒核酸信息.[结果]利用此技术我们对猪瘟病毒(CSFV)细胞培养物和猪圆环病毒2型(PCV2)感染猪病料进行了分析,分别检测到序列总长度1680 bp,占基因组13.7％的CSFV序列和序列总长度834 bp,占基因组47.2％的PCV2序列;利用此检测技术平台研究一未知病原细胞培养物,通过测序和序列分析,结果显示56条序列中有26条为副流感病毒5型(PIV5)同源序列,覆盖了其基因组全长的16.4％;此外,应用本研究建立的方法结合新一代高通量测序,我们在混合的7份病原未知的病猪组织样品中检测到了1.1％的病毒序列,包括CSFV、PCV2、猪细环病毒(TTSuV)、猪bocavirus (PBoV)和人腺病毒6型(Ad6)等的部分基因序列.[结论]本研究建立的基于病毒宏基因组学的未知病毒的检测方法突破了传统病毒研究方法的缺陷,对于猪群样本中病毒的检测具有较高的敏感性,有望为新发、突发感染性疾病的诊断和监测提供技术支持.     

1,3-丙二醇生物法生产中关键酶的研究进展

目前,国内外对于1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PD)的生产研究正在由化学法逐渐向生物法转变。该文着重介绍了生物法生产1,3-PD的生产菌株和生物合成途径,综述了关键酶的性质特点和基因克隆表达情况,对关键酶晶体结构的相关研究成果进行了介绍,进一步探讨了运用宏基因组技术和酶分子改造技术来获得新型高性能关键酶的方法,并展望了基因工程菌的应用前景,从而推动了对1,3-PD生产途径中关键酶的了解及1,3-PD的生产应用研究。     

环境微生物的宏基因组学研究新进展

宏基因组学以环境中微生物的基因组的总和为研究对象,从而规避了传统方法中绝大部分微生物不能培养的缺陷,因此近年来在环境微生物学研究中得到了广泛应用.本文重点介绍了宏基因组学技术中关键的两类技术:即以罗氏454及Illumina为代表的高通量测序技术和以基因芯片(GeoChip)为代表的基因芯片技术在微生物研究中的应用.测序技术可以发现新物种和新基因,但由于测序深度有限,定量性差,不易发现低丰度物种,且易受污染物干扰.芯片技术很好地克服了这些局限,但不易于发现新基因.本文介绍了这些技术近年来在气候变化、水处理工程系统、极端环境、人体肠道、石油污染修复、生物冶金等方面取得的部分代表性成果.在此基础上,对宏基因组技术在环境微生物研究方面的未来发展方向提出了预判和展望.我们认为由于两种技术各自的优缺点,今后将两类技术结合起来的综合研究会越来越多.另外,由于大量数据的处理方法已成为制约宏基因组学发展的瓶颈,相应的生物信息学技术开发将是未来科研的热点和难点.     

宏组学方法在污水处理系统中的应用进展

污水生物处理由微生物生理过程驱动,宏组学方法能够获得不同水平的分子信息,为认识污水处理系统中的微生物提供了新途径。本文对宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学与代谢组学等宏组学方法的发展进行综述,着重介绍各组学及整合宏组学在污水处理系统中的研究现状,并指出其应用前景。     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。     

基于环境DNA宏条码和底拖网的珠江河口鱼类多样性

文章采用环境DNA宏条码和底拖网对珠江河口鱼类多样性进行了研究, 并对两种方法进行了比较。利用环境DNA宏条码检测到了175种鱼类, 而利用底拖网采集到了47种鱼类, 结合两种方法共检测出179种鱼类, 隶属于15 目63科128属。其中两种方法共同识别了鱼类43种, 占总检测物种的24.02%, 基于底拖网的调查未能收集到基于环境DNA宏条码检测到的大多数物种。根据Shannon指数和Simpson指数显示, DNA宏条码所检测珠江河口鱼类群落α多样性显著高于底拖网方法(P<0.05)。两种方法的PCoA结果均显示珠江河口鱼类群落存在空间结构, 基于环境DNA宏条码的分析显示空间重叠更多。两种方法基于冗余分析均显示溶解氧和盐度是影响鱼类群落结构的主要环境因子。研究表明, 环境DNA 宏条形码是一种环保且可靠的评估方法, 将其搭载到现有调查可以更好地了解河口鱼类多样性。     

基于功能宏基因组学挖掘抗生素耐药基因研究进展北大核心CSCD

随着各类抗生素被广泛用于治疗细菌感染以及抗生素在临床上的大量使用,驱动了各类抗生素耐药基因的不断进化,导致了耐药问题日趋严重。耐药基因与耐药细菌的广泛传播与普遍流行严重威胁公共卫生体系并引起了巨大的经济损失。值得注意的是,抗生素的广泛施用不仅造成了动物体内耐药细菌的产生,还提高了对环境中微生物的选择压力,间接推动了耐药基因的发展与进化,使环境微生物成为耐药基因新的储库。因此对耐药细菌的广泛监测与新型耐药基因的提前发掘具有重要的临床意义与研究价值。但是传统的耐药性调查手段过度依赖对耐药细菌的培养,难以全面的展现固定生态位中微生物耐药性的全貌。而功能宏基因组学技术利用其表型筛选和高通量测序相结合的优势,不依赖于对携带目标基因的特定细菌的培养,因此在发掘新型功能基因方面有着巨大的优势。本文综述了功能宏基因组在抗生素耐药方面的研究进展,讨论了功能宏基因组学方法在检测新型基因研究中的意义及存在的问题,为后续深入开展对抗生素耐药机制的探究提供了坚实的理论基础。