功能基因组学研究的技术方法

随着结构基因组学的不断成熟,基因组学已经进入功能基因组学时代。功能基因组学的主要目标是明确各基因及蛋白质的生物学功能及相互作用网络。该领域常用的研究策略是在基因组范围内通过人为改变生物体或细胞内基因的序列或表达状态,观察干预后的表型,从而建立基因型与表型之间的关联,阐述基因的功能。根据人为干预方式的不同,功能基因组筛选策略可分为功能缺失型筛选和功能获得型筛选两大类。本文将分别阐述这两类筛选策略的最新技术进展。其中,功能缺失型筛选包括小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)筛选、短发夹RNA(small hairpin RNA, shRNA)筛选、CRISPR(clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats)-Cas(CRISPR-associationproteins)基因敲除及CRISPR转录抑制(CRISPR interference, CRISPRi)筛选。功能获得型筛选包括cDNA/开放阅读框(open reading frame, ORF)文库过表达筛选及CRISPR转录激活(CRISPR activation, CRISPRa)筛选。本文还在阐述各种筛选体系作用机制的基础上讨论了不同体系的优缺点。另外,本文对点阵式筛选及混合式筛选两种筛选模式进行比较,并重点阐述了高内涵成像分析系统及二代测序技术在功能基因组学领域的应用及对该领域的推动作用。     

外生菌根真菌促生微生物生态功能研究进展

菌根的形成及功能与菌根促生功能微生物密切相关。外生菌根不仅在森林生态系统中发挥至关重要的作用,而且部分外生菌根类大型真菌具有良好的食药用经济价值。根据已有研究,本文系统阐述了外生菌根真菌相关促生功能微生物对外生菌根真菌菌根化、菌丝生长及子实体形成的促进作用及机制;解析促生功能微生物对外生菌根真菌的特异定殖机制;探讨外生菌根真菌相关促生性微生物的作用条件特异性及生态功能,对外生菌根真菌和相关促生功能微生物的互作进行综述,并展望了外生菌根真菌促生微生物的研究前景。希望为外生菌根真菌生长、发育及其生态功能研究提供新的思路。     

原发性肝癌患者术后两种营养支持的疗效对比及对免疫功能的影响研究

目的:研究原发性肝癌患者术后两种营养支持的疗效及对免疫功能的影响。方法:病例选自2010年10月至2012年11月在我院就诊治疗的90例经诊断为原发性肝癌并进行肝部分切除的患者,随机分为EN组和PN组,每组各45例,分别进行肠内和肠外营养支持治疗,观察术前及术后患者的营养状况、住院时间、肠道功能恢复时间、并发症情况及免疫功能的变化,经统计学处理,探讨两种不同营养支持疗法的临床疗效及对免疫功能的影响。结果:相对于PN组,EN组患者术后营养明显改善,胃肠道功能恢复相对较快,免疫功能明显提高,术后并发症明显减少,且P0.05。差异具有统计学意义。结论:早期EN比PN更能改善肝癌病人术后肠道功能及营养状况,降低术后并发症,提高患者的免疫功能,有利于患者术后恢复。     

北京东灵山树线处土壤细菌的PICRUSt基因预测分析

树线变动会对生物多样性分布以及生态系统功能的维持造成深远影响,研究树线处土壤微生物群落及其功能,对预测高海拔生态系统响应气候变化具有重要价值。采用Mi Seq高通量测序技术及PICRUSt基因预测分析方法,对北京东灵山辽东栎林及树线之上亚高山草甸的土壤细菌群落及功能进行对比研究,结果表明:土壤细菌物种多样性在树线处没有发生显著的变化,沿海拔也没有呈现出明显趋势,但细菌群落结构以及预测功能基因均发生了变化。在39个二级预测功能分类中有10个子功能的相对多度在森林和草甸中具有明显差异。其中,其他次生产物代谢的生物合成、转录、多糖生物合成和代谢、酶家族、信号分子及交互作用、环境适应、细胞生长和死亡等的功能基因在森林中明显高于草甸中;而维他命及辅因子代谢、膜运输、内分泌系统等的功能基因在草甸中偏高。     

紫黑米种质功能成分综合研究与利用

紫黑米富含花青素、黄酮、多酚等功能成分,着重介绍了花青素等功能成分的含量差异及其影响因素、功能研究、基于代谢机理与育种及食品加工工艺的功能成分强化研究、功能成分的利用及提取工艺等领域的研究进展。针对国内外紫黑米功能成分综合研究利用进展,提出紫黑米的育种利用、食品保健、医药研发和分子机理研究及其新型功能食品研制与产业化对策,以期为紫黑米相关研究提供参考。     

草地生态系统服务功能分析及其评价指标体系

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。根据最新的研究成果 ,结合草地生态系统提供服务的机制 ,将草地生态系统的服务功能划分为产品提供、调节功能、文化功能和支持功能四大类 ,其中 ,产品提供功能可分为畜牧业产品和植物资源产品两类 ,调节功能则包括气候调节、土壤C累积、水资源调节、侵蚀控制、空气质量调节、废弃物降解、营养物质循环 ;文化功能主要包括民族文化多样性和休闲旅游 ;支持功能则包括固沙改土及培肥地力和生境提供。在上述服务功能机制分析的基础上 ,构建了由 13个功能指标组成的草地生态系统服务功能评价指标体系。     

Occludin 蛋白与细胞间紧密连接关系及其临床意义

细胞间紧密连接(tight junctions)广泛存在于上皮细胞及内皮细胞之间,其作用是保持细胞间结构的完整性,确保其功能的正常发挥,紧密连接上有很多种蛋白,occludin蛋白是其中主要蛋白之一,occludin蛋白的结构发生变化会导致紧密连接结构及功能的改变,而紧密连接结构与功能的紊乱是很多临床疾病共同的病理生理学特点,如肿瘤、中风及炎症性肺疾病。Occludin蛋白的结构及功能的改变受很多机制的调控,本文主要对occludin蛋白的结构、功能、调控机制及其与紧密连接之间的关系进行叙述。     

湖北长湖夏、秋季浮游生物功能群特征及主要影响因子

为了解长湖浮游生物功能群特征及其主要影响因子, 于2017年7月(夏)及10月(秋)对长湖进行2次采样调查, 并结合冗余分析法(Redundancy analysis, RDA)和Pearson相关性分析法分析了浮游生物功能群的主要影响因子。结果显示, 鉴定出浮游植物7门49属, 共95种, 划分为25个浮游植物功能群, 平均密度为5.12×106 ind./L, 平均生物量为1.663 mg/L; 鉴定出浮游动物3门41属, 共59种, 划分为8个浮游动物功能群, 平均密度为3.76×103 ind./L, 平均生物量为2.803 mg/L。从功能群的平均密度和生物量来看, 夏季显著高于秋季(P＜0.01), 其中夏季H1站位浮游动物功能群的密度最高, 秋季Y4站位的浮游生物密度和生物量均较高, 且存在功能群A、LCF向E和K的演替趋势。从优势功能群种类来看, B、D、J、L₀、MP、P、T_C、PF、RF及SCF是夏、秋两季的共有优势功能群, 其中L₀、T_C、RF及PF是绝对优势功能群。综合各功能群的主要代表种构成及其适应的生境特征表明, 长湖鱼类对浮游生物的摄食压力较大且水质仍处于富营养化状态。冗余分析结果显示, TN、TP及DO为影响长湖浮游生物功能群的主要环境因子, 水温及pH也与多数功能群呈明显正相关性。Pearson相关性分析结果显示, 浮游植物功能群B、D、J、L₀、Y及浮游动物PF、RF、SCF等彼此间多数具有极显著的相关性(P＜0.01), 竞争及捕食等生物活动对功能群特征影响较明显。     

功能糖在生命健康领域的研究进展及产业发展现状

研究表明,功能糖对营养代谢疾病的预防和治疗、家禽生长性能及植物的抗逆和抗旱等均具有良好的生物学活性,并在上述领域得到了广泛应用。近年来,随着糖链制备技术的日渐完善,针对生命健康的系列功能糖产品不断被推出,功能糖开发在生命健康领域具有广阔的市场前景和发展潜力。主要介绍了国内外功能糖研究技术及产业化发展状况,重点论述了功能糖在健康领域的主要产品、研发动向及科技创新情况。     

大型人工湿地生态可持续性评价

大型人工湿地现已广泛应用于湖滨带、河滨带水质净化及湿地生态修复,这些人工湿地的生态可持续性评价对于其科学管理调控及长期可持续运行具有重要意义。运用综合指标评价及层次分析法,根据人工湿地生态系统的特点,提出并建立了适合评价人工湿地可持续性运行的指标体系,建立的评价指标包括生态特征与功能、水质净化功能及经济社会功能三项一级指标,及对应的14个二级指标。运用建立的评价指标体系对南四湖湖滨带新薛河大型人工湿地示范工程的生态可持续性运行了评价,评价结果显示:植物多样性、氨氮去除能力、生物入侵抵抗力、野生动物栖息地、COD去除能力是影响大型人工湿地运行效果的主要制约因素;新薛河人工湿地生态可持续性综合指数为0.6862,处于"良"级,其中生态特征功能可持续性指数最高,为0.7732;水质净化功能和社会经济功能指数分别为0.6190,0.6492。由结果可知,南四湖新薛河大型人工湿地具有重要的生态修复功能,水质净化功能方面应加强植物定期收割及植被管理,同时经济社会功能还有待加强,植物经济效益及旅游娱乐效益还有待深入开发。建立的人工湿地可持续性运行的评价指标体系具有较强的针对性,可用于其他大型人工湿地的生态可持续性评价。     

基于多模型结合的土地利用结构多情景优化模拟

土地生态服务功能的重要性越来越受到人们的重视,以河北省卢龙县为案例区,以土地生态服务功能和经济功能提升为目标,基于100 m×100 m尺度的遥感解译图像,分别利用CLUE-S及基于MOP和CLUE-S整合模型对研究区土地利用结构进行数量及空间优化模拟。结果表明:到2020年,单模型模拟的土地经济功能有所提升,但生态服务功能却减退;基于MOP和CLUE-S优化整合模型模拟的生态服务功能和经济功能分别比2013年提升8.40%及8.20%。耕地、建设用地、林地面积都有所增加,其它用地减少较多。研究表明,MOP和CLUE-S整合模型与单模型相比,到2020年土地两项功能值之和有所增加,特别是生态功能增加幅度较大,MOP和CLUE-S模型结合的优化方案优于CLUE-S单模型优化方案。     

长江口及邻近海域高营养层次生物群落功能群及其变化

通过对2006年6、8和10月在长江口及邻近海域3次调查采集样品的分析,对该水域的高营养层次生物群落的功能群组成及其变化进行了研究.结果表明：长江口及邻近海域高营养层次生物群落包括鱼食性、蟹食性、虾食性、底栖动物食性、浮游生物食性和广食性6个功能群.由于受海洋环境变化以及鱼类洄游活动的影响,各月份长江口及邻近海域高营养层次生物群落的组成及营养级都有较大的变化.6月高营养层次以鱼类、毛虾类和蟹类为主,以浮游生物食性功能群为主要功能群,营养级最低,为3.06;8月高营养层次以鱼类为主,虾食性功能群为主要功能群,营养级达到最高,为3.78;10月高营养层次虽仍以鱼类为主,虾蟹类比例增大,功能群以浮游动物食性和底栖动物食性功能群为主,营养级为3.58.     

生物膜胞外聚合物的检测技术与功能的研究进展

生物膜胞外聚合物是黏附在生物膜周围,保证生物膜功能及完整性的生物合成聚合物。近几年,生物膜胞外聚合物的物理化学性质、生物功能及其检查技术备受关注。就生物膜胞外聚合物的组成、检测技术及功能几方面展开综述。     

基于景观功能网络概念的景观格局优化——以台湾地区乌溪流域典型区为例

景观格局连通度与景观功能联系程度息息相关,不论维持生态稳定或促进城市社会经济发展,都必须提升景观结构的空间联系。选择台湾地区乌溪流域典型区为研究区,面对台湾地区城市发展所造成的生态环境品质降低及自然栖息地破碎化等问题,期望通过生态功能网络构建,维护生态稳定及制约建成区的无序蔓延。基于景观功能与结构相互作用理论,景观功能的空间强度受景观类型、空间结构及相对距离的影响而产生差异,利用耗费距离模型,结合景观类型、景观格局特征、景观功能相互作用以及生态系统服务功能价值等分析方法,分析了台湾地区乌溪流域典型区的生态功能空间差异,进而基于最小累积耗费算法构建生态廊道,提出景观格局优化方案,以作为台湾地区未来景观生态建设的参考。     

骨伤科病人功能锻炼的护理及指导

目的: 探析护理干预及康复指导在骨伤科患者功能锻炼中的作用及效果。方法: 选取2011年4月~2012年4月期间本院骨伤科门诊对骨科术后进行功能锻炼的94例患者资料进行回顾性分析。将94例患者随机分为观察组和对照组,每组各47例。两组患者均进行有效的康复功能锻炼,观察组在此基础上加强护理干预与指导。观察两组患者肢体肿胀的消退时间、肢体功能恢复情况及有无后遗症及并发症。结果: 观察组患者肿胀消退时间、肢体功能恢复情况均优于照组,未发生明显后遗症。两组相比,差异有显著性(P<0.05)。结论: 对骨伤科进行功能锻炼患者加强护理干预与指导,可缩短肿胀消退时间,有效促进肢体功能恢复,且后遗症发生率降低,值得临床推广。     

脑出血患者早期康复的护理干预

目的 探讨早期的康复护理对脑出血患者机体功能恢复的意义及重要性.方法 对70例脑出血发病15天内的患者进行早期康复治疗及护理干预.结果 通过早期的康复护理干预,患者的肢体功能显著提高,缩短了住院时间,减轻了家庭及社会的负担.结论 脑出血患者早期康复护理干预,可促进患者肢体功能恢复,提高患者的生活质量及治疗效果.     

蜂王浆蛋白生物学功能的研究

蜂王浆是哺育蜂咽下腺与上颚腺分泌的供3日龄以内蜜蜂幼虫和蜂王食用的浆状物质,具有多种生物活性。王浆含有丰富的蛋白质,通过直接分离纯化王浆中的蛋白质分子,或通过王浆蛋白基因克隆表达以获得表达产物,进而研究王浆蛋白的功能。研究发现王浆中含有多种具有特定功能的蛋白质,如MRJP3具有免疫调节作用,Jelleine-I-IV及Royalisin具有抗菌作用,MRJP1具有抗肿瘤功能及可能的蜜蜂行为调节功能,57kDa蛋白及Apisimin的促细胞生长功能,57kDa蛋白具有抗疲劳功能等。随着王浆蛋白组分分离、基因克隆表达及其功能研究的深入,王浆蛋白将被应用到生物医药、细胞培养、组织工程等更多的研究领域。     

基于遥感和GIS的巢湖流域生态功能分区研究

生态功能分区是区域自然资源科学管理及可持续发展利用的基础。基于生态功能分区原则,考虑流域——子流域完整性进行巢湖流域生态功能分区。在综合分析巢湖流域生态环境基本特征的基础上,确定生态功能分区原则、依据、方法及命名,基于遥感与GIS在数据采集方面及多层面叠加功能的优势,通过遥感数据对研究区土地利用信息的提取以及利用DEM空间分析进行子流域划分等技术手段,探讨了遥感和GIS技术支持下的研究区子流域生态功能划分方法,形成了巢湖流域生态功能分区方案,将全流域分为5个生态功能区和12个生态功能亚区,并阐明了不同生态功能区的生态保护重点与经济社会发展约束。对于新调整行政区划的巢湖流域生态环境综合治理具有重要的现实意义,可为流域产业布局、生态防灾减灾、环境保护与建设规划等提供科学依据。     

甲基强的松龙对急性脊髓损伤患者神经生长因子水平变化的影响及其临床疗效

目的:探讨甲基强的松龙对急性脊髓损伤患者神经生长因子水平变化及临床疗效的影响。方法:回顾性研究我院收治的68例急性脊髓损伤患者的临床资料,随机分为实验组和对照组,每组34例。对照组患者给予常规治疗,实验组患者在对照组基础上给予甲基强的松龙治疗。观察并比较治疗前后两组患者神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)水平变化及神经功能评分和并发症的发生情况。结果:与治疗前相比,两组患者治疗后血清NGF及BDNF水平均升高,且感觉功能评分及运动功能评分均升高,差异具有统计学意义(P0.05);与对照组相比,实验组患者治疗后血清NGF及BDNF水平较高,感觉功能评分及运动功能评分较高,差异具有统计学意义(P0.05);与对照组相比,实验组患者并发症的发生率较低,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:甲基强的松龙治疗急性脊髓损伤的临床疗效较好,能够提高患者血清NGF及BDNF水平,改善感觉功能评分及运动功能评分,同时降低并发症的发病率。     

基于功能特征的城市植物群落生态功能评价

功能特征是植物实现生态功能的重要基础,基于功能特征的功能多样性是评价生物多样性和植物功能的重要指标。本文基于深圳市建成区587个乔灌植物样地和1779个草本植物样地的调查数据,分析主要植物群落类型及其功能特征,比较不同绿地类型乔灌草植物在滞尘、降噪、降温增湿、生物多样性保护等四个生态功能方面的功能多样性。TWINSPAN分类结果表明,41个乔灌群落类型和54个草本群落类型中,涉及乔灌样地数量≥10个的群落类型有9个,涉及草本样方数量≥30个的群落类型共15个。对群落标志植物及优势植物功能特征的分析显示,乔灌植物常见为阔叶(100%)、常绿(79.47%)、小树冠(93.04%)、不固氮(90. 54%)、叶片无毛或近无毛(76. 95%),草本植物则多为小型果(97.07%)、干果(91.33%)、不固氮(93.9%)。各绿地类型功能多样性的排序在乔灌植物与草本植物之间大致相反。乔木植物的滞尘、降噪、降温及生物多样性功能的多样性均以公园绿地最高,灌木植物则分别以居住区、公园、道路及公园绿地最高,草本植物以上前3种功能以荒地最高,最后一种以居住区绿地最高。荒地与其他绿地群落结构差异较大。建议深圳市建成区绿地建设进一步重视居住区及单位绿地各项功能的多样性。本研究可为城市植物功能评价及城市植物规划与物种配置、生物多样性保护和提高生态系统服务提供借鉴。