茧蜂病毒基因启动子的结构与调控

启动子的开启与关闭在基因的表达中起着重要的作用。启动子作为信号通路的终点,决定了信号通路最终的信息。本文通过利用预测启动子的生物信息学技术与方法,初步发现茧蜂病毒启动子可分为杆状病毒类似启动子和茧蜂病毒特有启动子两种,并且这两类启动子都具有真核启动子的结构。在茧蜂体内和鳞翅目宿主体内调控茧蜂病毒基因启动子的转录因子大不相同,因此启动茧蜂病毒基因启动子的通路也有所不同。在茧蜂病毒基因整合到宿主细胞的核DNA中后,利用激活的Toll信号通路和IMD信号通路完成自身的基因表达。本文以本实验室研究的双斑侧沟茧蜂病毒(Microplitis bicoloratus bracovirus)的Vank基因和寄主斜纹夜蛾Spodoptera litura的Innexin基因启动子为例,结合茧蜂病毒启动子研究的最新进展,综述了茧蜂病毒基因启动子的核心结构和NF-κB蛋白结合位点,为今后的研究打下一定基础。     

国产驴蹄草的细胞地理学研究（英文）

为探讨国产毛茛科(Ranunculaceae)驴蹄草属(Caltha)两种植物的演化,该文利用传统染色体压片技术和流式细胞术,并结合前人染色体研究结果,对我国驴蹄草23个居群和花葶驴蹄草10个居群进行了细胞学研究。结果表明:驴蹄草是由四倍体(2n=4x=32)、六倍体(2n=6x=48)和八倍体(2n=8x=64)构成的多倍体复合群,花葶驴蹄草具有四倍体(2n=4x=32)和八倍体(2n=8x=64)两种倍性水平。驴蹄草和花葶驴蹄草均是四倍体较为常见,目前尚未见有二倍体报道。由于驴蹄草和花葶驴蹄草大部分居群采自中国青藏高原地区,可能在冰期时存在古二倍体,其适应性较弱,逐渐被其他的倍性取代,这是由于不同细胞型对环境适应性的结果。驴蹄草可能存在两条进化路线:一条是从甘肃到达云南;另一条是从西藏到达云南。前期分子系统学研究显示花葶驴蹄草与驴蹄草的亲缘关系较近,该研究结果中花葶驴蹄草染色体比驴蹄草要小,花葶驴蹄草可能比驴蹄草相对进化。目前花葶驴蹄草只有10个居群,还需进一步增加居群量来解析其演化路线。     

网叶马铃苣苔(苦苣苔科)的重新发现以及花的补充描述（英文）

花部形态是马铃苣苔属属下划分和种间界定的关键性状,缺乏花器官的描述直接导致了一些存疑物种的存在。网叶马铃苣苔(Oreocharis rhytidophylla C. Y. Wu ex H. W. Li)自1956年最后被采集到并于1983年发表,由于没有花的特征,在《中国植物志》《中国苦苣苔科植物》和Flora of China均存疑,但该种在随后的60余年间再无相关的采集记录。作者经过多年的跟踪调查,于2017年在其模式产地重新发现并采集了带花的凭证标本。该文作者根据已经采集到的具花标本,确定这个种是个自然种,并基于新收集到的材料,补充描述了花的形态特征。网叶马铃苣苔的重新发现,为探索其系统位置提供了重要的依据。     

络合型含铁材料对砷胁迫下水稻生理生化特性及砷累积的影响

土壤重金属与农产品质量息息相关.本研究通过设置砷胁迫条件下水稻种植盆栽试验,分析络合型含铁材料不同施用时期和不同施用量对水稻SPAD值、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性以及水稻砷吸收、累积的影响.结果表明,砷胁迫对水稻SOD、POD、CAT活性有着不同程度的抑制作用,添加络合型含铁材料可以降低水稻MDA含量,缓解砷对水稻光合作用和SOD、POD、CAT活性的抑制;同时能减少水稻对土壤砷的吸收和累积.与移栽前添加络合型含铁材料相比,选择水稻孕穗期前添加络合型含铁材料,水稻砷吸收的抑制效果较好;水稻植株地上部砷含量与络合型含铁材料的添加浓度呈显著负相关,孕穗期前添加0.2 g·kg-1络合型含铁材料对水稻植株砷的吸收抑制效果最好,水稻植株地上部砷含量降低59.22%.     

石斛属植物叶片生物量与叶片养分含量间的关联进化

叶片生物量和元素含量是显著影响叶片生理功能的两类重要的叶片经济性状, 且二者紧密相关。然而过去的研究多数关注C、N和P三种元素含量, 而对其他元素含量关注较少。维管附生植物不能直接从土壤中吸收养分而经常遭受养分胁迫, 养分含量与生物量之间的协同关系在这类植物中表现得尤为突出。选择维管附生石斛属植物为研究对象, 应用系统发育独立对比分析, 检测了叶片生物量和元素含量的系统发育保守性以及这些性状间的关联进化。结果表明, 叶片干物质含量、比叶重、C含量、N含量、P含量以及C/N具有较强的系统发育信号, 并且叶片干物质含量和比叶重与这四个元素含量性状间存在较强的关联进化。另外, 经系统发育校准后, Ca含量和Mg含量间存在显著正相关; P含量与Si含量间存在显著正相关; Zn含量与N含量、N/P以及Mn含量间存在显著正相关, 而与C/N间存在显著负相关。结果为探讨维管附生植物叶片生物量和元素含量的主要影响因素, 以及从进化角度探讨二者在植物进化适应过程中的生态协同功能提供案例, 对进一步了解维管附生植物的功能适应性具有重要意义。     

基于高通量测序技术测定普通棉耳狨猴粪便微生物多样性

目的应用高通量测序技术分析普通棉耳狨猴粪便菌群的结构与组成,为进一步开发利用新型实验动物奠定基础。方法采集4只成年雄性普通棉耳狨猴粪便,用细菌16SrRNA通用引物扩增V3~V4区,采用IlluminaMiSeq测序平台对普通棉耳狨猴粪便微生物进行研究。结果共测序获得315511条有效序列与596个OTU。普通棉耳狨猴粪便中的细菌共鉴定出9个门、14个纲、26个目、50个科、82个属和64个种和226个OTU。其中,1)优势门是拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),平均含量分别为54.52%和25.39%2)丰度最高的纲为拟杆菌纲(Bacteroidia)和厌氧菌纲(Negativicutes),平均含量为54.5%和17%。3)乳杆菌目(Lactobacillales)和拟杆菌目(Bacteroidales)的丰度最高,为50.01%和20.52%。4)普雷沃菌科(Prevotellaceae)和双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)所占丰度最高,平均含量分别为43.14%和11.33%。5)双歧杆菌属(Bifidobacterium)和拟杆菌属(Bacteroides)的丰度较高,平均含量分别为11.33%11.12%。6)有益菌群双歧杆菌属丰度较高,但在所检测样本中都含有。7)丰度最高的前10个种,归类为7个科、5个纲。这10个种占到33.16%,其他53种总和仅占到0.74%,其他未鉴定出菌种,且相对丰度还较高,需要进一步研究。8)PICRUSt功能预测分析:氨基酸转运等代谢功能和蛋白质翻译、折叠遗传信息处理功能丰度较高。结论应用高通量测序技术,较全面的检测了普通棉耳狨猴粪便菌群,普通棉耳狨猴粪便细菌组成具有丰富的多样性,其中还有许多未被分类鉴定且相对丰度较高的细菌,需要进一步研究。     

树鼩PSEN1全长编码序列的克隆及分子特征分析

目的 获取树鼩早老素蛋白-1(PSEN1)的全长编码序列并进行分子特征分析。方法 以树鼩脑组织总RNA为材料,通过RT-PCR、RACE-PCR扩增和序列拼接获得PSEN1基因全长编码序列,进而通过DNAMAN、MEGA等生物信息学软件对其序列和分子特征进行分析。qRT-PCR和Western Blot进一步分析PSEN1在树鼩各个组织的表达模式。结果 克隆鉴定了树鼩PSEN1基因,其cDNA的开放阅读框全长1128 bp,编码375个氨基酸。通过系统发育谱系树、氨基酸序列对比分析,发现树鼩PSEN1与小鼠、大鼠等相比更接近人类和非人灵长类动物。qRT-PCR和Western Blot的结果表明,树鼩PSEN1在脑组织的表达量明显高于其他脏器组织。结论 通过克隆树鼩PSEN1基因序列并进行分析,为今后进一步深入研究该基因功能和建立相关疾病动物模型提供理论基础。     

通过烟熏和间歇低氧构建大鼠COPD-OSAHS重叠综合征模型

目的构建大鼠COPD-OSAHS重叠综合征(OS)模型,为开展OS基础研究提供可行手段及实验平台。方法将14只SPF级雌性6周龄SD大鼠随机分为实验组和对照组,其中实验组(8只)予烟熏和间歇低氧暴露,对照组(6只)予假烟熏和正常氧暴露。8周后计算实验组大鼠的存活率,并对比两组大鼠的一般情况、血气分析、右心室肥厚指数、平均肺泡数、平均肺泡间隔、肺组织病理改变。结果间歇低氧箱氧浓度-时间变化曲线显示氧浓度均周期性降低及恢复正常,成功模拟出间歇低氧气体环境;实验组最终存活6只,存活率为75%,对照组6只大鼠全部存活。与对照组相比,实验组6只存活的SD大鼠一般情况较差,存在酸中毒、低氧血症、二氧化碳潴留、右心室肥厚、平均肺泡截距明显增大、平均肺泡数明显减少(P<0.05),差异有统计学意义;肺组织病理观察显示肺间质炎症浸润、支气管壁淋巴细胞增生、细支气管管壁平滑肌增生、管壁平滑肌部分断裂、杯状细胞增生及肺气肿。结论采用烟熏联合间歇低氧暴露方法成功建立了大鼠OS模型,更加有意义及客观的模型评价指标有待研究发现。     

转录因子ZnF-706在鳞翅目昆虫中的进化格局及在家蚕中的功能

【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis byMaximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局。基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化。【结果】家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域。ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号。该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内。该基因的纯合家蚕突变体ΔZn F-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低。但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死。【结论】ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用。该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状。本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索。     

中国红树林与典型区红树林群落重心迁移特征及共性关系

随着社会和经济的发展,红树林重心以及群落内部空间结构可能发生变化与调整.利用重心模型方法可以构建转移距离及方向,探索红树林及群落的重心空间转移特征及分布格局.本研究通过采用近25年多源、多时相遥感数据,利用GIS和遥感技术,提取了中国红树林信息,以及典型保护区漳江口的白骨壤、秋茄、桐花树、卡开芦和短叶茳芏信息.利用重心模型方法,从全局到局部,分析了中国红树林和典型保护区漳江口红树林群落的重心迁移特征与共性关系.结果表明:(1)红树林重心在东北方向上存在明显偏离,这种偏离主要体现在经度上,东西方向上不均衡.红树林重心主要位于入海口,且指向河网密集、经济繁荣的地区.(2)红树林群落重心受东南方向的主导作用,并指向群落高聚集区.红树林群落逐渐向北部和东部蔓延,重心表现出向北集聚的趋势.(3)省级红树林与典型区红树林群落重心迁移共性特征具有一致性、折回性和层次性,主要特征如下:红树林及群落的重心转移方向与海岸潮间带走向基本一致,且两者的轨迹方向指向受到良好波浪掩护的港湾或河口湾内;省级红树林及典型区红树林群落的重心分别在2005年和2011年后发生了不同程度的折回现象;典型区群落重心迁移在一定程度上属于省级红树林重心迁移的放大形势,前者反映了局部的内部结构特征,后者反映了全局的整体特征.研究有助于相关部门提出保护措施和方案,使红树林均衡、稳定、持续生长.