崖壁植物太行菊与长裂太行菊全基因组大小及特征分析北大核心CSCD

太行菊(Opisthopappus taihangensis)、长裂太行菊(O.longilobus),为太行山特有多年生崖壁草本植物,菊科(Compositae)重要野生资源,具有较高的经济与生态价值。为确定适合两物种的全基因组测序策略,该研究利用流式细胞法和高通量测序技术,分析两物种基因组大小、杂合率、重复序列及GC含量等信息。结果表明:(1)流式细胞法估算太行菊基因组大小约为2.1 Gb,长裂太行菊基因组大小约为2.4 Gb。(2)高通量测序修正后太行菊基因组大小为3.13 Gb,重复序列比例为84.35%,杂合度为0.99%,GC含量为36.56%;长裂太行菊基因组为3.18 Gb,重复序列比例为83.83%,杂合度为1.17%,GC含量为36.62%。(3)初步组装后GC含量分布及平均深度存在异常,出现分层现象,可能是两物种基因组杂合率较高所致。综上结果表明,太行菊、长裂太行菊均属于高重复、高杂合、大基因组的复杂基因组,建议使用Illumina+PacBio测序组装策略,进行全基因组测序分析。     

罗汉果全基因组Survey分析

罗汉果是广西特有药用及甜料植物,其主要成分之一甜苷V作为天然、非糖甜味剂,具有广阔的开发前景,但罗汉果目前完全来自于栽培,适生区狭窄,连作障碍严重,加之含量低导致甜苷V生产成本居高不下,严重限制了其应用。为了减少盲目性,在大规模全基因组深度测序之前,先做低覆盖度的基因组Survey测序,评价基因组的大小及复杂程度,以确定适合该植物全基因组的测序研究策略。该研究采用第二代高通量测序技术(Illumina Hiseq TM 2000)首次测定了罗汉果基因组大小,并利用生物信息学方法估计罗汉果杂合率、重复序列和GC含量等基因组信息。结果表明:(1)获得了18.1 Gb罗汉果基因组测序数据,基因组大小估计为344.95 Mb左右,测序深度为52×;(2)从K-mer分布曲线发现罗汉果基因组有明显的杂合峰,杂合率达1.5%,基因组高杂合导致组装的结果中Contig N50和Scaffold N50的长度比预期的要短很多,还造成GC平均深度及含量分布明显异常,存在一个低深度分布区域。基因组主峰后面有微弱的重复峰,说明罗汉果存在较多的重复序列;(3)由于罗汉果存在高杂合率和重复序列较多的特点,该基因组测序分析仅采用全基因组鸟枪法(WGS)策略不合适,为了更好地对全基因组进行序列拼接和组装,可尝试结合采用Fosmid-to-Fosmid或BAC-to-BAC策略。该研究结果对于揭示罗汉果产量、有效成分含量、发育及抗病虫的分子机制,以及通过分子育种来提高甜苷V含量和降低生产成本具有重要意义,为全基因组测序策略的选择提供了依据。     

木本高山花卉马缨杜鹃的全基因组扫描分析

本研究采用高通量测序技术(Illumina Hiseq ~(TM)2000)首次对世界名贵园林花卉马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)进行了基因组大小的测定,并评估了马缨杜鹃的GC含量、杂合率和序列重复度等信息参数,为马缨杜鹃全基因组测序策略的选择提供了有据参考。全基因组扫描结果如下:马缨杜鹃的基因组大小约为698 Mb,杂合率较高约为1.25%,GC含量约为39%,且具有一定的基因组序列重复度。研究表明:马缨杜鹃的全基因组测序分析不宜采用全基因组鸟枪法(WGS),可尝试WGS与fosmid或BAC-to-BAC相结合的测序策略,亦或采用杂合组装软件进行序列拼装,以提高全基因组序列的拼装质量。     

基于流式细胞术和K-mer分析的银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)植物基因组大小测定

金缕梅科(Hamamelidaceae)银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)仅包含银缕梅(Parrotia subaequalis(H.T.Chang)R.M.Hao&H.T.Wei)和波斯铁木(Parrotia persica(DC.)C.A.Mey.)两种落叶阔叶乔木,其中银缕梅是我国华东地区特有的Ⅰ级濒危珍稀保护植物,属东亚第三纪孑遗成分;其姊妹种波斯铁木则间断分布于伊朗北部,属北极第三纪孑遗植物类群。本研究首次利用流式细胞术和K-mer分析方法对银缕梅属两姊妹种的基因组大小进行了测定,建立和优化了以萝卜(Raphanus sativus L.‘Saxa’)为内标、WPB(Woody plant buffer)为细胞核解离液的两种植物单倍体基因组的DNA含量(DNA C值)流式测定的适宜体系,旨在为金缕梅科银缕梅属植物的全基因组测序、基因组学研究、种质资源开发和利用以及物种保育等提供前期基础数据参考;同时也可为金缕梅科其他属、种的基因组大小测定提供借鉴。主要研究结果如下:(1)通过流式测定银缕梅基因组大小约为971.45±13.91 Mb,波斯铁木基因组大小约为890.52±24.69 Mb;(2)K-mer分析估测银缕梅基因组大小为951.70 Mb,杂合率为1.740%,重复序列比例为77.50%;波斯铁木基因组大小为858.50 Mb,杂合率为0.695%,重复序列占74.30%;(3)银缕梅属于高杂合和高重复基因组,波斯铁木则属于微杂合和高重复基因组。本研究的结果为银缕梅属植物后续基于DNA三代高通量测序技术的全基因组测序、组装及去冗余处理等工作提供了重要的数据参考。     

宽边黄粉蝶(Eurema hecabe)基因组Survey分析

宽边黄粉蝶(Eurema hecabe)是重要的传粉昆虫,广布于非洲热带区、东洋区、澳洲区及古北区东部,具有较高的学术价值和经济意义。为了深入研究其广泛适应性,确定适合该蝴蝶的全基因组的测序研究策略,我们首先做低覆盖度的基因组Survey测序,然后做大规模的全基因组深度测序。采用第二代高通量的测序技术作为该研究的研究方法,测定了宽边黄粉蝶基因组大小,并利用生物信息学方法估计该种的杂合率、重复序列和GC含量等基因组信息。结果表明:(1)宽边黄粉蝶的基因组大小估计为285.34 Mb,测序深度51×;(2)从K-mer分布曲线发现黄粉蝶基因组有明显的杂合峰,杂合率达1.97%,重复序列比例为35.37%。该研究结果对于揭示宽边黄粉蝶物种的起源和进化及适应性具有重要意义,为宽边黄粉蝶选择全基因组测序策略提供依据。     

基于Survey分析的濒危植物四合木基因组研究

评价濒危植物四合木（Tetraena mongolica）基因组的大小及复杂程度,开展基因组研究可揭示四合木的超旱生机制,进一步挖掘其特色基因资源。为更好破解四合木的全基因组信息,采用第二代高通量测序技术的基因组Survey分析技术开展四合木基因组大小估测研究,并利用生物信息学方法估计了四合木杂合率、重复序列和GC含量等基因组信息。结果表明：四合木基因组大小为1 079.25 Mb,修正后的基因组大小为1 065.84Mb,杂合率为0.76%,重复序列比例为75.25%,GC含量为33.57%。在经过四合木基因组初步组装后,获得3502 126条contigs,总计682 Mb,其N50为187 bp,推测四合木基因组属于同源四倍体复杂基因组,全基因组测序组装难度较大。由于四合木的高杂合率,后续可采用第三代高通量测序技术（单分子测序）同时结合染色质区域捕获技术,有望最终获得高质量的四合木全基因图谱。     

樟树全基因组调查

樟树是我国特有的珍贵用材和经济树种,富含多糖多酚、萜类等次生代谢物质,是香精香料、油脂化工和医药等的重要原料树种。本研究采用高通量测序技术(Illumina HiseqTM2000)首次测定了樟树基因组大小,并利用生物信息方法估计樟树杂合率、重复序列情况和GC含量等基因组信息,为全基因组测序策略的选择提供依据。主要结论如下:(1)樟树基因组大小粗略估计为760 Mb左右;(2)樟树基因组有较高的杂合率和一定的重复,杂合率约为0.65%;(3)由于樟树杂合率较高,全基因组鸟枪法策略不适合该基因组测序分析,可尝试使用BAC-to-BAC策略或fosmid策略,有利于樟树基因组的序列拼接和组装。     

新疆沙冬青基因组调查测序与基因组大小预测

新疆沙冬青是中国荒漠地区代表性常绿阔叶植物,属于第三纪孑遗植物。其极强的逆境耐受性受到了研究者的广泛关注,但由于缺乏基因组序列,分子生物学研究水平进展缓慢。本研究对新疆沙冬青进行了基因组调查测序,共得到65 Gb大小的双端测序数据。结合基于K-mer分析和流式细胞分析的方法,预测基因组大小、杂合率和GC含量等特征,估计基因组大小为770~787 Mb。测序数据拼接构建得到contigs的N50为684 bp,总读长为0.538 Gb;进一步组装后scaffolds的N50为12.09 kb,总读长为0.602 Gb。对拼接数据进行SSR分子标记预测,共得到151858个SSR,其中二核苷酸重复单元比例最高为56.39%,在二核苷酸重复单元中,AT/TA组成形式占多数。本研究首次报道了荒漠植物新疆沙冬青的基因组特征,为后续基因组学研究提供参考。     

蒙古沙冬青基因组调查及SSR分析

蒙古沙冬青是第三纪冰川孑遗物种,具有极强的耐逆性,是研究植物耐逆分子机制的良好材料。利用高通量测序技术和生物信息学工具预测蒙古沙冬青的基因组大小及杂合度,进行SSR分子遗传标记的初步鉴定。蒙古沙冬青基因组大小约为812 Mb,杂合率为0.506%,基因组杂合度较高。对基因组进行拼接,进行SSR分子遗传标记分析,共鉴定183 102个SSR,不同类型核苷酸重复差异较大,其中,二核苷酸重复中的AT/TA含量最高,四核苷酸重复最少,共占总数的1.48%。     

印度血桐与中平树基因组调查及SSR分子标记分析

印度血桐与中平树是大戟科血桐属植物,该属植物具有多种药用价值,被广泛应用于民间医学中许多疾病的治疗,这两种植物种子中含有的神经酸也引起了研究者的高度关注。为确定适合印度血桐与中平树的全基因组测序研究策略,该研究采用二代高通量测序技术,结合生物信息学的方法首次测定了印度血桐与中平树的基因组大小、杂合率、重复率等基因组信息并初步分析了两种材料的SSR序列特征。结果表明:(1)印度血桐与中平树的基因组大小分别为986.84和946.23 M。(2)印度血桐与中平树的杂合率分别为0.75%和0.65%,重复序列比例分别为73.02%和71.5%。(3)通过对2种材料基因组序列的SSR特征分析,在印度血桐中共鉴定了4 499 185个SSR,在中平树中共鉴定了4 969 098个SSR。该研究结果为印度血桐与中平树SSR分子标记的筛选、开发以及全基因组深度测序提供了理论指导。     

外源α-萘乙酸对花期干旱大豆碳代谢的影响

以耐旱性大豆品种晋豆21和干旱敏感性大豆品种徐豆22为试验材料,通过盆栽试验,研究α-萘乙酸(NAA)对花期干旱大豆碳代谢的影响.结果表明:干旱胁迫下,与徐豆22相比,晋豆21净光合速率(P_n)下降幅度较小,光呼吸速率(Pr)和叶片可溶性糖含量增加幅度较小,而叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)(合成方向)活性、根系蔗糖含量增加幅度较大.NAA处理提高了干旱胁迫下Pn,并降低了Pr,进而明显缓解了干旱胁迫对大豆植株的生长抑制;降低了叶片淀粉分解酶、酸性转化酶(AI)和SS(分解方向)活性,从而抑制了干旱胁迫诱导的可溶性糖积累;NAA处理也能增加干旱胁迫下叶片SPS、SS(合成方向)活性、根系蔗糖含量、根冠比,表明NAA处理促进了叶片中蔗糖向根系的转运.总之,在干旱胁迫下,外源NAA能够通过调控碳代谢增强大豆植株对干旱胁迫的耐受性.     

中国甘薯登记品种SSR标记遗传多样性分析

该研究基于TP-M13-SSR分子标记荧光毛细管检测技术,以中国已入库登记的99份甘薯品种为材料,利用SSR标记建立登记品种的“01”数据库,导入DPS软件计算不同品种之间的遗传距离,采用MEGA的邻接法进行聚类分析,并利用Structure混合模型对材料进行遗传结构分析,以探讨各品种的遗传构成以及品种间的亲缘关系,揭示中国甘薯登记品种在DNA水平的相似度,为甘薯品种鉴定、亲本选配和品种改良等提供参考。结果显示:(1)28对引物共扩增出162条谱带,多态率为96.30%,每对引物平均获得5.57条多态性谱带。(2)构建了99份甘薯登记品种的遗传进化树,99份品种的遗传距离在0~0.4646之间,平均遗传距离为0.3077;在遗传距离为0.2670处将99份品种分为3个类群,且同一生态薯区的品种或具有同一亲本的品种首先被聚在一起,但不同生态薯区的品种在各类群中相对分散分布。(3)品种间的遗传基础较窄,部分生态薯区的品种相似性较高;群体结构分析将材料分为3个亚群,与聚类分析分群结果基本一致,其中31份材料拥有混合来源,遗传背景较为复杂。     

2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶(NagB)编码基因,并测定其酶反应体系活性。方法:根据2型猪链球菌05ZYH33基因组序列,全合成nagB基因(ssu05_0195),并将其克隆至pET32a载体,在大肠杆菌中表达;利用Ni亲和层析柱纯化表达产物,获得纯化的NagB蛋白,Western印迹鉴定后测定其酶反应体系活性。结果:在大肠杆菌中高效表达了nagB基因,重组NagB相对分子质量约为56×10~3;在25℃、pH9.5、底物浓度为15 mmol/L、反应40 min时,NagB酶促反应体系表现出最大活性;在最适条件下,2型猪链球菌中NagB酶促反应体系的体外活性为3.73 U/mL,酶比活为12.43 U/mg。结论:2型猪链球菌05ZYH33中含有编码NagB的nagB基因,在原核系统中表达的NagB蛋白具有酶学活性。     

中华稻蝗两地理种群酯酶特性的比较研究

对采自江苏徐州和山西临猗两个种群中华稻蝗进行了马拉硫磷敏感性的生物测定,同时对两个种群的酯酶特性进行了比较研究。生物测定结果表明,徐州种群的LD₅₀值（13.00 μg/g虫重）是临猗种群（4.64 μg/g虫重）的2.8倍;用对氧磷、马拉氧磷、西维因及毒扁豆碱等四种抑制剂对该两个种群的酯酶的体外抑制研究表明,两个种群所含酯酶大都为B型酯酶;酯酶动力学研究结果表明,徐州种群动力学参数米氏常数（K_m值）和最大反应速度（V_max值）均较临猗种群为高;用α-乙酸萘酯（α-NA）、α-丁酸萘酯（α-NB）和β-乙酸萘酯（β-NA）三种底物测定酯酶活性,在雌性稻蝗中,徐州种群比临猗种群分别高2.02、1.58和1.28倍,雄性中则分别高2.71、1.67和1.33倍;对两个种群酯酶活性频率分布进行比较,徐州种群中酯酶活性高的个体数远大于临猗种群。我们推测徐州种群酯酶的生化特性可能不同于临猗种群,这可能与地理分布、生态环境和食物条件不同有关,杀虫剂选择压力不同可能也起一定的作用。     

小麦籽粒蛋白质组分的生态变异及与植株氮转化的关系研究

小麦籽粒蛋白质和蛋白质组分含量决定了小麦面团流变学特性和加工品质、籽粒蛋白质组分的形成与植株氮素吸收利用密切相关,且蛋白质组分的合成有一定的顺序性。对不同生态区的小麦籽粒蛋白质组分合成进行了研究。结果表明,蛋白质及组分含量存在明显的基因型差异,徐州点蛋白质和谷蛋白含量显著大于南京点;花期氮素积累量和花后氮素转运量徐州点显著大于南京点,而花后氮同化量南京点显著大于徐州点;清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量与籽粒蛋白质含量呈显著正相关,与花后植株氮素转运量呈显著正相关。不同生态点小麦花后发育速率模式基本一致,但南京点发育进程迟于徐州点;在籽粒形成期和灌浆后期,南京点的发育速率较快,降低了清蛋白和谷蛋白的合成,导致南京点籽粒蛋白质含量降低。     

脲酶在我国常见豆类及果蔬种籽中分布的研究

本文利用氨气敏电极-动力学法测定了33种我国常见豆类及果、蔬种籽中脲酶的分布,发现其中脲酶活性较高的有刀豆、徐州毛豆、豌豆、青豆、黄豆及新澄一号和苏密一号西瓜籽等7种。它们的脲酶相对活性次序为刀豆>徐州毛豆、新澄一号西瓜籽>豌豆、青豆、苏密一号西瓜籽及黄豆。     

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究进展

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)是一种将人工湿地技术(CW)和微生物燃料电池技术(MFC)结合在一起的新型污水处理系统,其产电机理是产电微生物在底层湿地(阳极)的厌氧条件下生成电子,通过外电路传递到表面湿地(阴极)完成氧化还原反应。但是,近几年来,关于CW-MFC研究的文章较少且研究深度较浅。综述了电极材料、水力条件、湿地植物及微生物等条件对CW-MFC污水处理能力和产电能力的影响。在电极材料方面,选用导电性、吸附性及有效面积大的材料作为电极可有效提高CW-MFC产电与去污能力;在水利条件方面,在HRT为2-3 d的条件下,应选用升流式或升流-降流式的入水方式;湿地植物方面,种植湿地植物的CW-MFC在去污和产电能力上都要优于未种植植物的CW-MFC;微生物方面,阴极与阳极的微生物群落结构存在明显的差异,但存在的产电菌的种类却十分相似。CW-MFC中存在的常见产电微生物主要包括地杆菌属(Geobacter)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、假单胞菌属(Pseudomona)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等。最后对CW-MFC的研究方向进行了分析,以期为CW-MFC的实际应用提供理论依据。     

徐州市学龄期儿童肥胖现况调查及影响因素分析

目的:对徐州学龄期儿童的肥胖现状进行调查,分析其肥胖原因,以期找到有效的预防方法。方法:随机选取2014年1月-2016年1月徐州市学龄期儿童1021例,采用自理调查量表收集儿童及其父母的基本情况,统计儿童肥胖发生率,采用Logistic多因素回归分析儿童肥胖的影响因素。结果:男童肥胖率为11.15%(58/520),女童肥胖率为5.79%(29/501),男童肥胖率明显高于女童(P0.05);Logistic多因素回归分析显示,儿童肥胖危险因素有家族肥胖史(OR=3.647)、食欲(OR=2.065)、垃圾食品(OR=3.032)、甜食(OR=2.937),保护因素为周末运动时间(OR=-0.865)、体育特长(OR=-0.641)。结论:徐州学龄期儿童肥胖情况较为严重,应当控制肥胖儿童卡路里的摄入,积极进行体育锻炼,从各方面进行防治。     

Vicia root-micronuclei assays on the clastogenicity of water samples from the Kui River near Xuzhou city, People's Republic of China.

The Vicia root-micronucleus (VR-MCN) bioassay was used to determine the genotoxicity of water samples collected from the Kui River near Xuzhou city, China. Results show that all water samples induced elevated MCN frequencies over background. This indicates that the river water was polluted with genotoxic material. The source of pollutants in this river is discussed.     

A novel Escherichia coli O157:H7 clone causing a major hemolytic uremic syndrome outbreak in China

An Escherichia coli O157:H7 outbreak in China in 1999 caused 177 deaths due to hemolytic uremic syndrome. Sixteen outbreak associated isolates were found to belong to a new clone, sequence type 96 (ST96), based on multilocus sequence typing of 15 housekeeping genes. Whole genome sequencing of an outbreak isolate, Xuzhou21, showed that the isolate is phylogenetically closely related to the Japan 1996 outbreak isolate Sakai, both of which share the most recent common ancestor with the US outbreak isolate EDL933. The levels of IL-6 and IL-8 of peripheral blood mononuclear cells induced by Xuzhou21 and Sakai were significantly higher than that induced by EDL933. Xuzhou21 also induced a significantly higher level of IL-8 than Sakai while both induced similar levels of IL-6. The expression level of Shiga toxin 2 in Xuzhou21 induced by mitomycin C was 68.6 times of that under non-inducing conditions, twice of that induced in Sakai (32.7 times) and 15 times higher than that induced in EDL933 (4.5 times). Our study shows that ST96 is a novel clone and provided significant new insights into the evolution of virulence of E. coli O157:H7.