基于比较基因组学分析大黄鱼来源波罗的海希瓦氏菌的防御系统

【目的】波罗的海希瓦氏菌是冷藏海产品中常见的腐败菌,通过全基因组测序和转录组测序,分析它们的规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)系统和限制修饰(restricted modification,R-M)系统,为波罗的海希瓦氏菌的基础生物学研究和海产品中微生物的致腐机制提供理论基础。【方法】分析大黄鱼来源波罗的海希瓦氏菌SB-19株和W-3株的致腐能力,对W-3株的全基因组序列进行测序、组装和注释,结合已报道的SB-19株和27株希瓦氏菌的全基因组序列,采用比较基因组学方法探究它们的CRISPR和R-M系统的差异,进而对SB-19株和W-3株在不同生长时期进行转录组测序,以及两株菌内致腐相关基因的共进化分析。【结果】灭菌大黄鱼汁中产生挥发性盐基总氮和三甲胺值显示波罗的海希瓦氏菌SB-19株和W-3株分别为强致腐能力和弱致腐能力菌株;平均核苷酸一致性证实SB-19株和W-3株为波罗的海希瓦氏菌,但基于全基因组构建的系统发育树则发现二者之间存在遗传信息上的差异;SB-19株...     

干酪乳杆菌12A碳源代谢的比较基因组学分析

【目的】在基因组学水平上,对干酪乳杆菌的碳源代谢特性及调控机制进行研究。【方法】基于BioCyc和MetaCyc数据库,利用Pathway Tools对菌株12A及7株已公布全基因序列的干酪乳杆菌进行全基因组水平的碳源代谢比较分析。【结果】全基因组比较分析结果显示,干酪乳杆菌12A可以将9种糖转运到细胞内代谢利用;可以将多种寡糖和多糖在细胞外水解成半乳糖和葡萄糖;干酪乳杆菌12A可经异型乳酸发酵或混合酸发酵途径生成乙醇及其副产物。【结论】干酪乳杆菌12A可以代谢多种类型碳源,底物选择范围宽泛,而且可以作为工业乙醇发酵的特定菌株;利用比较基因组学方法建立基因结构与细菌代谢能力的联系是可靠的。     

一株鳢源鰤诺卡氏菌致病性与全基因组分析

【背景】鰤诺卡氏菌是一种典型的条件致病菌,感染鳢、鲈等多种名优鱼类,易造成存在机体损伤或免疫机能下降的鱼持续性感染,给水产养殖业造成了巨大损失。【目的】了解临床分离鳢源鰤诺卡氏菌对乌斑杂交鳢（斑鳢♀×乌鳢♂）的致病性,并从全基因组层面了解该病原菌的基因组和致病因子信息,为鰤诺卡氏菌后续病原学及鰤诺卡氏菌病防治技术和疫苗的开发研究提供有利的数据支撑。【方法】鰤诺卡氏菌NK201610020通过回归感染试验和发病鱼靶器官组织病理分析,了解鰤诺卡氏菌的毒力和病理特征。通过对试验菌进行全基因组测序和比较基因组学分析,挖掘该菌的基因组与毒力特征。【结果】回归感染试验结果显示,除1.5×10³组外,其余5个感染组致死率高达90%,LD₅₀为1.079×10³ CFU/mL,说明试验菌毒力较强。组织病理学观察到肝、脾、肾呈现严重的病理损伤,而且有肉芽肿结构形成。试验菌全基因组测序发现,全基因组大小为8294329bp,GC含量为68.10%,共预测到编码基因7812个。比较基因组学分析发现,不同地区不同宿主来源鰤诺卡氏菌在基因组基础特...     

一株花椒根腐病拮抗菌的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】花椒根腐病的防治一直是生产中难以解决的问题,优良生防菌的筛选是微生物菌剂研发的重要方向。【目的】解析花椒根腐病拮抗菌T-1的遗传信息,深入挖掘其拮抗基因簇资源,揭示该菌的拮抗机制。【方法】采用平板对峙法、形态观察、生理生化测定结合分子生物学等方法进行拮抗菌的分离鉴定,同时对菌株进行全基因组测序,并对其序列进行分析及比较基因组学分析。【结果】分离获得的菌株经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,编号T-1,该菌对花椒根腐病的抑制率可达72%,可使菌丝前端的生长严重受阻,抑菌谱检测和花椒根片的离体拮抗试验结果表明,拮抗菌T-1具有较广的抑菌活性且离体状态下对花椒根片具有一定的拮抗作用。其全基因组序列数据提交到NCBI的SRA数据库中获得登录号为SRX11086663,基因组总长为3 886 726 bp,GC含量为46.42%,全基因组中有4015个编码基因,占总基因组的89.74%,比较基因组学分析结果显示,菌株T-1与贝莱斯芽孢杆菌模式菌株FZB42相似性高,拮抗基因簇预测结果发现B. velezensis T-1基因组序列中有12个编码次级代谢产物基因合成簇,其中8个与已知功能基因簇高度相似...     

创伤弧菌毒力相关因子的全基因组关联分析研究

【目的】创伤弧菌是致死率最高的弧菌物种,但目前尚无在全基因组层面挖掘毒力相关因子的研究。本研究以创伤弧菌分离来源(临床和环境)作为不同表型,通过与260株基因组序列进行关联分析,挖掘毒力相关因子,从而进一步了解创伤弧菌致病因素。【方法】对139株创伤弧菌分离株进行高通量测序,获取其全基因组序列;与公共数据库已公开发表的121株基因组整合,使用pyseer软件进行全基因组关联分析,对与不同分离来源显著相关的基因进行注释和解读。【结果】共发现11个基因与临床分离株显著相关,其中9个是本研究新发现的创伤弧菌潜在毒力相关因子。【结论】本研究使用群体基因组学和统计遗传学方法,在全基因组范围扫描挖掘了创伤弧菌毒力相关因子,为深入揭示该物种致病机制、设计新的疫苗和治疗靶点提供了重要依据。     

霉酚酸产生菌原生质体转基因方法的建立

摘要:【目的】建立霉酚酸产生菌短密青霉菌的遗传转化体系。【方法】以腐草霉素抗性为选择标记,利用聚乙二醇介导原生质体融合,进行外源基因转化。【结果】聚乙二醇介导的短密青霉菌原生质体转化效率为每微克DNA 2－3个转化子;转化子的PCR检测结果显示外源基因已经整合到短密青霉菌基因组中,转化子抗性稳定。【结论】霉酚酸产生菌短密青霉菌转基因体系的建立为该菌进行分子生物学研究以及基因工程育种奠定了基础。     

自然林下与田间根腐三七根际微生物群落特征及比较分析

【背景】三七根际微生物群落特征与其土传根腐病害密切相关,而针对自然林下根腐三七的相关研究鲜见报道。【目的】比较分析自然林下与田间根腐三七根际土壤微生物群落的组成特征,结合土壤理化性质与酶活性分析,为三七根腐病害防治与仿野生栽培提供科学依据。【方法】采集自然林下与田间根腐三七根际土壤,利用高通量测序技术,分析土壤细菌与真菌群落的物种组成与多样性,并测定土壤理化性质和酶活性。【结果】自然林下与田间根腐三七根际土壤中细菌和真菌群落组成具有明显差异,自然林下根腐三七根际土壤中担子菌门(Basidiomycota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度较高,而田间根腐三七根际土壤中子囊菌门(Ascomycota)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度较高。在属分类水平,镰刀菌属(Fusarium)是自然林下根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为17.30%,而癣囊腔菌属(Plectosphaerella)是田间根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为22.55%;Candidatus Ba...     

灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）基因组中T-DNA整合模式分析

摘要：【目的】研究灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）基因组中T-DNA插入位点的整合模式特征。【方法】利用农杆菌（Agrobactirium tumfacience）介导法构建灰葡萄孢菌T-DNA插入突变体库。利用热不对称交错PCR（TAIL-PCR）技术对转化子中T-DNA的旁侧序列进行扩增和克隆,对获得的旁侧序列进行比对分析。【结果】T-DNA插入在灰葡萄孢菌基因组非编码区的占69%,插入在外显子的占30%。T-DNA在插入的过程中发生了碱基缺失、增加等重组现象,其中左边界（left border,LB）整合到基因组碱基缺失较少,有的保持完整,而右边界（right border,RB）及其近邻的T-DNA区域缺失碱基较多。T-DNA的插入位点还发现有额外的序列插入。【结论】对灰葡萄孢菌中插入T-DNA的整合模式的分析为开展该菌的功能基因组学奠定了基础。     

副溶血性弧菌全基因组DNA芯片的研制和质量评价

【目的】研制副溶血性弧菌全基因组芯片,建立芯片杂交方法,并对芯片质量进行评价。【方法】利用副溶血性弧菌全基因组序列,挑选出4770条基因,PCR扩增各基因并将PCR产物纯化,点样制备芯片;设计了两个质控杂交组合,采用双色荧光杂交策略,对芯片质量进行评价;PCR方法验证部分芯片结果。【结果】芯片杂交与理论预期结果以及PCR验证结果完全一致。【结论】成功的研制了一批质量良好的副溶血性弧菌全基因组DNA芯片,并建立了基于DNA芯片的副溶血性弧菌比较基因组学技术平台,建立了一套系统的芯片数据分析的标准方法。     

假单胞菌NyZ12基因组的可塑多变特征

【背景】假单胞菌是广泛存在于土壤、水体环境的微生物,其中Pseudomonas plecoglossicida NyZ12是一株能够以环己胺为唯一碳源和氮源生长的革兰氏阴性菌,其基因组达到7.0Mb左右。【目的】研究假单胞菌NyZ12的基因组是否具有可塑性和多变特征。【方法】以环己胺为唯一碳源和氮源生长的P. plecoglossicida NyZ12为研究对象,以琥珀酸或者代谢中间产物环己酮为碳源连续传代让其自然发生突变,然后筛选在以环己胺为唯一碳源和氮源的无机盐培养基上不能生长的突变体。将获得的突变体进行全基因组测序,并与野生型假单胞菌NyZ12的全基因组进行比对。【结果】以琥珀酸和环己酮为碳源分别筛选到一株突变体T1和T2,测序比对后发现假单胞菌突变体T1、T2的基因组发生大量的缺失和突变。对基因丢失的原因进行了分析,丢失的2个大片段中存在大量的重复序列、转座酶、转座子和原噬菌体。【结论】假单胞菌NyZ12的基因组具有可塑多变的特征。其可能的机制为进一步揭示微生物的适应和进化提供了参考。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism