L-色氨酸生物合成的代谢流量分析

建立了谷氨酸棒杆菌合成L-色氨酸(L-Try)的代谢流量平衡模型,应用该模型计算出发酵中后期的代谢流分布并通过MATLAB软件线性规划得到Try理想代谢流分布。结果表明75．15％的碳架进入糖酵解,24．85％的碳架进入HMP途径;但与理想代谢流相比,应从遗传改造和发酵控制方面降低TCA循环的代谢流,减少副产氨基酸的生成,摸索最适的溶氧控制对提高Try产率至关重要。     

不同地理种群尖音库蚊复组抗性动态和遗传多样性

通过生物测定、蛋白质电泳和等位酶分析等方法对5个不同地区的尖音库蚊复组蚊虫Culex pipiens complex的抗性水平、种群中非特异性酯酶基因表型分布和种群遗传多样性进行了研究。不同地理种群的抗性检测结果表明：5个种群分别对敌敌畏、对硫磷、氯菊酯和溴氰菊酯的抗性较高,对残杀威、巴沙和胺菊酯的抗性较低;朝阳种群对敌敌畏抗性最高（55.7倍）,武汉种群次之;佛山种群对氯菊酯和溴氰菊酯的抗性比率高达123倍和23.9倍。酯酶电泳结果显示：5个种群间酯酶多态性存在差异,广州和佛山两个库蚊种群酯酶表型多态性最高,有B1,A2-B2,A8-B8,A9-B9,B10和A11-B11等6种酯酶表型,提示高活性酯酶是主要的抗性机制。群体遗传学研究表明：每位点平均等位基因数（A）为2.76,平均多态位点百分率（P）为64.45％,平均预期杂合度（He）为0.1943,种群间遗传分化系数（Fst）值为0.10,平均基因流(Nm)＝2.57,说明5个种群有较丰富的遗传多样性,种群内遗传多样性高于种群之间。据此推测,种群间可以通过迁徙等方式进行基因交流,使得遗传结构、抗性水平朝一致性方向变化。本研究对我国尖音库蚊复组蚊虫的综合治理有一定指导意义。     

砂梨脂氧合酶cDNA片段克隆与RNAi载体构建

以砂梨‘若光’的成熟果实为材料,根据脂氧合酶氨基酸保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR克隆到1段长827 bp的序列,经Blast比对和DNAstar软件聚类分析,结果表明由该序列推导出的氨基酸序列含有脂氧合酶氨基酸保守结构域,与马铃薯脂氧合酶基因的氨基酸序列相似性达到77.5%,判断其为砂梨脂氧合酶基因片段,命名为LOX1,并将序列登录到GenBank,登录号为EF215448。根据RNAi载体的构建原则,选择LOX1一开放阅读框设计携带酶切位点的特异引物,通过PCR扩增正、反向基因片段,再与YYT间隔区串连,插入植物表达载体pYF7713中的相应位置,成功地构建了干扰LOX基因表达的RNAi的植物双元表达载体pYL028,为深入研究该基因在砂梨果实成熟过程中的功能及耐贮藏基因工程育种奠定了基础。     

灰葡萄孢交配型基因的分析与检测

通过生物信息对灰葡萄孢的MAT1‐1‐1与MAT1‐2‐1氨基酸序列进行了系统进化与结构域保守氨基酸分析,表明灰葡萄孢的交配型蛋白与核盘菌的亲源关系最近,结构域氨基酸比对结果表明该基因具有保守氨基酸的一致性与部分氨基酸的相似性。应用PCR技术检测灰葡萄孢交配型基因MAT1‐1‐1与MAT1‐2‐1,结果表明各种植区交配型菌株所占比例有较大的差异,多数种植区灰葡萄孢同时存在MAT1‐1与MAT1‐2两种交配类型,快速检测灰葡萄孢的交配型等位基因对于灰葡萄孢种群结构分析非常有意义。     

基于叶片水势的内蒙古典型草原植物水分适应特征研究

水分是限制草原生态系统植物生存、繁殖和扩散最重要的生态因子,植物通过多样的水分适应策略适应干旱环境。为了解典型草原植物水势特征及其影响因素,在2017年和2018年的生长季对内蒙古典型草原71种植物的叶片黎明水势、午后水势、叶片和根系功能性状进行了测定与分析。结果表明:测定的71种植物叶片的黎明水势分布于-2.67—-0.63 MPa,午后水势分布于-4.67—-1.01 MPa;一年生植物的叶片具有最高的黎明水势、午后水势和最小的水势日差值(叶片的黎明水势与午后水势的差值),多年生禾草的叶片具有最低的黎明水势、午后水势和最大的水势日差值;71种植物对水分的适应策略可分为高水势保持型、低水势忍耐型和变水势波动型;叶片午后水势与叶片干物质含量和根系深度呈极显著的负相关关系(P0.01),但与比叶面积呈极显著的正相关关系(P0.01)。本研究有助于从植物生理学的角度上准确认识典型草原植物的水分适应性及水分生态特征。     

基于CiteSpace的陆地生态系统碳水耦合研究现状及趋势

在全球气候变化的背景下,陆地生态系统碳水耦合研究已引起世界各国学者和研究机构的广泛关注。基于Web of Science核心数据库,运用文献数据可视化应用软件CiteSpace对国际上有关陆地生态系统碳水耦合的研究现状进行分析,旨在探究研究热点及趋势,归纳研究主题演进,了解当前国际研究前沿。研究发现:(1)1999—2018年,关于陆地生态系统碳水耦合的研究论文数量呈现快速增加的趋势,后10年的增加速度快于前10年;形成了以Black TA、Yu GR、Chen JQ为主的核心作者群;中国科学院、中国科学院大学、美国林业局、加州大学伯克利分校、俄勒冈州立大学等发文数量居前的研究机构。(2)从共被引期刊和研究领域可以看出,陆地生态系统碳水耦合研究涉及环境科学与生态学、生态学、环境科学、气象与大气科学、林学、农学及水资源等领域,体现出综合性和交叉性特点。(3)在全球气候变化背景下,目前陆地生态系统碳水耦合关系的研究主要以通量观测站为依托,结合模型模拟、稳定同位素技术、涡度相关技术等研究手段,将单个通量站点联合扩展到多点联网格局,并结合GIS、遥感和模型等方法在面上进行观测与模拟,从而构建更大尺度的碳水资源评价模型。拓展和推移研究的空间尺度,预测时间尺度上的变异规律是近年来新兴的研究热点。     

放牧对大针茅草原建群种与优势种空间分布关系的影响

为探讨放牧下大针茅草原建群种大针茅(Stipa grandis)和优势种羊草(Leymus chinensis)及糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)种群空间分布特点及关系,本实验以内蒙古自治区锡林郭勒盟毛登牧场大针茅草原建群种大针茅、优势种羊草和糙隐子草为研究对象,通过野外试验,以地统计学为基础,采用半方差函数、分形维数及克里格插值法,分析了围封(CK)和放牧(G)样地大针茅、羊草及糙隐子草种群小尺度空间分布关系。结果表明:围封样地大针茅、羊草及糙隐子草植株密度分别为10.94株/m~(2 )、12.95株/m~(2 )、13.60株/m~(2 ),放牧样地植株密度分别为16.84株/m~(2 )、48.28株/m~(2 )、28.63株/m~(2 ),放牧显著增加大针茅、羊草及糙隐子草种群密度(P0.05);半方差函数进行模型拟合发现,大针茅、羊草及糙隐子草种群空间分布函数关系均符合高斯模型;通过对空间分布函数关系分析,围封和放牧样地结构比为G (93.3%) CK(60.4%),表明放牧样地大针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,而围封大针茅种群则受随机性因素影响较大;围封和放牧样地分形维数值为CK(1.796) G(1.361),表明放牧样地大针茅、羊草和糙隐子草所形成的空间分布格局相比围封样地较为复杂,大针茅空间分布对羊草和糙隐子草空间分布的依赖性较弱;通过立体图分析,在放牧利用过程中,羊草处于中低密度时,及糙隐子草处于高密度时,均与大针茅种群间的关系从围封中的竞争关系变为放牧过程中的亲和关系,可见放牧导致种间关系改变。     

葡萄溃疡病菌限制性内切酶介导整合方法的建立及转化子库的构建

[目的]摸索葡萄溃疡病菌(Lasiodiplodia theobromae)限制性内切酶介导整合(Restriction enzyme mediated integration,REMI)的转化方法,并构建CSS-01s (L.theobromae)的REMI转化子库.[方法]利用REMI转化方法,将线性化的含有潮霉素抗性基因(Hygromycin phosphotransferase gene,Hyg)的pUCATPH质粒转化CSS-01s菌株的原生质体;测定其对潮霉素B的敏感浓度,摸索不同酶解液和酶解时间对原生质体制备的影响,统计不同限制性内切酶酶量对转化效率的影响,以摸索出的最优条件构建CSS-01s菌株的REMI转化子库,采用Southern blot的方法验证转化子.[结果]首次建立了一套L.theobromae的REMI转化方法,经转化得到包含6 000余个转化子的L.theobromaeCSS-01s转化子库,随机挑选的5个转化子经Southern blot分析,质粒均插入到了Hind Ⅲ相应的酶切位点处.[结论]浓度为2％崩溃酶+2％蜗牛酶酶混合液、酶解4h为原生质体获得的最优条件,每管转化体系中加入30 UHind Ⅲ时转化效率最高,该方法可以用来获得大量不同表型的REMI转化子.     

基于参数优化的人工灌丛生态系统碳水通量模拟

荒漠草原是陆地生态系统中最为脆弱且受人类干扰较为严重的生态类型之一,精准模拟其碳水通量及对人为干扰的响应,不仅能够揭示其复杂的生态学过程,而且还可为人为生态修复和保护提供决策依据。生态模型能够有效地模拟陆地生态系统的碳水循环过程,但模型众多的参数及其取值的合理性限制了其普遍应用,故探索参数优化是提升生态模型应用的有效途径。利用PEST参数优化方法和涡度相关观测数据对Biome-BGC模型的生理生态参数进行优化,在评估参数优化效果的基础上模拟了1986-2018年宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的总初级生产力（Gross primary productivity,GPP）和蒸散（Evapotranspiration,ET）。结果表明：（1）参数优化可以改善Biome-BGC模型对荒漠草原区人工灌丛生态系统GPP和ET的模拟效果,参数优化后模拟的GPP和ET均更接近于观测值,其中月尺度的模拟效果更佳;（2）基于PEST的Biome-BGC模型参数优化方法具有较强的普适性,优化后的参数可推广应用于荒漠草原区人工灌丛生态系统长时间序列的GPP和ET模拟;（3）宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的GPP在1986-2018年呈缓慢上升趋势,增幅为1.47 g C m^-2 a^-1,但ET的年际变化率较大,且无显著变化趋势。     

甲醇生物转化合成化学品的研究进展

甲醇来源丰富、价格低廉,已成为生物制造行业极具吸引力的底物之一。构建微生物细胞工厂实现甲醇到增值化学品的生物转化,具有过程绿色、条件温和、产品体系多样等优势,不仅能拓展基于甲醇的产品链,还能缓解当前生物制造“与民争粮、与粮争地”的问题,是实现绿色生物制造的重要手段。因此,阐明不同天然甲基营养菌中涉及甲醇氧化、甲醛同化和异化途径对于后续基因工程改造工作至关重要,也更有利于构建新型非天然甲基营养菌。本文讨论了甲基营养菌中甲醇代谢途径的研究现状,并结合近年来天然和人工合成甲基营养菌在甲醇生物转化中的应用进展及面临的挑战。