我多组学关联分析揭示表观等位基因在拟南芥环境适应性进化中的作用及机制

表观等位基因一般是指仅由DNA甲基化差异引起的表达量不同的等位基因,对植物形态结构和各种生理过程具有重要影响。但自然条件下环境因素对植物表观等位基因的影响还不清楚,同时表观等位基因在植物环境适应性进化中的作用和机制还亟待探究。为了在全基组水平鉴定拟南芥(Arabidopsis thaliana)中与特定环境因素相关的表观等位基因,并分析它们参与拟南芥环境适应性进化的可能机制,本研究利用623株拟南芥生态型的转录组、甲基化组和种源地气候数据进行多组学关联分析,并同时进行了蛋白互作网络和基因富集分析。以春季和夏季降水量为例,本研究最终鉴定到5个基因(AGL36、AT2G34100、AT4G09360、LSU4和AT5G56910)可能具有相应的表观等位基因,基因内部或附近特定区域不同甲基化水平对它们的表达可能具有调控作用。其中与种子发育有关的印记基因AGL36首次被发现可能作为表观等位基因参与拟南芥环境适应性进化,其他4个基因均与生物胁迫响应有关。自然条件下降水量能影响当地病虫害的严重程度,而DNA甲基化能通过影响这4个免疫基因的表达来影响拟南芥免疫能力。在长期演化过程中有利于个体适应当地降水模式的表观等位基因受到正向选择,这可能是这些表观等位基因参与拟南芥降水适应性进化的潜在机制。通过蛋白互作网络、GO功能分析和KEGG通路分析,本研究还首次发现LSU4可能与LSU基因家族其他成员一样参与硫代谢网络,并通过影响硫代葡萄糖苷代谢参与拟南芥生物胁迫响应。     

HPLC特征图谱结合含量测定的白芍及其炮制品的质量对比研究

建立白芍、炒白芍、酒白芍、硫熏白芍HPLC特征图谱,并结合多成分含量测定,为白芍、炒白芍、酒白芍和硫熏白芍的质量控制提供参考。采用Intersustain C₁₈(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,流动相为乙腈-0.1%醋酸水溶液,流速为每分钟1 mL,梯度洗脱,检测波长为230 nm,柱温为30℃,进样量为10μL。14批白芍、炒白芍、酒白芍和硫熏白芍的特征图谱,标定了6个共有峰,并均被指认,分别为没食子酸、儿茶素、芍药内酯苷、芍药苷、1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖和苯甲酰芍药苷,而硫熏白芍标定7个共有峰,峰7为白芍硫熏后产生;且各色谱谱峰有较好的分离,但不同炮制品特征图谱存在一定差异;含量测定结果显示,白芍炒制、酒制及硫熏后,6种成分均有不同程度的变化;借助中药色谱指纹图谱相似度评价系统和SIMCA-P13.0软件对14批白芍、炒白芍、酒白芍和硫熏白芍进行相似度和正交偏最小二乘判别(OPLS-DA)分析,所建立的白芍和炮制品及硫熏品的质量评价方法稳定性、重复性好,可用于白芍、炒白芍、酒白芍和硫熏白芍的质量控制和评价。     

南五味子药材UPLC指纹图谱及一测多评法研究

建立南五味子药材超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱和6种木脂素类成分一测多评法(QAMS),为南五味子药材质量标准提高提供参考。采用UPLC法建立南五味子药材指纹图谱,运用聚类分析(HCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)对指纹图谱进行分析;以五味子酯甲为内参物,建立五味子酯丙、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素和五味子酯丁的一测多评法,并与外标法(ESM)测定结果对比,判断方法的准确性。14批南五味子药材指纹图谱确定了15个共有峰,通过对照品比对指认了其中7个成分,分别为原儿茶酸、五味子酯丙、五味子酯甲、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素、五味子酯丁,其指纹图谱相似度均在0.95以上;通过聚类分析(HCA)和正交偏最小二乘法-判别式分析(OPLS-DA)可以将南五味子药材分为4类,峰1(原儿茶酸)、峰2、峰4、峰6、峰7(五味子酯乙)、峰8、峰9、峰12、峰15共9个成分是导致产地差异性的主要标志物。一测多评法与外标法测定的五味子酯丙、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素和五味子酯丁含量结果无显著差异。所建立的方法简便、可靠,为南五味子药材质量评价提供参考。     

基于cas9/gRNA创制毛果杨PtrFLA31/34突变体

束状阿拉伯半乳聚糖蛋白（FLA）对植物生长发育都起着重要作用。基于生物信息学分析,我们识别毛果杨FLA家族有46个成员;进化分析显示毛果杨FLA家族分为A、B、C、D 4个亚族,且PtrFLA31和PtrFLA34处在进化树的一个小分支。半定量RT-PCR分析表明,PtrFLA31和PtrFLA34在毛果杨木质组织特异性、高水平表达。为了鉴定PtrFLA31和PtrFLA34在木材形成上的功能,我们用Cas9/gRNA技术敲除PtrFLA31/34,获得3株毛果杨fla31/34敲除双基因突变体材料。     

施肥深度对旱地小麦花后根系衰老的影响

研究了施肥深度对旱地小麦花后根系衰老的影响,结果层次（20－40cm)施肥,其根中保护酶系SOD,CAT活性可保持较高水平,根系活力和根可溶性蛋白质含量降低慢,抑制膜脂过氧化产物MDA的产生,利于延迟根系衰老,施肥过浅（0－20cm)和施肥过深（60－80cm）,根系衰老快,产量较低,从整体看,处理产生,利于延迟根系衰耆 ,施肥过浅（0－20cm施肥）及处理4（60－80cm施肥）差异显著,与处理3（40－60cm施肥）差异较少,可以认为,延迟旱地小麦根系衰老的施肥深度应在20－40cm左右,据此制定管理方案,以获得旱地小麦的高产高效。     

坡柳(Dodonaea viscosa L.)丛枝植原体新病原的分子鉴定

从四川攀枝花芒果园中表现为丛枝、小叶和黄花等症状的坡柳植株发病样品中,利用植原体16S rDNA基因的通用引物R16m F2/R16m R1和R16F2n/R16R2,对发病植株总DNA进行巢式PCR检测,同时设计植原体抗原膜蛋白基因(AntMP)的保守引物AntMP-F/AntMP-R进行PCR验证。结果显示,坡柳样品巢式PCR的第一轮、第二轮DNA条带大小分别为1 400 bp和1 200 bp左右,经NCBI序列相似性比较均为植原体16S rDNA序列,Gen Bank登录号为KT957205和KT957206;PCR结果显示抗原膜蛋白基因大小约600 bp,与目标基因大小一致。将测得的16S rDNA基因序列与Gen Bank数据库中登录的16SrⅠ~ⅩⅤ组植原体16S rDNA序列进行同源性比对,构建系统进化树,结果显示四川坡柳丛枝植原体(DOVI-SC)属于16SrⅠ组(即翠菊黄花组),与已报道的5个16SrⅠ组(AY101386,AY566302,AY389822,L33760和KP662119)同属一个组。利用植原体亚组分类鉴定软件iPhy Classfier对获得的2条植原体16S rDNA序列进行虚拟RFLP分析,结果显示KT957205,KT957206与16SrⅠ-B亚组洋葱黄化植原体(NC-005303)相似度分为1.0、0.97,归属于16SrⅠ-B亚组。本研究对引起四川坡柳丛枝的植原体病原进行检测,为坡柳植原体病害的早期诊断、快速检测以及预防措施制定提供科学线索。     

极地的呼唤

地球上的生命，只分布在地球的表面，下到十几公里的海底，上到几十公里的大气层，薄薄的一层里，像一个空心的球壳，科学家把这一层叫做“生物圈”，这就是生命王国的领土、领海和领空。     

家蚕bHLH转录因子Bmsage可溶性表达、纯化与结构分析

碱性螺旋-环-螺旋(Basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子在生命活动过程中发挥着重要的调控作用。Bmsage是家蚕丝腺中高量表达的一类bHLH转录因子,不仅参与了丝腺细胞在胚胎期的发育调控,而且对蚕丝蛋白的合成也有至关重要的调控作用,然而当前对其性质和结构了解不多。为研究其性质、结构和生物学功能,构建了NusA、MBP、SUMO、Trx和His融合标签的Bmsage重组原核表达载体,通过改变诱导温度和IPTG浓度,确定了Bmsage在大肠杆菌中可溶性表达的最佳载体和表达条件,进而通过镍柱亲和层析纯化获得了Bmsage,利用圆二色光谱研究了其二级结构。结果表明,NusA与MBP标签可显著增强Bmsage在大肠杆菌中的可溶性表达,但难以与Bmsage分离。SUMO标签有一定的助溶效果,并且能够与Bmsage有效分离。其他标签对Bmsage可溶性表达的效果不明显。圆二色光谱分析表明Bmsage含有α-helix结构,推测SUMO标签可能促进了Bmsage折叠形成类天然的结构。这些工作为深入研究Bmsage的性质、结构与功能建立了基础,同时也为其他类似蛋白的表达纯化提供了参考。     

叶酸受体介导的硼中子俘获疗法治疗无功能垂体腺瘤细胞

侵袭性无功能垂体腺瘤手术很难全部切除,且术后经常复发.目前临床上尚无有效药物能控制肿瘤生长.虽然放疗对肿瘤生长有一定抑制作用,但常常导致严重的并发症.硼中子俘获疗法是一种新型的二元靶向放射疗法,能最大程度杀伤肿瘤细胞而对正常组织损伤较小.叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒是一种新型的硼携带剂,能通过叶酸受体介导的细胞内吞作用被表达叶酸受体的细胞选择性摄取.本实验中,叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒能选择性地被表达叶酸受体的无功能垂体腺瘤细胞摄取,而无叶酸受体表达的其他类型垂体腺瘤细胞不能摄取这些碳纳米颗粒.叶酸受体介导的硼中子俘获疗法治疗后,无功能垂体腺瘤细胞的细胞活力显著下降,同时凋亡细胞显著增加.而单独的碳纳米颗粒孵育,或单独的热中子照射,并不能抑制肿瘤细胞活力或促进细胞凋亡.同时,叶酸受体介导的硼中子俘获治疗能导致肿瘤细胞中Bcl-2的表达显著下降和Bax的表达显著增强.综上所述,叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒为无功能垂体腺瘤的BNCT治疗提供了比较理想的硼携带剂.本研究也为侵袭性无功能垂体腺瘤的治疗提供了新的思路,同时拓展了BNCT的应用,尤其是在良性肿瘤中的应用.     

PCNA 泛素化对Hela 细胞苯并芘损伤敏感性的影响

目的:观察PCNA泛素化修饰对Hela细胞损伤敏感性的影响。方法:Western blot法检测His-PCNA及His-mutant PCNA(mPCNA,K164R)在Hela细胞中的表达。DNA损伤剂苯并芘(BaP)和依托泊苷(VP-16)分别处理Hela细胞后,MTT法检测不同细胞系对DNA损伤药物的敏感性;Western blot法检测细胞PCNA的泛素化修饰。结果:Western blot结果显示His-PCNA和His-mPCNA在Hela细胞中稳定高表达。MTT结果显示,苯并芘损伤后,稳定高表达mPCNA的细胞系与野生型及高表达PCNA细胞系相比,其细胞存活率呈明显下降趋势,而VP-16作用后,三种细胞存活率无明显差异。Western blot结果显示苯并芘损伤可特异性诱导PCNA发生泛素化修饰。结论:苯并芘损伤能够诱导PCNA发生泛素化修饰,从而降低Hela细胞对苯并芘损伤的敏感性。