天然产物类药物的合成生物学研究

结构复杂多样的天然产物是现代药物的重要组成部分和新药发现的重要源泉。建立在基因工程及代谢工程、合成化学、基因组学、系统生物学等学科基础上的合成生物学研究对于结构复杂的天然产物类药物研究有特殊的意义。核心是通过在发酵友好、高效的微生物中设计、构建目标化合物的生物合成途径,经系统地调控和优化由重组微生物发酵生产来源稀缺的天然产物类药物或前体。该方法是不远的将来解决来源、成本与环境、资源协调问题最好的途径之一,也是解决海洋天然产物或特殊生境微生物药物面临的如何持续供应化合物这一个瓶颈问题的最佳选择。该文将对天然产物类药物合成生物学研究涉及的主要策略和重要进展进行阐述。     

风蚀和沙埋对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺水分和光合作用的影响

塔克拉玛干沙漠南缘风沙活动十分频繁, 风蚀和沙埋是该地区自然植被生长发育的重要影响因子。该文以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区, 以该区域主要建群种植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象, 对一次强沙尘天气过后沙丘表面5种不同风蚀沙埋状况的骆驼刺植物进行标定(包括10 cm风蚀、5 cm风蚀、不蚀不积、10 cm沙埋、30 cm沙埋), 天晴后测定其叶水势、叶片含水量、光合参数和叶绿素荧光等参数, 分析研究自然环境条件下风蚀和沙埋对骆驼刺水分和光合作用的影响。结果表明: (1)风蚀显著降低了骆驼刺叶水势和叶片含水量, 进而导致植物气孔导度降低, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的下降。风蚀的植物水分利用效率低于沙埋, 特别是在10 cm风蚀深度明显降低。 (2)沙埋增加了骆驼刺的叶水势、叶片含水量和气孔导度, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的上升, 水分利用效率也得到提升。(3)风蚀条件下骆驼刺所受胁迫增加, 但可以通过增加活性反应中心的数量和光化学效率来抵消胁迫造成的不利影响。沙埋条件下骆驼刺受胁迫减轻, 反应中心吸收的光能和用于光化学反应的能量随着沙埋程度增加而减小, 这是骆驼刺适应风沙环境的一种生存策略。(4)与5 cm风蚀以及10 cm沙埋相比, 10 cm风蚀显著抑制骆驼刺的生长, 30 cm沙埋则会显著促进骆驼刺的生长。     

不怕蓝耳病的基因编辑猪

猪呼吸与繁殖综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)是PRRS病毒引发的一种严重危害养猪业的传染病,具有高变异性、持续性感染和免疫抑制等生物学特性。因病猪具有耳部变蓝的症状被俗称为"蓝耳病",又被称为养猪业中的"艾滋病"。猪肺泡巨噬细胞上的CD163蛋白是猪呼吸与繁殖综合征病毒的主要受体,研究者利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除猪受精卵中的CD163基因第七外显子,成功制备出具有猪呼吸与繁殖综合征抗性的活体猪。这是抗猪呼吸与繁殖综合征的相关工作中一项里程碑式的研究成果,为该病未来的防治工作提供了新的思路和广阔的应用前景。     

基于生物信息学对部分鸡形目鸟类系统发生关系的研究

本研究从GenBank下载了31种鸡形目鸟类、2种雁形目鸟类、1种戴胜目鸟类、1种佛法僧目鸟类和1种犀鸟目鸟类的线粒体16SrRNA基因的部分序列。经比对后序列长度为1384bp,其中有400个变异位点。A+T平均含量为54.2%,C+G平均含量为45.8%。贝叶斯系统发生分析揭示出鸡形目和雁形目分别形成单系。研究表明:(1)珠鸡科是鸡形目中较为原始的一个类群;(2)传统分类中的雉亚科和鹑亚科并非分别形成单系;(3)吐绶鸡科和松鸡科与雉科的亲缘关系较近;(4)孔雀属、Francolinus和Bambusicola之间的亲缘关系较近;山鹑属与多个雉亚科的亲缘关系较近;(5)雉科内各个属的属内分化主要发生于后中新世-更新世期间。     

鸭C4BPα的克隆、表达及其与鸭疫里默氏菌的互作

为研究鸭C4结合蛋白(C4b-binding protein,C4BP)与鸭疫里默氏菌(Riemerella anatipestifer,RA)的相互作用,对鸭C4BPα进行克隆、原核表达,免疫小鼠制备多克隆抗体,并利用间接免疫荧光试验及斑点杂交试验验证C4BP与RA的相互作用。结果显示,鸭C4BPα核苷酸序列全长为1230bp,与鸡C4BPα的相似性最高(82.1%);系统进化树分析发现,鸭C4BPα与鸡C4BPα处于同一系统进化树分支上,两者遗传进化关系最近;C4BPα在大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3)中能高效表达,重组蛋白以胞内可溶性形式存在;多克隆抗体效价超过1∶10000,并且可以与重组蛋白发生特异性反应;间接免疫荧光试验和斑点杂交试验结果显示RA与鸭C4BP可以发生相互作用。研究结果为进一步揭示RA的致病机制奠定了基础。     

光照条件对麻类作物发育影响的初步研究

1.从三种洋麻品种对不同光照长度反应的结果,说明洋麻在短日照条件下发育显著加速;“塔什干”在短日照及上海自然日照下植株转向发育均较早,“普通洋麻”“嫁接洋麻”在短日照下发育最快,三个品种在长光照下植株发育均显著延缓。 2.洋麻植株在经过一定短日照的天数处理后,即可显著提早现蕾,亦即完成光照阶段。但是现蕾後如无适当的光照条件仍不能继续开花。植株在开花後如移入不适合的光照条件下,则植株不能继续现蕾开花而上部植株乃继续营养生长,这可能与这种植株自下而上向顶的不断开花习性有关。     

温度对温敏核雄性不育水稻花粉育性与花药蛋白质的影响

温度对温敏不育水稻二九青Ｓ花粉育性的影响极为明显,在３０℃高温下,其花粉接近全不育;２０℃低温下花粉不育度亦高,但不及３０℃高温下显著。与原种二九青相比,高低温均使二九青Ｓ花药可溶性蛋白质含量明显增加,低温下更为显著;蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ图谱表明经３０℃处理的二九青Ｓ花药蛋白质组分比原种二九青少了３条谱带。安农Ｓ－１在高温下花药中无花粉发育;而花药可溶性蛋白质含量高于适温（２５℃）下;ＳＤＳ－Ｐ     

人胃粘膜G、D细胞与肠化生关系的研究

用免疫细胞化学和原位杂交技术探讨G、D细胞及胃泌素mRNA与肠化生的关系。标本来自胃镜活检的胃粘膜。结果显示,在与大肠化生区相邻的胃粘膜,G细胞突变消失,假幽门腺化生也缺乏G细胞,而淖肠化生仍保留少数G细胞;D细胞不仅见于小肠化生,而且也出现在假幽门腺化生以及某些大肠化生区。胃泌素mRNA仅限于G细胞分布区,未出现在大肠化生区和假幽门腺化生区,G细胞及胃泌素mRNA在大肠化生区的消失,可能由于局部杯状细胞分泌的硫酸粘蛋白改变了局部的微环境,从而影响了G细胞的分化与发育,至于假幽门腺化生区G细胞及胃泌素mRNA消失的原因还不清楚,应继续研究。     

葡萄酒发酵过程中酵母菌之间相互抑制作用的研究

目的确定葡萄酒发酵过程中不同酵母间相互抑制作用产生的原因。方法采用透析袋发酵法通过单因素实验、上清液抑菌实验和双向电泳等方法,确立溶氧、酒精度、pH、氮源、生存空间以及分泌蛋白等因素对非酿酒酵母衰亡的诱导作用。结果溶氧、酒精、pH、氮源及生存空间的竞争并不是非酿酒酵母提前衰亡的主要原因,酿酒酵母菌产生的代谢产物对非酿酒酵母的提前衰亡具有很强的诱导作用。结论酿酒酵母分泌的分子量小于10kDa的代谢产物和一些分子量超过10 kDa的蛋白类物质均对克鲁维酵母等非酿酒酵母的衰亡具有诱导作用。     

多肉植物劳尔的组织培养

以多肉植物劳尔(Sedum clavatum)叶片为外植体, 通过诱导愈伤组织、愈伤组织分化新芽、芽生根和无菌苗移栽等步骤建立劳尔无菌苗快速繁殖体系。研究结果表明, 诱导劳尔叶片愈伤组织的最佳培养基为MS+3.0 mg·L^–1 6-BA+0.1mg·L^–1 NAA+1 mg·L^–1 KT, 诱导率达95.7%; 愈伤组织诱导分化新芽的最佳培养基为3/4MS+3.0 mg·L^–1 6-BA+0.3 mg·L^–1NAA, 分化率达80%; 芽生根的最佳培养基为1/2MS+0.03 mg·L^–1 NAA, 生根率可达94.89%; 采用珍珠岩:蛭石(1:2)作为基质移栽培养生根苗, 成活率达90%以上。实验成功建立了劳尔快速繁殖体系。