东亚特有珍稀蕨类植物岩穴蕨(碗蕨科)高通量转录组测序及分析

岩穴蕨(Monachosorum maximowiczii)隶属于碗蕨科稀子蕨属, 是东亚中高海拔地区所特有的珍稀濒危植物。为了在分子水平对该物种有进一步的认识, 本文首次利用二代高通量测序技术(RNA-seq)对岩穴蕨进行了转录组测序分析。通过Illumina Hiseq 2500测序平台, 共计获得4.95 Gb原始数据(raw data), 经过滤后得到4.83 Gb有效数据(clean reads), 并进行从头组装得到了101,448条unigene。其中, 54,106条unigene预测到完整的开放阅读框。我们利用目前已知的51个植物基因组数据, 对岩穴蕨的unigene进行了详尽的功能注释, 并通过GO、COG、KEGG注释进一步了解了这些编码基因的作用方式、特征以及所参与的代谢通路。同时, 转录因子分析结果也为岩穴蕨的环境适应机制研究提供了初步线索。     

将微生物学课程构建成创新型人才培养的平台

微生物学是当代生命科学中一门重要的基础必修课。介绍了南开大学微生物学课程组在教学实践中,坚持以教学内容改革为核心,优化教学方法为手段,通过课内外交流、多媒体和教学网站等现代化教学形式实现教学中心的转移,充分体现现代化教学理念,发挥学生的主体作用。建立了适应现代教学理念的教学体系,使微生物学课程成为既培养具有雄厚的基础理论知识又具有创新性思维的人才培养平台。     

假单胞菌甲苯单加氧酶基因的克隆表达及其在手性亚砜合成中的应用

在手性亚砜类药物合成领域,利用单加氧酶催化硫醚底物生成手性亚砜中间体是最便利和绿色的新方法。但是,现阶段具有高底物耐受、高选择性和高活性的加氧酶相当匮乏。本研究从课题组前期获得的能够高效催化硫醚生成手性亚砜的假单胞菌中克隆出编码甲苯单加氧酶的两个基因,构建共表达载体进行重组表达。最后将整细胞作为催化剂催化苯甲硫醚,初步探讨其在生物催化合成苯甲亚砜中的活性。结果表明,成功获得了这两个基因的可溶性的重组蛋白。而且,该重组蛋白具有一定的催化活性,能够有效催化少量的苯甲硫醚生成苯甲亚砜。本研究将为以后更深入的利用生物酶重组蛋白催化硫醚底物生成对应的手性亚砜打下基础。     

甜瓜果肉颜色相关的分子标记开发和应用

橘色果肉是当前甜瓜育种中的重要性状之一。该研究根据橘肉甜瓜材料与非橘肉甜瓜材料,在甜瓜橘色果肉控制基因(CmOr)缺失位点(Insert/Deletion)开发出了InDel-Or1标记。利用InDel-Or1标记对28份甜瓜材料进行基因型检测。结果显示:橘肉甜瓜表现为非缺失带型或杂合带型,非橘肉材料表现为缺失带型,标记多态性与果肉颜色共分离。进一步利用InDel-Or1对2个由白色果肉与橘色果肉杂交得到的F2分离群体进行果肉颜色的鉴定,检测准确率分别为97.4%和95.3%。研究表明,InDel-Or1标记在甜瓜果肉颜色的实际鉴定中具有较高的准确性,能够大大提高育种选择的效率,缩短育种周期。     

蒸汽爆破处理沙柳原料酶解条件优化

研究蒸汽爆破预处理对沙柳原料酶解效果的影响,通过响应曲面实验设计法优化蒸汽爆破处理沙柳原料的酶解工艺。结果表明,蒸汽爆破预处理沙柳原料的最佳蒸汽爆破处理条件：压力3.5 MPa、维压时间300 s; 蒸汽爆破最佳酶解条件：pH 4.8、温度53.5 ℃、 每克底物酶加量29.8 FPU。在最优条件下,蒸汽爆破处理沙柳原料的酶解率可以达到最大值87.92%,并验证了数学模型的有效性,试验结果表明蒸汽爆破预处理可以有效提高沙柳原料的水解率。     

抗四环素单链抗体基因的构建与序列测定

目的：构建抗盐酸四环素的单链抗体（scFv）基因。方法：以抗盐酸四环素单克隆抗体杂交瘤细胞株的总RNA为模板,用RT-PCR法扩增全套抗体轻、重链基因;经重叠延伸反应,以编码柔性多肽（GIy4Ser）3的基因为接头,将轻、重链基因组装为完整的seFv基因,并克隆到pGEMT-Easy载体中进行测序分析。结果：所克隆的四环素scFV基因全长为735 bp,为VH-Linker-VL结构,VH基因为354bp,Linker为（Gly4Ser）3多肽的核酸序列,VL基因为336 bp。结论：构建了抗四环素的单链抗体基因,为进一步用于四环素的残留枪测奠审某础．     

铜绿假单胞菌pcr2基因功能的研究

Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,TTSS)是铜绿假单胞菌的重要致病因子,pcr2基因位于TTSS基因簇中popN操纵子的第三位,有关该基因的具体功能研究还是空白。首先,本研究采用定点诱变方法构建pcr2-突变体,发现TTSS表达和分泌ExoS和ExoT蛋白的能力显著下降,在HeLa细胞感染实验中,ExoS和ExoT蛋白注入细胞的数量明显低于野生型菌株。其次,我们采用细菌双杂交系统研究了Pcr2蛋白与其它蛋白结合的可能性,发现Pcr2蛋白与PscB蛋白一起能够结合PopN蛋白,同时Western blot实验发现Pcr2蛋白能够调控PopN蛋白的分泌。最后,实验发现Pcr2蛋白本身也能够分泌到细胞外,可能与TTSS分泌器的早期形成过程有关。     

白念珠菌胞内铁离子存储转运系统的研究进展

白念珠菌是一种常见的条件致病性真菌。为了在宿主体内复杂的铁离子微环境中定居、生长和繁殖,该菌在长期的进化过程中演化出一系列复杂的铁离子稳态调控网络,包括位于细胞膜表面的铁离子吸收系统和位于细胞内的铁离子储存、转运及利用系统。本文结合课题组研究工作,简要综述近几年关于铁离子吸收、储存及转运机制的研究进展,主要关注细胞内铁离子的储存、转运,尤其是线粒体在胞内铁离子代谢及稳态维持方面的作用。     

沙柳原料高浓度底物酶解发酵乙醇工艺

为了提高沙柳生物转化过程的经济可行性,考察了沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸、超微粉碎+稀碱预处理后高浓度底物补料酶解的效果,并对其高浓度水解糖液进行了乙醇发酵。结果表明:蒸爆处理法水解效果最好,通过补料酶解,底物质量分数可以达到30%,酶解液中总糖质量浓度达到132 g/L,葡萄糖质量浓度105 g/L;超微粉碎+稀酸预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度达到123 g/L,葡萄糖质量浓度73 g/L;超微粉碎+稀碱预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度133 g/L,葡萄糖质量浓度77 g/L。3种预处理使沙柳原料的酶解糖液都可以较好地被酿酒酵母利用发酵产乙醇,蒸爆处理原料的酶解糖液乙醇发酵效果最好,乙醇质量浓度达到47 g/L。     

小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

△8途径是合成多不饱和脂肪酸的替代途径,△8-脂肪酸脱氢酶是该途径的关键酶之一.根据已报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从小眼虫藻基因组DNA和cDNA中扩增得到该基因片段,序列分析表明:结构基因长1 266 bp,编码421个氨基酸;该基因没有内含子,比已经报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因长6bp,并且N末端序列也有所不同.利用酿酒酵母的载体pYES2.0构建△8-脂肪酸脱氢酶表达载体pYEFD,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在选择培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YD8.YD8在合适的培养条件下,添加外源底物二十碳二烯酸和二十碳三烯酸并诱导基因表达.脂肪酸甲酯气相色谱分析表明小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效表达,将二十碳二烯酸和二十碳三烯酸分别转化成二高-γ-亚麻酸和二十碳四烯酸,其底物转化率分别达到了31.2%和46.3%.