2015年中国微生物遗传学研究领域若干重要进展

中国微生物遗传学研究在2015年取得了重要进展。本文回顾了2015年度中国本土科研团队在微生物遗传学领域取得的若干重要科研进展,扼要介绍了若干重点论文,展示了中国科学家在本领域的学术贡献。在基础微生物遗传学领域,明确了调控基因表达的一系列重要生物大分子的组成、结构和功能,解析了微生物免疫系统识别外源核酸片段的分子基础,阐明了多个微生物来源重要活性物质的生物合成途径及新颖的酶学反应过程,发现了微生物基因表达调控的新机理,在微生物发育、进化与群体行为生物学方面也取得一定进展。在工业微生物遗传学方面,阐明了微生物制造及其分子基础。在病原微生物遗传学方面,研究了多个致病菌的遗传调控,明晰了致病菌-宿主相互作用的遗传机制,在基因组水平解析了微生物耐药、新发病原和环境微生物的遗传机理,为致病菌防控新措施的研发提供了基础。在微生物多样性与环境微生物遗传学方面,展示了利用微生物遗传多样性的特点通过催化获得特定手性的化合物具有较好应用前景,肠道微生物组学研究方兴未艾。     

金针菇淀粉酶家族基因鉴定及其表达特性分析

本研究对金针菇淀粉酶家族基因进行了信息分析,并选用金针菇双核菌株H1123作为实验材料,分析了菌丝生长过程中淀粉酶活性和淀粉酶基因表达特性之间的关系。结果表明,金针菇淀粉酶家族包含6个α淀粉酶和1个γ淀粉酶。7个淀粉酶基因的表达量均在菌丝接种后第10天出现峰值,并与胞外淀粉酶活性呈同步变化,说明基质中淀粉的分解和利用是淀粉酶家族各成员之间相互协调的结果。其中α-Amy-1、α-Amy-4、α-Amy-5的上调幅度最大,为淀粉降解和代谢过程的主效基因。值得注意的是胞内淀粉酶基因α-Amy-1在第10天时达到约90倍的上调表达水平。我们推测：金针菇胞外淀粉酶将淀粉分解为小分子单糖的同时,其胞内淀粉酶也参与了这些糖类的吸收和运输过程。     

基于3S 技术的文昌市铺前镇生态环境敏感性分析与评价

以海南文昌市铺前镇为小尺度研究对象, 在生态环境问题实地调查基础上, 运用3S 技术与敏感性指数模型,从单一类型和多类型综合两方面进行了区域生态环境敏感性研究。结果表明: (1) 研究区当前存在土壤侵蚀、土地沙化、土地盐渍化、气象灾害、特殊生境5 大生态环境敏感性类型; (2) 在单一类型生态环境敏感性中, 土壤侵蚀敏感性较突出, 其极度、高度和中度敏感区分别占研究区总面积的2.21%、56.54%和41.25%, 其中, 极度敏感区主要分布于研究区东南部; 土地沙化敏感性共分不敏感、轻度和中度敏感3 个级别, 其中, 中度敏感区占研究区总面积的25.68%,集中分布于镇域东部滨海地带; 土地盐渍化敏感性共有4 个敏感级, 其中, 中度和高度敏感区主要分布于镇域西部与北部滨海地带; 气象灾害敏感性共分5 个敏感级, 其中, 中度以上敏感区均分布于镇域西南部珠溪河入海口北岸; 生境敏感性仅有不敏感和中度敏感2 个级别, 其中, 中度敏感区主要分布于镇域西部红树林区; (3) 多类型生态环境综合敏感性指数共分不敏感、轻度敏感与中度敏感3 个级别, 其中, 中度敏感区主要分布于西部沿海地带; (4) 中度及以上敏感性分布区意味着其生态环境存在较大的脆弱性和不稳定性, 在区域经济建设和生态环境保护中应受到必要关注和重视。文章为铺前镇合理布局城镇、防治生态环境指供了有益指导。     

与草菇原基形成相关的过氧化物酶基因VvDyP的结构与表达分析

DyP-type过氧化物酶作为氧化物酶家族中的一员,参与了菌体氧化应激调节反应以及基质降解等过程。本研究从草菇基因组中获得一个DyP-type 过氧化物酶的编码基因,将其命名为VvDyP。对该基因进行结构分析,结果显示草菇的DyP-type 过氧化物酶编码基因全长为 2 333bp,含有8个外显子,7个内含子;开放阅读框长为1 485bp,编码494个氨基酸。通过系统发育分析发现它与灰盖鬼伞以及糙皮侧耳DyP蛋白同源性最高;分析DyP-type 过氧化物酶编码基因在草菇各个时期的表达谱情况并进行荧光定量PCR实验验证发现,草菇的DyP-type过氧化物酶编码基因只在原基中高表达,推测DyP-type过氧化物酶编码基因可以清除过量的活性氧自由基以保证原基的正常形成。     

去叶对水曲柳和落叶松苗木当年生长及细根动态的影响

叶片被取食会导致树木生长发育和生理代谢发生显著的变化。目前对细根动态如何对叶片损失做出响应的了解仍然有限。以生物量分配和高生长策略不同的水曲柳(Fraxinus mandschurica)和落叶松(Larix gmelinii)苗木为研究对象, 进行了不同强度的人为去叶处理(叶面积去除0% (对照)、40%和80%), 采用微根管技术对细根(直径≤2 mm)生产和死亡的季节动态进行了定量观测, 同期测定了地上部分(苗高和地径)的生长。结果表明: 1)去叶降低了两树种苗高(统计上均不显著)和地径的生长, 但是对苗高生长的影响小于地径。随着去叶强度的提高, 苗木地上生长受到的影响加大, 生长季末期水曲柳苗高比对照降低3.3%-12.1%, 地径降低5.7%-23.1%; 而落叶松苗高和地径降低相对较少(< 12%)。2)去叶显著地减少了水曲柳和落叶松细根现存量(p< 0.001), 其相对增长量((去叶后现存量高峰-去叶当日现存量)/去叶当日现存量)随着去叶强度的加大而降低。3)与对照相比, 去叶后两树种细根生产量显著减少(p< 0.05), 而细根死亡量在不同处理间没有显著差异。综合来看, 去叶对水曲柳地上部分(特别是地径)生长影响较大, 而对落叶松地下部分(主要是新根)生长影响较大。研究结果为理解冠层碳供应对根系动态影响的种间差异及其机制提供了必要的理论依据。     

水温对中华鲟血清活性氧含量及抗氧化防御系统的影响

本文通过对12℃、21℃、26℃、31℃水温环境中的中华鲟的血清活性氧(ROS)含量、谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活力的测定,表明水温对中华鲟体内自由基水平及其抗氧化防御体系有着显著的影响.在鲟鱼存活的水温范围内,中华鲟依靠自身的抗氧化防御系统,可以抵御活性氧含量的变化可能产生的损害,但这种抵御作用因水温的不同而表现出不同的特点.结果表明,随着水温的升高,血清ROS和MDA含量显著升高,ROS和MDA均与水温有显著的正相关性;GSH含量随水温先升高后降低,21℃时含量最高;26℃和31℃中的SOD活力要显著高于其他温度组;GSH和SOD与水温(T)具有显著的相关性:SOD=-7.7972 17 228 T-0.2821 T2(r=0.8923,p<0.01),GSH=-146.58 32.3951 T-0.7427 T2(r=0.8661,p<0.01).在试验期间,各温度组的中华鲟的血清CAT活性并没有发生显著变化.血清MDA含量和血清ROS含量之间具有显著的正相关关系,高温(26℃和31℃)状态下ROS产生增加而造成脂质过氧化反应增加,其增加程度要显著高于其他温度组,产生一定程度的氧化应激;而低温和适温环境虽然存在ROS随水温升高而升高的规律,但血清SOD活性和血清ROS含量之间存在显著的正相关关系.试验结果表明,在一定的温度范围内,中华鲟体内的抗氧化剂和抗氧化酶系统维持着体内自由基的"自稳态",使机体的脂质过氧化反应处于较低的状态.     

广西昭平县七冲林区发现濒危珍稀动物--鳄蜥

鳄蜥 (Shinisauruscrocodilurus)隶属鳄蜥科 (Shin isauridae)鳄蜥属 (Shinisaurus) ,为独科独属独种 ,是我国特有的珍稀动物。 1 988年被列为国家一级保护动物 ,1 989年列入CITES附录I。我们于 2 0 0 2年 5月 ,在广西昭平县文竹镇七冲林区进行两栖爬行动物调查期间 ,曾在临江冲一小支流处目击一只鳄蜥 ,全长约 2 0cm ,趴在石头上 ,人未走近便跳入水中。该处海拔高度 60 0m ,为两小溪交汇处一小水潭 ,水潭面积约5m2 ,水深约 1m ,水流缓慢 ,水潭上方密布小树枝 ,潭边长有一些藤本和蕨类植物 ,有一大石头斜伸入水中。周围为茂密的常绿阔叶…     

食物对引种天蚕生长发育的影响

天蚕取食三种不同的栎属食物,对其死亡率、食叶量、幼虫期和产丝量等有明显的影响。研究结果表明：用白栎饲养的天蚕,其生长发育和产丝量等各项指标均优于用泡栎和栓皮栎饲养。白栎是天蚕最佳的寄主植物。     

菟丝子及其一种伪品的鉴别

通过原植物鉴定、药材性状和粉末显微观察,理化反应及紫外光谱扫描比较,对菟丝子(Cuscuta chinensis)及其一种伪品进行鉴别。结果表明,菟丝子及其伪品在原植物的叶、花和果实、药材质地和气味,种皮栅状组织细胞的构成及其特点、热水浸煮时发生的现象、黄酮反应结果以及紫外光谱扫描显示的最大吸收波长位置,均存在明显差异。菟丝子的伪品系十字花科植物芥菜(原变种)(Brassica juncea var.juncea)的干燥成熟种子,上述实验结果为鉴别菟丝子及其伪品提供了依据。     

贵州雷公山国家级自然保护区鱼类物种多样性及其资源保护

2005年4月至2006年11月,对雷公山自然保护区的鱼类资源状况进行了调查.调查表明,保护区共有鱼类35种,隶属4目10科30属.该区的鱼类多数为适应于山区溪流生活的种类,鲤科鱼类是其中最大的类群,构成鱼类区系成分的主体.该区有一定经济价值的鱼类包括泥鳅(Misgurnus anguillicandatus)、马口鱼(Opsariichthys bidens)、鲤(Cyprinus carpio)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)、黄鳝(Monopterus albus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、刺鲃(Spinibarbus caldwelli)、南方白甲鱼(Onychostoma gerlachi)、月鳢(Channa asiatica)等.通过实地调查,对保护区内两条主要水系(长江水系和珠江水系)的物种相似度进行了对比.