中国部分地方黄牛品种线粒体D-loop区的遗传变异与进化分析

测定了13个黄牛品种125个个体的线粒体D-loop区段的全序列,包括12个中国地方黄牛品种的123个个体和德国黄牛2个个体,并进行了分析。结果显示,共检测到93个变异位点,57个单倍型,平均核苷酸差异(average number ofnucleotide differences,k)为22.708,核苷酸多样度(nucleotide diversity,π)为0.0251±0.00479,单倍型多样度(haplotypediversity,Hd)为0.888±0.026,表明我国黄牛品种遗传多样性非常丰富。构建的Neighbor-Joining进化树显示这13个品种主要分成两大类型:普通牛和瘤牛;新发现的特殊类型Ⅲ只有一个西藏阿沛甲咂牛的个体,它与牦牛D-loop序列最相近,证明西藏地区的黄牛与牦牛之间存在基因渗入现象。普通牛和瘤牛在日喀则驼峰牛中占的比例分别是64.3%和35.7%,在阿沛甲咂牛中占的比例分别是50.0%和50.0%,证明了西藏的黄牛也有瘤牛类型。云南牛品种的单倍型非常丰富证明了云南在中国黄牛起源上的重要地位;在27个中国黄牛品种中(本研究11个品种以及GenBank上的16个品种)找到了中国瘤牛的核心单倍型i1,并且对它进行了讨论。同时证明了西藏瘤牛独立于中国瘤牛核心类群的特殊性。     

连续性纯合片段在畜禽基因组研究中的应用

随着高通量SNP芯片技术的快速发展和测序成本的大幅降低,SNP基因芯片和基因组重测序等技术被广泛地应用于畜禽基因组研究中。在基因组某一段区域内,当一定数量和一定密度的SNPs表现为纯合时,可以判定该区域存在连续性纯合片段(runs of homozygosity, ROH)。目前,连续性纯合片段已经逐渐成为分析畜禽群体近交程度、遗传结构等方面的重要指标之一。但是,ROH计算应用的评价标准还相对匮乏。本文系统介绍了连续性纯合片段的发展历史、原理、鉴定方法以及在畜禽群体结构解析、基因组功能分析和种畜禽品质检测等方面的应用情况,以期为畜禽遗传资源保种区和保种场在遗传多样性等动态监测方面提供参考。     

来源于海洋宏基因组塑料降解酶Ple629的耐热性提升改造

石化来源的聚酯类塑料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)以及聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene adipate terephthalate,PBAT)等已被广泛使用,但由于它们在自然界中难以降解或生物降解周期较长导致了严重的环境污染,因此对这些塑料废弃物的处理是亟待解决的问题之一。从循环经济的角度考虑,利用生物酶法对聚酯类塑料如PET或PBAT等的废弃物进行解聚,再将解聚产物进行循环利用,是一个很有潜力的研究方向。探究近年来关于聚酯塑料降解酶的报道发现,高活性且耐高温的降解酶会有更大的潜在优势。来自海洋微生物宏基因组的中温塑料降解酶Ple629,在常温下对聚酯类塑料PET和PBAT均有较好的降解活力,但由于不耐受高温,限制了其潜在应用。在前期获得Ple629三维结构的基础上,本研究基于结构比对及能量设计,找到了一些潜在提升其热稳定性的位点进行改造设计,并对突变体进行了表达纯化和热稳定性测定。突变体V80C和D226C/S281C的熔点温度(Tm)值分别提升了5.2℃和6.9℃,突变体D226C/S281C的活性也比野生型酶提高了1.5倍,为后续对Ple629的进一步改造提供了思路和依据。     

初冬季节的河北省棉田蜘蛛

利用陷阱法在1994年10月到11月间对河北省永年县棉田的蜘蛛进行了调查.共采集到8种蜘蛛,隶属于5科8属.对棉田蜘蛛的越冬蛛态、雌雄性比进行了研究.分析了越冬蛛态和雌雄性比对翌年蜘蛛种群发生的影响.     

香蕉皮类胡萝卜素提取液生物活性研究

为探究香蕉皮综合利用的可能性,采用丙酮浸提法制取色素提取液,然后以类胡萝卜素含量为指标测定了温度和光照对其稳定性的影响,同时以水杨酸法测定羟自由基清除率以考察其抗氧化活性,通过平板培养法研究香蕉皮提取液的体外抑菌作用。结果表明：高温和光照下香蕉皮丙酮提取液中类胡萝卜素的稳定性较差;其抗氧化活性则强于同浓度的抗坏血酸水溶液;香蕉皮丙酮提取液对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用。     

基于结构改造来源于大阪伊德氏杆菌201-F6的PET水解酶

聚对苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene terephthalate,PET) 塑料是由对苯二甲酸 (Terephthalic acid,TPA) 和乙二醇 (Ethylene glycol,EG) 通过酯键聚合而成的高分子聚合物,具有性质稳定、不易分解等特点,目前已成为广泛使用的一种聚酯,然而大量产生的PET废弃物同时也造成严重的环境污染。2016年,一种有效降解PET的PET水解酶在大阪伊德氏杆菌201-F6中被鉴定发现 (命名为IsPETase),且多个IsPETase结构已被解析。为了设计获得PET降解效率更高的IsPETase,针对底物结合位点Ⅱc区的天冬氨酸233 (N233) 残基进行了多种突变测试,酶活性检测实验表明,用丙氨酸替代N233可以提高IsPETase的性能,尤其是结合R280A突变后,IsPETase活性增加更为显著。此外,解析了IsPETase N233A突变体的X射线晶体结构。IsPETase N233A突变体与IsPETase野生型整体结构相似,但丙氨酸取代N233后增加了底物识别位点Ⅱ末端的空间结构,推测因此增加了IsPETase的活性。这些结果为进一步基于结构改造PET水解酶提供了新的线索。     

基于RFID技术的西方蜜蜂采集行为研究

蜜蜂能够灵活调整出巢觅食行为,从而有效保证蜂群的正常发育与繁衍.为了探索采集蜂的行为特性,本文利用由江西农业大学蜜蜂研究所与广州市远望谷信息技术股份有限公司合作研发的蜜蜂无线射频识别(RFID)系统,对西方蜜蜂进行为期38 d的全天候监控记录.结果表明: 两蜂群中分别有63.4%和64.5%的采集蜂存在轮休现象,轮休时间比例为22.5%~26.4%;轮休与非轮休蜜蜂的采集工作总量差异不显著,但轮休蜜蜂寿命显著高于非轮休蜜蜂;提前发育的采集蜂的寿命显著低于正常采集蜂.本研究丰富了蜜蜂社会行为学内容,为进一步探索蜜蜂采集行为的形成机制奠定了基础.     

我国水牛地方品种线粒体D-loop区遗传变异与起源分化

测定了我国24个地方水牛品种和2个引进水牛品种共311个个体的线粒体DNA D-Loop区序列.结果表明我国水牛遗传多样性非常丰富,共检测到256个突变位点,132种单倍型,单倍型多样度Hd为0.9288.构建的NJ系统树表明中国水牛都属于沼泽型,并且主要为2个母系起源,分别命名为SA支系和SB支系,所研究的每个地方水牛群体中2个支系都存在.SB支系中还存在两个分化也比较明显的小分支,称为SBI和SBII.所有单倍型中,H2单倍型出现频率最高,且只在24个地方品种中存在,说明H2单倍型是我国地方水牛特有的标志单倍型,也是一种古老的单倍型.中国水牛应是在本土独立驯化的.     

工业应用导向的蛋白质结构与功能研究进展

在蛋白质工程、绿色生物制造以及合成生物学等研究领域中,对重要催化反应的重塑和合成路径的优化搭建,都依赖于对相关蛋白质结构与功能的深入了解。合成生物技术近年来的飞速发展对关键菌种及生物催化过程中的蛋白质的性能提出了更高要求,相关研究的关键是获得大批量、高纯度目的蛋白,并进行快速、准确的构效关系研究。中国科学院天津工业生物技术研究所建所10年来,在工业蛋白质领域进行了多年的积累,成功搭建成了蛋白质结构生物学平台;并在植物天然产物合成相关萜类合成酶、白色污染降解的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)塑料降解酶以及生物质转化利用相关酶等方面获得了一些进展,通过对这些蛋白进行结构和功能的研究,为许多研究工作提供了理论依据。蛋白质结构功能研究相关技术的不断发展,将加速合成生物学的学术和工业应用研究,推动我国生物制造领域的科技创新升级。