高通量测序技术在动植物研究领域中的应用

高通量测序是核酸测序研究的一次革命性技术创新, 该技术以极低的单碱基测序成本和超高的数据产出量为特征, 为基因组学和后基因组学研究带来了新的科研方法和解决方案. 在动植物研究领域, 高通量测序引领了一次具有里程碑意义的科学研究模式革新, 科研人员可利用该技术在基因组、转录组和表观基因组等领域展开多层次多方面多水平研究. 本文就高通量测序技术应用于动植物基因组学和功能基因组学研究进展进行了系统阐述, 并对当前高通量测序技术的现状和热点及未来的发展趋势作了深入剖析和讨论.     

高通量测序分析小头裸裂尻鱼皮肤和肠道的微生物多样性

【目的】解析小头裸裂尻鱼不同部位的微生物群落结构、物种组成、多样性特征以及菌群功能差异。【方法】通过Illumina MiSeq扩增子高通量测序,分析小头裸裂尻鱼皮肤黏膜、肠道黏膜和肠道内容物3个部位微生物菌群组成差异,并通过Tax4Fun预测菌群潜在功能。【结果】皮肤黏膜微生物α多样性最高,其Shannon指数显著高于肠道黏膜(P<0.05)和肠道内容物(P<0.001)。主坐标分析表明,皮肤黏膜微生物显著区别于其他2个部位。在门水平小头裸裂尻鱼3个部位相对丰度前五的微生物类群均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和蓝藻门(Cyanobacteria),其中肠道内容物中放线菌门相对丰度(46.53%)显著高于肠道黏膜(29.23%,P<0.05)和皮肤黏膜(25.83%,P<0.01);肠道黏膜中变形菌门的相对丰度(40.33%)显著高于肠道内容物(26.10%,P<0.05)。对各部位相对丰度前10的菌群进行分析发现,小头裸裂尻鱼皮肤黏...     

我国养殖水体N2O排放特征及其影响因素研究进展

养殖水体作为不可忽视的温室气体排放源,已引起社会广泛关注。本文通过文献综述分析了国内养殖水体N₂O溶存浓度、饱和度及排放通量的时空分布特征,并结合N₂O产生机制探讨了养殖水体N2O排放的影响因素。我国养殖水体N₂O介于饱和与过饱和状态,水-气界面排放通量范围为-9.82×10^-3~143.25×10^-3mg·m^-2·h^-1,养殖水体成为N₂O的重要排放源;空间变异特征表现为南方地区的排放通量显著高于北方地区,北方地区养殖水体N2O排放通量整体高于本区自然水体,而南方地区相反;从时间变化特征看,各养殖塘排放通量变化规律较为相似,大致表现为养殖中期排放量最高,养殖末期和养殖初期较低;季节变化上,夏季最高、冬春季较低。养殖水体N₂O的产生机制与其他水生生态系统相似,主要为硝化和反硝化作用,影响养殖水体N₂O在排放的因素除温度、pH、营养盐、盐度、叶绿素a等环境因素外,还与曝气活动、饵料投放、排水活动和养殖种类等人为因素有关。     

中国细突野螟属分类学研究及三新种描述(鳞翅目,野螟亚科)

记述中国细突野螟属Ecpyrrhorrhoe Hübner 3新种,包括弯细突野螟E.aduncis sp.nov.,刺细突野螟E.multispinalis sp.nov.和狭瓣细突野螟E.angustivalvaris sp.nov..文中提供了每个种的成虫和外生殖器特征图,以及本属所有中国已知种的分种检索表和分布图.弯细突野螟,新种Ecpyrrhorrhoe aduncis sp.nov.(图1,5,8)本种外形与指状细突野螟E d~italiforrnis Zhang,Li etWang,2004近似,但雄性外生殖器抱器瓣近等宽,抱器下突弯钩状,阳茎基环侧臂末端无齿,阳茎端膜有1粗大的刺,无角状器;雌性外生殖器小囊突Z形.指状细突野螟E魄锄蜘删矗之雄性外生殖器抱器瓣端部渐窄,抱器下突指状,阳茎基环侧臂近末端有齿,阳茎端膜有1束弯刺和1排小刺,有角状器;雌性外生殖器小囊突V形.正模♂,台湾台北四崁水,海拔550 ～ 600m,2006-08-04,李后魂、杜喜翠采,外生殖器玻片号GQ11127.副模1♀,采集记录同正模(外生殖器玻片号GQ11131♀).分布:中国(台湾).刺细突野螟,新种Ecpyrrhorrhoe multispinalis sp.nov.(图2～3,6,9)本种外形与红纹细突野螟E rub~inalis Hübner,1796近似,但雄性外生殖器抱器瓣端部略加宽,阳茎基环侧臂末端有齿,阳茎端膜具l根长粗刺,其基部一侧被3枚短刺.红纹细突野螟E似魄锄蠡之雄性外生殖器抱器瓣端部不加宽,阳茎基环侧臂末端无齿,阳茎端膜有3小刺束.正模♂,天津七里海,2001-09-09,尤平采,外生殖器玻片号GQl1075.副模:2♂♂,3♀♀,天津鸭淀,2001-08-04～ 2001-09-04,尤平采;10 ♂ ♂,3♀♀,山西省宁武县芦芽山保护区管理局,海拔1 450m,2011-07-19 ～24,郝淑莲、刘家宇采(外生殖器玻片号GQ11024 ♂,GQ11030♀,GQQQ1 1097 ♂);1 ♂,安徽泗县小良乡,2004-08-15,徐家生采(外生殖器玻片号GQ11028 ♂);1♂,安徽九华山柯村,2004-08-08,徐家生、张家亮采(外生殖器玻片号GQ11029♂).分布:中国(天津、山西、安徽).狭瓣细突野螟,新种Ecpy~horrhoe angustivalwaris sp.nov.(图4,7)本种与红纹细突野螟E.rud~indu Hübner,1796在外形上近似,但雄性外生殖器抱器腹背缘中部呈三角形突出,阳茎基环侧臂末端有齿,阳茎端膜有1簇短刺,角状器烟斗状.红纹细突野螟E r魄沈如之雄性外生殖器抱器腹背缘呈圆弧形突出,阳茎基环侧臂末端无齿,阳茎端膜有3小束刺,无角状器.正模♂,贵州麻阳河大河坝,海拔430m,2007-06-06,杜喜翠采,外生殖器玻片号GQ11081.分布:中国(贵州).     

罗氏沼虾缅甸野生原种rDNA-ITS区序列特征

对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)全序列特征进行了分析.罗氏沼虾ITS1长度为1 070～1 150 bp,GC含量为51.4%～52.7%;5.8S长度一致为163bp,GC含量为55.2%;ITS2长度为48...     

湘江河岸土壤中高产甲壳素脱乙酰酶菌株的筛选及鉴定

【目的】甲壳素脱乙酰酶(CDA)是将天然甲壳素生物转化为可商品化利用的壳聚糖的关键酶。本文旨在从湘江河岸的土壤中筛选可高产CDA的新菌株。【方法】以甲壳素为唯一碳源,利用4'-硝基乙酰苯胺为显色剂,通过变色圈法进行产CDA菌株初筛,产酶活性分析复筛;通过形态学和ITS区序列特征对菌株进行鉴定。【结果】从湘江(长沙段)河岸边的土壤中分离出的117株菌株中筛选到可产CDA的菌株30株,其中4株具有较强产CDA的能力。进一步经发酵产酶分析验证,菌株A1具有较强的产CDA能力,其胞外CDA酶活高达13.21 U/m L。结合形态学和ITS区序列特征,菌株A1初步鉴定为层生镰孢菌。【结论】从湘江河岸边的土壤中筛选到可高产CDA的菌株A1,具有较好的开发应用前景。     

三种种植方式对土壤微生物群落组成的影响

土壤微生物是表征土壤质量变化的敏感指标之一。借助长期定位试验, 采用磷脂脂肪酸分析方法研究了3种种植方式(玉米(Zea mays)连作、玉米非连作和撂荒)对土壤微生物群落组成的影响。结果表明, 在不同的种植方式下, 土壤微生物群落组成有明显的差异。玉米连作的土壤中总磷脂脂肪酸和细菌磷脂脂肪酸含量最低, 分别为33.12 nmol·g^-1和18.09 nmol·g^-1。非连作的土壤真菌磷脂脂肪酸和真菌/细菌分别为0.61 nmol·g^-1和3.06%, 显著低于撂荒和连作(p < 0.05), 非连作方式下, 革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌增大。撂荒土壤的总磷脂脂肪酸和细菌磷脂脂肪酸分别为42.98和24.68 nmol·g^-1, 高于耕作处理。 同时, 在撂荒方式下, 革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的含量增加, 革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌降低。主成分分析结果表明: 耕作处理(玉米连作和非连作)分布第一主成分负方向上, 第一主成分得分系数分别为-2.48和-1.84; 撂荒分布第一主成分正方向上, 第一主成分得分系数为2.31, 与连作和非连作差异显著(p < 0.05)。冗余分析(RDA)表明: 土壤pH、总氮、有效磷和土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量与磷脂脂肪酸呈正相关, 并且土壤pH和土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量对土壤微生物群落的影响最大。     

蜣螂对灵芝发酵菌丝体生长和三萜产物形成的影响

研究了几种药用昆虫对灵芝深层培养过程中细胞生长和三萜产物形成的影响。结果表明,添加不同药用昆虫对灵芝细胞生长和细胞内三萜的形成无显著促进作用(P>0.05),但蜣螂虫粉的添加,能显著促进灵芝胞外三萜的形成(P<0.01)。在添加浓度为5g/L时,胞外三萜的产量从对照的220.2±9.7mg/L提高到304.3±11.8mg/L。结果提示药用昆虫蜣螂虫粉中含有促进灵芝胞外三萜形成的功能因子。     

蛹虫草多糖和D-甘露醇深层发酵的非结构动力学模型

多糖和D-甘露醇是蛹虫草的重要药理活性成分。本文开展了蛹虫草在分批发酵过程中同时生产多糖和D-甘露醇的发酵动力学研究。利用Sigmoid函数构建了蛹虫草菌丝生长、糖基质消耗、多糖和D-甘露醇的非结构动力学模型,并根据Boltzmann方程拟合求解出各模型参数。结果显示,各模型的实测值和预测值拟合度较好。蛹虫草比生长速率在第1.0天达到最大值（μ_max）1.244d^-1;底物葡萄糖的比消耗速率在第0.6天达到最大值（q_{S, max}）2.163d^-1;多糖比合成速率在第2.0天达到最大值（q_{P, max}）51.852mg/(g·d);D-甘露醇比合成速率在第0.99天左右达到最大值（q_{D, max}）37.963mg/(g·d)。蛹虫草多糖的形成与菌丝细胞的生长呈现部分生长关联型,而D-甘露醇的形成与细胞生长呈现生长关联型关系。研究结果为利用分批发酵规模化同时发酵生产蛹虫草多糖和D-甘露醇提供了理论依据。     

昆虫资源利用及其产业化进展

主要从食用昆虫、饲用昆虫、药用昆虫、工业原料昆虫、传粉昆虫、观赏娱乐昆虫、天敌昆虫、环保昆虫以及昆虫生物反应器和昆虫在仿生学上的应用等方面全面综述了昆虫资源的利用及其产业化进展.