转录组学对转基因杨树表型变化的代谢调控机制解析北大核心CSCD

D型细胞周期蛋白(D-type cyclin)调控着细胞周期G1/S的转变,在植物生长发育过程中发挥重要作用。转基因杨树PtoCYCD2;1(OE-PtoCYCD2;1)植株出现明显的表型变化,株高降低,茎粗变细且叶片发生卷曲。该研究以转基因杨树OE-PtoCYCD2;1为研究材料,通过转录组学测序和生理指标变化并结合植株表型特征分析PtoCYCD2;1在植物生长发育中的功能,为研究木本植物D型细胞周期蛋白功能提供理论基础。结果表明:(1)在OE-PtoCYCD2;1中共鉴定得到1269个差异表达基因,其中有700个上调表达,569个下调表达。分析发现,有26个属于AP2/ERF转录因子的基因上调表达;有8个下调的差异表达基因富集在木质部合成通路中;在碳代谢通路中共富集27个下调差异表达基因,其中有8个基因富集到卡尔文循环通路中。(2)qRT-PCR实验结果显示,9个差异表达基因的qRT-PCR结果与RNA-seq测定的表达水平变化趋势一致,表明所用RNA-seq结果可靠。(3)生理指标分析发现,与野生型(WT)相比,转基因杨树OE-PtoCYCD2;1的幼叶和成熟叶的总叶绿素含量分别增加57.36%和78.22%;成熟叶的可溶性糖含量下降了12.72%;幼叶和成熟叶中的木质素含量分别下降了4.48%和8.03%;幼茎和成熟茎中的木质素含量分别下降了20.03%和31.63%。研究认为,转基因杨树OE-PtoCYCD2;1通过影响杨树碳代谢和木质素合成过程中相关基因的表达,从而造成转基因植株相应代谢物含量减少,最终导致植株表型改变,总体生物量降低。     

淮河水系日本沼虾群体遗传结构和系统演化的线粒体COI序列分析

测定了淮河水系17个日本沼虾(Macrobrachium nipponense)野生群体共248个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI)部分序列,获得623 bp核苷酸片段,包括48个变异位点,定义了31个单倍型,共享单倍型有12个,整体单倍型多样性和平均核苷酸多样性均处于中间水平。AMOVA分析表明,17个群体间的遗传分化系数Fst=0.041 3(P0.05),群体间遗传分化较小。Kimura 2-paramter遗传距离在五河与焦岗湖、花家湖及瓦埠湖群体间最大,为0.014,在高邮和邵伯湖群体之间最小,为0.003。MP系统树与单倍型进化网络关系图具有较高的一致性,31个单倍型被分为3个进化枝,其中一个进化枝主要以下游群体为主,另外2个进化枝主要以中游群体为主。群体中性检验、错配分析表明,淮河日本沼虾近期曾经历过种群扩张。     

滇西太保山森林公园子囊菌门虫生真菌物种多样性及其消长动态

云南及青藏高原存在着丰富的虫生真菌资源。本文选择云南省保山市省级城市森林公园太保山森林公园为研究区域, 对子囊菌门虫生真菌物种多样性及其季节消长动态开展了系统研究。在2016年每月采集土样和罹病昆虫, 分离虫生真菌菌株, 采用多基因(nrSSU, nrLSU, EF-1α, RPB1和RPB2)系统发育分析进行物种鉴定, 通过α多样性分析来研究虫生真菌的数量特征和种群消长动态。太保山森林公园子囊菌门虫生真菌全年均有分布, 共获得395个菌株, 包括3科9属24种; 优势属为虫草属(Cordyceps) (6个种199个菌株), 白僵菌属(Beauveria) (5个种80个菌株), 优势种依次为Akanthomyces sp.、Cordyceps tenuipes、C. cicadae、C. fumosorosea和Beauveria bassiana。7月菌株检出率最高(85株, 占总数的21.4%), 8月物种丰富度(15种)和多样性指数(2.35)最高。在5个优势种中, 只有Cordyceps cicadae受季节变化影响较大, 集中分布于5-9月, 7月分布最丰富(35株, 占该月菌株总数的41.2%); 其他4个种一年大部分时间(11或12个月)都能检测到。结果表明, 太保山森林公园子囊菌门虫生真菌资源丰富, 多数优势种对季节变化适应能力较强。     

人工神经网络模型及其在农业和生态学研究中的应用

对于一些复杂的农业生态系统,人们对其生态过程了解较少,且这些系统的不确定性和模糊性较大,用传统的方法难以模拟这些系统的行为,神经网络模型因为能较精确地模拟这些系统的行为,而引起生态学者们的广泛兴趣。该文着重介绍了误差逆传神经网络模型的结构、算法及其在农业和生态学中的应用研究。误差逆传神经网络模型一般采用三层神经网络模型结构,三层的神经网络模型能模拟任意复杂程度的连续函数,而且因为它的结构小而不容易产生与训练数据的过度吻合。误差逆传神经网络模型算法的主要特征是:利用当前的输入误差对权值进行调整。在生态学和农业研究中,误差逆传神经网络模型通常作为非线性函数模拟器用于预测作物产量、生物生产量、生物与环境之间的关系等。已有的研究表明:误差逆传神经网络模型的模拟精度要远远高于多元线性方程,类似于非线性方程,而在样本量足够的情况下,有一定的外推能力。但是误差逆传神经网络模型需要大量的样本量来保证所求取参数的可靠性,但这在实际研究中很难做到,因而限制了误差逆传神经网络模型的应用。近年来人们提出了强制训练停止、复合模型等多种技术来提高误差逆传神经网络模型的外推能力,也提出了Garson算法、敏感性分析以及随机化检验等技术对误差逆传神经网络模型的机理进行解释。误差逆传神经网络模型的真正优势在于模拟人们了解较少或不确定性和模糊性较大系统的行为,这些是传统模型所无法实现的,因而是对传统机理模型的重要补充。     

大孔吸附树脂AB-8和十八烷基硅胶色谱分离纯化蛹虫草发酵液中虫草素工艺研究

主要研究了从蛹虫草发酵液中提取虫草素的工艺,确定了大孔吸附树脂AB-8及十八烷基键合硅胶反相层析柱对蛹虫草发酵液中虫草素的分离条件;吸附最佳工艺条件为上样液p H6,上样浓度0.4mg/m L,上样量5BV,吸附流速1.0BV/h;解吸最佳工艺条件包括解吸液20%乙醇,解吸体积15BV,解吸流速4BV/h。得到的解吸液进一步以十八烷基键合硅胶分离,条件为上样液p H6,梯度洗脱,流动相为p H6的水和p H6的乙醇。洗脱液通过结晶和重结晶得到精制虫草素。三步得到的虫草素纯度分别达到40%、90%和99%以上。     

《环境工程微生物学》课程建设的探索与实践

通过在教材建设、课堂教学、实验教学以及多媒体手段应用等诸方面进行的探索与实践,尝试对课程的多个方面进行改革,提高《环境工程微生物学》课程的教学质量。     

根癌土壤杆菌SCUEC1菌株尼古丁降解代谢中agnE基因的克隆与功能鉴定

【目的】本研究对尼古丁降解菌根癌土壤杆菌SCUEC1菌株中agnE基因进行克隆表达,并对agnE基因表达蛋白进行功能鉴定。【方法】通过PCR扩增获得agn 全长基因(1029 bp),构建重组质粒pET28a-agnE,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,采用SDS-PAGE检测重组蛋白。以2,5-二羟基吡啶作为反应底物,在检测波长320 nm下测定反应液吸光度值,进一步研究温度、pH值和金属离子对AgnE蛋白酶活性的影响。【结果】克隆得到基因agnE,构建了p ET28a-agnE重组质粒并进行了表达,AgnE蛋白分子量为42.0 kDa,表达蛋白以包涵体形式存在于细胞中。酶促反应0、5、10、20 min时反应液吸光度分别为0.6170、0.2273、0.0907、0.0667。在pH 8.0、温度20°C下,AgnE蛋白具有较高的2,5-二羟基吡啶双加氧酶活性,且Fe2+对酶活性具有明显的促进作用。【结论】明确了Agn E蛋白具有2,5-二羟基吡啶双加氧酶活性。     

甲胺磷农药对小白菜中几种抗氧化物的影响

以小白菜为研究对象,喷洒一定浓度甲胺磷农药后,测定7d内小白菜体内可溶性蛋白质的含量及各种抗氧化物如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、谷胱甘肽（glutathione,GSH）、谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-transferase,GST）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPX）等活性的变化。结果表明,喷药后第1天各种物质含量相对与对照变化不大,第2～6天小白菜中蛋白质、GSH、SOD、CAT都高于对照,而GPX、GST的含量低于对照,第7天都又还原到与对照接近。说明有机磷农药喷洒后植物体内产生了氧自由基,进而诱导细咆内防御活性氧自由基毒害的物质产生,5～6天后机体恢复正常。实验为食品卫生检验提供了一个参考标准。     

广州市森林土壤水化学和元素收支平衡研究

为了探讨酸沉降对森林生态系统的影响,于1998年4月至1999年3月对广州市3个不同林分试验点的降雨,林内穿透雨和土壤渗透水进行了物理量测定和化学分析,据此计划了元素的收支平衡,研究表明：（1）SO4^2-和Ca^2 是土壤水中最主要的阴,阳离子,土壤水中的主要组分浓度的变化与树冠和凋落物淋溶的贡献以及土壤中一系列物理化学过程（如硝化作用,吸附作用,阳离子交换反应）有关;（2）土壤水中H^ 和Al^3 浓度的增高是土壤酸化的重要指标,可能对森林植被构成潜在危害;（3）S－沉降（＞110kg/hm^2.a)可能不是目前土壤酸化的主要原因,也没引起土壤中碱性离子的大量淋失,由于研究区土壤有较强的吸附So4^2-的能力和容量,So4^2-和与之关系密切的Ca,Mg,K等元素在土壤中处于积累阶段;（4）过量的N沉降（＞20kg/hm^2.a)和NH4^ 的硝化 作用是广州市森林土壤进一步酸化的主要原因,由于该地区NOx排放量逐年上升,因此N沉降对森林生态系统的负面影响会进一步加剧。     

人干扰素INF-ω在植物乳杆菌中的表达与鉴定

目的以植物乳杆菌为载体,将干扰素IFN-ω基因导入植物乳杆菌内,作为先期探索和尝试,构建重组阴道微生态菌株。方法采用抗菌肽诱导双组分调节表达系统,以细菌素SakacinA为诱导物、sapK和sapR为双组分调节基因的穿梭质粒pSIP300,将干扰素ω基因置于pstP300上,构成重组质粒psIP300-ω,在大肠埃希菌DI-ISet中进行扩增,分别电转化3株植物乳杆菌。Lacbacillus plantarum1．3,Lacbacillus plantarum 1．11,Lacbacillus plantarum 14917。结果与结论经SDS-PAGE与ELISA检测证实,成功构建了能够表达IFN-ω重组植物乳杆菌Lacbacillus plantarum 1．11／pSIIB00-ω。