结核分枝杆菌16-kDa α晶体蛋白的原核表达及纯化

目的:利用基因工程技术原核表达并纯化结核分枝杆菌α晶体蛋白(Acr)。方法:以结核分枝杆菌H37Rv株基因组DNA为模板,通过PCR方法扩增Acr的编码基因,以pCold为载体构建重组质粒,再转化到表达宿主菌大肠杆菌BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达,经SDS-PAGE和Western印迹分析和纯化该表达产物。结果:构建了具有正确基因序列的Acr重组表达质粒,重组Acr在大肠杆菌BL21(DE3)中经低温诱导得到可溶性表达;分别用6×His的单克隆抗体和16-kDa单克隆抗体对表达产物进行Western印迹分析,结果显示在相对分子质量约19 000处均有特异性条带,与预计大小吻合;纯化后蛋白纯度达90%,浓度达0.8 mg/mL。结论:表达了重组可溶性Acr,为深入研究该蛋白的生物学、免疫学活性奠定了基础。     

Integrating Horizontal Gene Transfer and Common Descent to Depict Evolution and Contrast It with “Common Design”1

ABSTRACT. Horizontal gene transfer (HGT) and common descent interact in space and time. Because events of HGT co‐occur with phylogenetic evolution, it is difficult to depict evolutionary patterns graphically. Tree‐like representations of life's diversification are useful, but they ignore the significance of HGT in evolutionary history, particularly of unicellular organisms, ancestors of multicellular life. Here we integrate the reticulated‐tree model, ring of life, symbiogenesis whole‐organism model, and eliminative pattern pluralism to represent evolution. Using Entamoeba histolytica alcohol dehydrogenase 2 (EhADH2), a bifunctional enzyme in the glycolytic pathway of amoeba, we illustrate how EhADH2 could be the product of both horizontally acquired features from ancestral prokaryotes (i.e. aldehyde dehydrogenase [ALDH] and alcohol dehydrogenase [ADH]), and subsequent functional integration of these enzymes into EhADH2, which is now inherited by amoeba via common descent. Natural selection has driven the evolution of EhADH2 active sites, which require specific amino acids (cysteine 252 in the ALDH domain; histidine 754 in the ADH domain), iron‐ and NAD⁺ as cofactors, and the substrates acetyl‐CoA for ALDH and acetaldehyde for ADH. Alternative views invoking “common design” (i.e. the non‐naturalistic emergence of major taxa independent from ancestry) to explain the interaction between horizontal and vertical evolution are unfounded.     

土地利用变化对海南土壤水源涵养功能的影响

热带地区已有大量原始林转变为其他土地利用类型,影响了陆地生态系统的水源涵养功能.为了明确热带原始林转变为其他土地类型对土壤水源涵养功能的影响,在海南中部山区选择4种典型土地利用类型,包括林龄大于100年的原始林(VF)、10年生次生林(SF)、12年生槟榔林(AF)和35年生橡胶林(RF),评估土地利用变化对土壤持水性能和水源涵养功能指数(SWI)的影响.结果表明: 与原始林相比,表层土壤(0～10 cm)中,其他土地类型土壤持水性能指标均降低,12年槟榔林各土层指标均最低.土壤含水量和最大持水量与植被郁闭度、土壤有机质和土壤容重显著相关,表明郁闭度、土壤有机质和紧实度的改变是土壤持水性能变化的重要原因.与原始林相比,次生林、槟榔林和橡胶林土壤水源涵养功能分别减少27.7%、54.3%和11.5%,不同土层的差异各异,橡胶林仅表层土壤水源涵养功能显著降低.植被郁闭度、土壤有机质和土壤容重可解释土壤水源涵养功能变量的83.3%.土地利用转变显著改变了土壤持水性能和土壤水源涵养功能,相比12年槟榔林,35年橡胶林能更好地保持土壤水分,土地管理中增加土壤有机质和减少土壤紧实度可改善土壤持水性能及水源涵养功能.     

Molecular evolution of cytochrome c oxidase: rate variation among subunit VIa isoforms

Cytochrome c oxidase (COX) consists of 13 subunits, 3 encoded in the mitochondrial genome and 10 in the nucleus. Little is known of the role of the nuclear-encoded subunits, some of which exhibit tissue-specific isoforms. Subunit VIa is unique in having tissue-specific isoforms in all mammalian species examined. We examined relative evolutionary rates for the COX6A heart (H) and liver (L) isoform genes along the length of the molecule, specifically in relation to the tissue-specific function(s) of the two isoforms. Nonsynonymous (amino acid replacement) substitutions in the COX6AH gene occurred more frequently than in the ubiquitously expressed COX6AL gene. Maximum-parsimony analysis and sequence divergences from reconstructed ancestral sequences revealed that after the ancestral COX6A gene duplicated to yield the genes for the H and L isoforms, the sequences encoding the mitochondrial matrix region of the COX VIa protein experienced an elevated rate of nonsynonymous substitutions relative to synonymous substitutions. This is expected for relaxed selective constraints after gene duplication followed by purifying selection to preserve the replacements with tissue-specific functions.      

从云南省蝙蝠脑组织中分离出乙型脑炎病毒

为进一步阐明蝙蝠在保存乙脑病毒中的作用,于1997年7月,在云南省耿马县捕捉蝙蝠64只,取脑组织作病毒分离,从一只金管鼻蝠脑组织中分离出1株病毒。该毒株能引起BHK21细胞病变和乳鼠发病死亡,在pH5.75～7.4时能凝集鸽红血球,经用单克隆抗体血凝抑制和免疫荧光试验鉴定,证实为乙型脑炎病毒。进一步证明蝙蝠在乙型脑炎病毒保存和扩散中具有重要作用。从金管鼻蝠体内分离出乙型脑炎病毒属国内外首次报道。     

携带反义凝血酶受体和p21双基因共表达腺病毒伴随病毒载体的构建与包装

为探讨双基因共表达对再狭窄的防治作用,分别构建了含反义凝血酶受体(ATR)或/和p21单、双基因及报告基因绿色荧光蛋白(GFP)的腺病毒伴随病毒(AAV)载体.上述载体经脂质体介导转染BHK-21细胞, G418筛选获得整合有外源基因的细胞株.克隆形成过程中显示单、双基因转染后细胞增殖受到了不同程度的抑制,克隆形成速度减慢,细胞形态改变,且双基因的作用明显大于单基因.以绿色荧光出现说明报告基因得到表达后,又以DNA印迹证实ATR和p21单、双基因已整合于细胞基因组中,并维持了凝血酶受体(TR)基因的反义位置.半定量RT-PCR证实TR基因表达降低,p21基因表达升高,ATR和p21(AP)双基因得到了共表达.以具有可提供复制和包装功能的重组单纯疱疹病毒rHSV-rc/ΔU12分别感染载有不同基因的BHK细胞株,包装产生重组AAV(rAAV)病毒, 并经点杂交法测定其滴度(每毫升病毒液中所含病毒颗粒数).rAAV/AP中ATR与p21的病毒颗粒数分别为1.02×10¹³/ml和1.08×10¹³/ml, 单基因rAAV/ATR的滴度为6.54×10¹²/ml,rAAV/P21为1.06×10¹³/ml,为进一步的体内外实验奠定了物质基础.     

免疫学技术在棘球蚴病临床免疫诊断中的应用

免疫学方法是人体包虫病重要的辅助诊断方法,是手术前确诊和临床治疗后随访的重要指标。近些年来,随着免疫学、分子生物学等生物技术的发展,为包虫感染的试验诊断提供更多的方法和信息。本文主要通过对皮内实验、抗原的检查、抗体的检查、免疫复合物的检查以及DNA的检查的逐个分析,探讨目前临床上对棘球蚴病的免疫学诊断方法研究进展。     

冲积平原区高程因子对土壤剖面质地构型的影响--以封丘县为例

河流冲积平原区土壤剖面质地构型对土壤水肥保持、供给能力以及水盐运动产生极为重要的影响。区域土壤的六大成土因素中,地形的影响最为突出。分析土壤剖面质地构型的地形影响,对于指导农业生产具有重要的理论与现实意义。本研究应用模糊c-均值算法模型,基于土壤剖面特征质地层厚度数据,得到研究区9种土壤剖面质地构型。对比分析典型区和研究区土壤剖面质地构型的地形影响结果表明：隶属于土壤剖面质地构型砂-砂-砂的隶属度值与高程之间始终存在正相关,说明地形较高部位发育的土壤质地偏砂的规律性始终存在,而从典型区到研究区,其它土壤剖面质地构型、0-60cm土层质地类型、以及表土层、心土层和底土层质地类型受地形影响的规律性减弱。地形较低部位发育的土壤剖面质地构型相对复杂,而地形较高处,发育的土壤剖面质地构型相对简单。土壤剖面质地构型复杂的地区可能更多地受到人为因素的干扰,从而表现出受地形影响的规律性不明显。     

5种沙地灌木对地下水埋深变化的响应

研究干旱、半干旱区植物功能性状对地形地貌分异引起的地下水埋深变化的响应,对于揭示我国西北地区植物应对地下水埋深增加的维持机制和开展植被生态恢复建设具有重要意义。以海流兔河流域典型草原生境的5种建群灌木沙柳（Salix psammophila）、乌柳（Salix cheilophila）、柠条（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）和杨柴（Hedysarum laeve）为研究对象,认识其在滩地、丘间-丘顶典型分布和地势抬升条件下,沙地灌木生物量分配、根系分布及其对地下水埋深变化的生理响应特征。研究结果表明：（1）沙柳为深根系植物,生理功能的维持不仅依赖浅层土壤水,而且吸取地下水;乌柳、柠条、油蒿和杨柴为浅根系植物,主要水源是浅层土壤水。（2）在滩地共生条件下,沙柳和乌柳黎明前小枝水势（ψ_pd）、正午小枝水势（ψ_m）、气孔导度（g_s）、最大光化学量子产量（F_v/F_m）、表观量子效率（Φ）、光饱和点净光合速率（P_s）及光补偿点光量子通量密度（I_c）无显著差异;油蒿和杨柴ψ_m、g_s与F_v/F_m存在显著差异。（3）由丘间-丘顶分布引起地下水埋深不同的条件下,丘间和丘顶沙柳ψ_pd、ψ_m、P_s和I_c差异显著,乌柳ψ_pd和g_s差异显著,柠条和油蒿仅ψ_m差异显著,这几种灌木其它生理性状在丘间和丘顶无显著差异。（4）沙柳生理性状与地下水埋深的相关性分析表明,随着地下水埋深的增加,g_s和P_s呈降低趋势,Φ呈升高趋势,I_c没有明显变化。综上所述,不同根系分布的灌木,对地下水埋深变化的响应存在明显差异。研究结果可以为干旱生态系统原生植被恢复的地下水资源管理提供参考。     

地下水埋深和季节性干旱对古尔班通古特沙漠南缘梭梭生理和生长的影响

干旱区因降水稀少,地下水成为荒漠植被重要且稳定的水源。选取古尔班通古特沙漠南缘建群种植物梭梭（Haloxylon ammodendron）为研究对象,通过测量不同地下水埋深（3.45、9.08、10.47、13.27 m和15.91 m）下生长季前期和后期同化枝生理生化指标（黎明水势、正午水势、含水量、氯离子、钠离子、脯氨酸和非结构性碳水化合物）和生长与形态特征（生长速率和胡伯尔值）,旨在认识荒漠植物对地下水埋深增加和季节性干旱的响应特征和调节适应机制。结果表明：（1）梭梭应对地下水埋深变化的生理调节对策,是采取先降低后升高黎明前同化枝水势、降低新枝形成期同化枝生长速率、增大胡伯尔值和积累非结构性碳水化合物的策略;（2）梭梭应对生长季大气干旱的生理调节对策,是通过降低黎明前同化枝水势、维持较高胡伯尔值、积累钠离子和消耗淀粉抵御季节性干旱;（3）在大气干旱与地下水水文干旱交互作用下,梭梭是采取降低正午同化枝水势、维持较高的同化枝含水量和积累可溶性糖的生态策略。综上所述,梭梭在响应地下水水文干旱和季节性大气干旱的生理特征间存在差异。研究结果丰富了水文和大气干旱对梭梭生理和生长影响的认知,可以为基于地下水资源管理的干旱区荒漠植被保育提供参考。