若尔盖沙化土地治理土壤微生物群落与功能基因比较研究

【目的】在高寒沙地中建立以赖草和沙生苔草等先锋植物为主的人工草方格,探究其土壤微生物群落动态变化以及养分循环过程。【方法】采用宏基因组测序和qPCR方法进行土壤微生物群落结构组成分析、功能基因注释和绝对丰度测定,并结合土壤理化因子数据进行冗余分析。【结果】人工建立草方格后,沙地土壤中全氮、速效磷以及有机碳含量分别提高了20%-68%、10%-247%、19%-56%;细菌和真菌的群落数量分别提高了17%-81%和2%-95%,与植物促生长相关的鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)、Solirubrobacter属和类诺卡氏菌属(Nocardioides)等细菌种类的相对丰度呈上升趋势;氮循环中与氨氧化和亚硝酸盐氧化相关的amoCAB基因簇和nxrAB基因簇显著富集,发现了完全氨氧化的基因标志。【结论】人工建立草方格有效提升了高寒沙地土壤养分和微生物群落数量,促进了养分循环。适度放牧可以增加沙地生态系统的氮汇扩散性,有助于本土先锋植物定植,为今后在同等高海拔地区采取沙地生态修复措施提供理论参考。     

金合欢根瘤菌的几种酶活特性

金合欢根瘤菌Rhizobium sp.(Acacia farnesiana)的氧化酶、过氧化氢酶、脲酶、青霉素酶和β-半乳糖苷酶均呈阳性。经过酶活性定量测定表明金合欢根瘤菌有葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶(6PGD)和β-半乳糖苷酶的酶活性,而慢生型大豆根瘤菌未测到上述两种酶活性。根据聚丙烯酰胺凝胶电泳酯酶图谱,6株金合欢根瘤菌可分成两群:酋株AF1、AF2和AF3的酯酶图谱中有A带,AF4、AF5和AF6的酯酶图谱中没有A带。     

体外重构STUB1介导α-1抗胰蛋白酶突变体Z蛋白泛素化修饰反应体系

α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白(α-1 antitrypsin Z-mutant protein, ATZ)是引发α-1抗胰蛋白酶缺陷症(α-1 antitrypsin deficiency, AATD)的主要原因,研究ATZ蛋白的泛素化修饰和降解对于治疗AATD具有重要意义。STUB1是一种重要的E3泛素连接酶,参与调节多种蛋白质的泛素化修饰。然而,STUB1是否参与ATZ的泛素化修饰尚未明确。本研究首先将ATZ和STUB1的编码基因克隆到pET28a质粒,构建了这2个蛋白的表达质粒。随后,将重组质粒转入大肠杆菌表达系统,在优化诱导条件实现了重组蛋白的异源表达。通过金属螯合亲和层析技术纯化得到目的蛋白,并通过蛋白质谱分析验证了其氨基酸序列的准确性。利用纯化的ATZ和STUB1重组蛋白,构建了一个体外泛素化修饰反应体系。实验结果显示,在ATP、E1泛素激活酶和E2泛素结合酶的协同作用下,STUB1成功催化了ATZ的泛素化修饰。本研究提供了一种体外获得Z型突变体ATZ纯化蛋白的方法,并确认了STUB1介导ATZ的泛素化修饰功能,推进了对α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白在细胞内降解过程的调控机制的理解。     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

RUS家族对植物生长发育的调控作用

叶绿体基因组编码许多参与光合作用和其他代谢过程的关键蛋白质,在叶绿体中合成的代谢物对于植物正常的生长发育至关重要。根对紫外线-B辐射敏感[Root-UVB (ultraviolet radiation B)-sensitive, RUS]蛋白属于叶绿体蛋白,由高度保守的DUF647结构域组成,在参与植物形态发生、物质运输和能量代谢等多种生命活动的调控中发挥作用。本文就近年来关于RUS家族在植物的胚胎发育、光形态建成、维生素B6稳态、生长素转运和花药发育等生长发育过程中的相关研究进行回顾和总结,为深入研究其在植物生长发育中的分子调控机制提供了参考。     

斑马鱼急性无机砷暴露后肝脏差异表达基因的生物信息学分析

砷是一种致癌物,是心血管、外周血管疾病、神经疾病、糖尿病和各种癌症的致病因素。目的:利用GO数据库和KEGG数据库等生物信息学方法对GEO数据库数据中的差异表达基因进行评价。利用生物信息学分析软件对差异基因进行功能富集、功能注释分析和生存分析。利用Cytoscape上的蛋白-蛋白相互作用网络(Protein-protein interaction network, PPI)软件对179个差异基因进行筛选和分析。结果发现126个基因作用于蛋白靶点,其中有10个基因为关键基因分别为:PSMB3、HSP701、HSPE1、STIP1、HSPD1、HSP70、DNAJB1B、HSP90AA1.1、HSPA9H和TCP1。核心基因主要作用于内质网中的蛋白质加工通路。这可能会为砷对肝脏损伤的潜在生物标志物和生物学机制提供新的思路。     

Design,synthesis, and biological evaluation of novel carbazole derivatives as potent DNMT1 inhibitors with reasonable PK properties

The DNA methyltransferases (DNMTs) were found in mammals to maintain DNA methylation. Among them, DNMT1 was the first identified, and it is an attractive target for tumour chemotherapy. DC_05 and DC_517 have been reported in our previous work, which is non-nucleoside DNMT1 inhibitor with low micromolar IC₅₀ values and significant selectivity towards other S-adenosyl-_L-methionine (SAM)-dependent protein methyltransferases. In this study, through a process of similarity-based analog searching, a series of DNMT1 inhibitors were designed, synthesized, and evaluated as anticancer agents. SAR studies were conducted based on enzymatic assays. And most of the compounds showed strong inhibitory activity on human DNMT1, especially WK-23 displayed a good inhibitory effect on human DNMT1 with an IC₅₀ value of 5.0 µM. Importantly, the pharmacokinetic (PK) profile of WK-23 was obtained with quite satisfying oral bioavailability and elimination half-life. Taken together, WK-23 is worth developing as DNMT1-selective therapy for the treatment of malignant tumour.     

MASS ESTIMATE AND EVOLUTIONARY TREND IN CHINESE MESOZOIC FOSSIL BIRDS

体重是一项重要的生物学指标,生物的体重受到发育、繁殖和进化等诸多因素的影响.对于灭绝生物体重的估计有助于进一步恢复它们的各种生物学信息.本研究采用统计学的方法,对422件现生鸟类(分属于21目229种)的体重和18项骨骼量度指标分别进行一元回归分析,结果显示判定系数的分布范围在0.5 ～0.91之间,多数指标的判定系数均集中在0.8 ～0.9之间.采用另外64件测量有体重数据和骨骼量度的鸟样本对回归方程的估算准确率进行检验,发现前肢中肱骨长度和尺骨宽度以及后肢中胫跗骨宽度3项指标的估算准确率高于其他指标.分析结果还表明前肢两项指标对于估算鸣禽、猛禽和攀禽类等树栖鸟类的体重准确率较后肢显著;后肢指标对于估算陆禽类等地栖鸟类体重的准确率高于前肢指标.这一结果反映出与体重相关程度较高的骨骼量度指标在不同习性的鸟类当中存在着一定的差异.对于化石鸟类的体重估计,采用估算准确率较高并且便于测量的肱骨长度和胫跗骨宽度两项回归方程加以计算.通过对中国中生代鸟类的体重进行估算,结果显示中生代鸟类在系统发育过程中,反鸟类经历了体重逐渐减轻的过程,而今鸟类的体重开始不断增大并且出现显著的分异.     

不同剂量的LED红光直接照射对人肝癌细胞HepG2生长特性的影响

采用发光二极管(light-emitting diode,LED)对人肝癌细胞株HepG2进行不同时间的照射,研究了LED直接照射对肿瘤细胞牛长特性的影响.实验采用功率密度为7.23 mW/cm2、中心波长为(650±10)nm的红色LED对人肝癌细胞株HepG2进行不同时间的照射,采用MTT法用酶标仪测试了实验处理后肿瘤细胞的吸光值,采用光学显微镜对细胞进行形态学分析,用PI荧光染色法对细胞的生长特性进行了分析.实验结果表明,小于18 min的低强度红色LED照射呵以促进肿瘤细胞的增殖,而大于35 min的低强度红色LED照射可以抑制肿瘤细胞生长.采用合适剂量的低强度红色LED照射肿瘤细胞可以抑制肿瘤细胞的生长,这对LED直接照射治疗肿瘤疾病有一定的指导意义.