ε-聚赖氨酸高产菌选育与发酵性能评价

【目的】选育ε-聚赖氨酸(ε-PL)高产菌,并探究不同碳源对其发酵性能的影响。【方法】借助基因组重排和核糖体工程两种育种手段强化ε-PL产生菌的合成能力,并利用p H冲击工艺评价不同碳源对ε-PL发酵的影响。【结果】经过4轮基因组重排和4轮核糖体工程连续选育,获得1株高产突变株Streptomyces albulus GS114,其摇瓶ε-PL产量达到3.0 g/L,较出发菌提高了1.7倍。该改造菌株在5 L发酵罐中分别以葡萄糖和甘油为碳源进行192 h的补料-分批发酵时,ε-PL发酵产量分别达到了43.4 g/L和45.7 g/L,较出发菌提高了11.0%和14.9%,而菌体量分别减少了24.0%和33.2%,ε-PL得率提高了34.2%和30.7%。【结论】基因组重排结合核糖体工程育种是一种有效的ε-PL高产菌选育手段,研究结果将为ε-PL高产菌改造和工业生产碳源选择提供直接指导。     

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评价——以长株潭城市群为例

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评估框架为城市群生态风险管理和国土生态修复提供新的视角。以生态风险评估框架为基础,综合运用生态系统服务、生态系统健康评估模型以及相关分析法对长株潭城市群展开生态风险评价,并对风险程度进行分类。结果表明:(1)城市群的城市化水平提升,区域生态风险也随之增加。生态系统服务价值、生态系统组织、生态系统活力、生态系统弹性等生态指数呈现下降趋势。(2)人工表面比率和生态指数之间的Pearson相关系数表明,人工表面比率与生态指数之间存在负相关关系,人工表面比率是生态风险提升的关键因素。(3)城市群人工表面比率要控制在36%以下,以进行生态风险管理和国土生态修复。总的来说,评价框架可以作为区域生态风险的评价终点。     

The Arabidopsis tt19-4 mutant differentially accumulates proanthocyanidin and anthocyanin through a 3' amino acid substitution in glutathione S-transferase

The Arabidopsis transparent testa (tt) mutant tt19-4 shows reduced seed coat colour, but stains darkly with DMACA and accumulates anthocyanins in aerial tissues. Positional cloning showed that tt19-4 was allelic to tt19-1 and has a G-to-T mutation in a conserved 3'-domain in the TT19-4 gene. Soluble and unextractable seed proanthocyanidins and hydrolysis of unextractable proanthocyanidin differ between wild-type Col-4 and both mutants. However, seed quercetins, unextractable proanthocyanidin hydrolysis, and seedling anthocyanin content, and flavonoid gene expression differ between tt19-1 and tt19-4. Transformation of tt19-1 with a TT19-4 cDNA results in vegetative anthocyanins, whereas TT19-4 cDNA cannot complement the proanthocyanidin and pale seed coat phenotype of tt19-1. Both recombinant TT19 and TT19-4 enzymes are functional GSTs and are localized in the cytosol, but TT19 did not function with wide range of flavonoids and natural products to produce conjugation products. We suggest that the dark seed coat of Arabidopsis is related to soluble proanthocyanidin content and that quercetin holds the key to the function of TT19. In addition, TT19 appears to have a 5' GSH-binding domain influencing both anthocyanin and proanthocyanidin accumulation and a 3' domain affecting proanthocyanidin accumulation by a single amino acid substitution.     

基于机器学习的医学影像分析在药物研发和精准医疗方面的应用

MRI,PET,和CT等医学影像在新药研发和精准医疗中起着越来越重要的作用。影像技术可以被用来诊断疾病,评估药效,选择适应患者,或者确定用药剂量。 随着人工智能技术的发展,特别是机器学习以及深度学习技术在医学影像中的应用,使得我们可以用更短的时间,更少的放射剂量获取更高质量的影像。这些技术还可以帮助放射科医生缩短读片时间,提高诊断准确率。除此之外,机器学习技术还可以提高量化分析的可行性和精度,帮助建立影像与基因以及疾病的临床表现之间的关系。首先根据不同形态的医学影像,简单介绍他们在药物研发和精准医疗中的应用。并对机器学习在医学影像中的功能作一概括总结。最后讨论这个领域的挑战和机遇。     

蓝藻型富营养湖泊藻量的昼夜变化节律

杭州西湖为蓝藻型富营养湖泊,根据1980年9月及11月二次昼夜分层采样调查,该湖浮游藻在一昼夜中有二次上下垂直移位,使近表层藻量形成规则或不规则的双峰型昼夜变化曲线,双峰分别出现在日照开始与日落后2h左右,认为昼夜光暗交替与其昼夜变化有一定相关关系,同时,双峰的形成与蓝藻门优势藻种对光照强度的适应性能相关。文中对其优势藻种的浮沉与日照关系作了讨论。     

花色形成与花生长的调控

结合笔者的研究结果,对光、糖和GAs在花生长及花色形成中的作用和可能的调节机制进行了综述。光通过光受体介导的高辐照度反应(HIR)和光合作用调控花生长及花色素苷合成;糖作为碳源和渗透调节因子,影响花瓣细胞的生长及花色素苷积累,依赖己糖激酶的信号途径可能在糖的调控中起作用;GAs通过调节特异基因的转录间接地诱导花色素苷合成途径中结构基因的表达。     

滁菊连作土壤中尖孢镰刀菌的分离、鉴定及变化特征

采用传统平板培养法及尖孢镰刀菌专性培养基对滁菊连作土壤的真菌和尖孢镰刀菌进行分析测定,结果表明,在滁菊连作条件下,土壤中真菌和尖孢镰刀菌的数量显著增加,平均分别达到8.71×105 cfu/g干土和3.12×104cfu/g干土,各自是对照土壤的2.24倍和5.57倍。土壤中尖孢镰刀菌数量显著增加可能是导致滁菊连作障碍的重要因素。     

辽西樟子松人工林净生态系统碳交换

樟子松是三北地区造林的主要树种之一,研究樟子松人工林净生态系统碳交换(NEE)及其影响要素对理解我国人工林碳平衡有重要意义。本研究以辽西樟子松人工林为对象,采用涡度相关系统及其配套设备于2020年对樟子松人工林NEE和环境要素进行了原位连续观测。结果表明: 在0.5 h尺度上,1—12月夜间为碳源,白天为碳汇,且受干旱影响5—8月下午碳吸收受到明显抑制。在日尺度上,受干旱影响,控制夜间NEE季节动态的主要要素为土壤温度和土壤湿度,控制白天NEE季节动态的主要要素为土壤湿度和饱和水汽压差;土壤干旱时降水可促进夜间和白天NEE,并导致光合呼吸参数升高。在月尺度上,白天NEE与表观量子利用效率和最大光合速率均呈显著负相关,当空气温度小于5 ℃时,10 ℃生态系统呼吸和生态系统呼吸温度敏感性随空气温度降低而呈线性增加。2020年辽西樟子松人工林NEE积累量为-145.17 g C·m^-2,表现为弱碳汇。     

附生植物石斛的株丛生长及营养繁殖特征

石斛(Dendrobium nobile Lindl.)为兰科多年生附生性草本植物,特化的假鳞茎是其营养贮藏器官,通过假鳞茎可实现克隆生长。该研究以野外调查发现的石斛株丛为研究材料,比较不同等级株丛假鳞茎合轴生长和高位腋芽的差异,分析高位株丛的定植方式,探讨石斛株丛生长及营养繁殖对附生环境的适应策略。结果显示:(1)石斛株丛的生长和扩大通过合轴生长的营养繁殖方式进行,假鳞茎基部具有2~3个储备芽,每年萌发1~2个新芽,随着生长年限的增加,形成大小不一的株丛。(2)株丛具有典型的高位腋芽营养繁殖特性,且主要形成于假鳞茎密集和老根密布的大株丛。(3)高位株丛母茎一端附着于附主树种上,在母茎软化和高位株丛的重力作用下,缩短了高位株丛与附主的距离,使其根系能够触及附主,完成高位株丛的定植。研究表明,附生植物石斛通过假鳞茎合轴生长的营养繁殖方式来增强并延续株丛寿命,高位腋芽的频发是株丛假鳞茎对拥挤等逆境的响应,高位株丛的定植依赖于母茎,这也是石斛对附生环境的一种生态适应策略。