基于Web服务的流感病毒基因组自动化翻译注释系统

随着流感病毒基因组测序数据的急剧增加,深入挖掘流感病毒基因组大数据蕴含的生物学信息成为研究热点。基于中国流感病毒流行特征数据,建设一个集自动化、一体化和信息化的序列库系统,对于实现流感病毒基因组批量快速翻译、注释、存储、查询、分析具有重要的应用价值。本课题组通过集成一系列软件和工具包,并结合自主研发的其他功能,在底层维护的2个关键的参考数据集基础上另外追加了翻译注释信息最佳匹配的精细化筛选规则,构建具有流感病毒基因组信息存储、自动化翻译、蛋白序列精准注释、同源序列比对和进化树分析等功能的自动化系统。结果显示,通过Web端输入fasta格式的流感病毒基因序列,本系统可针对参考序列片段数据集(blastdb.fasta)进行Blast同源性检索,可以鉴定流感病毒的型别(A、B或C)、亚型和基因片段(1~8片段);在此基础上,通过查询数据库底层用于翻译、注释的基因片段参考数据集,可以获得一组肽段数据集,然后通过循环调用ProSplign软件对其进行预测。结合精细化的筛选准入规则,选出与输入序列匹配最好的翻译后产物,作为该输入序列的预测蛋白,输出为gbk,asn和fasta等通用格式的文件,给出序列长度、是否全长、病毒型别、亚型、片段等信息。基于以上工作,另外自主研发了系统其他的附加功能如进化树分析展示、基因组数据存储等功能,构建成基于Web服务的流感病毒基因组自动化翻译注释系统。本研究提示,系统高度集成系列软件以及自有的注释翻译数据库文件,实现从序列存储、翻译、注释到序列分析和展示的功能,可全面满足我国高通量基因检测数据共享化、本土化、一体化、自动化的需求。     

旅游干扰下水质对大鲵繁殖行为与繁殖力的影响

通过控制大鲵仿生态繁育池进水量模拟旅游干扰下的水质溶解氧特征,采用红外数字监控系统研究大鲵繁殖行为(产卵与护卵)及繁殖力(相对产卵量、受精率与孵化率)特点,分析它们与水质的关系,探讨旅游干扰导致的水质变化对大鲵繁殖行为及繁殖力的影响。结果表明: 与对照组相比,旅游干扰下大鲵的产卵行为与繁殖力未受到显著影响,但雄鲵护卵行为中的扇尾与搅动时间显著延长,以提高水中溶解氧浓度,满足大鲵胚胎发育需求;此外,旅游干扰下受精卵的孵化时间显著延长,但孵化率未受到显著影响。雄鲵护卵行为变化与受精卵孵化时间延长可能是大鲵对旅游干扰导致的水质变化的一种主动响应。     

浙江披山海域主要鱼类时空生态位

依据2015年11月(秋)、2016年2月(冬)、5月(春)、8月(夏)4个航次的渔业资源底拖网调查数据,运用相对重要性指数(IRI)、Shannon指数和Pianka指数对浙江披山海域主要鱼类的时空生态位宽度和重叠进行分析,并结合冗余分析和种间竞争系数研究了主要鱼类间的竞争共存关系及生态位分化。结果表明: 研究期间共采集鉴定鱼类61种,隶属13目29科48属,其中主要鱼类(IRI>100)有19种。绿鳍鱼与丽叶鲹的时间生态位重叠值最高,二者对时间资源利用的同步性最强;孔虾虎鱼与断线舌鳎的空间生态位重叠值和时空生态位重叠值均最高,二者在空间资源序列上的同域性最强,同时,物种对时空二维资源的利用趋于一致。披山海域时空二维生态位显著重叠(Q_ik>0.6)的种对仅占总种对数的5.8%,表明物种时空分布的差异较大,时空生态位重叠受季节变化的影响比较明显,种间竞争系数计测结果与生态位重叠基本一致。冗余分析揭示了主要鱼类与温度、盐度、溶解氧等环境因子之间的关系,进一步解释了物种间的生态位分化。     

种植模式对当归根际细菌群落多样性及代谢通路的影响

连作障碍严重限制了当归产业的可持续发展。为了探索当归(Angelica sinensis)高效栽培技术,本研究在当归主产区甘肃省渭源县设置5种种植模式(A: 豌豆-当归-当归,对照;B: 豌豆-小麦-当归;C: 豌豆-蒙古黄芪-当归;D: 豌豆-马铃薯-当归;E: 豌豆-休耕-当归),于采挖期分别测定不同种植模式下,当归根际土壤理化特性和细菌基因组DNA相对丰度,分析不同种植模式对当归根际土壤理化特性、细菌群落多样性和代谢通路的影响。结果表明: 1) 5种种植模式下当归根际土壤理化特性差异较大。与对照相比,C模式根际土壤的电导率显著增加,B、D和E模式的电导率略有下降,B、C、D和E模式的土壤CO₂呼吸速率显著提高。2) 5种种植模式的当归根际土壤细菌隶属于26门368属,其中,芽单胞菌门的芽单胞菌属、变形菌门的鞘脂单胞菌属和酸杆菌门的Subgroup_6属为优势菌属。与对照相比,B、C模式变形菌门和放线菌门的相对丰度显著增加,D模式酸杆菌门的相对丰度显著降低;E模式变形菌门、酸杆菌门和放线菌门的相对丰度显著增加。3) 5种种植模式下,当归根际土壤的pH值、电导率、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与变形菌门细菌的相对丰度呈显著负相关。4) 5种种植模式下,当归根际土壤中6种代谢通路细菌的相对丰度差异显著。C模式对当归根际土壤理化特性和细菌群落有较好的调节作用,是克服当归连作障碍的主要种植模式。     

引入新型异戊二烯醇利用途径促进解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的合成*

目的:微生物体内异戊二烯类化合物的前体物异戊烯焦磷酸酯的天然合成路径受到严格的代谢调控,因此限制了异戊二烯类化合物的高效生物合成,而新型异戊二烯醇利用途径独立于生物体内源性代谢路径,通过在微生物中引入IUP能够进行异戊烯焦磷酸酯的大量合成,从而促进异戊二烯类化合物的大量合成。方法:在油脂酵母解脂耶氏酵母中引入IUP,强化异戊烯焦磷酸酯生物合成,促进β-胡萝卜素的高效积累。结果:通过生物信息学的方法预测IUP中两个关键蛋白酿酒酵母来源的胆碱激酶ScCK和拟南芥来源的异戊烯磷酸激酶AtIPK,均为酸性亲水性蛋白,无跨膜区和信号肽,二者都具有疏松不稳定的结构特征,显著富集于磷酸类物质的合成通路中。在解脂耶氏酵母中利用同源重组技术引入外源β-胡萝卜素合成关键基因carRP和carB,强化甲羟戊酸途径的关键基因thmgR和ggs1,使工程菌株中积累2.68 mg/L β-胡萝卜素。通过Cre-loxP系统回收基因组上的ura标签,再将IUP进一步整合到工程菌株染色体上。当培养基中含有20 mM异戊二烯醇作为底物、碳氮比为4/3且发酵96 h后,重组解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的产量提高到410.2 mg/L,较原始工程菌的产量提高了近200倍。结论:IUP能够促进解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的高效积累,为利用IUP开展β-胡萝卜素和其他异戊二烯类化合物的高效生物合成提供新思路。     

草菇低温胁迫初期应答关键通路的探究

本研究利用表达谱芯片技术解析了低温胁迫初期（0-120min）不同低温处理时间草菇转录组水平的变化。芯片结果分析发现在低温诱导过程中,低温处理20min内变化基因的功能为单加氧酶、氧化还原酶和细胞内的氧化还原。低温处理40min时表达差异基因具有结合RNA的功能。80min的时间段内,基因的功能比较集中于核酸物质和能量的代谢。CYP450的代谢途径在20-40min、60-80min和100-120min低温处理的菌丝体中均有显著性变化,表明这一通路在草菇低温处理过程中表现活跃。基因表达趋势分析发现34个表达差异基因富集到显著表达趋势模型,基因共表达网络分析发现VVO_04066位于网络的核心地位,推测VVO_04066通过提高磷酸肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）的胞内水平,促进糖蛋白和几丁质的合成,从而完成草菇细胞的低温胁迫应答。     

微血管减压术联合感觉根部分切断术对原发性三叉神经痛患者疼痛评分、生活质量及睡眠状况的影响

目的:探讨微血管减压术(MVD)联合感觉根部分切断术(PSR)对原发性三叉神经痛(TN)患者疼痛评分、生活质量及睡眠状况的影响。方法:回顾性分析2015年2月~2019年3月期间我院收治的80例原发性TN患者的临床资料,根据手术方式的不同将患者分为对照组(n=40,MVD治疗)和研究组(n=40,MVD联合PSR治疗),比较两组患者疼痛评分、生活质量、围术期指标、睡眠状况、并发症发生情况以及复发率。结果:两组患者治疗后视觉疼痛模拟量表(VAS)评分均较治疗前下降,且研究组低于对照组(P<0.05)。两组患者治疗后生活质量量表(SF-36)各维度评分均较治疗前升高,且研究组高于对照组(P<0.05)。两组患者治疗后匹兹堡睡眠质量指数表(PSQI)各项目评分均较治疗前升高,且研究组高于对照组(P<0.05)。研究组住院时间短于对照组,手术时间长于对照组(P<0.05);两组术中出血量比较无统计学差异(P>0.05)。研究组的并发症总发生率低于对照组(P<0.05)。两组随访期间复发率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:MVD联合PSR治疗原发性TN,虽然手术时间较长,但是在减轻患者疼痛、改善患者生活质量及睡眠状况等方面效果显著,能够降低并发症发生率。     

不同地点51个长白落叶松无性系苗期生长变异和遗传稳定性分析

长白落叶松是我国东北林区非常重要的速生用材树种之一。以不同地点51个长白落叶松无性系为材料,对其2年生苗高和地径进行调查分析,探讨其苗期生长变异和遗传稳定性。结果表明:长白落叶松无性系苗高和地径在地点间、无性系间、地点×无性系间差异均达到极显著水平(P<0.01);不同地点苗高和地径的表型变异系数处于23.89%~36.82%,除四平试验点的地径重复力为0.172外,不同地点苗高和地径的重复力均处于0.573~0.891;遗传稳定性分析结果表明,无性系LO 13等28个无性系的遗传稳定性较高;相关分析结果表明苗高与地径呈极显著正相关关系;利用多性状综合评价法,以20%的入选率对无性系进行选择,不同地点均选出10个综合表现较好的无性系,其中无性系LO 10和LO 26在不同地点均被入选优良无性系,且其遗传稳定性较强,可将其初选为优良无性系。     

转基因白桦杂交子代种子活力及外源基因遗传规律分析

探索目的基因在转基因白桦杂交子代群体中的传递规律,为后续进一步跟踪调查,实现转基因白桦的聚合育种提供帮助。以1年生BpAP1、TabZIP转基因白桦杂交T1代和5年生BpGH3.5、BpCCR转基因白桦为研究对象,测定杂交子代种子千粒质量、发芽率和发芽势等活力指标,同时采用PCR扩增法检测目的基因,调查杂交T2代白桦苗高。杂交子代各家系间种子千粒质量、种子活力指标和苗高等在0.01水平上差异显著,各性状的家系遗传力均高于85.00%。研究结果表明,目的基因在T2代群体中的传递规律不符合孟德尔遗传规律,雌、雄配子目的基因的传递效率分别为30.00%、50.00%左右,同时未获得3目的基因聚合的杂交T2代个体。目的基因的随机插入降低了白桦杂交T2代种子活力,未获得3基因聚合的白桦杂交子代,目的基因的聚合对杂交子代个体的生长发育产生了不利影响,甚至产生致死现象。     

乙型肝炎病毒e抗原定量检测的性能验证和临床应用探索

乙型肝炎病毒e抗原(hepatitis B e antigen, HBeAg)的定量检测对乙型肝炎临床诊疗具有一定的重要性,但其定量检测还未成为常规检验项目。本研究对HBeAg定量检测系统进行性能验证,比较HBeAg定量和定性检测的相关性和一致性,分析HBeAg定量结果和乙型肝炎病毒DNA(hepatitis B virus DNA, HBV DNA)的关系,为HBeAg定量检测在临床诊疗的应用提供依据。通过收集710例2019年3月至5月于复旦大学附属华山医院就诊的慢性乙型肝炎患者血清样本,参照美国临床实验室标准化协会(The Clinical & Laboratory Standards Institute, CLSI)相关文件的要求,对雅培ARCHITECTi4000SR全自动免疫分析仪检测的HBeAg定量试剂的精密度、分析灵敏度、线性范围/可报告范围、携带污染率进行验证和评价;采用化学发光微粒子免疫检测技术(chemiluminescence microparticle immuno assay, CMIA)对618例患者进行HBeAg定性和定量检测;采用荧光定量PCR对慢性乙型肝炎患者进行HBV DNA检测,比较HBV DNA和HBeAg定量结果的相关性。本研究证实HBeAg定量试剂检测性能验证结果良好;HBeAg定量和定性检测相关性良好;126例同时有HBeAg定量检测和HBV DNA定量检测的结果显示,两种方法呈正相关且一致性良好。HBeAg定量检测可用于常规实验室检测来辅助HBV感染的临床诊疗。