代谢组研究的生物信息学方法

代谢组是细胞新陈代谢过程中小分子代谢物的集合。新陈代谢为细胞提供生理活动必需的物质和能量。代谢组直接反映细胞的新陈代谢过程,对代谢组的研究体现细胞的功能。细胞功能的异常会导致代谢组的异常,因此通过代谢组数据即可分析出细胞的健康状况。对代谢组物质的提取鉴定过程和代谢组数据的分析方法,主要是对代谢组数据整理和代谢网络推断过程进行综述。     

长效化融合蛋白药物及其药动学分析技术的研究进展

融合蛋白技术应用于生物制药行业已超过25年,其目的为改善原来天然蛋白的性质,从而具有新的理化特征和生物学功能,其中最为显著的特点是改善了小分子蛋白及多肽半衰期短的缺陷。基于该技术所诞生的融合蛋白类药物已成为当前生物药研发的热点。结合已上市融合蛋白类药物,通过与传统多肽蛋白类药物比较,重点突出融合蛋白类药物自身特点,主要从融合抗体Fc段和人血清白蛋白以延长小分子蛋白及多肽半衰期的角度对融合蛋白药物长效化策略进行评述;对融合蛋白类药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的显著特征进行概述;综述该类药物在体内的分析技术并指出当前分析技术的优缺点及发展方向,为长效化融合蛋白药物的设计、分析研究与开发提供依据和思路。     

云南菜食花植物资源与食花文化调查

为了摸清云南省菜食花植物资源种类、自然分布与食用地区、食用方法等土著知识,对云南省16个地州102个县(市)农贸市场、地方菜餐馆、民间食花者进行了访问调查,对菜食花植物进行了植物学实地鉴定。调查到云南省菜食花植物140种,隶属52科108属,其中木本植物82种,草本植物58种;人工栽培76种,人工驯化栽培14种,野生资源50种。首次报道苦绳(Dregea sinensis Hemsl.)、云南山楂(Crataegus scabrifolia(Franch.)Rehder)、滇海水仙花(Primula pseudodenticulata Pax)、长毛黄葵(Abelmoschus crinitus Wall.)、尖叶美容杜鹃(Rhododendron caloplytum var.openshawianum(Rehd.et Wils.)Chamb.)、大纽子花(Vallaris indecora(Baill.)Tsiang et P.T.Li)、大花虫豆(Cajanus grandiflorus(Benth.ex Baker)Maesen Vaniot der Maesen)、须弥葛(Pueraria wallichii DC.)、白花灯笼(Clerodendrum fortunatum L.)等9种植物的花可以做菜食用。菜食花植物自然分布区与食用地区并非完全重叠,食用地区一般分布有该植物,而分布有该植物的地区不一定食用;食用种类具有从南向北逐渐减少的特点,与食花植物丰富度和少数民族有一定的关系;食花习俗具有一定的民族性,主要体现食花的种类和烹饪口味上。不同菜食花食用的部位不同,烹饪方式也呈多样化。本文针对食用花传统文化的消失与野生菜食花资源的开发利用提出了相关建议。     

青藏高原东缘禾叶风毛菊的繁殖分配与海拔的相关性

通过采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔高度的禾叶风毛菊的繁殖分配的特征进行研究。结果表明：（1）随着海拔的升高,禾叶风毛菊的个体大小、营养器官生物量、繁殖器官生物量、个体管状小花数目、雄蕊质量均与海拔呈负相关关系（P<0.01）;繁殖分配、管状小花生物量、雌蕊质量均与海拔呈正相关关系（P<0.01）;（2）繁殖分配是依赖个体大小的,个体越大,繁殖分配越小（P<0.01）;（3）禾叶风毛菊个体管状小花的数目及重量（P<0.05）、雌雄蕊重量（P<0.05）之间存在权衡关系。由此推论：（1）海拔作为外界因子对禾叶风毛菊花期各生物量及繁殖分配有显著的影响,但海拔并不是影响禾叶风毛菊繁殖分配唯一生态因子,植株个体大小也与其繁殖分配策略密切相关;（2）禾叶风毛菊的垂直分布的特征很有可能就是海拔通过影响植株个体大小变化来完成的。     

小球藻亲环蛋白A的酶活性及过表达拟南芥抗盐性分析

在前期研究中分离到噬碳酸盐小球藻（Chlorella sp.X1）的亲环蛋白基因CsCyp1A（登录号：KY207381）,编码CsCyp1A蛋白是否具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性功能是进一步研究它参与小球藻耐盐生物学过程的基础。通过His标签的pQE-30-CsCyp1A原核蛋白表达载体,经IPTG诱导它的E.coli M15菌株表达融合蛋白,Nitra-柱纯化后获得纯化的30 kDa左右的His-CsCyp1A融合蛋白质,Western杂交检测到HisCsCyp1A蛋白的杂交信号。酶活性分析显示,HisCsCyp1A融合蛋白中生色基团的产生速度明显快于对照,表明CsCyp1A蛋白可以催化底物N-succinyl-Xaa-Pro-Phe-p-nitroanilide中Xaa-Pro肽键的顺反折叠,说明纯化的CsCyp1A蛋白具有PPIase活性。典型的亲环蛋白家族成员具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性,参与折叠和转运、信号转导、免疫调节、细胞凋亡等生物学过程。真空渗入法侵染转化的拟南芥在35S启动子驱动下超表达CsCyp1A基因,耐盐性研究表明它提高了过表达株系对NaCl胁迫的耐性,揭示小球藻CsCyp1A基因的抗盐性功能,它将成为抗逆育种的基因资源。本研究也为探索小球藻亲环蛋白A的抗盐碱胁迫生物学作用和分子育种奠定了基础。     

结核分枝杆菌蛋白亚单位疫苗与疫苗诱导的T细胞免疫记忆研究进展

牛分枝杆菌减毒活疫苗--卡介苗(bacillus Calmette-Guérin,BCG)对预防严重的儿童结核病有效,但其免疫保护效率随儿童年龄增长而降低。BCG不能提供终身免疫保护可能与其诱导的记忆性T细胞主要是寿命较短的效应记忆性T细胞有关。新型结核分枝杆菌蛋白亚单位疫苗将有效的抗原有机组合起来,在适宜的疫苗佐剂辅助下诱导Th1型免疫应答。动物实验表明,增加抗原谱可有效提高亚单位疫苗的保护效率。更重要的是,亚单位疫苗在体内持续时间较短,可诱导寿命较长的中央记忆性T细胞,提供比BCG更持久的免疫保护力。记忆性T细胞的分化受抗原特性与剂量、细胞因子、转录因子及雷帕霉素等的调控。对亚单位疫苗及其诱导的免疫记忆进行研究将对新型结核分枝杆菌疫苗的设计与评价产生积极影响。     

Disturbance‐modulated symbioses in termitophily

Symbiosis, the living‐together of unlike organisms, underlies every major transition in evolution and pervades most ecological dynamics. Among examples of symbioses, the simultaneous occupation of a termite nest by its builder termites and intruding invertebrate species (so‐called termitophily) provides suitable macroscopic scenarios for the study of species coexistence in confined environments. Current evidence on termitophily abounds for dynamics occurring at the interindividual level within the termitarium, but is insufficient for broader scales such as the community and the landscape. Here, we inspect the effects of abiotic disturbance on termitophile presence and function in termitaria at these broader scales. To do so, we censused the termitophile communities inhabiting 30 termitaria of distinct volumes which had been exposed to increasing degrees of fire‐induced disturbance in a savanna‐like ecosystem in southeastern Brazil. We provide evidence that such an abiotic disturbance can ease the living‐together of termitophiles and termites. Putative processes facilitating these symbioses, however, varied according to the invader. For nonsocial invaders, disturbance seemed to boost coexistence with termites via the habitat amelioration that termitaria provided under wildfire, as suggested by the positive correlation between disturbance degree and termitophile abundance and richness. As for social invaders (ants), disturbance seemed to enhance associational defenses with termites, as suggested by the negative correlation between the presence of ant colonies and the richness and abundance of other termitarium‐cohabiting termitophiles. It is then apparent that disturbance‐modulated distinct symbioses in these termite nests.     

斜纹夜蛾抗药性监测及茚虫威对其解毒代谢酶的影响

【目的】斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)是主要的农业害虫之一。本研究旨在明确该害虫在湖南省5个主要蔬菜种植区的抗药性水平,并探讨该害虫对茚虫威的抗性与解毒代谢酶活性之间的关系,为斜纹夜蛾有效防控及抗性治理提供依据。【方法】采用浸叶法测定了2014-2016年湖南5地斜纹夜蛾田间种群对10种杀虫剂的抗性水平;将斜纹夜蛾敏感种群3龄幼虫在死亡率40%~70%的选择压下用茚虫威进行汰选,比较了斜纹夜蛾敏感种群和抗茚虫威种群的羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和多功能氧化酶对硝基苯甲醚O-脱甲基活性。【结果】湖南5地斜纹夜蛾田间种群对有机磷类杀虫剂产生了26.9~220.2倍的抗性,对氨基甲酸酯类杀虫剂产生了68.3~890.8倍的抗性,对拟除虫菊酯类杀虫剂产生了21.0~267.2倍的抗性,对相对较新型杀虫剂（甲维盐、阿维菌素、茚虫威和溴虫腈）产生了5.2~53.4倍的抗性。经茚虫威汰选后第14代[抗性倍数(resistance ratio, RR)=26.43]斜纹夜蛾羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和对硝基苯甲醚O-脱甲基酶活性分别上升2.86, 1.01和1.83倍。【结论】斜纹夜蛾对多种药剂产生了不同水平的抗性,斜纹夜蛾幼虫羧酸酯酶和对硝基苯甲醚O-脱甲基活性增强可能是斜纹夜蛾对茚虫威的抗性上升的重要因素。     

褪黑激素对休情期银黑狐腔前卵泡卵母细胞超微结构的影响

为了研究褪黑激素(Melatonin,MLT)对休情期银黑狐腔前卵泡卵母细胞超微结构的影响。本研究选取健康7月龄埋植和未埋植MLT的银黑狐各5只,取其左侧卵巢共计10枚,制备超薄切片后利用透射电镜分别观察每枚卵巢的各级腔前卵泡各1-5个,并进行拍照。结果埋植和未埋植MLT的银黑狐原始卵泡卵母细胞内均有少量线粒体和高尔基体,而未埋植MLT的银黑狐卵母细胞中还可见少量滑面内质网;初级卵泡卵母细胞内,均开始形成不完整透明带,线粒体及内质网数量均有所增加,沿透明带出现少量皮质颗粒;次级卵泡阶段,未埋植MLT银黑狐卵母细胞微绒毛数量较埋植MLT的多,其余细胞器未见差异。结果表明,MLT对休情期银黑狐卵巢腔前卵泡卵母细胞的线粒体、脂滴、高尔基体、皮质颗粒等细胞器的发育没有影响,仅对初级卵泡阶段内质网的发育有抑制作用。     

北亚热带地带性森林土壤温室气体通量对土地利用方式改变和降水减少的响应

弄清土地利用和降水变化对林地土壤主要温室气体(CO₂、CH₄和N₂O)排放通量变化的影响, 是准确评估森林土壤温室气体排放能力的重要基础。该研究以常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木(Betula luminifera)次生林和马尾松(Pinus massoniana)人工林为对象, 采用静态箱-气相色谱法研究了3种土地利用方式(常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木次生林和马尾松人工林)和降水减少处理状况下森林土壤CO₂、CH₄和N₂O通量排放特征, 并探讨了其环境驱动机制。研究结果表明: 原始林土壤CH₄吸收通量显著高于次生林和人工林, 次生林CH₄吸收通量显著高于人工林土壤。人工林土壤CO₂排放通量显著高于原始林和次生林土壤。次生林土壤N₂O排放通量高于原始林和人工林, 但三者间差异不显著。降水减半显著抑制了3种不同土地利用方式下林地土壤CH₄吸收通量; 降水减半处理对原始林和次生林土壤CO₂排放通量均具有显著的促进作用, 而对人工林土壤CO₂排放通量具有显著的抑制作用; 降水减半处理促进了原始林和人工林林地土壤N₂O排放而抑制了次生林林地土壤N₂O排放。原始林和次生林林地土壤CH₄吸收通量随土壤温度升高显著增加, CH₄吸收通量与土壤温度均呈显著相关关系; 原始林、次生林和人工林土壤CO₂和N₂O排放通量与土壤温度均呈显著正相关关系; 土壤湿度抑制了次生林和人工林土壤CH₄吸收通量, 其CH₄吸收通量随土壤湿度增加显著减少; 原始林土壤CO₂排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系。自然状态下, 原始林土壤N₂O排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系, 原始林和次生林土壤N₂O排放通量与硝态氮含量呈显著相关关系。研究结果表明全球气候变化(如降水变化)和土地利用方式的转变将对北亚热带森林林地土壤温室气体排放通量产生显著的影响。