应用全外显子测序和显微切割技术识别1 例肺癌患者高频突变基因的异质性探索

目的:通过对一例肺鳞癌患者全外显子测序来识别这例肺癌的可能致病基因,并通过显微切割初步探索这例肺癌肿瘤细胞的起源与演化。方法:利用全外显子测序技术对肺癌肿瘤组织和相应癌旁组织测序;用COSMIC肿瘤数据库比较分析统计出肺癌可能致病基因;用激光显微切割技术提取五个不同部位肿瘤细胞;巢式PCR扩增,一代测序验证基因分型。结果:发现了这例肺癌病人的7个高频突变基因:LPHN2、TP53、MYH2、TGM2、C10orf137、MS4A3和EP300;这些基因在10×镜下和20×镜下经显微切割的肺癌组织的5个不同部位上的基因分型不同。结论:我们通过全外显子测序发现了这例肺癌的7个可能致病基因,并初步探索了这例肺癌肿瘤细胞是多克隆起源的。     

UV-B辐射对鲜土贝母中主要成分和抗氧化活性的影响

为探讨UV-B辐射对鲜土贝母有效成分和抗氧化活性的影响,对土贝母(Bolbostemma paniculatum)新鲜块茎的有效成分含量和抗氧化活性进行了研究。结果表明,100 k J m–2的高剂量UV-B辐射使鲜土贝母的还原糖含量升高60.17%,大黄素含量升高209.60%。辐射后还原能力及清除DPPH·自由基能力均显著高于对照(P0.01)。这说明UV-B辐射可显著提高土贝母鲜品的有效成分含量和抗氧化活性,因此鲜土贝母加工前进行UV-B辐射可望提高药材质量。     

胡椒木叶片精油成分分析及其抗氧化、驱虫、抗菌活性

为解决在城市绿化中滥用化学农药引起的生态问题,研究了胡椒木(Zanthoxylum piperitum)叶片的精油成分及其驱虫、杀虫、杀菌活性。结果表明,采用石油醚萃取胡椒木叶片精油的最佳工艺条件为提取时间4 h、温度50℃、料液比1:5,得率最高为0.5123%。从胡椒木叶片精油中共鉴定出25个化学成分,主要为酯类、烃类和醇类,占总峰面积的99.96%,而具有驱虫、杀虫和抗菌活性的成分占88.50%,包括肉桂酸甲酯(87.83%)、柠檬烯(0.18%)、薄荷醇(0.11%)、香茅醛(0.10%)、α-蒎烯(0.08%)、α-石竹烯(0.08%)、松油醇(0.04%)、石竹烯(0.03%)、羟基大牻牛儿-1(10),5-二烯(0.03%)和β-水芹烯(0.02%)等。20 mg m L~(–1)的精油对DPPH·自由基的清除率达85.38%,接近BHT阳性对照;但还原性低于Vc,表现出较弱活性,这可能与提取工艺有关。因此,胡椒木叶精油含有多种驱虫、杀虫、抗菌等生物活性成分,具有开发为天然植物农药的潜力。     

高产莫纳可林K低产桔霉素红曲霉菌株的筛选和发酵条件初步优化

采集全国各地红曲霉制品中的红曲霉资源,经分离获278株红曲霉菌株。高效液相色谱(HPLC)法测定各菌株发酵液中莫纳可林K(Monacolin K)和桔霉素含量,筛选获1株Monacolin K产量较高、桔霉素含量较低的红曲霉菌株编号为M-22。依据形态特征和ITS基因序列,参照红曲霉属分类检索表,鉴定M-22菌株为紫色红曲霉(Monascus purpureus)。通过摇瓶发酵对温度、初始pH、碳源、氮源、碳氮比(C/N)等因素进行优化,确定M-22菌株摇瓶发酵产Monacolin K适宜条件为发酵温度26℃、初始pH 5.0、转速160 r/min,甘油为碳源、蛋白胨为氮源、碳氮比(C/N)为5:1,Monacolin K产量显著提高,最高为107.16 mg/L。以优化的发酵条件对M-22菌株进行5 L发酵罐发酵,发酵液中Monacolin K产量最高为189.83 mg/L,桔霉素含量32.53μg/L,红曲色素色价为16.38 U/m L。     

东北地区被子植物新资料

东北地区位于中国东北部,地处欧亚大陆东缘,地域辽阔,环境复杂,植被类型多样,是我国北方植物种类较为丰富、植物区系起源演变发展的重要地区。该研究根据野外实地调查及资料分析,报道了东北地区2种新分布植物,分别是野生堇菜(Viola arvensis)、线叶毛膏菜(Drosera anglica)。野生堇菜为东北地区新归化种,分布于哈尔滨市帽儿山,该种在我国台湾地区有分布,原产于非洲北部、亚洲西南部和欧洲;线叶毛膏菜为中国新记录种,分布于东北长白山区。该属在东北地区还有1种,即圆叶茅膏菜(D.rotundifolia)。两者的主要区别:前者叶为线状匙形,花柱3,每个花柱2分裂至中部;后者叶片近圆形,花柱3,每个花柱深裂至基部。凭证标本保存于东北林业大学植物标本室(NEFI)。这些新资料种的发现,对于丰富东北地区植物种类及对本地区植物多样性的研究具有重要意义。     

地黄GGPPS1基因克隆及表达分析

以地黄为材料,通过分析地黄转录组数据,设计特异性引物,克隆了地黄牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶（geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS）基因的cDNA序列,命名为RgGGPPS1,GenBank登录号为KU258808。同时在生物信息学分析的基础上,进行原核表达、纯化以及组织特异性表达分析。结果显示：（1）RgGGPPS1基因开放阅读框为987 bp,编码328个氨基酸。（2）生物信息学分析结果显示,RgGGPPS1蛋白含有2个富含天冬氨酸的基序(DDXXXXDD和DDXXD),与芝麻等双子叶植物中的GGPPS蛋白相似性较高。（3）利用构建的原核表达载体pET 32a RgGGPPS1在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中成功表达RgGGPPS1重组蛋白,采用Ni²⁺亲和层析得到了纯化的RgGGPPS1重组蛋白。（4）荧光定量PCR结果显示,RgGGPPS1基因在根中表达量最高,叶、茎中表达量较低。研究结果为进一步研究RgGGPPS1基因在地黄环烯醚萜苷生物合成途径中的功能奠定了基础。     

水稻短根突变体Osksr5的遗传分析和基因定位

水稻根系对其生长、发育及产量等起着至关重要的作用。该研究从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的籼稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系变短的突变体,命名为Osksr5（Oryza sativa kasalath short root 5）,该突变体植株具体表现为主根、不定根和侧根都明显变短,不定根的数目相对减少,株高与野生型相比也明显矮小。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将OsKSR5基因定位在第1染色体的STS（sequence tagged site）分子标记33027k和33471k,物理距离约为444 kb。对OsKSR5基因的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根系发育的分子机理奠定了基础。     

管网雨水补给河道用水的人工湿地水质净化流程研究

中国北方部分地区水资源短缺,河道干涸,但夏季雨水资源潜力丰富。虽径流受到一定污染,但较于生活污水和工业废水,其污染程度更低,成分更简单。雨水通过低运行成本的人工湿地净化系统,可以实现较好的净化效果,满足河道景观需求和生态补水。城市管网雨水承载能力过重的城市边缘区,建设更新过程中进行雨污分流制度,更适于采用人工水质净化的方式将城市雨水管网中的雨水进行就近消纳,减轻城市雨水管网压力,并利用表面负荷率（ALR）来确定并校核人工湿地面积。在综合现在人工水质净化主流程预处理单元、人工湿地单元和消毒存储单元3个环节的基础上,以低运营成本、低管理成本、最优净水量为指向,引入物联网技术智能管控系统,行程具有能控制各级出水水质监测、多级管控、净水生态功能与游览景观功能相结合等多重优点的人工水质净化全流程,达到符合河道水质标准的净化效果。该流程为缓解北方城镇河道缺水现状、解决城市雨洪问题提供新思路。     

基于提高鸟类多样性的北京城市线性公园绿地植物景观探析

植被覆盖率高的线性公园,可作为鸟类的迁徙途径和栖息之所,并猜测其可作为生态廊道的一部分,适宜的营造植物景观、提升植物种类的多样性对保护鸟类多样性有促进作用。因此,采用标准取样法对北京城市线性公园绿地进行研究,提取可能影响鸟类多样性的植物群落因素、植物生境因素,对提高鸟类多样性提出建设性的意见。研究结果主要表明,在线性公园绿地宽度30~200m内,随着宽度的增加,鸟类的数量有所提高;含有不同类型植物生境的线性公园绿地,对鸟类目标种的吸引力不同,植物生境类型数较多样的线性公园绿地具有较高的鸟类目标种吸引力;不同的鸟类目标种偏好在不同的树种上进行活动。     

燕麦分子育种研究进展

燕麦是一种主要生长在温带冷凉地区的粮饲兼用作物,近年来燕麦的营养价值和降低胆固醇特性的发现使人们认识到燕麦及其制品是一种健康食品,促进了燕麦产业发展,对燕麦品种培育提出了更高要求。在此背景下,现代生物技术与常规育种技术结合是满足这一需求的重要途经。本文综述了国内外燕麦分子育种方面的研究进展:(1)我国燕麦种质资源的收集与遗传多样性研究。我国的燕麦种质资源收集工作起始于20世纪50年代,迄今收集并保存了5282份燕麦种质资源。对这些资源的遗传多样性分析研究表明,国内的燕麦种质资源中内蒙古和山西的资源多样性最高;(2)利用各种分子标记构建燕麦遗传连锁图谱研究;(3)一些重要农艺性状的QTL定位研究以及全基因组关联分析研究。包括产量、含油量、β-葡聚糖含量、蛋白质含量、抽穗期、抗病基因、抗冻性等重要农艺性状;(4)标记辅助基因组选择技术在燕麦中的应用;(5)燕麦遗传工程育种研究进展。同时,本文将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了比较,并对当前分子育种中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨,希望能为今后通过生物技术手段培育燕麦新品种提供一定的参考。