球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102 纤维素酶基因及其表达条件

[目的]生物质的利用是当前生物技术研究的一个热点.本小组分离到一株高效降解纤维素球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102,本文拟探索研究此菌的纤维素酶表达系统并寻找影响酶基因表达的关键因素.[方法]通过对NK102测序,本文界定了球毛壳菌NK102的主要纤维素酶编码基因,使用数字基因表达谱升级版(RNA-Seq)的方法得到纤维素酶基因的表达差异,然后观察了营养、物理条件下纤维素酶基因表达和酶活性变化的情况.[结果]发现随着培养时间的延长,纤维素酶基因整体上表达量升高.在所选基因中,外切葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和内切葡聚糖酶基因(cbh1,cdh和egl1)的表达量最高.糖代谢的负调控因子ACE I和CreA的随时间表达量均降低,而Hap2/3/5复合体的表达量反而升高.之后检测了不同碳源培养基对纤维素酶基因表达量和酶活性的影响,发现葡萄糖为强阻遏因子,纤维二糖为其诱导物,而山梨醇没有影响.特别是,我们发现光照也影响纤维素酶基因的表达,黑暗条件明显抑制酶基因的表达.[结论]转录组学的方法可以初步探索纤维素酶表达的规律,酶基因的表达受到营养、物理条件的影响.本研究为揭示球毛壳菌降解纤维素分子机理和阐释生物质糖代谢途径提供了有用参考.     

48种中药材的多种提取方法的提取物抑制内皮细胞和癌细胞增殖的活性研究

采用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、水为溶剂顺序或单独提取及热水提取药材,研究这些提取物对HUVEC、Bel-7402、A549细胞增殖的抑制活性,筛选具有抑制内皮细胞和癌细胞增殖活性的药材及其提取方法.本文所研究的48种中药材的不同提取方法的提取物抑制内皮细胞和癌细胞增殖的活性结果表明:41种中药材都具有一定的抗血管生成和/或抗癌细胞活性,其中对HUVEC、Bel-7402和A549细胞增殖明显抑制活性(IC50 ≤10 μg/mL)的药材分别有22种、6种和6种,对3种细胞的增殖都有明显抑制活性(IC50 ≤10 μg/mL)的药材有5种.     

不同固定条件下细胞与活细胞的原子力显微镜实时观察

用原子力显微镜（atom force microscope,AFM）观察固定细胞的最佳条件并在生理溶液中对活细胞实时观察.用不同固定剂和同一固定剂的不同浓度处理细胞;不加任何固定剂而直接在生理溶液中对细胞进行AFM成像.以戊二醛为固定剂并使用0.5%～1%的浓度固定细胞,后用缓冲溶液漂洗,再对细胞进行成像时可获得质量良好的图像.直接在生理溶液中进行观察,成像质量低于使用固定剂的细胞,但保持了细胞的生活原貌.在用原子力显微镜高分辨率观察生理条件下细胞的特点时,需要在制样与观测系统两方面进行改进.     

基于人类信号网络和表达谱数据研究静脉血栓复发机制

目的:静脉血栓是一种高复发风险和高致死率的疾病,其形成和复发的分子机制尚不明确。基于人类信号网络和基因表达谱数据可针对静脉血栓经华法令抗凝治疗后的复发机制进行研究。方法:结合表达谱数据和人类信号网络,设计差异模块筛选策略,通过功能分析、差异表达分析和已知血栓相关基因及药物靶基因的互作关联研究,获得与静脉血栓复发相关的显著差异模块。结果:最终获得8个与静脉血栓复发密切相关的显著差异模块,评估了华法令治疗静脉血栓的效能,提出了联合用药的3种可能途径。结论:应用本文提出的整合筛选策略,能识别与静脉血栓复发相关的模块,探究静脉血栓复发的分子机制和评估华法令的治疗效能。还提供了潜在的联合用药途径,这对治愈血栓、防治血栓复发及复发机制的研究具有重要意义。     

幽门螺杆菌尿素酶B亚单位基因工程菌发酵工艺的研究

通过不同培养基、不同葡萄糖浓度、不同溶氧条件、补料与非补料对幽门螺杆菌尿素酶B亚单位(UreB)基因工程菌的菌体生长与外源蛋白表达量的影响的比较 ,建立了稳定、适宜的幽门螺杆菌尿素酶B亚单位基因工程菌发酵工艺。多批实验结果证明 ,菌体单产可达 86 g/L ,目的蛋白的表达率为 38.2 %。     

“共轭聚合物-产电菌”复合生物电极构建及其在微生物燃料电池中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种生物电化学装置,在可再生能源生产和废水处理方面的巨大潜力已引起广泛关注。然而MFC面临输出功率低、欧姆内阻高以及启动时间长等问题,极大限制了其在实际工程中的应用。MFC中阳极是微生物附着的载体,对电子的产生及传递起着关键作用,开发优质的生物电极已发展成为改善MFC性能的有效途径。共轭聚合物具有成本低、电导率高、化学稳定性及生物相容性好等优点,利用共轭聚合物修饰生物电极结构,可以实现大比表面积、缩短电荷转移路径,从而实现高效生物电化学性能。同时,纳米级共轭聚合物包覆细菌,可以使细菌产生的电子有效地传递到电极。文中综述了最近报道的共轭聚合物在MFC中的应用,重点介绍了共轭聚合物修饰的MFC阳极,系统分析了共轭聚合物的优点及局限性,以及这些高效复合生物电极如何解决MFC应用中存在的低输出功率、高欧姆内阻及长启动时间等问题。     

中国陆地生态系统通量观测站点空间代表性

涡度相关技术是测定大气与陆地生态系统之间CO₂交换、水分和能量通量最直接的方法,可用于研究土壤、植被与大气间的CO₂交换及其调控机制。收集了11个影响净碳交换量的主要变量信息,包括气象因素、土壤因素和地形因素的非生物因子、实际植被状态以及植被生产力,采用多元地理变量空间聚类分析方法,绘制出不同聚类数（25、50、75、85、100、150和200类）的通量生态区。结合中国现有通量观测站点的空间分布格局,与新生成的通量生态区和已有的自然地理区划进行对比分析,发现由于中国地形复杂,生态系统类型多样,现有85个涡度相关通量观测站点仅能刻画部分中国生态系统类型的净碳交换量时空特征,通量生态区划分为100-150类比较合适。考虑到涡度相关通量观测运行成本,通量站点可增加至150个,从而使得优化后的通量观测网络能够代表中国主要类型的生态系统,并且有利于通量观测数据与遥感资料的有效结合,提高碳水通量观测从站点扩展到区域尺度的精度,从而更好地检验过程机理模型的模拟结果。     

Ecophysiological response and morphological adjustment of two Central Asian desert shrubs towards variation in summer precipitation

As part of global climate change, variation in precipitation in arid ecosystems is leading to plant adaptation in water-use strategies; significant interspecific differences in response will change the plant composition of desert communities. This integrated study on the ecophysiological and individual morphological scale investigated the response, acclimation and adaptation of two desert shrubs, with different water-use strategies, to variations in water conditions. The experiments were carried out on two native dominant desert shrubs, Tamarix ramosissima and Haloxylon ammodendron, under three precipitation treatments (natural, double and no precipitation, respectively), in their original habitats on the southern periphery of Gurbantonggut Desert, Central Asia, during the growing season in 2005. Changes in photosynthesis, transpiration, leaf water potential, water-use efficiency, above-ground biomass accumulation and root distribution of the two species were examined and compared under the contrasting precipitation treatments. There were significant interspecific differences in water-use strategy and maintenance of photosynthesis under variation in precipitation. For the phreatophyte T. ramosissima, physiological activity and biomass accumulation rely on the stable groundwater, which shields it from fluctuation in the water status of the upper soil layers caused by precipitation. For the non-phreatophyte H. ammodendron, efficient morphological adjustment, combined with strong stomatal control, contributes to its acclimation to variation in precipitation. On account of its positive responses to increased precipitation, H. ammodendron is predicted to succeed in interspecific competition in a future, moister habitat.     

垦殖对沼泽湿地土壤呼吸速率的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carex lasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及由其垦殖的水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤呼吸速率进行了观测。研究结果表明,小叶章草甸与毛果苔草沼泽土壤呼吸速率的季节变化形式相同,为单峰型,在夏季出现排放峰值,而冬季呼吸速率最低。沼泽湿地垦殖为旱田后,土壤呼吸速率的季节变化形式未发生变化,但垦殖为水田后,土壤呼吸速率排放峰值的时间延后在秋季出现。毛果苔草沼泽、小叶章草甸、旱田及水田通过土壤呼吸释放的碳量分别为(3.1±0.4)、(4.8±0.7)、(2.8±0.4)、(2.2±0.3)tC.hm-2.a-1。毛果苔草沼泽土壤呼吸速率低于小叶章草甸是由沼泽湿地的积水环境差异造成的,而沼泽湿地垦殖为农田后土壤呼吸作用减弱,主要是由于垦殖后土壤有机碳含量大幅降低所致。相关分析表明,温度和土壤湿度(或积水深度)是影响土壤呼吸速率的重要因素,温度与小叶章草甸、毛果苔草沼泽以及旱田土壤呼吸速率呈显著指数关系,Q10值分别为2.1、2.5和1.8,沼泽湿地垦殖为旱田后温度敏感性指数降低,主要是由于土壤微生物营养源减少从而对微生物营养供应受限造成的。小叶章草甸、毛果苔草沼泽、旱田以及水田土壤呼吸速率与土壤湿度/积水深度之间的关系可用线性或二次曲线方程来描述。