环境微生物群落功能研究的新方法和新策略

微生物群落在驱动生物地球化学循环中扮演着重要角色,传统的研究方法可对微生物群落进行遗传结构的解析,但不能有效地与功能研究耦联.概述了近年发展起来的基于核酸和蛋白质水平的分子生物学新方法--环境mRNA 和 rRNA同时荧光原位杂交(FISH)、寡核苷酸微阵列技术(Oligonucleotide Microarray)、 稳定性同位素联合宏基因组学(SIP-enabled Metagenomics)和环境蛋白质组学(Metaproteomics)在环境微生物群落功能研究中的应用,并且对其发展趋势进行了分析和展望.     

球形芽孢杆菌C3-41二元毒素基因在苏云金芽孢杆菌以色列亚种中的克隆和表达

球形芽孢杆菌C3-41是我国分离的一株对蚊幼虫有毒杀作用的高毒力菌株,对库蚊、按蚊幼虫的毒性高于2362菌株,Southern杂交证明C\-3\|41总DNA中35Kb HindIII片段上带有419和514kD二元毒素基因,该片段由3479个核苷酸组成,核苷酸序列同2362菌株的二元毒素基因序列完全相同。含二元毒素基因的重组质粒pCW\|1和pCW\|2能在大肠杆菌中表达产生二元毒蛋白,但表达量低,重组子杀蚊毒性低。无晶体型苏云金芽孢杆菌以色列亚种重组子在其芽孢形成中能产生以晶体形式存在的二元毒素蛋白,其全发酵液和纯化晶体蛋白的杀蚊活性与C\-3\|41相近。     

几种常用益生元不同配伍对三株益生菌体外生长的调节作用

目的 探讨几种常用益生元经过不同配伍组合后对3种常用益生菌体外生长的调节作用。方法 使用基础培养基分别培养3株益生菌,观察不同益生元配伍组合对3株益生菌的体外调节作用。依据不同的益生元组分配伍以及浓度制作含不同益生元组分的基础培养基体外培养3株益生菌,分别在培养的0、6、12、18和24 h取样进行平板活菌计数同时观察菌体形态。配置不同浓度的含葡萄糖基础培养基作为对照,研究不同益生元组分配伍组合对3株益生菌体外生长的调节作用。结果 低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖（组合2‒0.5%）配伍以及低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖（组合4‒1.0%）配伍相较于相同糖浓度的葡萄糖基础培养基对嗜酸乳杆菌NCFM活菌计数有促进作用（P<0.05）。低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖（组合4‒0.5%）配伍相较于相同糖浓度的葡萄糖基础培养基对乳双歧杆菌HN019活菌计数有促进作用（P<0.05）。低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖（组合2‒1.0%）配伍以及低聚半乳糖、低聚果糖、水苏糖（组合3‒0.5%）配伍相较于相同糖浓度的葡萄糖基础培养基对乳双歧杆菌Bi-07活菌计数有促进作用（P<0.05）。结论 低聚半乳糖、低聚果糖和低聚木糖组合对嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌HN019的增殖具有促进作用。低聚半乳糖、低聚果糖和低聚异麦芽糖组合对嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌Bi-07的增殖具有促进作用。低聚半乳糖、低聚果糖和水苏糖组合对乳双歧杆菌Bi-07的增殖具有促进作用。     

基因组学与应用生物学论文编写指南

一、栏目设置与文体风格本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文(Research Article)和研究报告(Research Report),发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源可能设研究资源(Research Resource)、数据分析(DataAnalysis)、技术主题(Technology Feature)和评述与展望(Review and Progress)等栏目,还可能设置刊登有关科学新闻、科技简讯、专利、短评和书评等方面的栏目。     

基于中高分辨率遥感的植被覆盖度时相变换方法

植被覆盖度是衡量地表植被状况、指示生态环境变化的一个重要指标,也是许多学科的重要参数。传统的测量方法难以获取时间连续的面状数据,且耗时、耗力,很难大范围推广。遥感估算方法虽然可以弥补传统方法的不足,但由于云覆盖等天气条件的影响,获得同一时相覆盖整个研究区的遥感影像非常困难,时相的差异必然导致研究结果产生误差。针对植被覆盖度这一重要生态参数,结合低分辨率遥感数据的时间优势和中高分辨率遥感数据的空间优势,提出一种时相变换方法,将源于中高分辨率影像的植被覆盖度变换到研究需要的时相上。首先,利用像元二分模型计算MODIS尺度的时间序列植被覆盖度,并利用已经获得的SPOT影像计算其获取时相上的植被覆盖度;其次,利用土地利用图划分植被覆盖类型,并利用MODIS数据和土地利用数据之间的空间对应关系制作MODIS像元内各类植被覆盖的面积百分比数据;再次,利用面积百分比数据提取各类植被覆盖的纯像元,结合MODIS植被覆盖度时间序列,从而提取各类植被覆盖纯像元的植被覆盖度时间序列曲线;最后利用像元分解的方法提取MODIS像元内各类植被覆盖组分的植被覆盖度的变化规律,将其应用到该组分对应位置上SPOT像元的植被覆盖度上,从而将其变换到所需要的时相上。在密云水库上游进行试验,将覆盖研究区的10景SPOT5多光谱影像计算的植被覆盖度统一变换到7月上旬,结果显示:视觉效果上明显好转,且空间上连续一致;变换前后植被覆盖度的统计量对比结果也符合植被生长规律;利用外业样点数据与对应位置的植被覆盖度变换结果进行回归分析,结果发现各植被覆盖类型的R2均在0.8左右,表明变换结果与实测值非常接近,时相变换的效果较好,从而可以很好地促进相关研究精度的提高。     

黄渤海甲壳类的分类多样性

为了解黄渤海甲壳类的分类多样性特征, 我们统计了2010-2015年中国水产科学研究院黄海水产研究所调查捕获的黄渤海甲壳类(软甲纲: 十足目与口足目)物种名录。结合历史文献, 进一步系统整理得到黄渤海甲壳类物种总名录。基于这2个名录, 应用分类阶元包含指数(the inclusion index at taxonomic level, TINCL_i)、平均分类差异指数(average taxonomic distinctness index, Δ⁺)和分类差异变异指数(variation in taxonomic distinctness index, Λ⁺)研究了其分类多样性特征。结果显示: 2010-2015年调查名录中, 甲壳类共93种, 隶属于2目39科66属, 其中10种为新分布种; 对虾科、藻虾科、长臂虾科、梭子蟹科和弓蟹科的物种数最多, 合计占总物种数的38.71%; TINCL_i分别为1.41种/属和2.38种/科; Δ⁺和Λ⁺分别为50.25和35.20。总名录中, 甲壳类共228种, 隶属于2目53科123属, 其中藻虾科、豆蟹科、对虾科、弓蟹科和鼓虾科的物种数最多, 合计占总物种数的30.70%; TINCL_i分别为1.85种/属和4.30种/科, Δ⁺和Λ⁺分别为50.18和30.87。对虾科的相对丰富度指数(the relative richness index, R_r)最高(100), 其次是梭子蟹科(71.43)和长臂虾科(62.50), 豆蟹科最低(6.25)。黄渤海甲壳类的平均分类差异指数(Δ⁺)明显小于鱼类(P < 0.05)。2010-2015年调查的Δ⁺计算值高于理论值, 且在理论值的95%置信区间内, 说明黄渤海甲壳类群落正处在中等程度的干扰中。     

基因定点整合技术及其在苔藓研究中的进展

基因定点整合技术是20世纪80年代后兴起的一种分子生物学技术,在精细研究基因功能,消除转基因沉默,基因治疗等有重要意义。基因定点整合技术是功能基因组学研究的重要手段。目前关于基因定点整合技术在酵母和鼠胚胎干细胞中的应用已经很成熟,高等植物由于同源重组频率较低而限制了它的应用,但小立碗藓(Physcomitrella patens)基因同源重组频率较高,基因定点整合技术得到了成功应用,可望成为一种新的分子生物学的模式植物。本文针对基因定点整合的原理、技术路线及进展作一综述。     

宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。     

若干技术在根际微生物研究中的应用

根际微生物是指植物根表及近根土壤中的微生物。根际微生物的研究对于微生物生态学、植物生态学及工业生物技术开发均具有十分重要的意义。为了进行更全面的研究以应对根际微生物研究所面临的复杂挑战,需要将各种生物学研究方法结合起来使用。综述了目前国内外应用较广泛的基于分子生物学的根际微生物研究方法,并对若干主要方法进行了横向比较,重点论述了结合高通量测序技术和基因芯片技术的根际微生物研究方法的新进展,并对相关技术的应用现状及其未来应用前景进行了综述。