酵母杂交系统在CRISPR/Cas9基因编辑系统脱靶率研究中的应用*

目的:为提高CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)靶向性奠定基础,同时证明酵母杂交系统在研究CRISPR/Cas9脱靶效应中的应用价值。方法:以实验室前期构建成功的activase基因编辑水稻株为研究对象,先采用T7核酸内切酶Ⅰ法初步预测30株基因编辑水稻株的脱靶率。随后以酵母杂交系统进一步预测脱靶率以及研究sgRNA结构对脱靶率的影响。首先,将activase靶向基因的标准sgRNA(standard sgRNA)和短sgRNA(truncated sgRNA)分别克隆至CRISPR/Cas9系统表达载体pDW3769中,构建对应的重组载体pHZ2和pHZ4,转化至YPH499酵母单倍体形成重组酵母YpHZ2和YpHZ4;其次,根据脱靶位点预测选择7组脱靶序列A、B、C、D、E、F、G以及靶向序列,分别克隆至包含报告基因mCherry的高拷贝载体pDW3133和低拷贝载体pDW3134,构建相应的高拷贝重组载体pHZ5、pHZ7、pHZ9、pHZ11、pHZ13、pHZ15、pHZ17和pHZ19,以及对应的低拷贝重组载体pHZ6、pHZ8、pHZ10、pHZ12、pHZ14、pHZ16、pHZ18和pHZ20,转化至YPH500酵母单倍体,构建重组酵母YpHZ5-20。随后,重组酵母YpHZ2和YpHZ4与重组酵母YpHZ5-20分别杂交,挑取双倍体酵母菌落,在不同的时间段下检测荧光数值,根据荧光值定量预测脱靶率。结果:酵母培养144~192 h时荧光最为显著,脱靶序列sgRNA与靶向基因sgRNA同源性越高,越易造成脱靶,但短sgRNA较标准sgRNA脱靶率低。根据水稻植株的脱靶检测显示脱靶率约20%,基于酵母杂交的检测结果显示脱靶率为20%~28%。结论:酵母细胞进入稳定期时荧光值最为显著,且与载体的拷贝数量成正比。sgRNA序列以及长短结构可影响CRISPR/Cas9的基因靶向性。两种方法的脱靶率预测结果相当,表明酵母杂交系统在评价CRISPR/Cas9系统的脱靶率以及研究脱靶影响因素中具有良好的应用价值。     

Grazing-induced legacy effects enhance plant adaption to drought by larger root allocation plasticity

放牧诱导的植物遗留效应可以通过较大的根系分配可塑性增强其干旱适应性 为探索植物的放牧遗留效应是否有利于天然草原生态系统应对干旱环境,我们采集了 内蒙古典型草原自由放牧和多年围封样地内的冰草(Agropyron cristatum)和黄囊苔草(Carex korshinskyi)幼苗 进行了温室控水试验。研究结果表明,干旱处理对自由放牧样地采集的冰草和黄囊苔草子株生物量、子株数量和总生物量的影响较小;自由放牧区的冰草与黄囊苔草较强的干旱适应性可部分由干旱处理下较大的根系分配可塑性来解释。本研究结果表明合理放牧是天然草原适应气候变化的潜在管理办法之一。     

科尔沁沙地生态防护体系防护效应评价

以科尔沁沙地乌兰敖都村为研究对象,通过对研究区6类主要土地利用类型的6项评价指标建立层次结构模型,运用层次分析法(AHP法),对研究区6类土地利用类型生态防护体系防护效应进行科学评价.防护效应得分情况为:乔木林地0.263、灌木林地0.170、草场0.206、固定沙丘0.169、半固定沙丘0.103和流动沙丘0.088,以不同土地利用 类型占全区总面积的比例为权重,计算研究区生态防护体系防护效应总体得分为0.133,仅为乔木林地生态防护体系防护效应得分的50.6％,通过绿化造林和防风固沙等措施,研究区相对防护效应理论上可提高至67.2％.而受气候、土壤和人类干扰等多种因素影响,科尔沁沙地生态防护体系防护效应仍处于较低水平.面临生态环境建设与国家政策和地区经济发展之间的矛盾,提高沙地防护体系防护效应是长期而艰巨的任务.     

新农合对村卫生室能力建设的激励效应

以贵州省24个县村卫生室为样本,利用准实验对照研究探讨新农合对卫生室的激励效应。结果表明,新农合定点组的设施和人力配备以及功能服务和收益的大部分指标值及其增幅优于非定点组。新农合在一定程度上促进了卫生室的发展,但需进一步提高对卫生室的覆盖面和补偿力度,完善支付方式,并加大财政支持,提升卫生室服务能力,以达到医保双方良性互动的局面。     

马尾松和苦槠林根际土壤矿化和根系分解CO2释放的温度敏感性

以中亚热带马尾松林和苦槠林为对象,原位收集根际和非根际土壤、树木不同生态功能的根系,开展15℃、25℃、35℃和45℃恒温培养模拟试验,采用密闭气室碱液吸收法测定53 d内CO2释放的动态变化.结果表明:两种森林类型不同温度下土壤矿化CO2释放速率的根际效应介于1.12 ～3.09,且培养前期高于培养后期;15℃下马尾松林和苦槠林差异不显著,25℃和35℃下前者低于后者,45℃下则相反.不同培养温度下两树种吸收根分解的CO2释放速率均高于过渡根和贮存根,且马尾松均低于苦槠.两种森林类型CO2释放的Q10值均为土壤(1.21 ～1.83)显著高于根系(0.96 ～1.36).两种森林类型土壤矿化CO2释放的Q10值差异不显著,而马尾松根系分解CO2释放的Q10值高于苦槠.推断全球变暖导致的土壤矿化CO2释放的增量将远远高于根系分解,且马尾松林高于苦槠林;地带性顶极群落应对气候变化的抵抗力强于先锋树种群落.     

重组人胰岛素制备过程中转肽工艺的研究

目的：酵母表达体系制备重组人胰岛素的工艺中,转肽反应属于酶促半合成反应,过程复杂,成本高昂,通过实验研究提高反应效率,降低反应成本。方法：通过优化转肽反应中胰蛋白酶和双保护苏氨酸（Thr（But）OBut）的比例,寻找有利的反应条件,为进一步的条件确定奠定基础;从提高转肽反应物的反应效率出发,调整工艺顺序,将一步转肽反应调整为两步转肽反应;以胰蛋白酶和双保护苏氨酸两种反应物,进行综合成本分析比较;同时采用药典方法测定两种不同工艺制备的重组人胰岛素,进行生物活性的比较分析。结果：通过实验研究,一步转肽反应的收率最高可以达到74%,而两步转肽收率的收率最高可以达到90%;两步转肽反应相比一步转肽反应,酶量减少70%,双保护苏氨酸的使用量降低62.5%,同时提高了转肽反应中胰岛素原的反应浓度,达到12.5 mM,有着进一步开发的潜质;生物活性测定两种工艺生产的重组人胰岛素均符合中国药典的要求。结论：两步转肽反应对比一步转肽反应,提高了反应效率,产物的纯度较高,降低了反应的成本,有利于提高国产胰岛素的市场竞争力。     

教育中的同伴效应研究述评：概念、模型与方法

教育中的同伴效应是指宿舍、班级、年级或学校内同伴的背景、行为及产出对学生产出或行为的影响。教育中的同伴效应起初使用的是同质性模型,即认为无论个体如何选择同伴,总效益是不变的,同伴效应是一种零和现象。进而发展到异质性模型,即认为同伴效应对不同个体的作用结果是不一样的,通过合理的分配能够提高总效益。研究方法则从以普通最小二乘法为主的统计关联研究,发展到借助于随机实验、自然实验以及准实验的因果推断研究。同伴效应的研究为正确地认识和评价相关教育政策,获得最优组织学校教学的方式,提高教学效率提供了依据。     

入侵植物飞机草与4种牧草的竞争效应

【背景】飞机草是我国危害最严重的入侵植物之一,目前仍缺乏可持续的控制手段。【方法】运用De Wit取代试验研究法,设置2株·盆-1(42.42株·m~(-2))、4株·盆-1(84.84株·m-2)和8株·盆~(-1)(169.68株·m~(-2))3种密度,分别研究杂交狼尾草、木豆、山毛豆和宽叶雀稗与飞机草的竞争效应,以明确4种牧草对飞机草的替代控制潜力。【结果】3种密度下,杂交狼尾草和木豆均可以显著抑制飞机草的生长,其竞争平衡指数显著大于0,说明杂交狼尾草和木豆的竞争力均大于飞机草;山毛豆和宽叶雀稗的相对产量均显著小于1,其竞争平衡指数均显著小于0,说明山毛豆和宽叶雀稗的竞争力小于飞机草。【结论】杂交狼尾草和木豆可用作飞机草的替代控制植物。     

不同地位克氏原螯虾胜利者-失败者效应的稳定性

为探究不同地位的克氏原螯虾(Procambarus clakii)胜利者-失败者效应的稳定性。通过视频拍摄优势者和从属者在新的领域中各自与等重量级雄性螯虾连续遭遇战,统计胜负场数、格斗次数、时间、优势指数等多个参数。在与陌生对手的首次交战中,40个优势者中有23只螯虾取得了胜利,17只失败,胜负比例之间差异不显著;而从属者中获胜比例为18/40,与失败者的比例之间也没有差异,说明优势者和从属者之间原有的等级地位并不被陌生对手识别。在与陌生对手的第二次交战中,获胜的优势者中18/23的螯虾再次胜利,极显著高于失败的螯虾比例;获胜的从属者中,仅11/18的螯虾再次胜利,与失败者的比例之间不显著;而失败的优势者中,13/17的螯虾持续失败,失败的从属者中,17/22的螯虾持续失败,均显著高于获胜的比例,说明不同地位的螯虾胜利者-失败者效应稳定性不同,优势者的胜利者-失败者效应均比较稳定,而从属者的失败者效应稳定,胜利者效应并不稳定,一胜之后不能获得稳定、完全的二胜。对格斗次数、时间、优势指数等参数统计分析发现,胜利或失败的优势者以及从属者在格斗策略上有较大的差异。     

5种甘草属植物花序和种子生产的位置效应及繁殖资源分配模式初步研究

以种植于新疆石河子的光果甘草( Glycyrrhiza glabra Linn.)、胀果甘草( G. inflata Batal.)、乌拉尔甘草( G. uralensis Fisch.)、黄甘草( G. eurycarpa P. C. Li)和蜜腺甘草( G. glabra var. glandulosa X. Y. Li)为研究对象,对植株不同部位的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量,以及植株不同部位和花序不同部位的生物量投入比、座果率、结籽率、种子投影面积和种子千粒质量进行测定;在此基础上,对供试5种甘草属( Glycyrrhiza Linn.)植物的繁殖资源分配模式和种子生产策略进行分析。结果表明：同一植株内,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量从植株下部到上部总体上依次递减,而胀果甘草植株不同部位间这4项指标总体上无显著差异。同一植株内,胀果甘草植株中部的生物量投入比和座果率均较高,但其生物量投入比、座果率和结籽率在植株不同部位间均无显著差异;而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从植株下部到上部总体上依次递减。同一花序内,胀果甘草花序中部的生物量投入比明显高于花序上部和下部,座果率从花序下部到上部依次递减,结籽率则在花序不同部位间无显著差异,而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从花序下部到上部总体上依次递减。供试5种植物的种子投影面积和种子千粒质量在植株不同部位间和花序不同部位间均无显著差异。综合研究结果显示：在资源竞争、结构效应和花粉限制的影响下,供试5种甘草属植物存在2种不同的资源分配模式和种子生产格局。其中,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草通过减少对晚发育的花或果实的资源投入来保障早发育的花或果实获得较多的资源,达到繁殖成功的目的;而胀果甘草则采取对花和果实随机败育的方式减小资源竞争的压力,这2种繁殖资源分配模式和种子生产策略对提高甘草属植物的繁殖成功率具有重要作用。