基于红外相机技术的野生豹猫行为谱和PAE编码系统

2017年6月至2021年4月,本研究基于红外相机技术开展野生豹猫(Prionailurus bengalensis)行为谱和PAE编码系统行为谱的研究,同时比较分析该物种行为多样性的季节差异和年龄组差异。本研究共分辨记录了野生豹猫的8种姿势、39种动作、25种行为,建立了野生豹猫行为谱及其PAE编码系统。本研究发现野生豹猫的总体绝对行为多样性指数H_总和总体相对多样性指数r_总均在夏季最高而冬季最低。秋、冬两季的绝对行为多样性指数H和相对多样性指数r呈显著性差异(H:Z=-2.023, P=0.043; r:Z=-2.023, P=0.043);成体的总体绝对行为多样性指数H_总和总体相对多样性指数r_总均高于幼体,相对多样性指数r存在显著年龄组差异(Z=-2.018, P=0.044)。本研究结果将为今后野生豹猫的综合保护与管理提供科学参考依据。     

细菌吸附及转运芳香族化合物的研究进展

芳香族化合物是一类具有苯环结构的有机物,它们结构稳定,不易分解,并可通过食物链进行生物富集和生物放大,对生态环境及人类健康造成极大危害。细菌具有超强的分解代谢能力,能降解多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)等多种难降解芳香族污染物。吸附和转运是细菌进行芳香族化合物细胞内代谢的前提。虽然芳香族化合物的细菌降解已取得较为显著的研究进展,但吸附和转运机理仍不甚清楚。本文讨论了细菌对芳香族化合物的吸附有积极作用的细胞表面疏水性、生物被膜形成和细菌趋化性等影响因素,总结了FadL家族、TonB依赖性受体蛋白、OmpW家族等外膜转运系统和主要协同转运蛋白超家族(major facilitator superfamily, MFS)转运体、ATP结合盒(ATP-binding cassette, ABC)转运蛋白等内膜转运系统对该类化合物跨膜运输作用,并对跨膜转运机制进行了讨论和阐述,旨在为芳香族污染物的防控和治理提供一定理论参考。     

靶向RNA的CRISPR-Cas系统研究进展

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas(CRISPR associated proteins)系统是细菌和古细菌抵抗噬菌体、质粒等外源遗传物质的一种适应性免疫系统,该系统利用一种特殊的RNA(CRISPR RNA,crRNA)指导的内切酶来切割与crRNA相互补的外源遗传物质,从而阻碍外源核酸的侵染。根据效应复合物组成形式的不同,CRISPR-Cas系统分为1类(Ⅰ型、Ⅳ型和Ⅲ型)和2类(Ⅱ型、Ⅴ型和Ⅵ型)两大类。目前已发现多个CRISPR-Cas系统具有非常强的特异靶向RNA编辑能力,如Ⅵ型CRISPR-Cas13系统和Ⅲ型CRISPR-Cas7-11系统。随着研究的深入,相关系统在RNA编辑领域应用日渐广泛,使其成为基因编辑的有力工具。本文介绍了靶向RNA的CRISPR-Cas系统的组成、结构、分子机制以及其潜在应用,这为更好地研究该类系统的作用机制奠定基础,也为后期开发为稳定的基因编辑工具提供新的思路。     

解淀粉芽胞杆菌hemX基因缺失对血红素合成的影响

血红素是一种广泛存在于生物体中的卟啉类化合物,具有多种生理功能。解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)具有易于培养、分泌表达能力较强等特点,是一种重要的工业菌株。为了筛选血红素合成的最优出发菌株,以不添加和添加5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)的方式,对实验室保藏菌株进行筛选,发现不添加ALA时,菌株BA、BAΔ6、BAΔ6ΔsigF的血红素产量无明显差别;然而添加ALA后,BAΔ6ΔsigF的血红素产量和比生产能力均为最高,分别达到200.77μmol/L和615.70μmol/(L·g DCW)。因此,以BAΔ6ΔsigF为出发菌株,敲除编码细胞色素组装蛋白HemX的hemX基因,探究其在血红素合成途径中的作用,发现敲除菌株发酵液明显变红,且生长未受到明显影响;摇瓶发酵12 h时ALA浓度最高,为82.13 mg/L,略高于对照的75.11 mg/L;不添加ALA时,血红素产量和比生产能力分别为对照的1.99倍和1.45倍;添加ALA后,血红素产量和比生产能力分别为对照的2.08倍和1.72倍;实时定量荧光PCR...     

聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成与特征

为探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成过程以及蛋白冠的形成对植物可能造成的影响,本研究选用3种平均粒径为200nm不同表面修饰的聚苯乙烯纳米塑料微球和新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)为对象,将3种聚苯乙烯纳米塑料分别与新几内亚凤仙的叶蛋白提取物进行反应,反应时间分别为2、4、8、16、24、36 h。利用扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)观察其形貌变化,原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)进行表面粗糙度测定,使用纳米粒度和zeta电位分析仪测定水合粒径及zeta电位,液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)鉴定蛋白冠的蛋白成分。从生物学过程、细胞组分以及分子功能3个方面对蛋白进行分类,研究不同表面修饰的纳米塑料对蛋白的吸附选择,探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成与特征,预测蛋白冠对植物造成的可能影响。结果表明：随着反应时间增加,纳米塑料的形貌变化越发明显,表现为尺寸和粗糙度的增加和稳定性的增...     

隆德鱼的新材料及其系统关系的初步分析——辽宁西部晚中生代地层和鱼群研究之一

依据辽宁西部三个地点的新材料和宁夏、内蒙古的标本,对罗家峡隆德鱼(Longdeichthys luojiaxiaensis Liu,1982)的形态特征作了补充描述和修订,并初步分析讨论了“薄鳞鱼类”的研究现状以及隆德鱼的系统关系。认为隆德鱼可能已是鲱头鱼派(Clupeocephala)的成员,与德国和法国基末里期的Leptolepides sprattiformis(Blainville)最为相近。     

植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶催化pH范围的理性改造及高效转化生产g-氨基丁酸

γ-氨基丁酸可由谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)催化谷氨酸一步合成,反应体系成分简单、环境友好。然而,绝大多数GAD酶催化pH偏酸性且反应范围狭小,需要加入无机盐维持最适催化环境,增加了生产附加成分。此外,随着产物γ-氨基丁酸的生成,溶液pH会逐渐上升,不利于GAD酶的持续转化。本研究首先从实验室保藏的一株高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中克隆得到谷氨酸脱羧酶LpGAD,基于酶蛋白表面电荷修饰,选择9个位点进行定点突变及组合突变,酶学性质表征结果显示三突变体LpGAD^{S24R/D88R/Y309K}在催化pH区间内酶活力整体提高,尤其拓宽了在偏中性pH 6.0下的酶活,为野生酶的1.68倍。接下来,通过分子动力学模拟解析了酶活提高的机理。此外,将Lpgad与Lpgad^{S24R/D88R/Y309K}突变基因分别在谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) E01中过表达,通过优化确定了摇瓶最适转化条件为反应温度40 ℃,菌体量OD₆₀₀=20,底物L-谷氨酸100.0 g/L,5-磷酸吡哆醛添加量为100 μmol/L。5 L发酵罐中,不调节pH,通过分批投料底物L-谷氨酸,γ-氨基丁酸产量高达402.8 g/L,较对照菌株提高了1.63倍。本研究成功拓宽了LpGAD的pH催化范围及酶活,提高了γ氨基丁酸的转化效率,为实现其规模化工业生产奠定了基础。     

痢疾志贺氏毒素B亚单位在大肠杆菌中的高效表达

本文从痢疾志贺氏Ⅰ型菌W30864的染色体克隆了编码志贺氏毒素(Stx)的基因,表达Stx的基因位于约4．5kb的EcoRl片段内。一系列的生物学试验表明：我们构建的杂种质粒(pMGC001)能产生Stx,产量为亲代株的16倍,克隆株不仅有细胞毒和肠毒作用,而且还有神经毒性。我们又从质粒pMGC001将志贺氏毒素的B亚单位(Stx—B)的基因克隆至表达载体pJLA503,获得了Stx—B在大肠杆菌中的高效表达,Stx—B已被纯化,其特异的多克隆和单克隆抗体也被制备。Westem blot表明它们能与Stx—B进行特异的抗原抗体反应。     

废用条件下大鼠和达乌尔黄鼠骨骼肌氧化应激和抗氧化防御能力与肌萎缩的比较研究

有鳞类(蛇和蜥蜴)具有较发达的嗅器和犁鼻器,对其不同种类嗅觉结构的认识有助于阐明爬行动物化学感觉的进化。本文采用组织学方法比较了草原沙蜥(Phrynocephalus frontalis)、荒漠沙蜥(P. przewalskii)、密点麻蜥(Eremias multiocellata)和秦岭滑蜥(Scincella tsinlingensis)的嗅器及犁鼻器。结果发现,草原沙蜥的鼻腔较为狭长,秦岭滑蜥呈梨形,其他两种蜥蜴的鼻腔略成圆形。秦岭滑蜥的嗅上皮最厚,其次是密点麻蜥和草原沙蜥,荒漠沙蜥最薄。犁鼻器主要由犁鼻腔、犁鼻感觉上皮、犁鼻神经及蘑菇体等组成,没有腺体。草原沙蜥和荒漠沙蜥的犁鼻腔较为宽阔,密点麻蜥和秦岭滑蜥的较窄。4种蜥蜴的犁鼻感觉上皮均较嗅上皮厚,蘑菇体向后逐渐缩小至消失,犁鼻感觉上皮成闭环状,包围犁鼻腔。密点麻蜥和秦岭滑蜥的犁鼻感觉上皮位于犁鼻器的背侧,蘑菇体位于腹侧;与此不同,两种沙蜥的犁鼻感觉上皮偏向于犁鼻器的腹内侧,蘑菇体位于背外侧。密点麻蜥的犁鼻感觉上皮最厚,其次为秦岭滑蜥,两种沙蜥最薄;秦岭滑蜥犁鼻感觉上皮的感觉细胞密度最高,其次是密点麻蜥,两种沙蜥最低。这些结果提示,密点麻蜥和秦岭滑蜥对嗅觉信号的依赖和投入较两种沙蜥多;4种蜥蜴犁鼻器的结构差异间接地佐证了有鳞类犁鼻器系统发生的特异性。