抗FLAG标签抗体在植物中的高效表达

植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,是分子农业的核心内容之一。本研究在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中表达了抗八肽(DYKDDDDK, FLAG)标签抗体,并对其进行纯化与鉴定。通过多次免疫小鼠获得高效价抗FLAG抗体并测出其编码序列,然后亚克隆至植物DNA病毒表达载体,最后通过农杆菌介导转染烟草叶片。经Western blotting检测了转染后2−9 d抗体的表达情况：3 d后FLAG抗体开始在烟草叶片中表达,5 d后表达量达到峰值,每千克鲜叶估计可表达66 mg FLAG抗体。抗体经过分离纯化后浓缩为1 mg/mL,按1:10 000稀释仍可识别1 ng/mL的抗原,表明植物生产的FLAG抗体具有高亲和力。植物生物反应器可用于生产高亲和力抗体,并具有简易、成本低和生产周期短等特点,具有很高的应用价值。     

植物核DNA含量在全球尺度上的纬度变异式样及其气候适应意义——以菊科植物为例

核DNA含量是重要的生物学概念,涉及DNA C-值和基因组大小。前人有关植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律存在着矛盾的报道,而且多数将核DNA含量与纬度、海拔、气候等因素之间的关系描述成线性关系。核DNA含量是否具有环境适应上的意义,也还存在争议。先前有关核DNA含量与环境因素间关系的矛盾性报道可能与取样过小、地理范围过窄、研究对象遗传背景差异过大有关。如果对一个遗传背景相近的类群在全球范围内进行取样,核DNA含量会呈现有规律的纬度梯度变化,可能与大的气候因素之间存在非线性关系。菊科(Asteraceae)是被子植物的最大科,是一个广泛认可的自然分类群。为揭示全球空间尺度上植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律,以及这种变异是否具有环境适应意义,以菊科为对象开展了核DNA含量与纬度、生物气候因素关系的统计分析。从"植物DNA C-值数据库"检索到822种菊科植物的核DNA含量数据;在全球范围内,沿经度方向上设立10条样带,每条样带横跨15个经度,每条样带又均分成22个样块,每个样块纵跨7.5个纬度;其次,从"世界气候数据网站"下载1950—2000年时间段14个生物气候因子数据,应用Arc GIS 9.3获得每个样块14个生物气候因子的平均值;根据"全球生物多样性信息网站"记录,计算每个样块菊科植物平均的核DNA含量数据。为避免气候变量之间的多重共线性对数据分析的影响,应用主成分分析对数据进行了降维,发现最冷季度平均温度、最干季度雨量分别是第一、二主成分上荷载最大的因子,去除与它们相关性在-0.7至+0.7之间的其他气候因子后获得了最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量三个变量用于进一步数据分析。结果发现,菊科植物在全球10个样带上的核DNA含量与纬度关系密切,与最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量呈现极显著的单峰型的非线性关系,可以用二项式进行拟合。因此,全球空间尺度上植物核DNA含量沿着纬度梯度有规律性的非线性变化,这种变化具有很强的气候适应意义。     

促进我国环境微生物学的发展—“第十次全国环境微生物学术研讨会”专刊序言

我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,环境治理工作日趋重要.随着分子生物学技术的发展,在环境微生物学领域的科研工作者的不懈努力下,我国在环境微生物学方面取得了许多重要成果,使微生物在环境保护中发挥着越来越重要的作用.为了展现国内环境微生物科研工作者取得的最新进展,<微生物学通报>针对"第十次全国环境微生物学术研讨会"组织出版了这期"环境微生物专刊",期望该专刊的出版有助于我国环境微生物学相关领域的交流和发展.     

生物絮凝剂的最新研究进展及其应用*

从絮凝剂的来源和分子组成两方面对生物絮凝剂进行了系统分类,综述了生物絮凝剂产生菌的筛选模型以及生物絮凝剂在水处理和发酵工业中的应用,详细阐述了目前国内外提出的几种不同的生物絮凝剂絮凝机理,进而在此基础上剖析了目前生物絮凝剂研究工作中仍然存在的问题,并提出生物絮凝剂今后的主要研究方向。     

纤维素基固定化酶载体的研究进展

固定化酶是工业生物催化中广泛应用的一种生物催化剂形式。作为固定化酶最重要的一个组成部分,载体材料的种类、结构和性能都会对酶的固定化效果产生重要影响,是成功制备固定化酶的关键。近年来,纤维素因具有可再生、可降解和廉价等优良特性而成为一种备受关注的固定化酶载体材料。纤维素基载体可以通过吸附、交联、共价结合以及包埋等方式实现酶的固定化,从而提高酶的热稳定性、酸碱耐受性、贮藏稳定性及其重复使用性。纤维素独特的结构及其可修饰性赋予纤维素基载体许多新的功能,如果以此作为酶固定化载体时,能够使固定化效率或固定工艺有更多的变化。本文综述改性纤维素、纤维素膜、纤维素小球等载体在酶固定化领域的研究进展、催化机制及应用,为相关的研究者提供参考。     

江西武夷山中亚热带南方铁杉针阔混交林群落组成与结构

长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Island大型森林固定样地的建设规范,于2014年在江西武夷山国家级自然保护区内海拔1800 m左右的南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)天然种群分布区域建立中亚热带针阔混交林6.4 hm~2固定样地。木本植物调查结果表明:(1)样地内胸径≥1 cm的木本植物共有29科53属89种,显著低于我国亚热带阔叶林样地平均水平,但显著高于温带针叶(阔叶混交)林样地平均水平;(2)在区系组成上,科以热带成分为主,而属以温带成分为主;(3)样地内独立个体数密度为2252株/hm~2,与温带针叶(阔叶混交)林平均水平相当,但显著低于亚热带阔叶林平均水平;(4)胸高断面积为37.89 m~2/hm~2,与亚热带阔叶林样地平均水平相当,但显著低于温带针叶(阔叶混交)林平均水平;(5)群落成层现象显著,优势种明显,多度排名前4位的物种的个体数占总个体数的55%,而排名后40的物种仅占1%;(6)群落总径级结构呈倒"J"型分布,其中胸径≤10 cm的小径木占总个体数的76.9%,而胸径30 cm的大径木仅占5.3%;(7)主要树种的径级结构有偏正态分布和"L"型分布等类型,但它们的种群在空间上均呈现显著的聚集分布特征;(8)南方铁杉虽然是群落现阶段最重要的优势种,但它的种群更新缓慢。研究结果充分显示该样地对中国森林多样性监测以及南方铁杉种群保育的重要意义。     

内蒙古达茂旗巴特敖包地区包尔汉图剖面牙形刺生物地层

内蒙古达茂旗(达尔罕茂明安联合旗)巴特敖包地区志留纪、泥盆纪碳酸岩相地层发育,本区珊瑚、腕足类、层孔虫等底栖大化石的研究工作已有一定基础。但志留纪、泥盆纪地层在时代确定和对比上还存在很多问题,必须用主导化石门类牙形刺加以解决。研究表明：包尔汉图剖面的顶部属泥盆系无疑,应归入阿鲁共组,而不是西别河组;巴特敖包地区的海侵,始于罗德洛统卢德福德阶(Ludfordian)早期。本剖面没有发现文洛克世和罗德洛世早期的海相沉积。本文描写了一个志留纪牙形刺新种：Ozarkodina uncrispa sp．nov．。     

微生物修复返溶铬污染场地的研究进展

目前,我国历史遗留铬渣堆场多数采用湿法解毒工艺进行处理,但大量化学药剂的添加不仅增加了成本,引入了污染物,而且随时间的延长铬渣中的Cr(Ⅵ) 源源不断的返溶,场地出现返黄现象,形成二次污染。为了持久稳定的修复铬渣,研究人员提出用微生物修复技术处理湿法解毒后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶。文中综述了国内外微生物修复铬渣污染场地的研究进展,首先简述了铬渣的危害、处理现状及传统的铬污染修复技术,并以湿法解毒铬污染为例,重点揭示了处理后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶机理,由此可知湿法解毒后的二次污染不可避免。随后详述了微生物修复Cr(Ⅵ) 过程中生物还原、生物吸附和生物矿化三大作用机理,并阐述了铬污染场地修复过程中微生物物种的响应及群落结构的演替,最后,总结了微生物修复铬渣的研究进展并展望了未来的研究方向。     

香港的生物多样性及其保育工作

香港位于热带,属海洋性气候。地势崎岖多山,山地约占全港总面积的3/4。城市发展多集中在沿海平坦地带。目前香港的城市和乡镇面积约占总面积的20%,农地约占5%(当中大部份已遭荒废),余下的均为郊野地区,这包括天然林和人工林(约占14%)、灌丛(约占36%)及草地(约占17%)。由于良好的气候和地理条件,形成了众多不同的生态环境,使总面积仅1090 km²的弹丸之地孕育出种类多样的动植物,生物多样性十分丰富。香港约有2500种原生植物,包括被子植物约1900种,裸子植物7种,蕨类植物220多种及苔藓植物300多种。动物方面,已记录的野生哺乳类动物有40多种,鸟类超过459种,两栖类23种,爬行类70多种。昆虫种类繁多,其中蜻蜓目100多种,鳞翅目2200多种(蝴蝶200多种,蛾类2000多种)。有很多是国家保护物种和特有种。植物方面属国家一级保护的有1种——刺桫椤(Alsophila spinulosa);国家二级保护的有6种,如四药门花(Tetrathryrium subcordatum);国家三级保护的有8种,如穗花杉(Amentotaxus argotaenia)。此外,香港特有种有16种,例如紫萁科(Osmundaceae)的粤紫萁(Osmunda mildei)、马兜铃科(Aristolochiaceae)的香港细辛(Asarum hongkongense)和兰科(Orchidaceae)的谢氏卷瓣兰(Bulbophyllum tseanum)。动物方面有9种属国家一级保护,例如中华白海豚(Sousa chinensis);79种属国家二级保护。特有种则有卢氏小树蛙(Philautus romeri)、包氏双足蜥(Dibamus bogadeki)及多种昆虫。为了保护丰富的野生动植物及其栖息的环境,香港特别行政区政府制定了一些法例并推行了不少保护措施,例如设立了21个郊野公园和14个特别地区,占全港陆地总面积约38%。此外,还成立了2个禁区、3个海岸公园和1个海洋保护区。另一方面,政府还设立了59个“具特殊科学价值地点”,以保护及研究各种动植物、生态系统和特殊的地质地貌。香港地少人多,总人口超过600万,是世界上人口最稠密的地区之一。多年来香港这个生物宝库不断地遭受人类活动的威胁,近年来由于人口急剧上升,对土地需求迫切,不少郊野地区被开发利用,环境污染亦日益严重。此外,一些野生植物因具有药用价值、观赏价值或其他用途而遭盗伐或采集。上述种种因素已使香港野生动植物及其生境受到严重损害,一些物种更濒于灭绝,进行生物多样性的保育工作刻不容缓。因此,香港确实需要制定整体的生物多样性保护策略。有鉴于此,香港大学生态及分类学系于1996年展开了一项为期3年的香港生物多样性调查,以增加对动植物资源现况的了解,为保护香港的珍稀濒危物种和日益恶化的自然环境提出补救方案,并为制订长远的保育策略奠定基础。     

能源植物甜高粱种质资源和分子生物学研究进展

世界能源危机和全球生态环境日益恶化迫使人们急需开发可再生能源。生物质能源作为一种清洁的可再生能源已受到世界各国的高度重视。发展生物质能源的瓶颈之一是生物质原料不足。甜高粱的生物学产量和含糖量极高, 同时兼有耐旱、耐涝、耐贫瘠和耐盐碱等诸多优良特性, 被认为是最具开发潜力的能源植物之一。该文从甜高粱的分类学、生物学特点、种质资源评价、功能基因以及基因组信息等方面综述了甜高粱的最新研究进展和存在的问题, 并展望了甜高粱作为能源植物的研发前景。