β-1,6葡聚糖酶前体编码基因Ss4p对甘蔗黑穗病菌分泌蛋白组的影响

甘蔗(Saccharum spp.)是世界也是中国主要的糖料作物.由甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是中国甘蔗生产上最主要的病害,每年造成重大损失.分泌蛋白在真菌侵染寄主植物与获取营养及病理过程起重要作用.本实验室在分析甘蔗黑穗病菌基因组与转录组数据时,发现1个与真菌细胞壁降解有关的β-1,6葡聚糖酶前体的基因Ssa4p.为了揭示Ssa4p对甘蔗黑穗病菌致病性和分泌蛋白组的影响,本研究利用CRISPR/Cas9和T-DNA双元载体所构建的甘蔗黑穗菌基因敲除系统,成功获得了Ssa4p基因的失活突变株.ΔSsa4p突变株(Δ35-Ssa4p)与野生型菌株JG36的配合能力降低且致病性减弱.用iTRAQ方法对Δ35-Ssa4p和野生型菌株的分泌蛋白组进行比较分析,共鉴定到蛋白质1430个,其中上调差异表达蛋白质685个,下调差异表达蛋白质745个.GO功能富集分析及KEGG分析表明,差异蛋白主要定位于无膜细胞器和核糖体,其功能包括参与核糖体、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程.本研究发现β-1,6葡聚糖前体影响植物病原真菌的分泌蛋白,加深了对真菌致病性调控机制的认识.     

不同放牧强度对赛罕乌拉草原蜘蛛多样性的影响

蜘蛛作为草原生态系统中的主要消费者, 对维系草原生物多样性和生态系统功能具有重大意义。放牧是人类利用草原最普遍的方式, 了解放牧对蜘蛛多样性的影响具有重要生态学意义。本研究调查了内蒙古赛罕乌拉草原上5个不同放牧强度样地中的蜘蛛多样性, 通过单因素方差分析(one-way analysis of variance)比较各样地中的蜘蛛多样性, 非度量多维标度分析(non-metric multidimensional scale, NMDS)和相似性分析(analysis of similarities, ANOSIM)比较各样地间的蜘蛛物种组成相似性, 再结合相关性分析探讨了植被高度对蜘蛛多样性的影响。结果表明: 重度放牧强度样地的蜘蛛多样性显著低于其他未放牧及轻度放牧样地; 具体到常见科上, 放牧强度对织网型的园蛛物种数和个体数影响显著, 而对游猎型的狼蛛、跳蛛却不明显; 织网型蜘蛛主要受植被结构影响, 而游猎型蜘蛛更可能受潜在猎物可得性的影响。NMDS分析表明不同放牧强度下, 蜘蛛类群的物种组成呈现明显的梯度变化, 放牧强度越低, 物种组成和未放牧样地越相近。相关性分析表明草原植被高度与蜘蛛多样性总体上呈正相关关系, 即植被高度越高, 蜘蛛多样性越高。其中依靠植物构建蛛网的园蛛科和在植物上层伏击猎物的蟹蛛科、逍遥蛛科等与植被高度显著相关。这说明植物资源及其空间异质性可能对草原蜘蛛多样性起着主导作用。因此, 降低放牧强度有助于保护草原蜘蛛群落的多样性, 特别有利于织网型蜘蛛。     

青藏高原不同高寒草地类型土壤酶活性及其影响因子

土壤酶活性作为生态系统养分循环的关键因素, 是反映土壤质量和生态系统功能的重要指标, 但是关于高寒草地生态系统中不同草地类型间酶活性的差异研究还很少。因此, 该研究在藏北高寒草地选择高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠5种草地类型进行野外原位调查和采样, 测定了涉及碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的14种酶的活性, 并建立了高寒草地酶活性与土壤微生物和土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明: C循环酶(蔗糖酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化物酶)和P循环酶(碱性磷酸酶)在不同高寒草地类型间活性差异明显, N循环酶中仅芳香氨基酶和亚硝酸盐还原酶两种酶在不同高寒草地类型间活性差异明显。同时, C、N和P循环酶之间存在一定的相关关系, 其中, 蔗糖酶和碱性磷酸酶、纤维素酶和α-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著正相关, 多酚氧化酶与亚硝酸还原酶和β-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著负相关。在测定的19个环境指标中, 土壤有机质(SOM)含量、革兰氏阴性菌数量、土壤N和P含量计量比、革兰氏阳性菌数量、细菌数量、放线菌数量、全氮含量、真菌数量是影响土壤酶活性的关键因子, 且SOM含量的影响最大(解释量为11.9%)。综上所述, 不同高寒草地类型间C循环酶、P循环酶和两种N循环酶(芳香氨基酶和亚硝酸还原酶)活性差异显著, SOM含量、微生物数量和N含量等是影响高寒草地生态系统土壤酶活性的关键因子。     

应用GeneXpert MTB/RIF对肺外结核的快速检测及评估

目的评估GeneXpert MTB/RIF检测肺外结核分枝杆菌的准确性,并与传统方法进行比较。方法选取2016年6月至2017年6月在本院就诊的144例疑似肺外结核病患者,对所有标本分别进行金胺“O”荧光染色镜检、液体培养及药敏试验、固体培养及比例法体外药敏试验和Xpert法检测。结果收集的144例疑似肺外结核标本中,确诊108例,以胸水、淋巴结活检和脓液感染较多,另36例阴性患者中,10例为非结核分枝杆菌感染。Xpert试验的敏感性为28.73%,特异性为96.00%,其阳性预测值和阴性预测值均高于其他3种检测方法。在阳性检出率方面,Xpert试验高于涂片镜检(χ~2=17.39,P0.05)、低于液体培养(χ~2=8.64,P0.05),而与固体培养之间差异无统计学意义(χ~2=2.56,P0.05)。固体培养、液体培养和Xpert试验3种方法对结核分枝杆菌利福平耐药率检测差异无统计学意义(P0.05),耐药率分别为8.33%、9.68%和11.11%,且Xpert试验方法检测出2株耐多药结核分枝杆菌,平均耗时2.5 h。结论 GeneXpert MTB/RIF可以作为一种筛选及快速检测工具应用于肺外结核的诊断,同时可作为检测MDR-TB的一种指标。     

丁酸梭菌抑制Cdk2表达经Wnt/βcatenin 信号通路调控结直肠癌细胞迁移

目的研究丁酸梭菌(Clostridium butyricum,C. butyricum)与细胞周期蛋白激酶2(Cdk2)对结直肠癌细胞迁移的作用,探讨其作用机制。方法以结直肠癌细胞DLD1作为研究载体,运用蛋白印迹法(Western blot)、MTT、定量聚合酶链反应(qPCR)、Transwell和划痕实验等研究C. butyricum和Cdk2对结直肠癌形成的影响。结果Western blot和qPCR结果显示,癌组织Cdk2阳性表达率明显高于癌旁组织(t=8.271,P<0.01)。qPCR结果表明C. butyricum在结直肠癌患者粪便中的丰度明显低于正常人群(t=6.903,P<0.05)。MTT、Transwell和划痕实验表明,C. butyricum培养上清作用的结直肠癌细胞生长速度明显低于对照组(MTT:96 h t=4.356,P<0.05; 120 h t=6.025,P<0.05。Transwell:C. butyricum t=3.794,P<0.05; Cdk2 knockdown t=5.086,P<0.01;丁酸梭菌+Cdk2 knockdown t=4.815,P<0.01。划痕:24 h t=4.356,P<0.01; 48 h t=6.025,P<0.01),且C. butyricum通过Cdk2抑制了结直肠癌细胞增殖与迁移能力。Western blot结果显示C. butyricum抑制Cdk2的表达,且与Cdk2协同作用调控Wnt/βcatenin信号通路。结论C. butyricum通过抑制Cdk2经Wnt/βcatenin信号通路调控结直肠癌细胞的增殖和迁移。     

草地利用方式对温性典型草原优势种植物功能性状的影响

当外界环境发生变化后植物能够改变自身功能性状及时调整适应策略, 因此植物功能性状能够有效地反映植物对草地利用变化的响应, 然而在内蒙古草原从植物功能性状角度开展草地利用方式影响的研究略少。该研究以内蒙古典型草原大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿(Artemisia frigida) 4种主要优势种为研究对象, 探讨在长期自由放牧、割草、短期围封和长期无干扰的影响下优势种植物功能性状的差异, 以期从功能性状视角, 揭示植物在受到外界干扰后的适应策略, 旨为天然草地的可持续管理提供基础数据支持和科学依据。结果表明: 1)除糙隐子草外, 在长期放牧后内蒙古典型草原优势植物植株高度、根长和植物碳氮含量降低, 这些性状的变化能够使植物个体小型化, 适口性降低, 表明植物通过逃避放牧的策略适应长期自由放牧的干扰; 在割草管理方式下, 优势种的高度和比叶面积有增加的趋势, 其中冷蒿的氮含量对割草响应最敏感, 其根、茎、叶中的氮含量均在割草样地最低; 围封和长期无干扰处理下植物的碳氮含量增加, 表明在干扰强度降低后, 植物通过功能性状的改变从资源获取策略向资源储藏策略转变。2)对优势种功能性状集合分析表明, 糙隐子草具有较低的植株高度和较高的比叶面积, 冷蒿具有较高的木质素含量和氮含量, 这些性状能够使两种植物被家畜采食量减少, 并保证其具有较强的再生能力, 这可能是糙隐子草和冷蒿耐牧的原因; 大针茅具有最高的植株高度、最大的叶片干物质含量, 以及最高的茎、叶纤维素含量, 说明大针茅是非常典型的竞争物种, 在干扰较低的条件下, 大针茅采取竞争策略对其他物种产生较大的竞争压力可能是其占优势的重要原因。     

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的本科教学实验体系的创建与实践

CRISPR/Cas9是新兴的基因编辑技术,在生命科学研究中发挥着重要的作用。将它引入本科生的实验教学,使本科生了解这项前沿科研技术很有意义。我们创建了一个基于CRISPR/ Cas9技术的本科教学实验体系。该实验体系侧重CRISPR/Cas9技术在哺乳动物细胞中的应用,选用一株基因组上被插入mCherry基因的小鼠胚胎成纤维细胞为实验材料,命名为STO-82。首先设计靶向mCherry的sgRNA,构建CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒。经测序验证无误后,转染到STO-82细胞。采用流式细胞仪分析检测mCherry阴性和阳性两群细胞,分选出阴性单细胞并扩大培养。最后用测序检验单克隆细胞中靶标DNA序列的编辑情况。结果显示,靶位点有插入或缺失突变,说明体系创建成功。该实验体系将sgRNA设计、CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒的构建、细胞转染、单细胞分选、单克隆细胞培养、测序序列分析等内容融合为一个综合实验,用于高年级本科生的实验教学。根据实际情况,将教学实践内容分解分块教学,也可以做完整性项目教学。本教学实践采用10人左右的小班分块教学,2人一组,经过3个班（共13组）的实践,绝大部分学生都能完成实验,得到预期结果。通过这个实验,学生加深了对CRISPR/Cas9技术的原理和实验流程的理解,锻炼了实验操作能力和严谨的科研思维,也使学生对该技术的医疗应用风险有了一些认识。     

RGMb/DRAGON与BMP信号转导

RGMb/DRAGON为RGM家族成员之一,在许多组织和器官中存在并表达.最初它作为粘附分子在神经系统中调节轴突排斥被发现.近来研究发现,它还是BMP的辅助受体,与BMP配体和受体结合,通过调控BMP信号通路在繁殖、肾脏机能的维持以及免疫疾病等生理和病理条件下发挥重要作用.本文评述了RGMb的基因及蛋白结构特征、表达定位及其在神经系统中的作用,并重点介绍了其在BMP信号通路中的作用机制和生物学研究进展.     

JAK2/STAT3信号通路在门静脉高压大鼠模型脾脏纤维化过程中的作用

目的:探讨Janus蛋白酪氨酸激酶2/信号转导子和转录激活子3(JAK2/STAT3)信号通路在门静脉高压大鼠模型脾脏纤维化过程中的表达和作用.方法:采用缩窄门静脉的方法制备门静脉高压大鼠模型,通过给予JAK2特异性抑制剂AG490阻断JAK2/STAT3信号通路.30只SD(Sprague Dawley)大鼠随机分为单纯手术组、AG490组、假手术组(n=10).AG490组每天给予5 mg/kg体重的AG490,另外两组每天给予相同体积的生理盐水,连续2周后处死大鼠,计算各组脾指数,Masson三色染色检测脾脏组织纤维化程度,免疫组织化学和Western blotting检测脾脏组织中磷酸化STAT3 (p-STAT3)蛋白的表达水平.结果:单纯手术组p-STAT3蛋白水平较假手术组明显升高(P＜0.05),AG490组较单纯手术组明显降低(P＜0.05);单纯手术组脾指数、脾脏纤维化程度较假手术组明显升高(P＜0.05),AG490组较单纯手术组明显降低(P＜0.05);p-STAT3蛋白水平与脾脏纤维化程度呈明显的正相关趋势(r=0.897,P＜0.05).结论:JAK2/STAT3信号通路与门静脉高压大鼠脾脏纤维化过程关系密切,阻断该通路可以减轻门静脉高压脾脏纤维化的程度.