三江源国家级自然保护区内云塔村雪豹种群动态

种群监测可为物种研究和保护提供关键信息和依据。雪豹(Panthera uncia)作为亚洲高山生态系统的顶级捕食者和旗舰种, 一直是研究和保护的重点, 但其难以到达的栖息地、隐秘的行踪和广阔的家域使其监测工作开展难度较大, 雪豹种群动态研究较为匮乏。本研究在2013年10月至2019年1月期间, 使用当地社区维护的红外相机, 监测三江源国家级自然保护区通天河沿保护分区内青海省玉树州哈秀乡云塔村雪豹种群的密度和动态, 共识别出35只雪豹个体。基于数据质量较好的2015、2016、2017年连续3年的红外相机数据各年截取3个月数据, 使用空间标记-重捕模型估算种群数量和密度, 发现当地雪豹种群和成年个体密度基本维持稳定, 种群增长率为1.02, 但监测期间雪豹个体更替明显, 平均个体更替率为0.44, 并且围绕两片雪豹核心利用区域发生了领域取代。推测雪豹种群具有较多个体更替和领域取代是因为种群处在雪豹潜在扩散通道上, 或调查范围未覆盖完整种群。本研究是国内首次对雪豹进行较为长期的种群动态监测和分析, 研究结果体现了动态监测的重要性, 也显示出以当地社区为主体监测哺乳动物种群的可能性。     

基于红外相机数据评估华南地区豹猫的种群密度和活动节律

可靠的种群密度数据对野生动物的保护和管理十分重要。豹猫(Prionailurus bengalensis)是中国分布最广且常见的猫科动物, 但野生种群密度估算的研究并不多。本研究于2020年6月至2021年5月在香港新界嘉道理农场暨植物园开展红外相机调查, 利用空间标记-重捕法估算当地豹猫的种群密度并用核密度估计方法分析其活动节律。本次调查以网格方式布置红外相机, 在约1.5 km²的研究范围之内设置了19个相机位点, 每个位点安装2台相机以获取豹猫身体两侧花纹来进行个体识别。连续12个月调查共捕获113次有效的豹猫拍摄事件, 当中仅61次事件的照片足够清晰以进行个体识别。基于种群封闭的要求, 我们以2个月为单位将12个月的数据分为6个采样期去分析豹猫种群密度, 结果显示仅两个采样期的估算值最为准确, 分别为0.64 ± 0.31 (0.26-1.55)只/km²和0.87 ± 0.48 (0.31-2.40)只/km², 是已知全球豹猫密度最高的地点之一。结果还发现, 雨季研究地点的豹猫并无明显的日活动节律, 在旱季则偏夜行-晨昏行性多一些, 但也有一定的日间活动; 雨季和旱季的日活动节律无显著差异。本研究是首次以个体识别配以空间标记-重捕模型对中国大陆地区豹猫种群密度调查的研究; 我们也提出一些关于红外相机架设方法的建议, 以提高照片个体识别的准确度并增加重捕次数, 最后提高密度估算的准确度。本研究也进一步证明豹猫适应性极强, 在活动节律上表现出极高的可塑性, 在严格保护下可以恢复健康的种群。     

家蚕非滞育红卵突变体Re-nd突变基因的定位克隆

【目的】家蚕Bombyx mori非滞育红卵突变体Re-nd是唯一在非滞育状态下卵色呈现鲜红色的突变品种。本研究通过基因连锁分析和定位克隆的方法确定Re-nd的突变基因所在的染色体及紧密连锁位置,为后续Re-nd的功能研究及应用奠定基础。【方法】以家蚕卵色突变体Re-nd和野生型大造进行杂交,配制基因连锁分析群体材料和定位克隆群体材料;针对家蚕全染色体进行SNP标记开发,利用BC₁代群体材料进行基因连锁分析,确定Re-nd的突变基因所在的染色体;针对定位的Re nd的突变基因所在染色体进行SNP标记开发,利用BC₁群体材料对Re-nd的突变基因进行定位克隆。【结果】基因连锁分析结果显示Re-nd的突变表型与第6号染色体上的SNP标记完全连锁;初步定位克隆结果显示Re-nd的突变基因位于SNP标记SNP7和SNP17之间,物理距离4.04 Mb;以SNP7和SNP17之间筛选出的6个SNP标记和25个重组个体进行精细定位克隆,结果显示Re-nd的突变基因所在的区域位于SNP10和SNP12两个SNP标记之间的nscaf2853上,物理距离949.3 kb左右。【结论】将Re-nd的突变基因定位于第6号染色体的2个SNP标记SNP10和SNP12之间,物理距离约949.3 kb。本研究为后续Re-nd突变基因的精细定位及功能应用研究奠定了基础。     

核磁共振波谱法在蛋白质三维结构解析中的应用

蛋白质特定的三维结构与其生物功能密切相关,因此,研究蛋白质的三维结构有助于揭示其生物功能机制。将核磁共振（NMR）波谱法应用于研究溶液状态下蛋白质的三维结构,能够更加准确地揭示蛋白质结构与生物功能之间的关系。本文综述了NMR解析蛋白质三维结构的理论和技术方法,以及NMR结合其他生物物理手段,并辅以分子建模计算法研究蛋白质三维结构的研究进展和最新方法,为精准解析蛋白质的三维结构提供思路及策略。     

丝状真菌遗传筛选系统的研究及其应用

随着基因组时代的发展,主要丝状真菌基因组测序基本完成而被广泛应用于工业、农业、医药等领域。然而丝状真菌的遗传转化效率极低,为了保证在大量非转化子背景下能筛选到目标转化子,恰当的筛选标记显得尤为重要。目前,在丝状真菌的遗传转化过程中常用的筛选标记可分为两类:药物抗性筛选标记和营养缺陷型筛选标记。但两者均具有一定的局限性,为此科研人员利用最新研究的基因组编辑技术对筛选标记加以修饰改造,以更好地用于遗传筛选。本文综述了目前常用的遗传筛选系统的分子机制及运用基因组编辑技术改造的新型筛选标记理论,为丝状真菌在各领域更广泛的应用奠定基础。     

6-羟基烟酸3-单加氧酶(NicC)催化反应机理研究

恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)KT2440中的6-羟基烟酸(6HNA)3-单加氧酶(NicC)是烟酸代谢过程中的关键酶。NicC通过在吡啶环上加羟基对吡啶环进行活化,从而使吡啶环可在双加氧酶催化下开环,最终被完全降解。通过去除NicC的N端稀有密码子增加了NicC的表达量,进一步利用Ni-Sepharose重力柱对NicC进行了纯化。通过实验发现,NicC的最适反应温度为30～40℃,最适反应pH为8.0。Cd~(2+)对NicC的酶活有明显的抑制作用。当NADH的浓度为0.25mmol/L时,底物6HNA所对应的NicC的最大酶活为14.1U/mg,K_m值为51.8μmol/L;当6HNA的浓度为0.25mmol/L时,底物NADH所对应的NicC的最大酶活为10.79U/mg,K_m值为15.0μmol/L。通过HPLC和LC-MS分析表明,NicC可以在NADH和氧气的参与下催化6HNA转化生成2,5-二羟基吡啶(2,5-DHP)和甲酸,还可以将对羟基苯甲酸转化生成对苯二酚。同位素标记实验表明,产物2,5-DHP中的氧原子来源于参与反应的氧气。为研究吡啶类化合物微生物代谢提供了理论基础。     

马铃薯晚疫病抗性基因分子标记检测及抗性评价

马铃薯是重庆优势特色作物之一,但其安全生产受到晚疫病的严重威胁。马铃薯生产中种植抗病品种是防控马铃薯晚疫病最为经济有效和环境友好的途径。为了了解来自国内外不同种质的晚疫病抗性基因组成以及确定在重庆市具有晚疫病抗性的马铃薯品种(系),本研究以218份来自国内外的品种(系)为材料,进行了6个晚疫病抗性(R)基因分子标记检测,同时进行了田间晚疫病抗性评价及室内接种鉴定和筛选。研究结果显示,6个R基因的分子标记在供试材料中均有分布,但分子标记的组成不尽相同,主要分为4大类。第Ⅰ类含有具有广谱抗性基因的RB,晚疫病抗性评价表现为中抗以上;第Ⅲ类缺失R2 family基因标记,绝大部分表现为晚疫病敏感型;第Ⅱ类和第Ⅳ类中分别主要含有3个R基因(R2 Family+R3a+R3b)标记类型和4个R基因(R1+R2 Family+R3a+R3b)标记类型,这两类材料中表现出一定比例的晚疫病抗性水平,但第Ⅳ类中出现抗性表现的比例高于第Ⅱ类。结果说明含有RB基因标记贡献了较高的晚疫病抗性,缺失R2 famlily基因标记的材料可能不利于晚疫病抗性,利用这些基因标记辅助筛选有助于提高重庆地区晚疫病抗性育种效率。本研究评价了218份马铃薯材料6个重要R基因组成,并筛选出重庆地区表现抗性的多个材料,为新品种(系)的推广应用以及抗病育种选育提供了科学依据,同时为发掘新的抗病基因提供了遗传资源。     

一株阴环炭团菌(香灰菌)转化子形态变异的成因

遗传转化方法是基因功能研究的重要方法之一,但在转化过程常出现转化子变异的现象,影响目标基因功能的判断。本文以阴环炭团菌菌落形态特征异常的拟基因TJAS01-V10012900敲除菌株12900-5为研究对象,通过PCR手段验证基因敲除的真实性,基因组重测序分析各转化子在基因敲除区域以及基因组其他区域的差异,转录组测序比较12900-5与其他转化子在基因表达层面的差异。比较基因组发现,12900-5与12900-6菌株在潮霉素抗性基因插入位置与片段一致,且不存在多拷贝现象。12900-5菌株有两个特异SNP位于不同的基因,一个与细胞周期S期有关,另一个与囊泡转运有关,两者均与菌丝生长有关。由此推测,转化子12900-5形态特征异常很有可能与这两个非靶标位点突变有关。转录组分析结果发现12900-5菌株在氨基酸代谢通路、翻译过程等多个代谢与信号途径基因的表达量明显下降。本研究例证了转化过程存在的非靶标变异现象,但导致这种变异的原因仍需进一步研究。     

糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。     

利用SRAP标记分析水稻新品系遗传多样性

为了更加准确地了解水稻新品系的亲缘关系,本研究选用分辨力强、多态性较高的20对SRAP引物标记对42个水稻新品系进行了遗传多样性分析。结果表明,20对引物扩增出204个等位点,其中,有135个多态等位点,多态百分率为66.2%;每对引物分别检测出等位点变异2～9个,平均值为6.75。供试水稻新品系间的遗传差异系数为0.02～0.29。用欧式平方距离对42个水稻新品系的聚类分析表明,当遗传相似性为0.11时可将42个水稻新品系可聚为7大类群。研究结果在分子水平上进一步了解水稻新品系的遗传差异,为水稻育种工作中新品系的淘汰与推广提供了有效的补充依据。