Prediction of Protein-Protein Interactions Using Protein Signature Profiling

Protein domains are conserved and functionally independent structures that play an important role in interactions among related proteins. Domain-domain inter- actions have been recently used to predict protein-protein interactions (PPI). In general, the interaction probability of a pair of domains is scored using a trained scoring function. Satisfying a threshold, the protein pairs carrying those domains are regarded as "interacting". In this study, the signature contents of proteins were utilized to predict PPI pairs in Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis ele- gans, and Homo sapiens. Similarity between protein signature patterns was scored and PPI predictions were drawn based on the binary similarity scoring function. Results show that the true positive rate of prediction by the proposed approach is approximately 32% higher than that using the maximum likelihood estimation method when compared with a test set, resulting in 22% increase in the area un- der the receiver operating characteristic (ROC) curve. When proteins containing one or two signatures were removed, the sensitivity of the predicted PPI pairs in- creased significantly. The predicted PPI pairs are on average 11 times more likely to interact than the random selection at a confidence level of 0.95, and on aver- age 4 times better than those predicted by either phylogenetic profiling or gene expression profiling.     

白云山国家森林公园不同人为干扰强度的群落冠层结构和光照特征

为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm²（100 m×100 m）的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现：1）随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2）择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照（直接辐射、散射辐射）与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3）处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。     

高浓度臭氧胁迫两种园林观赏草的逆境生理特征比较

以两种常见园林观赏草：白穗狼尾草（Pennisetum alopecuroides ‘White’）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）作为试验材料,利用开顶箱（OTCs）模拟法,研究了不同高浓度臭氧（O₃,EO）：80 nmol/mol（EO-80）、120 nmol/mol（EO-120）和160 nmol/mol（EO-160）下两种观赏草叶片逆境生理特征的变化规律。结果表明：（1）短期（7 d）内随O₃浓度增加,白穗狼尾草叶绿素和类胡萝卜素含量较对照呈下降趋势,拂子茅较对照无显著变化。（2）在EO-120、EO-160下处理7 d时,两种观赏草叶片的净光合速率（P_n）和气孔导度（g_s）较对照显著下降,且白穗狼尾草下降的幅度均大于拂子茅。（3）不同高浓度O₃胁迫下,两种观赏草叶片丙二醛（MDA）含量较对照均有所升高,其中在EO-160下处理21 d时白穗狼尾草和拂子茅叶片MDA含量分别增加30.2%（P<0.05）和13.5%（P>0.05）,表明在EO-160浓度胁迫下白穗狼尾草受到的膜脂过氧化伤害大于拂子茅。（4）在EO-120和EO-160下处理21 d时,白穗狼尾草叶片可溶性蛋白含量较对照分别显著下降24.2%和43.1%,而拂子茅较对照分别下降19.0%和22.9%（P<0.05）。（5）与对照组相比,高浓度O₃下两种观赏草叶片的过氧化物酶（POD）活性随胁迫时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈先升后降。（6）综合以上生理特征比较及主成成分分析表明,佛子茅比白穗狼尾草更耐O₃,前者在O₃高污染地区可能会有更高的应用价值。     

污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险

污水处理厂是抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）和抗生素抗性细菌（antibiotic resistant bacteria,ARB）重要的源和汇,生物气溶胶是ARGs和ARB自污水处理厂向周边环境释放的关键载体。目前缺乏对污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险的系统性总结。本文从采样方法、检测方法、逸散特征、来源、潜在危害和风险评估等方面对污水处理厂抗生素抗性污染研究现状进行综述。惯性采样法和过滤法是常用的污水处理厂抗生素抗性生物气溶胶主要采集方法,而宏基因组测序、组装和分箱为其ARGs组成、可移动性和宿主提供了有效的检测方法,抗多药类、抗杆菌肽类、抗氨基糖苷类、抗四环素类、抗β-内酰胺类、抗磺胺类、抗大环内酯类和抗糖肽类等抗性基因在污水处理厂PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0颗粒物中广泛检出。格栅间、生化反应池和污泥处理单元是污水处理厂PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0负载ARGs和ARB的主要释放单元。污水处理厂不同粒径生物气溶胶中致病性ARB的存在增加了抗生素治疗的难度,而污水和污泥对ARGs和ARB的释放起到了重要的源的贡献。本文在研究内容、研究技术和控制策略等方面也提出了相关展望,以期为污水厂生物气溶胶抗生素抗性污染的监测和防护提供参考和借鉴。     

ABC转运蛋白及其在合成生物学中的应用

ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)作为一种超大膜转运蛋白家族,在大多数生物体中发挥着重要作用。文中从结构特征、转运机制以及生理功能等方面论述了ABC转运蛋白的研究进展,进而着重综述了近些年来ABC转运蛋白在合成生物学领域中的应用,并为今后进一步的研究提出了展望,希望为扩展其应用提供指导。     

盐胁迫下解钾菌对枸杞幼苗的促生效应

以'宁杞1号'枸杞为研究对象,采用单因素随机区组试验设计,研究不添加NaCl和菌剂(CK)、100 mmol·L-1 NaCl胁迫(NaCl)、100 mmol·L-1 NaCl胁迫下添加解钾菌KSB-GY01单菌液(NaCl-M1)、KSBGY02单菌液(NaCl-M2)及其混合菌液(NaCl-M3)对枸杞幼苗叶片叶...     

伞形科两种植物幼苗生长对光照强度的可塑性响应

将明党参（Changium smyrnioides Wolff）和峨参（Anthriscus sylvestris Hoffm．）幼苗置于按全光照百分率为100％（S100）、65％（S65）和25％（S25）的人工控制光环境下处理。结果表明,光照强度显著影响明党参和峨参幼苗的生长：明党参在S6,生长最好,株高、冠幅、叶长、叶宽、地上地下生物量等均达到最大值,且S65的明党参生物量是S100的2倍、S25的3倍左右;而峨参地上部生长随着光照强度的减弱而增强,S25生长最好,但地下部生长则在S65生长最好,表现出与明党参同样的响应规律。明党参在不同光照强度下生长速率差异显著,S65显著高于其余两个处理;峨参虽然也在S65生长速率最大,但在不同光照强度间无差异。明党参生长速率明显小于峨参,总生物量约为峨参的1／3—1／8,相对于峨参而言明党参是一个在幼苗阶段生长缓慢的物种。     

基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法——以北京野鸭湖湿地为例

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用.以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱.以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675.其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大.除WP_r和WP _g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012.7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势.然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数.最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5％和87.98％.单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性.     

2-苯乙醇对酿酒酵母生理生化特性影响

【目的】研究在不同浓度2-苯乙醇作用下,酵母生理生化特性的变化规律,为优化2-苯乙醇生物合成过程提供重要依据。【方法】透射电镜观察细胞形态;流式细胞术检测细胞膜渗透性、胞内ROS浓度、线粒体膜电位;实时荧光定量PCR检测关键酶基因表达。【结果】随着2-苯乙醇浓度增加(从0到4.0 g/L),酵母细胞分解代谢能力、细胞膜渗透性及aro10基因表达量逐渐降低;线粒体膜电位逐渐增加;胞内ROS浓度先增加后减少。当2-苯乙醇浓度从2.4 g/L增加到3.0 g/L,酵母的分解代谢能力、细胞膜渗透性、aro10基因表达水平等生理生化特性都发生较为显著的变化。【结论】产物原位转移过程中水相2-苯乙醇浓度可考虑控制在2.4 3.0 g/L。     

一株产蓝色素菌株生物学特性及色素基本性质的研究

对一株从土壤中筛选的产蓝色素链霉菌-ZLT菌株进行了生物学特性和色素基本特性的研究。根据其形态、培养特征和生理生化特性分析,该产蓝色素菌株为链霉菌属,命名为链霉菌-ZLT。与现有报道的放线菌蓝色素相比,该色素纯度较高,无毒副作用,初步认为该色素为一种新的天然蓝色素。