反刍兽月形单胞菌β-木糖苷酶基因在毕赤酵母中的高效表达及酶学性质

β-木糖苷酶(β-xylosidase,酶编号EC 3.2.1.37)是木聚糖降解酶系中的重要组成部分。本研究以毕赤酵母Pichia pastoris GS115为宿主菌尝试表达反刍兽月形单胞菌Selenomonas ruminantium中的β-木糖苷酶基因Sxa。根据毕赤酵母对密码子的偏爱性、mRNA二级结构、GC含量和稀有密码子,对Sxa基因进行优化;通过基因合成技术获得了全长基因mSxa并构建重组酵母表达载体pPIC9K-mSxa;以BglⅡ酶切重组载体pPIC9K-mSxa,电击转化将m Sxa基因导入毕赤酵母GS115中,获得的转化子经过表型和遗传霉素G418抗性筛选、PCR鉴定,得到表达β-木糖苷酶基因的工程菌GS115-pPIC9K-mSxa;通过活性测定获得高效表达β-木糖苷酶的重组酵母,并对重组β-木糖苷酶的酶学性质进行了初步研究。结果表明,重组β-木糖苷酶的分子量约为66 kDa。在发酵罐水平表达的酶活性达到了287.61 IU/mL。对酶学性质研究显示,该酶在温度为40-60℃,pH为5.0-7.0时较稳定,其最适反应温度和pH分别为55℃和6.0,专一性地作用于β-木糖苷键。Mn~(2+)和Ca~(2+)对该酶具有激活作用,而Fe~(3+)、Cu~(2+)、Co~(2+)、Mg~(2+)、EDTA及SDS抑制其酶活性。本研究首次将反刍兽月形单胞菌的β-木糖苷酶基因转化到毕赤酵母中获得表达,并具有较高活性,为进一步工业化应用奠定了基础。     

鲸类分子系统学研究进展

综述了近年来分子生物学标记技术在鲸类系统学研究中的进展。分子生物学证据支持鲸目与有蹄类之间有较近的亲缘关系,并支持鲸类的单系起源,但鲸类不同类群(须鲸类、抹香鲸类及不包括抹香鲸类的齿鲸类)之间的系统发生关系仍存在争议。抹香鲸类到底与须鲸类还是与其它齿鲸类有更近的亲缘关系,不同的分子生物学家所得到的结果并不一致。此外,分子生物学技术还被用于解决须鲸亚目和齿鲸亚目内科间以及科内种间的系统发生关系,特别是齿鲸亚目的海豚科、鼠豚科和淡水豚类。通过分子标记技术来研究鲸类种下的遗传结构是鲸类分子系统学研究中的一个新热点,使用的标记主要是mtDNA控制区、核DNA微卫星和主要组织相容性复合体(major histo-compatibilitv complex,MHC)等。     

玉米直链淀粉生物合成多基因转化载体构建

淀粉分支酶基因sbe是影响玉米直链淀粉含量的主要因素,淀粉分支酶分为3种即sbeI、sbeIIa和sbeIIb,其中sbeIIb对直链淀粉含量影响效应最大,抑制玉米淀粉分支酶sbeIIb基因的表达可减少支链淀粉的含量,从而达到提高直链淀粉的目的;ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是直链淀粉合成的关键酶,通过提高AGP表达量同样可提高玉米直链淀粉含量。以此为目的分别克隆了sbeIIb一段375bp高度保守区,玉米SBE基因一段175bp内含子,AGP完整开放阅读框,大麦胚乳特异启动子和ADPG基因终止子。构建了sbeIIb基因正、反义的hpRNA发夹结构,将该发夹结构与上述基因分别连接到pCAM-BIA3301上;构建得到包含sbeIIb基因干扰结构与AGP基因过表达的pCAMB-RSA多基因胚乳特异表达载体。为此,pCAMB-RSA载体的成功构建将为高直链淀粉玉米的培育奠定基础。     

银缕梅属(Shaniodendron)染色体数报告

银缕梅园ShaninodendronM.B.Deng,H.T.WeietX．Q．Wang银缕梅S．subaequale（Chang）Deng,WeietWang发表于1992年,为中国特有的单种属。银缕梅染色体的观察结果表明：银缕梅染色体为小型,点状;2n=24.其染色体数与Anderson＆Sax（1935）报道（J,ArnArb．16：210～215）的金缕梅亚科各届染色体大多数为n=12相一致。形状则与Weaver（196）报道（JArnArb50：559～619）的弗特吉属（Fothergilla）的FmajiorLodd相近,但F．majiorn=36该属另一种F.gareniiMurr．n＝24,它们的染色体基数均为12,可见银缕梅属与弗特吉属有近缘关…     

哺乳动物系统发育基因组学研究进展

哺乳动物是一类最进化并在地球上占主导地位的动物类群,重建其系统发育关系一直是分子系统学的研究热点。随着越来越多物种全基因组测序的完成,在基因组水平上探讨该类动物的系统发育关系与进化成为研究的热点。本文从全基因组序列,稀有基因组变异及染色体涂染等几个方面简要介绍了当前系统发育基因组学在现生哺乳动物分子系统学中的应用,综合已有的研究归纳整理了胎盘亚纲的总目及目间的系统发育关系,给出了胎盘动物19 个目的系统发育树。本文还分析了哺乳动物系统发育基因组学目前所面临的主要问题及未来的发展前景。     

IRX1甲基化激活CXCL14/NF-κB信号通路并改善心力衰竭

摘要 目的：探讨IRX1甲基化在心力衰竭(HF)大鼠中的作用机制。方法：通过生物信息学分析选择HF大鼠心肌细胞中的靶基因;通过TAC手术构建HF实验大鼠模型,并分组为假手术组（Sham组)、TAC组、Sham+5-Aza组和TAC+5-Aza组。通过心脏超声检测大鼠心脏功能,免疫组织化学染色评价心脏损伤程度;GSEA分析功能基因的相对丰富度。通过免疫荧光分析、Western blotting和qRT-PCR检测DNA甲基化和表达水平。结果：与正常人的基因组相比,HF患者基因组中甲基化程度显著提高,生物信息学分析确定IRX1为靶基因,IRX1表达与CXCL14/NF-κB之间存在显著相关性。超声心动图评估HF大鼠心脏功能的结果显示,与TAC组相比,TAC+5-Aza组的左心室与体重的比率显著降低,而LVDP、dP/dtmax和EF显著增加（P<0.01）。免疫染色结果显示,与TAC组相比,TAC+5-Aza组心肌细胞排列紊乱的情况得到有效缓解并恢复正常心肌细胞状态。qRT-PCR及Western blotting结果显示,与TAC组相比,TAC+5-Aza组大鼠的基因组DNA甲基化、IRX1甲基化、左心室ANP、BNP基因和β-MHC mRNA的表达水平显著降低（P<0.01）,α-MHC mRNA的表达水平、IRX1和CXCL14的mRNA和蛋白表达水平以及MMP9和C-FLIP蛋白表达水平显著增加（P<0.01）。心肌纤维化和心肌细胞凋亡实验结果显示,与TAC组相比,TAC+5-Aza组大鼠心肌纤维化和心肌细胞凋亡阳性率显著降低（P<0.01）。结论：HF模型大鼠的IRXI甲基化水平提高可能激活CXCL14/NF-?资B表达,以改善TAC诱导的心肌纤维化和细胞凋亡情况。     

北部湾沙田水域中华白海豚和江豚的同域分布格局及时空变化

北部湾是中华白海豚和江豚的重要分布区,但是对该水域两物种的分布格局及时空变化的研究却比较少,也不清楚这两个物种分布区是否有重叠。2003 ～ 2004 年与2011 ～2012 年期间,我们在北部湾沙田水域进行了船只调查,总计航程4 876.8 km,收集了两个物种空间分布的数据。结果表明,2003 ～ 2004 年仅发现中华白海豚,2011 ～2012 年则同时发现了中华白海豚和江豚。与2003 ～ 2004 年4 ～ 5 月相比,中华白海豚在2011 年4 ～ 5 月份的遇见率明显增加(0.152 vs 0. 028 头次/km)。中华白海豚的MCP、95% FK 家域和50% FK 核心域面积分别为162. 6 km² 、271. 35 km² 和56.78 km² ,2011 ～ 2012 年50% FK 核心家域有所扩大且东移。江豚的MCP、95% FK家域和50% FK 核心域面积分别为97.21 km² 、318.72 km² 和38.18 km² 。江豚主要分布于中华白海豚的外围远岸水域,同时两个物种的分布区有小部分重叠。基于多种因素的分析,我们推测,江豚可能存在季节性迁移以及中华白海豚对河口区有明显的偏好,可能是造成它们分布格局不同的原因。     

北部湾涠洲岛水域发现上颌和须板异常的布氏鲸:对保护的启示

2018年初以来,北部湾涠洲岛附近出现了布氏鲸（Balaenoptera edeni）的活动。一头上颌与须板异常的小布氏鲸个体引发热议,其视频在网络上广泛流传。我们在船只调查时,目击该个体10次,其以单独活动为主（90%）,主要出现在涠洲岛到斜阳岛之间的水域,最小凸多边形家域面积为14km2,核心家域面积为166.9km²。然而,在 2019年3月30日我们发现该个体已死亡漂浮在海面,根据尸体腐烂状况来推测,该个体的死亡时间大约为3~5日,死亡原因不明。根据照片和现场解剖分析,推测该小布氏鲸的上颌和鲸须异常可能是被渔网或绳索缠绕导致的。由于无法从外形上确认属于哪一个亚种,因此我们测定了该个体的线粒体DNA D-loop（mitochondrial DNA, mtDNA）和细胞色素b（cytochrome b, Cyt b）基因,分别得到909bp和395bp的序列,经比对和系统发育重建,发现该个体属于近岸分布的小布氏鲸亚种（Eden’s whale, B. e. edeni）。由于小布氏鲸具有一定季节迁移特性,我们无法判断造成其上颌伤害的渔网或绳索是否在中国水域。尽管如此,仍然建议当地部门应加强宣传,减少渔网等海洋垃圾的丢弃和排放,为小布氏鲸营造一个安全的栖息环境。     

中国兽类分类与系统演化研究进展

中国兽类(即哺乳动物)种类繁多,对维持生态平衡发挥着重要的作用。自John R.Reeves于1829—1834年在我国广东开展兽类调查以来,近200年我国兽类分类及系统学研究取得了令世人瞩目的进步和发展。目前中国已知的兽类物种数已达686种,约占全世界兽类种数的10%,是世界上兽类物种多样性最丰富的国家之一。随着我国对生态环境保护的重视,生态环境日益改善,但全球气候变化、生境破碎化、人类活动增加及人兽共患重大疫情涌现等问题仍十分突出,兽类多样性调查及分类学研究的必要性越发明显。同时,兽类分类学这门古老而传统的学科也在不断引入各种新方法与技术,如整合分类学、标本数字化、模式标本测序、便携式测序技术及基于深度学习技术的物种识别鉴定等,分类学研究的成果及应用在近年得到了飞速发展。动物分类学作为传统的基础学科,是遗传学、生理学、生态学、医学、药学等现代生物学的基石。然而,由于学科特征和差异等原因,该学科近年来没有得到足够的重视,导致出现了学科萎缩和分类学人才后继无人的危机。因此,从国家层面对分类学、形态学等基础学科的人才培养、课题设置和资金投入等,予以特殊的政策支持,十分必要,也亟待解决。