产小檗碱诱变菌株培养条件的优化

S-NU-3-2菌株是对源自药用植物黄檗的内生真菌S6进行诱变获得的小檗碱产量比出发菌株有明显提高的突变株,本研究对其培养条件进行了优化,以期进一步提高其产量,为开发利用真菌发酵生产植物活性成分的新途径奠定基础。以菌丝生长和小檗碱产量为指标,筛选出了适宜该菌株发酵的基本培养基、碳源、氮源、光照和培养温度,并经进一步的正交试验优化,得出该高产菌株的最佳培养条件为豆芽汁基本培养基含蔗糖3%,酵母膏0.2%,pH7.0,温度26℃,全光照培养。与初始培养条件相比,在优化后的条件下,该菌株的小檗碱得率提高了47.2%,菌体生物量提高了24%。     

靶向miRNA前体不同类型sgRNA的丰度及特异性评估

CRISPR/Cas技术能高效进行基因组定点编辑,但不同细菌来源或人工改造的Cas9以及Cpf1等核酸酶识别的PAM (protospacer adjacent motif)有差异,因此不同的基因编辑核酸酶可能采用不同类型的sgRNAs(small guide RNAs)。MicroRNAs (miRNAs)是一类调控性的小分子非编码RNAs,为了研究miRNA前体中是否可能存在特异性高的sgRNAs靶点,本文利用本课题组前期开发的生物信息学软件CRISPR-offinder,对靶向28 645条miRNA前体的11种不同类型sgRNA的丰度及特异性进行了分析,并利用CRISPR/Cas9慢病毒技术构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,对构建的猪miRNA敲除细胞系的效率进行了检测。结果表明,每个miRNA前体中平均存在约8种不同类型sgRNA的靶点;通过评估靶向猪miRNA前体sgRNA的脱靶效应,发现其中特异性高的sgRNA仅占18.2%;通过CRISPR/Cas9慢病毒技术成功构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,发现通过该技术构建miRNA敲除细胞系的效率为40%。本研究为利用CRISPR/Cas技术靶向敲除miRNA提供了重要资源。     

谷氧还蛋白系统及其对细胞氧化还原态势的调控

细胞内氧化还原调控主要是由谷氧还蛋白系统和硫氧还蛋白系统完成。谷氧还蛋白属于硫氧还蛋白超家族,广泛分布在各种生物体内。作为一种巯基转移酶,它能够催化巯基．二硫键交换反应或者还原蛋白质谷胱甘肽二硫化物,以维持胞内的氧化还原态势。谷氧蛋白系统参与氧化胁迫、蛋白修饰、信号转导、细胞调亡和细胞分化等多种生物过程。对其体内作用靶蛋白的研究,有助于阐明谷氧还蛋白在整个细胞氧化还原网络的重要调控作用。     

产小檗碱内生真菌的诱变

以产小檗碱的内生真菌S6为出发菌株,采用多种单一或复合诱变措施对其菌丝体进行诱变处理,最终筛选得到高产菌株S-NU-302。其小檗碱产量比出发菌株提高170%,达到12.28 mg/L;生长速率提高81.7%,达到5.72 g/L;经10次传代显示该菌株具有良好的遗传稳定性。     

利用紫外诱变技术获得海水小球藻和盐藻生长优势株的研究

本文探讨不同时间下紫外线照射对微藻的影响,结果表明短时间少量的紫外照射可促进藻的细胞生长,但长时间的辐射会明显抑制其生长,使得藻类细胞浓度下降。本文利用单细胞分离技术和紫外诱变技术,筛选获得海水小球藻(Chtorella sp.)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的优势藻株,结果表明,诱变优势株的生长状况明显优于原始株,该结果可为今后微藻燃料的开发奠定基础。     

褐蘑菇水溶性多糖抗氧化活性研究

采用水提醇沉以及sevag去蛋白的方法获得褐蘑菇水溶性多糖(WPPA)。通过测定还原力、超氧阴离子清除率、羟基自由基清除率和抑制H2O2诱导红细胞氧化溶血实验评价WPPA抗氧化活性。结果表明:WPPA具有较强的还原力,对O2-.和.OH具有较强的清除作用,IC50分别为527μg/mL、310μg/mL;对H2O2诱导红细胞氧化溶血及MDA生成有很强的抑制作用,IC50分别为700μg/mL和541μg/mL。说明WPPA在一定浓度内具有较强的抗氧化能力。     

高温对长春花生活史型形成和生理代谢的影响

长春花(Catharanthus roseus)是重要的药用植物,广泛栽植于热带和亚热带地区。高温(≥40℃)是其生活史过程中常见的胁迫因子之一。为了研究高温对植物能量在营养和繁殖上分配格局和生理代谢的影响,运用生活史型理论与方法研究高温和对照温度条件下长春花生活史型和生理代谢动态特点。主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对营养生长(Vegetativegrowth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计,发现4周后高温与对照温度条件下长春花生活史型划分结果分别为V0.480S0.487C0.032和V0.604S0.385C0.010。对高温处理过程中可溶性糖、生物碱和抗氧化剂的代谢规律研究发现,蔗糖含量在第4周增加了约7倍,达到了(1.41±0.23)mg/g;文朵灵、长春质碱和长春碱等3种生物碱在第2周增加了2倍,峰值分别达到(6.0±0.63)mg/g、(3.8±0.63)mg/g和(35.6±2.8)μg/g;还原性谷胱甘肽(glutathione,GSH)从(153.3±11.8)nmol/g升高到(348.7±19.9)nmol/g,氧化型谷胱甘肽(GSSG)由(54.5±9.27)nmol/g增加至(149.2±10.1)nmol/g,均增加了1倍以上,GSH/GSSG比值则呈持续下降趋势。结果表明,高温使长春花能量固定总量增加了1倍以上,促进了有性繁殖和无性繁殖的投入,降低了营养生长方面的投入比例,这种能量分配格局的变化伴随着显著的生理代谢变化。     

基于投影寻踪的珠江三角洲景观生态安全评价

区域景观生态安全是生态安全的重要组成部分,对于国家安全和社会可持续发展具有重要影响。以1990年和2005年珠江三角洲Landsat5TM和Landsat7ETM+遥感数据为基本数据源,选取聚集度、景观破碎度、景观形状指数、Shannon多样性指数,并构建了景观脆弱度指数和景观安全邻接指数,对研究区景观空间格局变化进行对比分析。在此基础上,利用基于遗传算法的投影寻踪方法,计算景观生态安全指数,评价研究区的景观生态安全状况。结果表明:(1)从1990年到2005年,珠江三角洲9市的聚集度、破碎度、景观形状指数和Shannon多样性指数变化不大,而景观脆弱度和景观安全邻接指数变化显著,9市的景观脆弱度都呈现减少趋势,而9市景观安全邻接指数都呈增加趋势。(2)从1990年到2005年,珠海和惠州两市景观生态安全状况一直保持良好,而东莞和中山两市的景观生态安全值一直较低;除佛山和广州两市景观生态安全状况略有提高外,其它7市景观生态安全值都有一定程度的减小,其中以肇庆市降低最多。珠江三角洲地区经济高速发展,人为活动剧烈,利用投影寻踪方法构建景观生态安全指数,评价高强度发展区域的景观生态安全状况是有效、可行的。     

疏浚泥用于滨海湿地生态工程现状及在我国应用潜力

疏浚泥传统的海上倾倒方式现已成为海洋的主要污染来源,而将疏浚泥应用到滨海湿地生态工程具有重要的价值和意义。疏浚泥应用于滨海湿地生态工程在国外的系统研究超过40a,工程运用已有上百年的历史。综述了海洋疏浚泥运用于滨海湿地生态工程的研究前沿和工程运用现状,同时分析其典型的生态工程案例,以期为我国的技术推广提供参考。疏浚泥用于生态工程用途主要有:(1)生态保育下沉和侵蚀性海岸湿地:人为补给疏浚泥可以补偿因高程降低或者海岸侵蚀带来的负面影响,国际上通常采用疏浚泥薄层覆盖法。(2)生态修复受损的滨海湿地:疏浚泥作为基质恢复和重建其潮间带生境,修复因围垦等人类活动严重受损的湿地,从而恢复湿地植被群落;(3)建造人工生态岛:将疏浚泥堆置于便利处,形成自然疏浚泥岛,按照不同的设计高程创造出不同的生境,随着自然的演替,岛屿演替成为生物多样性高和生境丰富的岛屿。以国际上的疏浚泥生态工程运用为借鉴,结合目前我国海洋经济发展的现状和滨海湿地面临的一系列挑战,分析疏浚泥在我国滨海湿地生态重建和生态修复等工程方面的应用前景,为缓解我国海洋产业经济发展和滨海湿地生态环境保护之间的矛盾提供技术借鉴。     

生物芯片数据处理和分析方法

生物芯片的广泛应用产生大量的数据,如何处理和分析这些数据以得到有意义的结果,是生物信息学重要的研究课题之一.本文简单介绍了常用的数据预处理,差异基因筛选,聚类分析方法和数据的网络存储.