组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构分析

为了探究组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构,构建4株浸矿细菌(Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,Leptospirillum ferriphilum YSK,Acidithiobacills thiooxidans A01,Acidithiobacills caldus S1)的组合浸矿菌群.实验结果表明:此组合浸矿细菌菌群中的菌体具有较高的生物活性,表现出良好的的铁、硫氧化能力.并采用实时荧光定量PCR技术对菌群的群落结构进行了分析.结果表明:此体系中A.ferrooxidans ATCC 23270、A.thiooxidans A01是优势种群;L.ferriphilum YSK和A.caldus S1是劣势种群.     

水分胁迫下马铃薯萌芽出苗期 根系转录组差异表达分析

以马铃薯‘克新1号’为材料,通过Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,对不同水分胁迫后的马铃薯萌芽出苗期根系cDNA文库进行了RNA-Seq分析,拟探明马铃薯感应水分胁迫的分子机制,挖掘出与抗旱密切相关的功能基因.将比对到基因组上的基因利用RPKM衡量各样本间的基因表达丰度,以P0.05筛选出差异表达基因,通过GO (基因本体,gene ontology)数据库、KEGG代谢途径数据库,对不同水分胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析;选择6个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNASeq结果的可靠性.结果表明:(1)DLWR(重度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因30 114 133个,差异表达基因5 241个;LWR(中度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因32 858 890个,差异表达基因1 488个.2个样本中同时存在的差异基因369个,其中上调表达基因78个,下调表达基因291个;显著差异表达基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关.(2)在GO富集分析中,2个水分胁迫处理样本在生物学功能中富集的类别并不完全相同,但显著富集的主要是与氧化还原、转运、膜结合、转录调节子等相关的基因.(3)KEGG代谢分析显示,差异表达基因显著富集在谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等途径,与植物抗逆能力密切相关.(4)利用qRT-PCR验证的6个基因表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.通过研究得到了不同水分胁迫下马铃薯根系转录组信息,获得了差异基因及其功能信息,阐明了差异基因所参与的代谢通路及与植物水分胁迫的关系.     

少根紫萍对铜绿微囊藻胁迫的生化响应模式

了解在藻类胁迫下浮萍的应激和抗胁迫机制,为提高浮萍水污染修复的应用效益提供参考.本研究设置了不同浓度梯度的铜绿微囊藻与少根紫萍共培养体系,并测生物量、叶绿素、抗氧化酶以及藻毒素等指标.实验结果如下:少根紫萍在低剂量铜绿微囊藻3×10~(8 ) cells/L, 6×10~(8 ) cells/L共培条件下可持续富集藻毒素;各组少根紫萍的生长均受到抑制,3×10~(8 )cells/L低剂量组在共培养6 d后可以促进少根紫萍的增长;少根紫萍中不同抗氧化酶在铜绿微囊藻胁迫下的酶活变化不同, 3×10~(8 ) cells/L低剂量组在共培养6 d后过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)酶活显著提高,共培养12 d后超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活有所提高.结果表明铜绿微囊藻胁迫下少根紫萍生长发育受到抑制,低浓度铜绿微囊藻胁迫下可以提高少根紫萍的抗氧化应激能力,过高浓度可能会导致抗氧化酶的异常表达并损害体细胞的正常代谢.     

马铃薯近缘种Solanum etuberosum的耐盐性鉴定及相关基因的表达分析

以Solanum etuberosum(etb)和栽培马铃薯为材料,利用200 mmol/L NaCl溶液进行处理,发现etb与栽培马铃薯比较,耐盐性较强.并进一步检测了盐处理条件下etb的鲜重、叶片萎蔫度、相对电导率和叶绿素含量.对植株在0、6、12 h和24 h处理后进行转录组数据分析,发现与0 h比较,etb中共有3 587个基因表达上调,4 311个基因表达下调,其中3个时间点共有的差异表达基因为1 250个,差异表达基因主要富集在代谢途径以及次生代谢生物合成通路.通过Blast比对已知功能的基因,鉴定出了36个持续响应盐胁迫的差异表达基因,其中6个基因来自2C类蛋白磷酸酶(PP2C)家族,21个基因来自类钙调蛋白(CML)家族;还包括离子转运体阳离子质子交换蛋白(CHX20)、钾离子反向转运蛋白(KEA3)、钾离子转运蛋白(KT17)、离子通道钾离子四聚体通道蛋白(KCTD)、慢阴离子通道蛋白(SLAC1)、b型氯离子通道(CLC-b)和c型氯离子通道(CLC-c).对这些基因的表达量进行分析,发现大部分基因在盐胁迫下表达量持续降低,暗示其可能通过负调控参与响应盐胁迫.     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

耐热酿酒酵母海藻糖代谢途径对热胁迫的响应

为深入探讨酵母的热响应机制,测定了热胁迫条件下耐热酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中海藻糖含量的变化,并通过实时定量聚合酶链式反应,分析了热胁迫下参与海藻糖代谢的相关基因的表达.结果表明:在42℃热胁迫下,酿酒酵母细胞内的海藻糖含量显著提高,在处理240min时达到0.20g/g(以细胞干重计),约为热胁迫前的4倍;随着胁迫时间的增加,胞内海藻糖的含量开始下降。参与海藻糖代谢的基因表达变化与海藻糖含量变化高度一致,说明海藻糖在酵母适应高温的过程中起重要作用.     

利用寡核苷酸芯片进行拟南芥SO2胁迫基因表达谱分析

运用拟南芥寡核苷酸芯片ATH1,分析SO2胁迫对拟南芥基因表达谱的影响.在22 810个探针中共检出30 mg*m-3SO2胁迫组与对照组间表达改变1倍以上的基因494个,其中上调220个,下调表达274个,主要涉及与细胞代谢(189个)、结合(177个)、转录调控(74个)、结构分子(55个)、信号转导(53个)、物质运输(39个)等功能相关的基因.胁迫组中与细胞防御相关的基因,包括防御酶基因、病程相关蛋白PRs和细胞壁防御相关基因等表达上调.结果表明,SO2胁迫时植物细胞能够通过对基因转录的调控,从分子水平上改变细胞的生理过程,提高植株对逆境的适应性.     

NaCl处理下全缘冬青和红果冬青根系的转录组活性比较

【目的】研究全缘冬青(Ilex integra)和红果冬青(I. purpurea)的根系在NaCl胁迫处理中的转录组活性差异,为进一步研究二者耐盐性差异的生理学机理奠定基础。【方法】以内含250 mmol/L NaCl的1/2浓度霍格兰德溶液对全缘冬青和红果冬青的两年生扦插苗进行盐胁迫处理,采集经0(盐处理前)、6和72 h盐处理的根系样品,提取总RNA,进行转录组测序,组装转录本,筛选差异表达基因,分析两种冬青根系中的功能富集通路和特定代谢途径的基因表达变化。【结果】全缘冬青根系盐处理6 h的差异表达基因数量为2 616,盐处理72 h为1 802;而红果冬青根系盐处理6 h的差异表达基因数量为1 831,盐处理72 h为3 490。全缘冬青盐处理6和72 h根系中共同的KEGG富集途径为植物激素信号转导、亚油酸代谢、类胡萝卜素生物合成和甜菜红素生物合成,红果冬青根系6和72 h盐处理共同的KEGG富集途径为植物激素信号转导、苯丙烷生物合成和类胡萝卜素生物合成。甜菜红素生物合成和亚油酸/花生四烯酸代谢为盐胁迫处理全缘冬青根系中特有的富集代谢通路。全缘冬青中受盐胁迫正调控的过氧化氢酶基因数多于红果冬青的,并且在盐处理下其表达水平远高于红果冬青的。【结论】全缘冬青根系较强的耐盐性可能与植物激素信号转导、类胡萝卜素生物合成、甜菜红素生物合成和脂肪酸脂类代谢等生理过程相关联;盐处理下过氧化氢酶基因的高效表达也可能是全缘冬青根系具较强耐盐性的因素之一。     

伴矿景天WRKY基因家族鉴定及镉胁迫响应分析

【目的】WRKY转录因子在植物响应非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用,目前超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola) WRKY转录因子的研究较少。进行SpWRKY基因家族的全基因组鉴定及其在镉胁迫下的表达模式分析可为后续SpWRKYs基因克隆和耐镉功能分析提供参考。【方法】对伴矿景天WRKY基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析,利用转录组数据和qRT-PCR技术检测WRKY基因在镉胁迫下的表达模式并进行转基因拟南芥耐镉性的分析。【结果】伴矿景天基因组中共鉴定出77个SpWRKYs,非均匀地分布在各条染色体上;系统进化树分析发现,伴矿景天WRKY成员被分成3大类群(Ⅰ—Ⅲ),第Ⅱ类群又被分成5个亚群(Ⅱa—e);共线性分析发现,伴矿景天WRKY基因家族和拟南芥(Arabidopsis thaliana)之间存在7个共线基因对,和玉吊钟(Kalanchoe fedtschenkoi)之间存在53个共线基因对;SpWRKYs基因之间存在19个片段复制基因对;启动子序列分析发现,SpWRKYs启动子有多种与激素和逆境响应等相关的顺式调控元件;镉胁迫表达分析发现,7个...     

利用宏基因组测序技术对大熊猫阴道菌群的研究

为了阐明大熊猫阴道微生物组成,为合理的进行大熊猫阴道感染治疗提供科学依据,本研究利用宏基因组测序技术对不同地区(组别:WLQ、BFX、DJY)和不同年龄(组别:A1、A2、A3)的14个大熊猫阴道分泌物样品进行微生物菌群分析.结果表明:在物种注释上,占主导地位的微生物为变形菌门、担子菌门、厚壁菌门和放线菌门;在功能注释上,注释为碳水化合物代谢、氨基酸代谢的基因是样品中含有微生物数量最多的功能基因;在抗性基因注释上,变形菌门比厚壁菌门和拟杆菌门更易携带耐药基因,且沙门氏菌耐药基因APH3-lb分布存在于所有样品中.此外,不同年龄组大熊猫阴道菌群差异显著;DJY组衣原体比例最高.耐药基因APH3-lb和衣原体对大熊猫繁育存在一定的威胁,需要持续关注.     

基于基因表达谱芯片杂交分析Lamprey-PHB2转染前后Chang liver细胞的基因表达差异

选取了10个物种与本课题组前期克隆得到的东北七鳃鳗抗增殖蛋白2(Lm-PHB2)进行氨基酸序列相似性对比,检测PHB2基因进化水平,结果表明各物种的PHB2氨基酸序列在PHB结构域处高度保守,但在N-端和C-端氨基酸序列保守性较低.将重组质粒pEGFP-N1-Lm-PHB2瞬时转染入张氏肝(CHL)细胞后,利用基因表达谱芯片技术分析基因的表达差异.结果显示CHL细胞中共有270条显著差异表达基因,其中显著上调基因共141条,显著下调基因共129条,涉及细胞信号转导、细胞周期调节、细胞增殖、细胞代谢和细胞凋亡等多个方面.通过实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)对基因表达谱芯片分析结果进行验证,结果显示转染pEGFP-N1-Lm-PHB2质粒后,细胞周期基因CDC25C、氧化应激相关基因(CAT,SOD,GST)和抗细胞凋亡基因HAX1均有显著性差异.     

根癌农杆菌介导的百脉根遗传转化体系的优化研究

百脉根(L otus corn icu la tus L.)是世界著名的多年生优良豆科牧草之一,也是常见的庭院观赏植物.本文通过比较不同根癌农杆菌转化百脉根的效率和优化百脉根子叶遗传转化的条件,建立了一套有效的遗传转化体系.实验结果表明,EHA 105作为宿主菌对百脉根进行转化较LBA 4404和GV 3101具有更高的转化率;5 d苗龄的子叶最适合作为转化的外植体;浸染过程中0.05 M Pa负压处理5 m im以及在共培养培养基中添加20 m g/L的乙酰丁香酮均可提高转化效率.卡那霉素抗性植株经3次选择继代培养后,PCR检测全部为阳性.对部分PCR阳性植株进行PCR-Sou thern杂交,证实PCR产物真实可靠,表明外源基因已整合进入百脉根基因组中.     

<Emphasis Type="Italic">In situ</Emphasis> characterization of natural pyrite bioleaching using electrochemical noise technique

An in situ characterization technique called electrochemical noise (ECN) was used to investigate the bioleaching of natural pyrite. ECN experiments were conducted in four active systems (sulfuric acid, ferric-ion, 9k culture medium, and bioleaching solutions). The ECN data were analyzed in both the time and frequency domains. Spectral noise impedance spectra obtained from power spectral density (PSD) plots for different systems were compared. A reaction mechanism was also proposed on the basis of the experimental data analysis. The bioleaching system exhibits the lowest noise resistance of 0.101 MΩ. The bioleaching of natural pyrite is considered to be a bio-battery reaction, which distinguishes it from chemical oxidation reactions in ferric-ion and culture-medium (9k) solutions. The corrosion of pyrite becomes more severe over time after the long-term testing of bioleaching.     

大豆外源基因转化体系建立及条件优化研究

建立了适用于多个大豆品种的萌动胚真空渗透辅助的外源基因转化方法,对影响农杆菌介导转化的有关参数进行了比较研究。确定的优化条件为:预培养3d,在菌种活化液的OD600值为0.6并加以200μmol.L-1乙酰丁香酮的农杆菌菌种活化液,侵染时间为6h,共培养3d。在优化条件下,将携带GUS基因的35S启动子驱动的表达载体pCAMBIA1304的根癌农杆菌菌株GV3101分别转入鲁豆11和潍6823中,获得510株鲁豆11再生植株和591株潍6823再生植株,其中,抗性再生植株分别为444株和462株。通过PCR和GUS检测,证明分别获得了13株和15株转基因植株,转化率分别为2.2%和2.5%。     

Comparison between phylogeny of introns and exons in primates

Introns and exons of 7 genes ( epsilon globin, gamma-1 globin, gamma-2 globin, delta globin, beta globin, Immunoglobulin and prepro-insulin) in primates have been separated out and used to infer phylogeny respectively. For each gene, results based on these two parts have been compared and showed that: ( i ) the topology of introns is almost consistent with that of exons in each gene, while the branch length of them varies, because of the different mutation rate; ( ii ) there is evidence that the substitution rate of exons would decrease in hominoids, but that of introns would not; (iii) divergence time of orangutan deduced from different genes based on exons is various, while that based on introns is much similar, and consistent with fossil records; (iv) there is a relationship between the G + C content and the substitution rate. When the substitution rate of introns is higher than exons in a gene, the G + C content of introns is less. The above results suggest that introns could provide useful evolutionary information among closely related species.     

铝胁迫对酸性红壤古菌amoA基因多样性的影响分析

通过PCR-RFLP技术构建红壤丘陵区土壤氨氧化古菌amoA基因文库,比较分析典型森林土和农田土中氨氧化古菌种群结构对铝胁迫的响应。通过对628个amoA基因克隆子进行了PCR-RFLP指纹图谱分析,共获得62个独特的基因操作分类单元（operational taxanomical uints,OTUs）,进一步对62个OTUs开展Blast和RDP分类分析（相似性97%-100%）,结果表明：森林和农田土壤样品中100%的氨氧化古菌属于泉古菌门（Crenarchaeotes）,分布于4个基因族（Cluster1-4）,Cluster 1在所有测试样品中占明显优势。农田土壤中氨氧化古菌的丰度和多样性要高于森林土壤,但随着铝胁迫浓度的增加,农田土壤中氨氧化古菌丰度和多样性降低更明显,均匀度却有所上升。可见,铝胁迫导致土壤氨氧化古菌群落结构改变,高铝胁迫能促使氨氧化古菌发生适应性变化,有可能演变出优势种群。     

DGGE法检测稻田蓝细菌及硅藻的遗传多态性

运用对蓝细菌和硅藻16SrRNA特异的引物对，将稻田土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后，通过DGGE技术对PCR产物进行分析。结果表明，在水稻生长的不同时期，稻田蓝细菌及硅藻种群也在变化，田间不同位置蓝细菌及硅藻种类也有所不同，并且每 一时期都有其优势的蓝细菌及硅藻种群。     

Comparison between phylogeny of introns and exons in primate

Introns and exons of 7 genes (epsilon globin, gamma-1 globin, gamma-2 globin, delta globin, beta globin, Immunoglobulin andprepro-insulin) in primates have been separated out and used to infer phylogeny respectively. For each gene, results based on these two parts have been compared and showed that: (i) the topology of introns is almost consistent with that of exons in each gene, while the branch length of them varies, because of the dierent mutation rate; (ii) there is evidence that the substitution rate of exons would decrease inhominoids, but that of introns would not; (iii) divergence time of orangutan deduced from different genes based on exons is various, while that based on introns is much similar, and consistent with fossil records; (iv) there is a relationship between the G + C content and the substitution rate. When the substitution rate of introns is higher than exons in a gene, the G + C content of introns is less. The above results suggest that introns could provide useful evolutionary information among closety related species.