不同组装软件在系统发育基因组学中的应用比较

为了筛选出最适合于超级保守元件(ultra-conserved elements, UCE)序列组装的软件,分别使用5款组装软件SPAdes、ABySS、Velvet、Trinity和Minia对17个UCE捕获测序文库进行组装.结果发现：5款组装软件对UCE数据的组装结果不同,Trinity组装所耗时间明显比其他软件长;SPAdes和Trinity的组装结果较好,得到的可观长度的重叠群(contigs)总数较多,产生的长片段(>250 bp)contigs较其他3款软件更多,但是SPAdes捕获到的UCE数量最多,因此,相比于其他4款组装软件,SPAdes更适合UCE数据的组装.本研究为基于UCE的系统发育基因组学分析提供了参考.     

青岛海域固氮细菌的系统发育多样性研究

采用严格人工无氮海水培养基富集、分离培养方法及用3对固氮基因(nifH)引物进行PCR检测,从青岛近海沉积物和海水中分离到16株异养型可培养海洋固氮细菌,经16S rDNA全序列测定分析了它们的系统发育多样性。结果显示,16株菌分布于Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Flavobacteria的3个纲中,分别代表着6个属、10个种,其中有50%归于Pseudoalteromonas属;海底沉积物中固氮菌的多样性要远高于海水,并在其中发现2个潜在新种。研究表明,青岛近海海域的固氮菌具有一定程度的多样性,它们大部分在系统发育关系上与分离自韩国、南极洲、新喀里多尼岛等海水的标准菌高度同源,但也存在少量潜在新物种。结果可为其他不同海域异养固氮菌的多样性及其生态功能研究提供有益参考。     

酿酒酵母功能基因组学研究进展

随着各种微生物基因组序列信息的积累和测序工作的不断完成,酿酒酵母基因组学研究的重点已由传统的结构基因组学发展到了功能基因组学,并从单一的基因功能研究转向多个或整个基因组系统地去了解真核生物生命活动的本能。对基因组学水平上酿酒酵母功能基因的生物芯片分析,代谢通路和功能图谱,以及比较基因组学研究进行综述。     

病毒诱导的基因沉默及其在植物功能基因组学研究中的应用

病毒诱导的基因沉默(VIGS)是植物体中天然存在的一种抵御外源核酸入侵的防御系统,正常情况下保护植物免受病毒的侵染.植物的这种防御机制可被病毒RNA激活,属于转录后基因沉默现象.如果在病毒载体中插入目标基因片段,侵染寄主植物后,植物会表现出目标基因功能丧失或表达水平下降的表型.利用这种机制,可以确定基因功能.目前,这种技术有望发展成为一种简单、快速、高通量的分析已知序列基因功能的方法.文中综述了VIGS技术的原理与发展,并讨论该技术在植物功能基因组学研究中的应用前景.     

利用比较基因组学方法预测短小芽孢杆菌转录调控网络

为探讨短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的基因调控关系,通过在其亲缘关系最近的模式菌——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中寻找同源转录因子及其调控基因的方式,预测出B.pumilus的候选转录调控网络;并利用转录因子绑定位点的位置权重矩阵(Positional Weight Matrix)在B.pumilus全基因组的基因上游区域扫描motif的方式来验证候选转录调控网络;最后再整合其他B.pumilus专属的调控数据,最终形成一个较完备的B.pumilus基因转录调控网络（包含195个转录因子和1201个受控基因）.上述结果表明,在细菌中,利用比较基因组学的方法,以一个被广泛研究的模式生物所积累的基因转录调控关系数据为基础,推测出亲缘关系较近的其他物种的基因调控网络,其结果是可靠的,为探索一些尚不具备大规模基因表达芯片数据的物种的基因调控网络提供了一种可行的方法.     

银合欢根瘤菌的生理生化特性及共生固氮效应

所试的七个菌株都是快生型根瘤菌.能利用包括双糖在内的较多的碳水化合物,对多数碳源基质,在利用的同时产酸.除菌株CB81外,其他菌株的代时在3.5小时以下,而菌株CB81的代时为7.2小时.这些菌株能利用无机和有机态氮,但蛋白胨和酵母提取物是良好的氮源.它们在氧化酶、接触酶、脲酶和硝酸还原酶试验中皆呈阳性;在石蕊牛奶试验中产血清环;大多数菌株在pH4.0-9.0仍能生长;这些菌株的耐盐性不超过0.2M NaCl,结瘤实验证明本地菌株LL2的共生固氮能力超过国外菌株TAL1145和CB81.     

基于基因组学的栎树生物学研究进展

栎树(Quercus spp.)是北半球重要的经济与生态树种。夏栎(Q. robur)、加州白栎(Q. lobata)、麻栎(Q. acutissima)等树种基因组的公布,对栎树生物学研究产生了深刻的影响。近5年来,栎树生物学出现了包括系统进化与物种鉴定、基因渐渗与适应进化、景观基因组学与生态保育、生物共存与互作机制、次生代谢与生长发育、DNA甲基化与表观遗传调控及基因与长寿机制等方面的研究热点。虽然基于基因组学的栎树生物学若干研究前沿已经形成,但尚处于起步阶段,笔者预期未来会向4个方面深入:①强调栎树基因组资源的深度应用。应用景观基因组学途径,探究栎树的杂交渐渗与适应进化;联合基因组、转录组、蛋白组等多组学技术,探究栎树生长发育与胁迫响应过程中的基因调控网络与信号通路;优化体细胞发生和遗传转化体系,攻克栎树遗传改良和基因资源开发技术瓶颈。②促进栎树研究体系的广度拓展。随着壳斗科其他树种全基因组序列的公布,基于从分子到群落的不同生物层次的模式系统,将对欧亚大陆和北美不同区域的栎树,包括白栎组、红栎组、冬青栎组、麻栎组等不同栎树类群,以及壳斗科其他属树种基因组生物学研究产生深远影响。③关注栎树资源利用的遗传与发育主题。用栎树基因组资源对其结构的、代谢的和农艺性状的差异及其优化加以解析,全基因组关联研究(GWAS)也将应用于栎树,从而为阐释木材发育和木栓形成的机制奠定基础。④聚焦栎林保育的生态与进化主题。在全球气候变化背景下,通过增加耐受胁迫的基因型,以缓解气候变化对森林生态系统的影响。同时维持和保护栎树在自然生态系统中的生态与进化过程,阐明栎树多样性、迁移与适应、趋异与趋同生态适应等方面进化成功的机制。     

节肢动物的基因组图和基因组学

W．Fiers等人1972年首次破译基因序列，开辟了遗传学的新时代，即基因组学时代。此后，很多生物的基因序列被破译。这些里程碑式的发现推动了生命科学的发展。20世纪的最后20年里，出现了聚合酶链式反应及克隆技术。基因组图实验、克隆基因、转录等过程中的大量数据需要分析储存，     

奇蹄目核糖核酸酶基因超家族(RNASE A)的分子进化研究

为深入认识核糖核酸酶基因超家族(RNASE A),以奇蹄目的家马、驴、野马和白犀牛为研究对象,分析RNASE A序列、鉴定真假基因、预测等电点及构建系统发育树.结果揭示每个物种的RNASE A序列数并不相同,RNase4在该研究物种分歧之前发生1次基因复制,其中1个拷贝保留功能,另外1个拷贝发生假基因化并在不同物种中有不同程度的保留或丢失,而RNase2/3和RNase7/8经历"基因分拣"进化模式.另外,典型的RNASE A序列特征在RNase9—13中发生变异,揭示RNase9—13可能丢失核糖核酸酶活性而具有其他新功能.总之,该研究系统探讨了奇蹄目RNASE A的分子进化,增加了该基因超家族研究的多样性,为更加深入开展RNASE A研究提供了基础.     

种植转 Bt 水稻对固氮细菌多样性和固氮酶铁蛋白基因 nifH 的水平转移的影响

通过对具有不同种植年限和不同种植强度的转 Bt 基因水稻与非转 Bt 基因水稻土壤中的细菌以及固氮细菌群 落结构进行研究,发现转 Bt 水稻的种植可能会影响土壤中微生物群落的多样性,但是这种影响的可能只是暂时的,通过对测量种植水稻的芽长实验也得出相似的结论． 另外,根据 16S rDNA 基因构建的系统发育进化树揭示了本实验分离的固氮细菌的遗传多样性,发现实验土壤中的固氮细菌主要分为放线菌门(Actinobacteria) ( 92% ) 和 α － 变形菌门( α-Pro-teobacteria) 两大     

豆科植物-根瘤菌共生固氮的分子机理

与豆科植物－根瘤菌共生固氮有关的基因涉及根瘤菌基因和宿主基因，根瘤菌基因有结瘤基因（nodD,nodAB-CIJ和hsn基因），根瘤菌细胞表面结构基因（exs,lps和ndv基因）和固氮基因（nif和fix基因）；宿主基因主要是结瘤素基因（ENOD和NOD基因）。根瘤菌结瘤基因表达后诱导产生结瘤因子。在根瘤发育过程中，这些基因在根瘤菌与植物之间进行着信息交换，并且具有不同的表达水平。结瘤因子和植物激素对它们进行着调节。     

豌豆根瘤菌gshR基因的抗氧化和共生固氮作用

目的: 研究豌豆根瘤菌 RL3841 的谷胱甘肽还原酶编码基因 gshR 的功能．方法: 采用基因同源重组构建了豌豆根瘤菌 gshR 基因突变株 RLgshR,探讨了基因突变对根瘤菌抗氧化和共生固氮的影响, 利用实时荧光定量 RT-PCR检测 gshR基因的 mRNA 表达水平．结果: gshR基因缺失不影响菌株在 AMS 基础培养基中的生长能力, 但突变株对氢过氧化枯( CuOOH) 和较高浓度的 H₂O₂氧化物敏感．结论: gshR 基因突变株 RLgshR 形成正常固氮根瘤, gshR 基因的表达不受 H2O2和共生环境诱导．     

2，4－D诱导高梁结瘤与根瘤菌共生固氮的研究

本文以植物激素２．４－Ｄ（２．４－二氯苯氧乙酸）处理高梁（甜杂１号ｓｏｒｇｈｕｍｖｕｌｇａ－ｒｅ）（终浓度为３ｐｐｍ，并接种根瘤菌（ＯＲＳ５７１），诱导根瘤茵与高梁结瘤组织共生。自１９８９年以来，多次进行实验，结果表明这种方法可以诱导高梁根系结瘤并与结瘤组织共生，表现固氮活性。本研究实验的重复性和再现性都很好。高梁在移苗后，５～７天进行处理，效果较好，一般结瘤率都超过５０％，最高可达８０％。接种后４周瘤的直径约２～８ｍｍ，制片显微镜观察，瘤组织内有大量的根瘤菌菌体，说明根瘤菌可以进入高梁根系，并在瘤内繁殖。结瘤植株经气相色谱仪乙炔还原法测定，能表达一定程度的固氮活性。     

生物固氮研究的前景

本世纪初以来全球农作物单位面积产量不断增长,在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。在大气中氮气含量接近８０％,但这种氮气并不能直接为高等植物吸收利用。人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来对生物固氮研究已有１１２年之久,我国对生物的共生固氮现象也进行了长达６２年的探索性研究。然而,关于生物固氮,特别是非豆科农作物的生物固氮,还有许多问题有待于进一步研究。目前,生物固氮研究已经被列为“国际生物学计划”中…     

几株弗兰克氏菌的固氮活性

对14株不同宿主来源的Frankia纯培养菌株进行了形态观察和固氮活性测定.结果表明,14株供试菌株都具有分枝菌丝、泡囊或孢囊等形态特征,其中大花胡颓子分离菌49121有特殊的串珠状菌丝链结构;所测菌株全部具有固氮活性,其中菌株49136固氮活性最高,乙炔还原活性达到78.5μmol/(mg.h);另外,菌株的固氮活性与泡囊数量有一定的正相关性.     

工业废水中的生物脱氮工艺及其应用效果比较

氨氮已成为＂十二五＂规划中污染物约束性指标.基于现有的微生物脱氮工艺的应用案例,对比分析了不同工艺的微生物脱氮方法的适用条件（进出水浓度、HRT、膜材料、载体等）、处理效果和运行成本.同时,系统分析了不同工艺的适用性和优缺点.不同的处理工艺适用处理的氨氮浓度虽有差异,但其出水中氨氮的浓度大部分可达到直接排放的标准.从应用案例的比较可以看出,针对同一种废水不同工艺或同一工艺处理不同性质的废水,处理成本可能有较大差异,需要对比优选.研究结果可以为生物脱氮的废水处理工艺和参数选择提供参考.     

多因子对日本囊对虾Marsupenaeus japonicus氮磷代谢的影响

 对日本囊对虾Marsupenaeus japonicus在不同条件下的无机磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的代谢率进行了测定。结果表明：温度、体质量、盐度、pH值和摄食状态对其代谢存在影响。无机磷、硝酸氮、氨氮的代谢率与体质量呈负相关, 而亚硝酸氮的代谢率与体质量随体质量的上升而增大;在20~30 ℃的温度范围内,随着温度的上升,日本囊对虾磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的代谢率均上升;在10‰~31‰的盐度范围内,随着盐度的升高,日本囊对虾（6.739±0.023）g磷、亚硝酸氮的代谢率升高,当盐度为31‰盐度时,磷代谢率达到（0.736±0.002）μg·g^-1·h^-1,亚硝酸氮代谢率为（0.0778±0.011）μg·g^-1·h^-1,而硝酸氮、氨氮的代谢率与盐度呈负相关,当盐度为31‰时,硝酸氮的代谢率降为（0.257±0.207）μg·g^-1·h^-1,氨氮代谢率降为（4.445±0.259）μg·g^-1·h^-1;在7.5～9.0的pH值范围内,随着pH值的升高,日本囊对虾（6.749±0.013）g磷的代谢率明显下降,氨氮、硝酸氮的代谢率提高,亚硝酸氮的代谢率在pH值为8.5时达到最大值,后又呈下降趋势;日本囊对虾（6.729±0.028）g摄食配合饲料,饱食状态下磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的代谢率比饥饿状态下分别提高了272.02%、91.67%、795.38%、98.54%。     

固氮菌在白肋烟上的应用

试验采用两种固氮菌肥与氮肥配合施用，用正交实验方法，探讨了各种肥料配比对白肋烟产量和产值的影响，结果表明：白肋烟每株施氮15g，肥力高牌菌肥2g，肥老大牌菌肥1g时能获得理想的产量和产值。     

禾本科同源染色体对趋同进化的比较基因组学

多个禾本科物种全基因组测序的相继完成为禾本科植物基因组物理和遗传结构进化历史的研究提供了前所未有的良好机遇。以五个禾本科物种为研究对象,利用基因同源共线性方法对其基因组进行了比对分析,获得了物种的同源信息,并根据同源信息结合基因组同源结构分析,确定了物种基因组内和基因组间的同源染色体片段。比较分析同源染色体对上重复DNA片段之间的分子距离,初步揭示了禾本科植物同源染色体对间趋同进化规律,研究结果有助于理解染色体结构受非正常遗传重组影响的进化机制。