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南海不同纬度澄黄滨珊瑚(Porites lutea)对异常低温的响应
阳恩广;黄雯;武茜;王永刚;蒙林庆;余克服;梁甲元;黄学勇;由于气候变化造成的高温压力威胁着热带地区的珊瑚礁，较冷的相对高纬度地区可能成为珊瑚的潜在避难所。对低温的耐受性是决定珊瑚能否顺利迁移至相对高纬度避难所的关键。然而，珊瑚对低温胁迫的耐受能力和生理适应机制尚不明确。本文以南海的澄黄滨珊瑚(Porites lutea)群体包括西沙群岛(XS)、涠洲岛(WZ)、大亚湾(DY)为研究对象，在18 d的实验周期内，将环境温度以梯度下降的方式从26℃降至12℃,通过低温胁迫获得其生理表型和酶活数据，以比较不同海域澄黄滨珊瑚耐低温的能力。结果表明：3组澄黄滨珊瑚对低温胁迫有着类似的响应模式，均表现为珊瑚触手收缩，珊瑚白化程度显著上升，虫黄藻(Symbiodiniaceae)密度、最大光量子产率(Fv/Fm)和叶绿素a含量明显降低。共生体抗氧化物(过氧化氢酶、总超氧化物歧化酶、还原型谷胱甘肽)的活性反映了珊瑚的氧化应激程度，在降温过程中酶活性的变化趋势保持一致，都是显著地呈现先升后降的趋势。与西沙群岛相比，大亚湾、涠洲岛的澄黄滨珊瑚对低温的耐受性更高，这可能是相对高纬度群体长期适应温度大幅度变化的表现。本研究将为人工协助珊瑚迁移的方案设计提供理论依据和指导性建议，为珊瑚的低温适应提供生理数据。
不受ABA诱导的SnRK2蛋白激酶家族研究进展
吴珊;张欣欣;蔗糖非酵解型蛋白激酶2(SnRK2),广泛存在于多种植物,不同SnRK2的磷酸化机制可能涉及通过高渗性和ABA的激活,在植物抵抗逆境过程中起到重要生理功能。本综述主要结合SnRK2蛋白激酶家族的最新研究进展,综述其分子结构、活性调控、作用机制及其生理学功能等,着重介绍不受ABA诱导的SnRK2激酶在植物生长与应答逆境胁迫中的相关研究,ABA独立的SnRK2s作为植物对非生物胁迫响应的正调节器,参与体细胞胚胎发生的诱导,在拟南芥中表达增强了植物对干旱,寒冷和盐度耐受性。到目前为止,关于ABA独立的SnRK2家族成员的信息很少,还需对ABA独立的SnRK2家族进行深入研究,为系统探究植物逆境应答机制提供资料依据。
竹节参鲨烯环氧酶基因的克隆与生物信息学分析
梁娥;齐敏杰;张来;根据已报道的植物鲨烯环氧酶(SE)基因特异性引物克隆竹节参SE基因。结果表明,克隆得到竹节参SE全长为1 632 bp,编码539个氨基酸,命名为PjSE。生物信息学分析指出,PjSE基因的氨基酸序列与人参属植物人参、三七、越南人参的同源性依次为99%、98%和98%。推测PjSE基因定位于线粒体(mTP)、叶绿体(cTP)和分泌途径(SP)。PjSE基因存在保守结构域FAD结合位点,含4个跨膜结构域和7个motif结构位点。PjSE蛋白二级结构以无规则卷曲(Random coli)和琢-螺旋(Alpha helix)为主要结构元件,延伸链(Extended strand)和茁转角(Beta turn)分散于整个蛋白质中,百分比依次占40.82%、37.48%、15.77%、5.94%;该蛋白能折叠形成典型的三维结构。
p53基因在小鼠衰老中的调控作用研究
高亮亮;肖建如;为了探究小鼠衰老与p53之间的调控关系,我们选取3对年轻(4个月)与老年(20个月)的C57小鼠进行实验。首先发现老年小鼠相对年轻小鼠出现失明的衰老现象,HE染色表明衰老小鼠的视网膜结构出现了弥散现象;进一步发现老年小鼠出现脊椎弯曲以及脾脏中白髓数量减少的衰老现象。据报道,p53与小鼠衰老具有紧密的关系,因此我们检测了p53在老年小鼠眼球、睾丸、肝脏、皮肤、肺和肾等多种组织中表达,实验发现老年小鼠组织中,p53的蛋白水平明显升高。为了进一步明确p53基因在小鼠衰老中的作用,我们购买了p53+/-小鼠,首先表明p53在p53+/-小鼠中的表达明显下降。接下来观察年老的正常和p53+/-小鼠的衰老表型变化,发现与正常小鼠相比较,p53+/-老年小鼠衰老症状明显减轻(失明,毛色变黄和驼背),这说明p53在衰老中发挥着重要作用。这些研究为我们理解衰老以及进一步开展衰老机制的研究提供新思路。
基于基因组学的肺炎克雷伯菌噬菌体安全性评估
崔泽林;郭晓奎;汤荣;陈雯静;俞琦;洪庆;李莉;泛耐药肺炎克雷伯菌的流行,使得临床面临无药可用,越来越多的肺炎克雷伯菌噬菌体近年来被报道,并在动物模型中证明了它们用于防控细菌感染的有效性。然而,噬菌体作为病毒的一类,不同于传统的抗菌药物,在临床应用之前需要进行更为全面的评估,本研究将基于基因组学对已报道的肺炎克雷伯菌噬菌体安全性进行评估。通过生物信息学分析噬菌体基因组上是否含有肺炎克雷伯菌限制性内切酶识别位点来评估其基因组稳定性,并就其是否携带有害基因和是否属于溶原性噬菌体等方面进行分析研究。目前已报道22株肺炎克雷伯菌噬菌体的全基因组,7株属于肌尾科,12株属于短尾科,3株属于长尾科;而本研究基于噬菌体全基因组同源性分析结果将短尾科、长尾科和肌尾科中的JD001归为一类,定义为Kp_PhageⅠ;肌尾科分为Kp_phageⅡa和Kp_PhageⅡb两类。噬菌体基因组上含有数目不等的肺炎克雷伯菌限制性内切酶识别位点,不携带有毒力基因和耐药基因。5株属于温和噬菌体,17株属于烈性噬菌体。研究显示肺炎克雷伯菌噬菌体在基因组水平具有良好的安全性,但是基因组上较多的肺炎克雷伯菌限制性内切酶识别位点,使其抗菌谱可能较窄。在使用噬菌体用于防控细菌感染时部分温和噬菌体需要谨慎排除。
罗中链霉菌中衣霉素基因簇的克隆及异源表达
李鑫;罗晓霞;张利莉;衣霉素属于核苷类抗生素,具有抑制蛋白质N-糖基化的活性,是潜在的药物先导化合物。罗中链霉菌(Streptomyces luozhongensis) TRM49605是一株产衣霉素的链霉菌属(Streptomyces)的新物种。本研究旨在探索TRM49605中衣霉素生物合成基因簇的生物学功能,为新型药物开发提供理论依据。通过antiSMASH预测发现TRM49605中衣霉素基因簇全长29.394 kb,由26个基因组成,采用Red/ET方法通过线线重组成功构建了含有衣霉素PartⅡ片段的质粒pTRM605-24-01以及含有完整衣霉素生物合成基因簇的质粒pTRM605-24-02。通过线环重组将接合转移元件插入pTRM605-24-02获得pTRM605-24-03质粒,通过属间接合转移将衣霉素生物合成基因簇整合至天蓝色链霉菌(S. coelicolor) M145中进行表达。成功克隆获得衣霉素生物合成基因簇并异源表达,为改造衣霉素生物合成基因簇提供理论依据。
叶绿体转化及其用于疫苗表达研究的最新进展
巩智刚;徐芳;周海鹏;王雯雯;王玉华;随着植物转基因研究的不断深入,核基因组转化的转基因沉默现象严重影响了基因工程的应用效果。植物叶绿体遗传转化以叶绿体基因组为平台对植物进行遗传操作,外源基因定点整合及母性遗传特性能较好地解决"顺式失活"和"位置效应"等类的基因沉默问题和转基因逃逸等安全问题,成为植物基因工程发展的新方向,在工业、农业及医药生物领域发挥了重要作用,也为生产廉价、安全的植物疫苗提供了新思路。本文在简要介绍叶绿体转化的原理、转化方法与优势的基础上,重点综述了近年来通过该技术表达的一些重要的病毒抗原和细菌抗原。最后,对叶绿体转化技术在表达外源基因方面存在的问题进行分析。未来随着叶绿体基因表达、调控机制研究的逐渐深入及相关技术体系的日臻完善,叶绿体转化有望成为疫苗生产的生力军。
三种模式微生物基因组中GC含量的比较
王芳平;王志坚;李永香;GC含量是核酸序列组成的重要特征,其含量可作为反映进化的一种指标。为了探索GC含量作用于基因组的进化压力,本研究研究了大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草杆菌(Bacillus subtilis)、真核生物酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)三种模式微生物基因组编码序列的GC含量,分析了其基因组中蛋白质编码序列的GC含量与编码序列长度的关联,结果发现编码序列的GC含量与序列相对频数有一定的相关性,且编码序列的GC含量随序列相对频数的分布具有一定的规律。根据分布曲线我们推测这种规律应该符合某种分布,并用各种分布函数进行拟合,研究结果发现基因组中编码序列的GC含量随序列频数的分布与高斯分布相符合,且这种分布在真核生物和原核生物间有显著区别。另外,不同长度的编码序列GC含量的分析结果表明,编码序列的GC含量与序列长度有一定的相关性。
易贡藏布江浮游生物调查及多样性分析
王启军;姜维;赵虎;邓捷;张红星;许涛清;我们对易贡藏布江流域进行浮游生物调查及多样性分析,结果表明本流域内浮游植物共有4门60种,其中硅藻门和绿藻门种类为46种和11种,分别占到76.67%和18.33%。浮游植物多样性指数、均匀度指数范围分别在3.193.62、0.930.97之间波动;浮游动物有3门23种,其中原生动物门20种,占浮游动物种类的86.96%;浮游动物多样性指数、均匀度指数范围分别在2.342.97、0.830.98之间波动,研究结果为本地区水生生物资源积累了本底资料。
当归多糖通过上调VEGF抑制细胞凋亡
刘永升;魏梅;宋春梅;李敏;杨曼;曹泽龙;刘刚;郑明奇;本研究旨在探讨当归多糖减轻糖尿病缺血再灌注(I/R)诱导大鼠心肌细胞凋亡的作用机制。通过构建糖尿病I/R大鼠模型,再将大鼠随机分为4组(n=10):假手术组(Sham)、糖尿病I/R组(I/R)、I/R+10 mg/kg当归多糖组(I/R+ANG)、I/R+10 mg/kg当归多糖+15μg/kg阿柏西普组(I/R+ANG+AF);通过TTC染色法分析不同实验组大鼠心肌梗死面积差异;使用ELISA试剂盒分析当归多糖干预对I/R大鼠心肌酶水平和氧化应激反应的影响;借助TUNEL/DAPI双重染色分析各组大鼠心肌细胞凋亡情况;通过Western blotting检测当归多糖对血管内皮生长因子A (VEGFA)蛋白表达的影响。TTC染色检测结果表明,与糖尿病I/R组相比,当归多糖可显著减少糖尿病I/R大鼠心肌梗塞面积(p<0.05)。ELISA检测结果显示,与I/R组相比,当归多糖显著降低了糖尿病I/R组大鼠心肌酶——LDH和CK血清水平(p<0.05),并降低TNF-α(p<0.05)、IL-6 (p<0.05)水平,以及上调SOD活性(p<0.05)。TUNEL/DAPI双重染色镜检观察到当归多糖组的TUNEL阳性心肌细胞百分比显著低于I/R组(p<0.05);蛋白免疫印迹分析表明,与假手术组相比,在糖尿病I/R大鼠中检测到p-eNOS蛋白表达下调;而与I/R相比,当归多糖显著减轻了I/R对p-eNOS蛋白表达的抑制作用;与I/R组和阿柏西普组相比,当归多糖处理组的Caspase-3活化水平较低(p<0.05)。而VEGF抑制剂——阿柏西普处理均明显减轻上述当归多糖在糖尿病I/R大鼠中的所有有益作用。当归多糖通过减轻糖尿病I/R大鼠的氧化应激以及炎症反应,以及上调VEGFA表达和抑制Caspase-3活化来减弱糖尿病缺血/再灌注诱导的心肌细胞凋亡,从而在大鼠体内发挥心脏保护作用。