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黄连素对肥胖小鼠肠道菌群的影响及其机制
黄娟;胡维;林湘东;为了探索黄连素对肥胖小鼠肠道菌群的影响和作用机制,本研究将40只雄性昆明种小鼠随机分为空白组、模型组、黄连素高剂量组、黄连素中剂量组和黄连素低剂量组,每组8只,除空白组外,其余4组给予高脂饮食,建立实验性肥胖小鼠模型。造模14 d后,全部给予正常饮食,黄连素高、中、低剂量组灌胃给予每天0.1～0.3 mL/10 g的药物干预,空白组和模型组给予等剂量的生理盐水,给药持续14 d。每周称量两次体质量,并分别于实验第0、14、28天从眼眶取血测定血脂和炎性因子的含量,收集小鼠粪便测定乳酸杆菌和双歧杆菌的数量。研究结果表明:空白组和模型组小鼠的体质量在第14天时有明显差异,造模成功;实验第28天,黄连素各给药组小鼠的体质量与模型组相比有显著性差异。模型组双歧杆菌、乳酸菌的数量和血脂水平与空白组比较有显著性差异,黄连素给药组能显著改善肥胖小鼠的血脂水平和双歧杆菌、乳酸杆菌的数量。本研究结果初步得出结论认为:黄连素改善肥胖小鼠的作用机制可能与脂质代谢、炎性反应和肠道微环境的改变密切相关。
利用宏基因组学技术分析煤层水中细菌多样性
刘建民;胡斌;王保玉;韩作颖;煤层气是一种重要的能源资源,有生物成因和热成因两种类型。生物成因煤层气是在煤层微生物的作用下形成的。本研究通过向煤层气井中注入培养基,采用宏基因组学技术对煤层水中细菌菌群的组成多样性进行分析。结果表明,在培养基注入前后,煤层水中微生物均具有较丰富的多样性,注入前丛毛单胞菌科、甲基球菌科、假单胞菌科、鞘氨醇单胞菌科和嗜甲基菌科的微生物为优势菌种。注入3个月后,优势菌种主要为链球菌科、丛毛单胞菌科、嗜甲基菌科和红环菌科。注入6个月后,红环菌科和甲基球菌科的丰度最高。主成分分析显示,红环菌科、甲基球菌科、弯曲杆菌科、鞘氨醇单胞菌科、假单胞菌科、丛毛单胞菌科、嗜甲基菌科和链球菌科8个科的微生物对生物成气过程有重要影响。细菌菌群的ɑ多样性从chao1、ACE、Shannon、npS hannon和Simpson指数进行分析,结果显示,培养基的注入能显著增加物种的多样性。本研究结果为解析煤层生物成气过程中微生物的动态变化提供了依据。
欧美杨细菌性溃疡病菌基因组测序与分析
张立春;肖丹丹;付田田;王延伟;欧美杨细菌性溃疡病菌(Lonsdalea populi)是引起杨树溃疡病的主要病原菌，它可引起树干形成层的破坏和树皮的局部坏死。为挖掘其致病基因，本研究利用二代和三代测序技术对欧美杨细菌性溃疡病菌N-5-1进行了全基因组测序。结果表明：该病菌菌株染色体和质粒大小分别为3 832 567 bp和11 289 bp, GC含量分别为55.42%和56.32%。通过对基因组的分析，共预测到3 556个基因，在GO、KEGG和COG数据库分别注释到2 348个、2 785个和2 374个基因。进一步利用Ⅲ型分泌系统数据库注释到501个编码分泌蛋白的基因，在病原互作数据库中注释到了427个病原与宿主互作的基因，其中13个为效应子基因。通过与Lonsdalea属的其他病原菌的基因组进一步比较发现，菌株Lonsdalea populi N-5-1的基因组与Lonsdalea iberica LMG 26264和Lonsdalea populi L2-3的基因组存在良好的共线性关系，且与Lonsdalea populi L2-3的亲缘关系更近。本研究为解析欧美杨细菌性溃疡病菌的基因组结构、功能及亲缘关系提供了科学基础，并为后续深入研究其致病基因及开展树木抗病分子育种提供了基因组信息和基因资源。
产多不饱和脂肪酸微生物的研究与展望
刘颖文;钟宇;江黎明;二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等ω3长链多不饱和脂肪酸(PUFAs)具有多方面的生理功能和疾病防治作用。利用转基因油料植物和油质单细胞微生物生产富含ω3 PUFAs的植物油和单细胞油,已作为可替代鱼油生产的可持续的生产方式且科学家对其展开研究并取得很大进展。亚麻芥等经代谢工程改造的植油料物,在油籽中生产和积累的ω3 PUFAs已达到类似鱼油的水平;在油质微生物方面,采用裂殖壶菌等油质微藻生产的富含DHA的藻油已被广泛应用于婴儿配方奶粉、食品、化妆品和医药等产品;一些油质真菌如高山被孢霉也已被用于富PUFAs油的商业生产;从γ-变形菌门的希瓦氏菌属和拟杆菌门的屈挠杆菌属等种群中已分离出一批能产生ω3 PUFAs的细菌;此外,真核和原核微生物中ω3 PUFAs的生物合成途径及其催化酶已被相继阐明,并形成了耶氏酵母生物技术平台。本综述对产多不饱和脂肪酸微生物近年的研究进展进行了综述并对发展前景做了展望。
高通量染色体构象捕获技术的原理及应用
房瑞新;刘欣;董依萌;张然然;王洪亮;王天骄;刘华淼;刘汇涛;王磊;李洋;邢秀梅;染色体三维结构的研究已成为当前生物学研究的热点，而高通量染色体构象捕获技术(highthroughput chromosome conformation capture, Hi-C)以其准确率高、应用范围广、操作简单成为研究基因表达、调控和染色体三维空间结构的关键技术，在此基础上催发了染色体领域(chromosome territory, CT)、染色体区室(chromatin compartment A/B)、拓扑结构域(topological associated domain, TAD)等结构的发现。Hi-C技术在辅助基因组组装、探究基因功能、判断致病基因等方面都有广泛的应用。本文综述了Hi-C技术的发展过程及其在三维基因组研究中的重要作用，对照了该技术与其他测序技术的异同，详细介绍其应用前景、操作原理以及在推动染色质三维结构探索方面发挥的作用，结合当前先进的创新技术与科研经验，提供了关于Hi-C技术的全面简介。
腰椎间盘突出症康复治疗中腰部核心肌力训练的临床评估
孟晓旭;为了系统评估腰椎间盘突出症患者康复治疗中腰部核心肌力训练治疗的临床疗效,本研究选取2012年1月至2014年1月研究者所在医院就诊的150例腰椎间盘突出症腰肌锻炼康复治疗患者,随机分成A、B两组。A组患者进行腰部核心肌力训练治疗,即核心肌力组;B组患者给予传统腰肌功能锻炼治疗,即传统腰肌锻炼组;康复治疗均在医生指导下进行,所有患者每天早晚各锻炼1次,每次持续15 min,共训练治疗12周。所有患者均定期随访,治疗后6周和12周分别通过VAS疼痛评分、JOA腰椎功能评分和ODI腰椎功能评分变化进行效果评价。治疗后6周,核心训练组VAS评分平均(5.0±1.5)分,JOA评分平均(21.4±2.6)分,ODI评分平均(29.5±8.0)分;但与传统腰肌训练组比较无明显差别(p>0.05);治疗后12周核心肌力锻炼组疼痛症状缓解明显,VAS平均(2.9±1.2)分;腰椎功能改善明显JOA评分平均(25.2±3.2)分,ODI评分平均(38.8±9.4)分;与传统腰肌训练组比较差异具有统计意义(p<0.05)。本研究说明腰肌核心肌力训练长期锻炼效果好于传统腰肌训练。
野生灵芝BSU01的分离鉴定、生物学特性及其木质纤维素酶活分析
马博;王凯;周树;张婷婷;冯邦朝;灵芝作为传统中药,具有重要的医药和经济价值。本研究以一株野生灵芝属真菌BSU01为实验材料,通过形态特征和ITS序列聚类分析对其进行了鉴定,探讨了该菌株菌丝生长的最适碳源、氮源、C/N、pH及温度等生物学特征,以及该菌株产木质纤维降解素酶的能力。结果表明,菌株BSU01的形态特征与有柄灵芝相符;且与有柄灵芝ITS序列一致性达99%,并在系统发育树上聚在一起;菌株BSU01菌丝生长最适碳源为果糖或者葡萄糖,氮源为酵母提取物,C/N比为20/1到30/1,温度为30℃,pH值为5.5;菌株BSU01的漆酶、木质素过氧化物酶和Mn依赖过氧化物酶分别为12.13 U/L、0.52 U/L和0.33 U/L;CMCase和木聚糖酶酶活分别为7.14 U/mL和1.88 U/m L。本研究结果将为该菌的进一步开发利用提供数据参考。
毛果杨LBD基因家族的全基因组分析
芦强;邵芬娟;邱德有;LBD(lateral organ boundaries domain)蛋白是一类植物所特有的转录因子,在调控植物生长发育、营养代谢以及逆境胁迫的响应等方面发挥重要作用。然而,在基因组水平上对毛果杨LBD基因家族的研究还未曾有过报道。本研究利用生物信息学方法,从毛果杨基因组中鉴定出57个LBD基因并预测其分子量和等电点,这些基因分布于毛果杨18条染色体和Scaffold_65、Scaffold_86上。该家族成员基因结构简单,内含子数目不超过2个。进化关系分析显示毛果杨LBD基因可分为ClassⅠ和ClassⅡ两大类,细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。分析基因表达模式发现,该家族成员的表达具有一定时空特异性,并响应氮素胁迫处理。本研究为深入研究毛果杨LBD基因的功能奠定了基础。
21个禾本科物种线粒体基因组特征与系统进化分析
杨树琼;刘嘉斐;江梳澈;郭冰倩;郭佳;曹玲玲;张婉;不同物种线粒体基因组有其特异的组成结构和进化方式，本研究基于NCBI-Genome数据库已公布的21个禾本科(Poaceae)物种线粒体基因组，利用比较基因组学方法对其线粒体基因组序列特征及亲缘关系进行了比较分析。结果显示，21个禾本科物种的线粒体基因组大小为443～705 kb,(A+T)含量为50%～70%,表现出明显的碱基偏倚现象。不同禾本科物种线粒体基因组所含的开放阅读框(open reading frame, ORF)数目、 RNA编辑位点、编码蛋白、 tRNA及重复序列类型不尽相同，且同一类编码蛋白、 tRNA及重复序列类型在不同物种间的拷贝数也存有差异。不同禾本科物种线粒体基因组间，蛋白编码基因在使用密码子上具备一定的偏好性，偏好于使用AGA(R)、 UCU(S)、 CUU(L)、 ACU(T)和GCU(A)。同时，各蛋白编码基因在禾本科物种线粒体遗传进化过程中遭受了不同方向和程度的遗传选择，其中mttB、ccmFn及rpl16等18种蛋白编码基因受到了不同程度的纯化(负)选择(Ka/Ks<1)。线粒体基因组共线性结果和邻接法构建的系统发育进化树结果表明，稻属(Oryza)与簕竹属(Bambusa)物种间，山羊草属(Aegilops)、小麦属(Triticum)、大麦属(Hordeum)和黑麦草属(Lolium)物种间，玉蜀黍属(Zea)、高粱属(Sorghum)、摩擦禾属(Tripsacum)、香根草属(Chrysopogon)、甘蔗属(Saccharum)及穇属(Eleusine)物种间存在较近的亲缘关系。本研究也为进一步揭示禾本科物种进化过程中的线粒体基因组结构变化和功能研究提供了参考。
八眉猪和长白猪背最长肌肌纤维及脂肪细胞的发育性变化
陈妍;胡涛;盛响响;马姝雯;卢建雄;张国华;为研究不同经济类型猪(Sus scrofa)种肉质特性形成的规律，采集7日龄和180日龄八眉猪、长白猪皮下脂肪组织及背最长肌，制备石蜡切片，HE染色后测定皮下、肌内脂肪细胞直径和体积及肌纤维直径；实时荧光PCR检测背最长肌MyHC各亚型mRNA表达，分析肌纤维类型变化。结果表明：7日龄八眉猪与同龄长白猪相比，肌内脂肪细胞直径、体积和肌内脂肪含量无显著差异，但八眉仔猪皮下脂肪细胞显著增大。180日龄八眉猪脂肪细胞直径、体积和肌内脂肪含量均显著大于同龄长白猪的；长白仔猪肌纤维直径显著大于八眉仔猪的，180日龄长白猪皮下脂肪细胞直径和体积增加量明显高于八眉猪的；仔猪背最长肌MyHC IIa和IIx表达较丰富，180日龄时均显著降低，而MyHC IIb表达及比例显著提高，但长白猪比八眉猪有更大程度的IIx和IIa减少及IIb增加。以上结果提示，生长后期猪脂肪形成主要为脂肪细胞的肥大过程；从出生早期到生长后期八眉猪和长白猪肌纤维组成类型发生较大改变，肌纤维类型的转化模式相同，主要差异是不同类型转化量的变化。