猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus, PDCoV)是近年来新发的猪肠道冠状病毒,给养猪业造成了巨大的经济损失。为了解PDCoV感染新生仔猪(Sus scrofa domesticus)的致病性及肠道的病理超微结构变化,本研究对1日龄新生仔猪攻毒PDCoV CHN-GD16-05毒株后的临床表现、剖检与组织病理学变化、组织嗜性、肠道超微结构变化进行观察及分析。结果发现,新生仔猪攻毒PDCoV后第3天出现严重呕吐、腹泻、精神萎靡、嗜睡等临床症状;剖检发现,攻毒仔猪肠道胀气,肠管扩张,肠壁出血变薄甚至透明,肠腔内积聚黄色液体;PDCoV主要感染仔猪的十二指肠、空肠和回肠;荧光定量PCR和蛋白免疫印迹结果显示,空肠中PDCoV核衣壳蛋白(nucleocapsid, N)基因及其蛋白水平均极显著高于十二指肠和回肠(P<0.01);进一步空肠组织切片的苏木精伊红染色结果显示,PDCoV感染后破坏肠绒毛结构,引起弥漫性的肠绒毛萎缩甚至融合,隐窝上皮细胞增殖及隐窝深度增加;电镜观察也发现PDCoV感染后的仔猪肠绒毛萎缩,肠上皮细胞的微绒毛断裂脱落,细胞间紧密连接被破坏,胞质空泡状细胞增多,线粒体数目减少且体积增大;此外,PDCoV感染刺激宿主的抗病毒相关基因表达,促进干扰素α (interferon α, IFN-α)、IFN-β、IFN-λ和其下游干扰素刺激基因黏病毒抗性蛋白1 (myxovirus resistance 1, MX-1)、干扰素刺激基因15 (interferon-stimulating gene 15, ISG-15)、干扰素诱导的四肽重复蛋白1 (interferon induced protein with tetratricopeptide repeats 1, IFIT1)、2'-5'-寡腺苷酸合成酶1 (2'-5'-oligoadenylate synthetase 1, OAS1)、2'-5'寡腺苷酸合成酶样蛋白 (2'-5'-oligoadenylate synthetase like, OASL)及炎症因子肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α, TNF-α)、白细胞介素1β (interleukin 1β, IL-1β)、IL-6、C-C基序趋化因子配体20 (C-C motif chemokine ligand 20, CCL-20)基因的表达。以上结果表明,PDCoV感染新生仔猪后能够迅速入侵小肠,尤其在空肠上皮细胞中大量复制,导致感染的肠上皮细胞变性坏死进而引起肠绒毛萎缩,造成渗透性腹泻。本研究为阐明PDCoV感染仔猪的致病机制提供理论基础。

果糖激酶(fructokinase, FRK)是果糖磷酸化过程中主要的催化酶,在调节植物生长发育过程中起关键作用。为了深入研究黄瓜(Cucumis sativus) FRK基因功能,本研究对黄瓜FRK基因家族及其分子特征进行系统鉴定和分析,并对非生物胁迫下的基因表达模式进行分析,结果显示,黄瓜FRK基因家族有12个成员,分布于7条染色体上;编码氨基酸个数为331~588,分子量为35.63~65.90 kD;系统进化分析将黄瓜FRK基因家族划分为3个亚族,每个亚族中的基因结构和保守基序基本一致;启动子序列主要含有光响应、低温响应、干旱响应、激素响应、防御应激和植物生长发育相关等顺式作用元件。组织特异性表达分析显示,黄瓜部分FRK基因在根、茎、叶、雌花和雄花等组织器官中的表达量均较低或不表达,且黄瓜FRK基因具有组织特异性;非生物胁迫表达分析显示,CsaFRK6、CsaFRK8和CsaFRK12在低温胁迫下显著上调表达(P<0.05);CsaFRK2、CsaFRK5和CsaFRK7在盐胁迫下显著上调表达(P<0.05);CsaFRK1~CsaFRK9在干旱胁迫下显著上调表达(P<0.05),表明黄瓜FRK基因在不同组织器官以及响应非生物胁迫时的表达模式存在差异。本研究为阐明黄瓜的基因功能及响应非生物胁迫提供了参考。

番茄(Solanum lycopersicum)作为一年生草本植物,含有丰富的营养物质,随着市场需求的变化,培育高产优质的番茄品种成为育种的主要目标之一。番茄果实种子数、可溶性固形物、横径和纵径对提高其产量和品质具有重要的意义。本研究通过插入/缺失(insertion/deletion, InDel)标记进行番茄果实种子数、可溶性固形物、横径和纵径的QTL定位,基于RNA-seq挖掘候选基因。本研究以果实种子数少、可溶性固形物含量低、横径和纵径小的'小花番茄'为父本,以果实种子数多、可溶性固形物含量高、横径和纵径大的'M82'为母本,通过杂交得到60个家系的F₂群体。通过对表型数据的调查,进行相关性和聚类分析。以番茄的基因组信息为基础,挖掘与番茄果实性状相关的候选基因。结果表明,'小花番茄'和'M82'及其杂交的60个家系的F₂番茄材料种子数、可溶性固形物含量、纵径和横径的变异系数均大于10%,偏度和峰度显示这4个性状均服从正态分布,种子数与可溶性固形物含量、纵径和横径正相关,可溶性固形物含量与纵径和横径负相关,纵径和横径正相关。25对亲本间多态性InDel标记在62份番茄中,共检测到149个位点。非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似性系数为0.70~0.75时,62份番茄可分为4类。基于25对多态性InDel标记,总计得到5个QTL,挖掘到4个候选基因,并通过RNA-seq分析了候选基因的表达模式,Solyc12g027770同时在种子数和可溶性固形物被定位到。本研究为番茄果实种子数、可溶性固形物和纵径的遗传解析和分子机制研究及分子标记开发提供了参考。

NAC是植物特有的一类重要的转录因子,在植物生长发育及抗逆响应中发挥着重要作用。本研究通过与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大豆(Glycine max)的基因组进行序列比对,在豌豆(Pisum sativum)基因组中鉴定出84个NAC基因,不均匀地分布在7条染色体上,分为13个亚家族,所有亚家族成员的N端均含有高度保守的序列,C端为高度可变的序列,同一个亚家族成员的保守基序类型和数量较相似,且含有特定的保守基序;大多数基因含有3个外显子;分别有29和50个PsNAC基因与拟南芥和大豆基因组存在种间共线性;79个基因至少含有1个与干旱、低温等非生物胁迫相关的作用元件;干旱胁迫表达谱表明,60个PsNAC基因对干旱胁迫具有明显响应,分别有75.0%和81.7%的基因在干旱胁迫的初期和后期出现明显的响应,表明PsNAC基因在豌豆干旱的不同时期均具有重要的作用。其中有5个PsNAC基因在干旱胁迫48 h后的地上部或根系具有较高的响应水平。本研究分析了豌豆NAC基因家族成员信息,为鉴定和筛选抗旱基因提供了参考。

钙通透性阳离子通道蛋白(hyperosmolarity-gate calcium-permeable channels, OSCA)是一种机械敏感性成孔离子通道,能调节渗透胁迫下植物细胞内的Ca²⁺浓度以及水分运输速率,在植物的高渗应激中起着重要作用。为了解OSCA基因家族在姜(Zingiber officinale)中的结构特征和表达特点,本研究对姜OSCA基因家族进行鉴定与表达分析。结果表明,从姜基因组中鉴定到了38个OSCA基因家族成员,分别定位于14条染色体上。亚细胞定位预测表明,姜OSCA家族成员主要定位于质膜上。启动子顺式作用元件分析显示,38个ZoOSCAs含有茉莉酸甲酯、脱落酸以及干旱等多种于逆境和激素应答响应元件。盐胁迫转录组及干旱处理的荧光定量结果显示,盐胁迫下叶和根茎中分别有18和23个家族成员表达量上调;干旱处理下14个成员中有11个表达量上调,且ZoOSCAs在不同组织中的表达水平不同。本研究可为深入揭示ZoOSCAs的功能和作用机制提供基础资料。

TCP (teosinte branched1/cycloidea/proliferating cell factor)是植物特有的转录因子,广泛参与植物的生长发育和应答环境胁迫过程。TCP9是TCP基因家族Ⅰ类成员,在植物应答干旱非生物胁迫中发挥重要作用。火龙果(Hylocereus)具有很强的抗旱性,是研究植物抗旱的理想材料。为探究TCP9基因在火龙果抗旱性中的生物学功能,本研究以红肉火龙果(Hylocereus polyrhizus)品种'大红'为供试材料,利用RT-PCR技术对红肉火龙果HpTCP9基因进行克隆。克隆出的HpTCP9 (GenBank No. OR145855.1)基因ORF长729 bp,编码242个氨基酸,分子量为24.86 kD,等电点为5.04,亲水指数为1.021。结构域分析表明,HpTCP9蛋白含有1个典型的TCP保守结构域。蛋白结构预测结果表明,HpTCP9蛋白的氨基酸中α螺旋占比12.40%,无规则卷曲占比66.12%,延伸链占比12.81%,β转角占比8.68%。构建携带GFP标签的pCAMBIA2300-HpTCP9-GFP过表达载体,通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)原生质体转化法检测出HpTCP9为核定位蛋白。实时荧光定量PCR分析HpTCP9在干旱处理下的表达模式,结果表明,HpTCP9基因在20% PEG6000模拟干旱处理诱导下显著上调表达,表达量与处理时长呈正相关。综上,HpTCP9属于TCP家族Ⅰ类亚家族成员,具有TCP保守结构域,是定位于细胞核的疏水蛋白,且在火龙果的干旱耐受性方面发挥功能。本研究为深入探究火龙果HpTCP9基因功能提供理论依据。

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是植物抗氧化系统的关键酶,通过清除生物体产生的活性氧来保护植物免受生物和非生物胁迫。马尾松(Pinus massoniana)是具有较强抗旱能力的先锋树种,对其进行高温和干旱响应机制的研究,将有助于深入了解植物的抗逆机制。本研究对马尾松干旱、高温及高温-干旱复合胁迫转录组数据进行挖掘,对马尾松SOD基因家族进行鉴定和生物信息学分析,对高温、干旱以及高温-干旱复合胁迫下的PmSOD基因家族表达模式进行分析。结果显示,共鉴定出8个PmSOD家族成员,包括4个Cu/Zn-SODs (CSDs)、2个Fe-SODs (FSDs)和2个Mn-SODs (MSDs);同一类型的家族成员具有相同的蛋白结构域、相似的亚细胞定位和保守基序。基因表达分析显示,3种胁迫诱导PmSOD基因家族特异性表达,复合胁迫下的PmSOD基因家族表达模式与单一高温或干旱胁迫的表达模式不同;PmCSD1和PmCSD4在各胁迫处理下显著上调表达,提示PmCSD1和PmCSD4可能是马尾松非生物胁迫反应中的关键基因。本研究为深入探讨SOD在马尾松生长和逆境适应中的功能和应用提供基础资料。

乳房炎对奶牛(Bos taurus)的健康和产奶量产生极大的影响,导致乳制品质量降低,给整个奶牛产业带来了巨大的经济损失。樱黄素(prunetin, Pru)具有抗过敏、抗炎等生物活性。本研究旨在探索樱黄素对脂多糖诱导的奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells, BMECs)炎症反应和脂质过氧化的影响及其机制。将实验分为对照(CK)组、脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)(10 μg/mL)组、脂多糖添加樱黄素(10, 20, 40和80 μmol/L)(LPS+Pru)组和脂多糖加铁死亡抑制剂(ferrostatin-1, Fer-1)(10 μmol/L)(LPS+Fer-1)组,分别检测炎症因子、核因子κB (nuclear factor κB, NF-κB)和核转录相关因子(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)/Kelch样ECH关联蛋白1 (Kelch-like ECH-associated protein 1, Keap1)信号通路蛋白的表达水平。结果显示,LPS可引起肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-1β (interleukin-1β, IL-1β)、IL-6和IL-8等炎症因子的基因和蛋白水平显著上调。LPS提高Fe²⁺、活性氧(reactive oxygen species, ROS)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量。樱黄素可下调TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8基因及其蛋白的表达,上调Nrf2基因及其蛋白表达水平,抑制NF-κB信号通路,降低细胞死亡率。樱黄素还可降低Fe²⁺、ROS和MDA含量,提高谷胱甘肽过氧化物酶4 (glutathione peroxidase 4, GPX4)和铁蛋白重链1 (ferritin heavy polypeptide 1, FTH1)基因表达水平。上述结果表明,LPS诱导奶牛乳腺上皮细胞的炎症反应和脂质过氧化,樱黄素通过激活Nrf2和抑制NF-κB来抑制脂质过氧化,进而减少LPS诱导的BMECs的炎性反应,从而达到细胞保护作用。本研究为樱黄素减轻LPS诱导的BMECs炎性反应和氧化损伤提供了理论支持,对于保护奶牛乳腺健康提供了新思路。

多形性腺瘤基因1 (plemorphic adenoma gene 1, PLAG1)在调控畜、禽生长发育方面具有重要影响。为探究江泉黑猪PLAG1的单核苷酸多态性及其与生长性能的关系,本研究以277头体重100 kg左右的江泉黑猪为材料,通过Mass ARRAY分子量阵列技术检测其PLAG1基因的突变信息,并将SNP与生长性状进行关联分析。结果显示,在PLAG1基因的5'调控区存在3个SNP,3'调控区存在1个SNP。其中,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点的多态信息含量(PIC)均为0.35,呈中度多态(0.25<PIC<0.50);g.75686279G>A和g.75686320T>C位点呈低度多态(PIC<0.25);遗传学分析表明,只有g.75686279G>A位点基因型频率的分布处于哈代-温伯格平衡,其余位点均显著偏离哈代-温伯格平衡(P<0.05)。连锁不平衡分析及生长性状关联性结果表明,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点为完全连锁,且与达100 kg体重日龄、胸围和腹围呈极显著相关(P<0.01)。在g.75645278A>T位点中,AA型个体达100 kg体重日龄显著高于TT型和TA型(P<0.05);TT型和TA型个体胸围和腹围显著高于AA型个体(P<0.05)。用位点g.75686279G>A、g.75686320T>C和g.75693827A>G构建了GCA、GTG、GTA和ATG 4种优势单倍型和7种联合基因型。7种联合基因型显著影响达100 kg体重日龄(P<0.05),极显著影响胸围和腹围(P<0.01)。在胸围、腹围2个性状上,单倍型GCA和ATG存在极显著互作效应(P<0.01),在体高上存在显著互作效应(P<0.05)。单倍型GTG和ATG在背高性状上存在显著互作效应(P<0.05)。综上所述,PLAG1基因位点的SNP与江泉黑猪的生长性能有显著相关性,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点可作为江泉黑猪生长性能的候选分子标记位点。本研究为江泉黑猪的选育工作提供理论支持。

甲基转移酶23 (methyltransferase like 23, METTL23)对于猪(Sus scrofa)早期胚胎及组织器官发育过程具有重要促进作用,为了分析METTL23基因SNP位点的遗传效应对繁殖性状的影响,本研究以240头健康的经产柯乐猪母猪为研究对象,采用Sanger测序法对METTL23基因的SNP位点进行筛选鉴定,并利用SPSS 22.0软件分析SNP位点与柯乐猪的繁殖性状指标的关联性。结果表明,在柯乐猪METTL23基因共发现g.4804958G>T (第1内含子)、g.4805082C>T (第2外显子)和g.4806821A>G (第4外显子) 3个SNPs位点,均存在3种基因型,其中GT、CC和AA分别为对应突变位点的优势基因型,G、C和A分别为对应突变位点的优势等位基因,多态信息含量均表现为中度多态(0.25<PIC<0.50)。连锁不平衡分析显示,3个SNPs突变位点间不存在强连锁不平衡效应。关联分析显示,g.4804958G>T位点对产活仔猪数、初生窝重和断奶仔猪数有显著影响(P<0.05);g.4806821A>G位点对初生窝重、初生平均重和断奶仔猪数有显著影响(P<0.05)。双倍型H4H4 (GGCCGG)对产活仔猪数、初生窝重、断奶仔猪数、断奶窝重和断奶平均重有极显著影响(P<0.01)。综上,g.4805082C>T和g.4806821A>G对柯乐猪繁殖性能有显著影响,双倍型H4H4 (GGCCGG)对繁殖性能有极显著影响,METTL23可以作为分子育种辅助标记。本研究为猪的遗传育种提供了理论参考。

绵羊(Ovis aries)生长性状相关分子标记的鉴定对于提高绵羊产业的经济效益具有重要意义。丝氨酸蛋白酶12 (serine protease 12, PRSS12),又称为神经胰蛋白酶,在中枢神经系统特异性表达,与多种神经功能相关。为探究PRSS12基因的多态性及其与湖羊和乌珠穆沁羊生长性状之间的相关性,本研究采用基因芯片技术对1 008只湖羊和336只乌珠穆沁羊进行基因分型,并与生长性状进行关联分析,以鉴定绵羊生长发育相关分子标记。基因分型结果表明,在乌珠穆沁羊群体中检测到2个SNP位点,其中rs402399470G>A位点呈现低度多态,rs418440631G>A位点呈现中度多态;在湖羊群体中仅检测到1个SNP位点,即rs418440631G>A,表现为低度多态。使用一般线性模型将乌珠穆沁羊和湖羊的基因型和生长性状数据进行相关性分析,结果表明,rs402399470G>A位点与乌珠穆沁羊4月龄体重和6月龄胸宽显著相关(P<0.05);rs418440631G>A位点与乌珠穆沁羊4月龄胸围和管围以及6月龄胸围显著相关(P<0.05),与湖羊初生重和5月龄胸围极显著相关(P<0.01),与3月龄管围和5月龄体长和胸宽显著相关(P<0.05)。使用R语言corrplot包计算乌珠穆沁羊和湖羊体重与体尺的相关系数,结果表明湖羊和乌珠穆沁羊的体重与体尺呈现显著正相关(P<0.05),体重与胸围的相关系数最高。综上所述,PRSS12基因的rs402399470G>A和rs418440631G>A位点可作为绵羊生长性状的潜在分子遗传标记。本研究为肉羊育种和选育提供了参考依据。

甲状腺激素应答spot 14 (thyroid hormone responsive spot 14, THRSP)是一种转录调控因子,参与组织的脂类代谢调控。为探讨THRSP基因在鸡(Gallus gallus)脂质代谢中的作用及调控机制,本研究检测了THRSP基因在鸡12种组织中的表达情况;以鸡脂肪组织总RNA的反转录产物为模板,扩增获得THRSP基因全长CDS序列,并构建其真核表达载体;在鸡肝癌细胞系LMH (Leghorn male hepatoma)中过表达和敲低THRSP基因的表达,通过油红O染色检测脂滴沉积,利用比色法测定总胆固醇(total cholesterol, TC)和总甘油三酯(total triglyceride, TG)的变化,通过qRT-PCR方法检测脂质代谢相关基因的表达变化。结果显示,THRSP基因在鸡的肝脏和脂肪组织中高表达;Western blot检测显示,构建的过表达载体转染LMH细胞,能成功表达融合蛋白THRSP-Myc;THRSP基因过表达促进LMH细胞脂质沉积(P<0.01),TC (P<0.05)和TG (P<0.01)显著升高,过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator activated receptor γ, PPARγ)(P<0.01)和二酰甘油酰基转移酶2 (diacylglycerol acyltransferase 2, DGAT2)(P<0.05)基因表达显著上调,丙酰辅酶A羧化酶亚基α (propionyl-CoA carboxylase subunit α, PCCA)(P<0.05)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1 (phosphoenolpyruvate carboxykinase 1, PCK1)(P<0.001)基因表达显著下调。敲低THRSP基因抑制LMH细胞脂质沉积(P<0.05),TC和TG含量有下降趋势(P=0.06),DGAT2基因表达显著下调(P<0.05),PCCA (P<0.01)和PCK1 (P<0.001)基因表达显著上调。上述结果表明,THRSP基因可能通过调节PPARγ、DGAT2、PCCA和PCK1基因表达而发挥对细胞脂质沉积的促进作用。本研究为深入探讨鸡THRSP基因功能提供新的参考。

西花蓟马(Frankliniella occidentalis)是为害全球农业生产的入侵害虫,通过探寻西花蓟马亲免素蛋白FK506-binding protein 6 (FKBP6)的生物功能,为防控西花蓟马挖掘新的靶标。本研究运用生物信息学分析西花蓟马FKBP6蛋白(GenBank No. XP_026292958.1),克隆FKBP6基因(GenBank No. XM_026437173.1),原核诱导表达FKBP6蛋白并制备其多克隆抗体,利用Bac-to-Bac杆状病毒系统表达FKBP6蛋白,借助荧光免疫(immunofluorescence, IF)标记和Western blot检测多克隆抗体及亚细胞定位。结果显示,氨基酸多序列比对与系统进化发育树分析发现,20种昆虫的FKBP6蛋白之间存在保守的区域,但只在种间亲缘性较高。利用杆状病毒系统在Sf9细胞内表达FKBP6蛋白,使用多克隆抗体经IF和Western blot检测显示,该抗体能与FKBP6蛋白发生特异性结合;亚细胞定位发现,FKBP6被定位到细胞质。本研究为FKBP6蛋白的生物功能研究提供分子条件。

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)专性侵染菰(Zizania latifolia)后可诱导形成膨大肉质茎—茭白,且菰黑粉菌的致病力与茭白的表型、产量等密切相关。穿透过程必需蛋白1 (protein essential during penetration 1, Pep1)作为真菌效应因子,在黑粉菌属(Ustilago)真菌的致病力调控上起着重要作用。本研究先通过BLASTP定位及基因克隆分析,获得了菰黑粉菌中Pep1的同源蛋白编码基因UePep1 (GenBank No. OR088111),其开放阅读框为528 bp,编码175个氨基酸,无内含子序列。进一步通过PEG介导的原生质体转化方法构建UePep1的敲除突变体,进行体外生长及侵染试验,发现该基因的缺失不影响菰黑粉菌单倍体形态与生长速率,也不影响体外菌丝形成与丝状生长能力,但显著减缓了菰黑粉菌入侵菌丝的增殖,无法诱导寄主形成膨大肉质茎。进一步将UePep1回补至玉米瘤黑粉菌(Ustilago maydis) SG200ΔPep1菌株中,部分恢复了SG200ΔPep1菌株的侵染力,表明UePep1是玉米瘤黑粉菌Pep1的功能性互补蛋白。上述研究明确了UePep1在菰黑粉菌致病力调控中的作用,同时进一步证实了该效应因子在黑粉菌属真菌中功能的保守性,为研究菰黑粉菌与菰互作机制进而解析膨大肉质茎形成机理提供借鉴和理论支持。

低温会抑制脱氮菌的生长与代谢,从而导致冬季污水处理厂存在脱氮效果差、出水水质难以达标的问题,筛选在低温条件下具有高效脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化菌株是解决该问题的关键措施。本研究从内蒙古某化工厂的活性污泥中筛选分离耐低温脱氮菌株,并对菌株进行鉴定;分别以氨氮、硝态氮及亚硝态氮为唯一氮源研究其脱氮特性,进一步分析不同单因素条件—碳源、碳氮比(C/N)、pH、转速和温度对菌株脱氮性能的影响,通过响应面法优化菌株脱氮效率的关键因子,确定菌株最佳脱氮条件;最后,将分离的菌株用于2种不同类型的污水,检测其脱氮效果。结果显示,从污泥中筛出的耐低温菌经鉴定属于阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),命名为N2 (GenBank No. OQ834747);菌株N2在8 ℃条件下对氨氮(304 mg/L)、硝态氮(37 mg/L)、亚硝态氮(30 mg/L)的去除率均达到100%。在碳源为蔗糖、C/N为8~20、pH 7~9、转速150~180 r/min时,对300 mg/L氨氮表现出优异的去除能力,其中最优脱氮条件为：碳源为蔗糖,C/N为8.97,pH 6.62,在此条件下总氮的去除率最高(83.2%);菌株N2在8 ℃低温条件下,对化工厂污水和焦化厂污水的氨氮去除率分别达到100%和91%,总氮去除率分别达到99%和80%。因此,菌株N2在低温条件下具有优异的生长和脱氮性能,可应用于寒冷地区的污水脱氮。

人工栽培半夏(Pinellia ternata)的土壤理化性质及微生物群落结构和功能类群发生变化,导致其产量低且质量不稳,而油樟(Cinnamomum longepaniculatum)加工剩余物中富含有机质和抗菌成分,因此本研究将油樟废渣应用于半夏的栽培中,以期提高半夏产量和品质,同时实现油樟资源的可持续利用。本研究设置全土壤(CK)、油樟废渣∶土壤=3∶1 (V/V)(T6)、全油樟废渣(T8) 3个处理组,于2022年3月15日开始种植,于4月15日和5月1日对半夏生长指标进行测定,5月15日对半夏生理指标进行测定,于11月15日实验结束,整个过程中对半夏病害情况进行统计,在半夏倒苗后采用宏基因组测序手段对半夏根际土壤微生物进行测序,对比分析其微生物群落结构和功能的差异,并测定半夏产量。结果显示,T6和T8均提高了半夏出苗数、苗高、叶长叶宽,增加了半夏蛋白质含量、丙二醛含量、过氧化物酶活性和脯氨酸含量,但降低了半夏SPAD (soil and plant analyzer development)值和超氧化物歧化酶活性;T6处理可缓解半夏病害,但T8处理病害更为严重;T6处理产量增加,但T8处理产量减少;对照组半夏根际土壤中细菌的占比极大(96.32%~99.57%),真菌占比极小(0.27%~0.82%),T6和T8组的细菌数量较CK分别增加了3.16%和3.25%,真菌数量较CK分别减少了0.41%和0.55%;添加油樟废渣后,T6和T8处理组均增加了有益菌变形菌门(Proteobacteria)、类固醇杆菌属(Steroidobacter)、Povalibacter、假单胞菌属(Pseudomonas)、壤霉菌属(Agromyces)和康奈斯氏杆菌属(Conexibacter)的相对丰度;降低了土壤有害菌酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度;T6和T8组的直系同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins, COG)功能基因丰度增加,这与壤霉菌属(Agromyces)、康奈斯氏杆菌属(Conexibacter)和链霉菌属(Streptomyces)紧密相关。综上所述,油樟废渣能改良半夏的土壤条件,T6处理组效果更好。本研究为油樟废渣在半夏栽培中的利用提供理论依据。

表观遗传学是研究在DNA序列不发生改变时基因功能发生了可遗传的变化进而导致表型变化的学科,其实质是染色质状态的改变。作为表观遗传学研究的重要内容,组蛋白修饰在维持真核生物基因组稳定性、基因表达调控和染色质结构等方面发挥重要作用,其实质是组蛋白在相关酶作用下发生甲基化、乙酰化、泛素化等修饰的过程。组蛋白修饰广泛存在于各种生物学过程,调节机体组织器官的发生发育。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是动物干细胞家族的重要成员,是动物成肌、成脂的重要来源。组蛋白修饰调节充当信号转导和下游基因重编程之间的桥梁,在细胞分化的表观遗传重塑中发挥着至关重要的作用。本文综述了组蛋白修饰的类型和作用机制,以及组蛋白修饰调控动物肌肉生成和脂肪发育的最新研究进展。本文为探索间充质干细胞分化机制提供参考,为进一步提高哺乳动物肌肉品质提供理论依据。

体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)技术可用于扩繁顶级家畜、基因编辑动物生产等方面。到目前为止,人类已经成功克隆了20多种动物,但通过体细胞核移植技术获得克隆动物的效率较低,大部分体细胞核移植胚胎在附植前死亡。在核移植后,供体细胞核将发生一系列的重编程事件以获得胚胎发育的全能性,体细胞核移植胚胎的异常重编程是导致体细胞核移植效率低的主要原因。本文从染色质重塑、DNA 甲基化、组蛋白的变体与修饰、精子小RNA等方面分析体细胞核移植胚胎的异常重编程机理,以期为体细胞核移植胚胎的重编程研究提供参考。

重金属污染由于其难降解性和积累性,已经成为土壤环境问题中的一大难点。菌根真菌能够与寄主植物形成互惠共生的关系,从而提高植物的重金属抗性,有利于加速污染地的植被覆盖,并能固持重金属,实现污染土壤再利用。真菌对寄主植物重金属的解毒机制主要包括结构固定、营养稀释、基因调控、螯合与辅助螯合、抗氧化等。为系统了解不同菌根真菌(内生菌根真菌, 外生菌根真菌)对重金属胁迫下寄主的作用,本文综述了不同类型的菌根真菌对土壤重金属污染的修复作用并系统介绍了其作用机制,讨论了未来的研究方向。本综述为菌根真菌在修复重金属污染土壤中的应用提供理论参考。

目前国内市场上优异黄果番茄(Solanum lycopersicum)品种相对稀缺,为了满足市场需求,提高种业竞争力,本研究以'MoneyMaker' ('MM')番茄为材料,利用CRISPR/Cas9技术,对番茄八氢番茄红素合成酶1 (phytoene synthase 1, SlPSY1)基因(Solyc03g031860)进行定向基因编辑来创制黄色果实番茄。选择SlPSY1基因外显子区域2个序列特异的sgRNA作为靶位点,构建CRISPR/Cas9双元表达载体pKSE401,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘转化法对'MM'番茄材料进行遗传转化。结果显示,16株再生苗中鉴定出了12株阳性转基因植株,阳性转化率为75%;对阳性转基因植株的靶位点测序分析发现,有8株在2个靶位点上共发生21次编辑事件,基因编辑效率为66.7%,且均未发生脱靶现象;获得的突变植株中有5株在成熟期果实表现为黄色。本研究利用CRISPR/Cas9技术在'MM'番茄上成功创制了SlPSY1基因编辑材料,为今后快速创制番茄黄果资源提供技术及材料基础。

白细胞衍生趋化因子(leucocyte cell-derived chemotaxin 2, LECT2)的表达量对鱼类健康状态具有指示作用。本研究利用毕赤酵母(Pichia pastoris)表达香鱼(Plecoglossus altivelis)重组PaLECT2蛋白(recombinant PaLECT2, rPaLECT2),分别免疫小鼠(Mus musculus)和新西兰白兔(Oryctolagus cuniculus)制备抗血清,再用Protein G亲和层析柱纯化获得抗体。以小鼠抗PaLECT2抗体作为捕获抗体以及辣根过氧化酶(horseradish peroxidase, HRP)标记的兔抗PaLECT2抗体作为检测抗体,通过条件优化建立双抗体夹心酶联免疫吸附法(double-antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay, DAS-ELISA)。最后应用该方法检测嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染香鱼的模型和抗生素治疗的预后模型中血清PaLECT2蛋白含量。研究结果显示,小鼠和HRP-兔抗PaLECT2抗体效价分别为1∶12 800和1∶25 600。当捕获抗体浓度为8 μg/mL而检测抗体稀释比例为1∶1 600时,为最佳捕获抗体包被浓度和检测抗体工作浓度。所建DAS-ELISA法的最低检测限为11.22 ng/mL,具有良好的特异性和重复性。应用本方法测得感染组中PaLECT2的含量为(412±31.5) ng/mL,极显著高于健康组(54±7.2) ng/mL (P<0.001),而治疗组中PaLECT2的含量为(225±56.1) ng/mL,极显著低于感染组(P<0.01)。综上,本研究为PaLECT2蛋白表达水平的定量检测提供了一种更加快捷、标准化的方法,有望应用于香鱼健康状况诊断和监测。