牛妊娠相关糖蛋白20真核表达及其结构与功能预测

旨在真核表达牛妊娠相关糖蛋白20(bovine pregnancy associated glycoproteins 20,BoPAG20),并对蛋白质结构与功能进行预测。参考GenBank中BoPAG20基因密码子进行优化并合成,构建真核表达载体pcMV3-BoPAG20,转染至293F细胞中进行瞬时表达。SDS-PAGE和Western blot检测表达效果,Ni^(2+)亲和磁珠纯化蛋白,用纯化后的蛋白免疫小鼠验证免疫原性,并对BoPAG20结构与功能进行预测分析。结果:优化后的BoPAG20基因长度为1143 bp,编码380个氨基酸残基,密码子适用指数(CAI)由原来的0.77提高到0.96,GC含量由48.91%提高到55.29%;成功构建了pcMV3-BoPAG20真核表达载体,转染至293F细胞中成功表达,获得BoPAG20蛋白相对分子量约为58 kDa;纯化后BoPAG20蛋白免疫小鼠,34 d后测定血清效价达到1∶10^(5);BoPAG20蛋白无跨膜螺旋区,为分泌性蛋白,信号肽是N端15个氨基酸,存在6个糖基化位点(Ser^(36)、Ser^(56)、Ser^(57)、Ser^(76)、Ser^(80)、Thr^(115))和8个B细胞抗原表位,二级结构由α-螺旋(18.68%)、无规则卷曲(45%)和延伸链(30.79%),无β-转角;与BoPAG20互作蛋白包括β-淀粉样蛋白(APP)和β-淀粉样前体样蛋白2(APLP2)。本研究成功表达并纯化出BoPAG20蛋白,证实其具有良好的免疫原性,并进行了结构和功能预测,为该蛋白的结构和功能研究奠定基础。

马冈鹅和泰州鹅粪便微生物区系分析及潜在功能预测

为分析马冈鹅和泰州鹅种鹅粪便微生物组成差异,探究粪便微生物区系对宿主生理功能调节的潜在影响。试验选取体重相似、日龄相仿、饲养环境相同的健康种鹅17羽(泰州鹅8羽+马冈鹅9羽),利用16S rDNA高通量测序技术分析种鹅粪便菌群多样性、种属差异及其对宿主生理功能的潜在影响。结果表明,在多样性分析上,2个品种粪便微生物菌群Chao1指数、Simpson指数和Shannon指数品种间无显著差异,主坐标分析聚类不明显。分析粪便菌群结构组成发现,在门水平上,厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门是种鹅粪便中的优势菌群;在属水平上,罗氏菌属、拟杆菌属、普雷沃氏菌属_9、乳酸杆菌属等是优势菌群种属。同时,泰州鹅粪便中厚壁菌门细菌CAG:822、苯基杆菌属和漫游菌属细菌平均丰度显著高于马冈鹅;但固氮螺菌属Blvii28_wastewater-sludge_group、Ezakiella、默多克菌属、假谷氨酸菌属和斯内菌属平均丰度显著低于马冈鹅(P<0.05)。KEGG功能预测提示,马冈鹅与泰州鹅粪便差异菌群可能影响宿主碳水化合物代谢、糖基化合物合成、能量代谢等生理过程。综上,在相同饲养条件下,马冈鹅和泰州鹅种鹅粪便微生物区系总体上受其遗传背景影响较小,但也在菌群组成上表现出一定差异,可能影响宿主环境适应、碳水化合物代谢、氨基酸代谢等生理功能的调节。

自然发酵酸面团发酵过程中微生物菌群多样性分析及细菌功能预测

该研究通过高通量测序技术研究不同发酵时期自然发酵酸面团的微生物菌群多样性,并利用PICRUSt对细菌群落进行基因功能预测分析。结果表明,对于细菌,共检测到5个细菌门,不同发酵时期绝对优势菌门不同,发酵前期(D1)为蓝藻细菌门(Cyanobacteria),中期(D2~D3)为厚壁菌门(Firmicutes),后期(D4)为变形菌门(Proteobacteria);共检测到34个细菌属,发酵前期绝对优势菌属为未分类的蓝藻门(norank_c__Cyanobacteria),中期为乳球菌属(Lactococcus),后期为未分类的γ-变形菌纲(unclassified_c_Gammaproteobacteria)。对于真菌,共检测到13个真菌门,发酵过程中子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门;共检测到12个真菌属,未分类的酵母目(Saccharomycetales_unclassified)为绝对优势菌属,后期汉逊酵母属(Hanseniaspora)也被大量检出。通过PICRUSt进行分析预测,细菌群落在整个发酵过程中的基因功能主要有能量产生和转化、转录、无机离子转运和代谢等,该研究结果可为筛选酸面团内优良发酵功能菌种提供数据参考。

circ_1764的鉴定及其在鸡脂肪细胞分化中的功能预测

为探究环状RNA circ_1764在鸡脂肪细胞分化中的重要作用,试验通过PCR扩增和RNase酶消化鉴定鸡circ_1764的存在特性,采用qRT-PCR技术检测circ_1764在鸡组织中的表达情况,利用Miranda、miRDB和Target Scan Human等网站预测鸡circ_1764的调控网络,使用DAVID软件可视化预测靶基因的GO和KEGG富集通路,最后通过转染过表达circ_1764载体,验证生物信息学筛选出的调控网络的准确性。结果显示:鸡体内存在circ_1764,并主要在细胞质中表达,在鸡心脏、肝脏、胸腺和脂肪组织中高表达;circ_1764的预测靶miRNA主要为miR-7441-3p、miR-1656、miR-6578-3p、miR-7452-5p、miR-6645-5p、miR-6563-3p、miR-6607-5p和miR-6581-5p,并且circ_1764在DF-1细胞中过表达可以显著降低上述miRNA的表达;circ_1764靶基因主要集中在代谢、泛素介导的蛋白水解以及MAPK通路中。本研究验证了鸡circ_1764的存在,通过生物信息学预测了鸡circ_1764的调控网络,初步探究circ_1764通过吸附miR-1656、miR-6645-5p等miRNA调控靶基因进而影响鸡脂肪细胞分化的分子机制,为进一步阐明circ_1764调控鸡脂肪细胞分化的机理奠定了基础。

永乐环礁表层海水细菌群落多样性及功能预测

为探究永乐环礁表层海水环境中细菌群落结构组成以及差异性,采集了6个岛礁的表层海水样品,利用高通量宏条形码测序技术分析了不同岛礁海水细菌的群落结构组成差异,并探索了环境因子对细菌群落结构的影响,同时对菌群功能基因进行了预测分析。共获得优化序列891 892条,聚类为7 499个操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),隶属于49个门、144个纲、392个目、663个科和1 274个属。优势细菌类群主要包括变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)、髌骨细菌门(Patescibacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。通过冗余分析发现主要的环境影响因子为电导率、pH值和温度。PICRUSt功能预测结果显示不同岛礁中细菌主要涉及6个生物代谢通路及46个子功能,共得到399个三级通路相关功能基因,其中代谢途径和次生代谢产物等方面的功能基因较为丰富。本文初步揭示了永乐环礁6个岛屿表层海水微生物群落组成与基因功能预测,可为研究永乐群岛岛礁生态及环境保护提供一定的参考,并为后续进一步的微生物资源调查和开发利用提供基础研究数据。

野生和养殖锦鲤肠道微生物多样性及功能预测

为探究不同生活环境下锦鲤肠道微生物的差异,本研究采用16S rRNA高通量测序技术对野生和养殖锦鲤肠道微生物组成进行分析。结果表明,锦鲤肠道微生物中的优势门为变形菌门(Proteobacteria,29.81%)、蓝细菌门(Cyanobacteria,25.57%)、绿弯菌门(Chloroflexi,18.16%);不同环境下锦鲤肠道菌群在数量和群落结构上都有明显差异,在属水平上,养殖环境下优势菌属有红细菌属(Rhodobacter)、藤黄色杆菌属(Luteolibacter)、泉发菌属(Crenothrix),野生环境下优势菌属有绿丝菌属(Chloronema)、纤发鞘丝蓝细菌属(Leptolyngbya)、暖绳菌属(Caldilinea);在种水平上,养殖环境下优势菌有Methylobacterium adhaesivum、琥珀黄杆菌(Flavobacterium succinicans)、胭脂甲杆菌(Methylobacterium komagatae)、湖泊玫瑰单胞菌(Roseomonas lacus);野生环境下优势菌有空腔污水球菌(Defluviicoccus vanus)、Proteocatella sphenisci、湖泊玫瑰单胞菌、Roseomonas massiliensis、索氏鲸杆菌(Cetobacterium somerae);α多样性分析显示养殖环境下锦鲤肠道微生物的多样性以及物种丰富度均比野生样本高;肠道微生物功能预测显示,L1、L2、L3水平最富集的KEGG通路分别是新陈代谢、氨基酸代谢和萜类和类固醇的生物合成,不同环境下差异显著的KEGG通路包括2-氧羧酸添加代谢、甜菜碱生物合成、安莎霉素的生物合成、双酚降解、丁酸盐代谢等。本研究从肠道微生物角度探究了锦鲤的环境适应性,为其健康养殖提供了新思路。

不同管理模式下茶园土壤真菌群落特征及其功能预测

以福建省安溪县常规管理(M1)、间作套种管理(M2)和配套现代技术管理(M3)3种模式茶园土壤真菌群落为研究对象,通过高通量测序技术对其多样性、组成及功能进行了研究,并对土壤理化指标与土壤真菌群落的关系进行了分析。结果显示:不同管理模式下茶园土壤理化指标有明显差异,pH值、电导率、含水量、全磷含量、C/P比和N/P比在不同管理模式下存在显著(P<0.05)差异。不同管理模式对茶园土壤真菌群落多样性及组成的影响存在差异,M1模式下茶园土壤真菌群落的多样性总体较高,M3模式下子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度明显高于M1和M2模式,M3模式下毛壳菌属(Chaetomium Kunze)、原隐球菌属(Saitozyma X.Z.Liu,F.Y.Bai,M.Groenew.et Boekhout)和青霉属(Penicillium Link)的相对丰度明显高于M1和M2模式。相关性分析结果显示:土壤容重与蕉孢壳属(Diatrype Fr.)和绿僵菌属(Metarhizium Sorokīn)的相对丰度呈显著负相关;土壤全氮含量与木霉菌属(Trichoderma Pers.)的相对丰度呈显著负相关,与腐质霉属(Humicola Traaen)的相对丰度呈显著正相关。从门水平上看,土壤C/N比、全磷含量、含水量和容重是影响茶园土壤真菌群落的主要因子,其中,C/N比、全磷含量和容重均主要影响子囊菌门和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度,含水量主要影响被孢霉门(Mortierellomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)、子囊菌门和担子菌门的相对丰度;从属水平上看,土壤C/P比、N/P比和pH值是影响茶园土壤真菌群落的主要因子,其中,C/P比和N/P比主要影响unidentified Glomeromycota和原隐球菌属的相对丰度,pH值主要影响木霉菌属、原隐球菌属和镰刀菌属(Fusarium Link ex Fr.)的相对丰度。FUNGuild功能预测结果显示:未定义腐生真菌在3种模式下均较多;与M1和M2模式相比,M3模式下粪腐生-未定义腐生-木腐生和寄生真菌-未定义腐生真菌呈现明显富集现象。综合研究结果表明:子囊菌门、被孢霉门和担子菌门是茶园土壤优势菌门;未定义腐生真菌是茶园土壤中较多的功能类群;现代滴灌、声控驱虫以及释放捕食螨等系列技术协同下的M3模式有利于维持茶园土壤真菌多样性及其功能的发挥。

洛阳传统绿豆酸浆细菌群落组成分析和功能预测

为探究洛阳传统特色食品浆面条核心元素绿豆酸浆的细菌群落组成,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对洛阳6家浆坊的绿豆酸浆进行细菌16S r DNA测序。结果表明:从6个绿豆酸浆样本中共鉴定出8个细菌门,涉及75个属和106个种;其中厚壁菌门为优势菌门(占比78.57~97.17%),乳杆菌属(占比20.95%~90.36%)和乳球菌属(占比3.26%~62.68%)为优势菌属,寡发酵乳杆菌、未分类乳球菌属是对应的优势菌种,而植物乳杆菌、弯曲乳杆菌、食木薯乳杆菌等是常见的次优势菌种;这些优势细菌均为乳酸菌,具有广泛益生作用。对绿豆酸浆中细菌群落进行功能预测,发现细菌群落的碳水化合物代谢和氨基酸代谢丰度高,特别是呈味氨基酸代谢通路和L-乳酸脱氢酶丰度均较高,推断绿豆酸浆独特的酸香味与细菌的氨基酸代谢以及乳酸合成有关。本研究结果为进一步研究绿豆酸浆发酵机理及开发相应发酵剂奠定了理论基础。

老面传代发酵过程中细菌菌群结构及其功能预测

该研究以老面为研究对象,采用高通量测序技术解析了老面传代1代(SD1)、2代(SD2)和4代(SD3)发酵过程中的细菌菌群多样性,对高通量测序结果进行α多样性及β多样性分析,并对其细菌菌群进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。结果表明,老面样品共获得538981条优化序列,得到495个操作分类单元(OTU);从SD1到SD3代的优势菌门依次为厚壁菌门(Firmicutes)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);优势菌属均为乳杆菌属(Lactobacillus);优势菌种均为旧金山乳杆菌(Lactobacillus sanfranciscensis)、干酪乳杆菌(L.sakei)、短乳杆菌(L.brevis)和加氏乳杆菌(L.gasseri);优势菌门、属和种的平均相对含量变化不显著(P>0.05)。β多样性分析表明,老面传代发酵过程中细菌群落结构较为相似,丰度变化不显著(P>0.05)。从SD1到SD3老面样品中细菌菌群主要功能为碳水化合物代谢,其次为维生素及辅酶因子代谢、分子排序、结构折叠与降解、氨基酸代谢,磷酸戊糖途径是最主要的三级代谢功能。

甜菜镉胁迫应答基因ZAT10的克隆与功能预测

【目的】为了预测甜菜锌指蛋白BvZAT10(LOC 104901462)的结构特点和功能。【方法】以甜菜‘780016B/12优’为试验材料,对BvZAT10基因进行了克隆及生物信息学分析,并利用甜菜响应镉胁迫的转录表达谱数据探究了该基因在镉胁迫下的应答特性。【结果】BvZAT10编码区全长729 bp,编码242个氨基酸,是一种碱性不稳定亲水性蛋白,具有2个C2H2型锌指结构域。该基因编码蛋白共有36处磷酸化修饰位点,蛋白结构以无规则卷曲为主,系统发育分析发现BvZAT10与菠菜和藜麦的ZAT10亲缘关系最近。BvZAT10启动子序列包含植物激素响应、光响应及抗逆相关的多种作用元件。在1、3、5 mmol/L CdCl_(2)处理下,BvZAT10及其预测调控的大部分靶基因,如金属耐受蛋白11(BVRB_2g037080)和ABCG家族成员22(BVRB_5g109050)等,均受到了镉胁迫的正向调控。【结论】推测BvZAT10可能直接或间接地在甜菜应答镉胁迫中发挥重要作用,可将其作为潜在优势抗逆基因深入开展后续研究。

不同抗旱性小麦品种内生细菌群落结构及功能预测

为探究不同抗旱性小麦品种内生细菌的群落结构及多样性,采用高通量测序技术对抗旱小麦品种运旱618和干旱敏感品种中国春在杨凌和宿迁两个地区的根内生细菌进行测序及生物信息学分析,分析基因型和环境对内生菌群落结构与功能的影响。从Simpson和Shannon指数看,运旱618根内生菌在杨凌和宿迁均具有较高的群落多样性,能够特异招募微单孢子菌属(Micromonosporaceae)。两个小麦品种间的优势菌有所差异,运旱618的内生优势菌为黄杆菌属(Flavobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus);中国春的优势菌为马赛菌属(Massilia)、原小单胞菌属(Promicromonospora)、草酸杆菌属(Oxalobacteraceae)和类诺卡氏菌属(Nocardioides)等。功能预测表明,运旱618内生细菌的功能主要为调控碳代谢、脂肪酸代谢、氨基酸代谢通路,中国春内生细菌的功能主要为调控细菌趋药性、生物膜形成、叶酸生物合成通路。

万年县古稻原产区细菌多样性分析及功能预测

为探讨我国古稻原产区独特的土壤微生态环境,本研究以江西省万年县古稻原产区及邻近区域稻田为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术和FAPROTAX功能预测分析了细菌群落结构及功能,并探究影响细菌群落结构与功能特性的关键土壤理化因子。结果显示,古稻原产区土壤除了包含更高含量的有效氮和Cu,其他理化因子与邻近区域并未表现出明显的差异。古稻原产区的细菌群落特征与其他区域的差异性主要体现在种群组成上,而不是细菌丰度(基于荧光定量PCR技术)和Alpha多样性。与邻近区域相比,古稻原产区土壤中包含更高相对丰度的厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota),及更低相对丰度的酸杆菌门(Acidobacteriota)和硝化螺旋菌门(Nitrospirota)。此外,古稻原产区细菌类群表现出更强的碳代谢(包括甲醇氧化、发酵、纤维素分解和碳氢化合物降解等)能力和更弱的氮(包括硝化作用和N2O反硝化等)、硫代谢潜力。进一步的分析发现,细菌的群落和功能潜力特征除了受土壤营养元素的影响,还受pH和多种重金属元素(如Cd、Cu、Hg、Ni)的影响。本研究解析了古稻原产区微生态环境的特异性,明确了其稻田土壤拥有更高的碳周转和氮储能力,为未来推广优质水稻种植和改善农田生态系统提供了理论参考。

废弃矿井环境中微生物多样性与代谢功能预测

矿山废水已成为主要的环境污染问题之一,为探究废弃矿井排水生态环境中的微生物群落多样性和功能,选取贵州省遵义市某废弃煤矿,采用16S rRNA基因高通量测序技术研究矿井巷道表层沉积物的细菌和古菌群落组成。结果表明,所有样品中细菌多样性和丰度均高于古菌,细菌群落由52个门820个属组成,其优势菌属主要为A4b科中属水平的未定细菌、SBR1031目中属水平的未定细菌和KD4-96纲中属水平的未定细菌;古菌群落由12个门58个属组成,优势菌门为泉古菌门(Crenarchaeota),优势菌属主要为暂定属Candidatus_Nitrocosmicus和暂定属Candidatus_Nitrsosphaera。PICRUSt2功能预测表明,细菌中包含3条硫代谢循环途径,分别为同化硫酸盐还原、异化硫酸盐氧化/还原和SOX络合物氧化硫代硫酸盐,古菌中包含2条硫代谢循环途径,分别为同化硫酸盐还原和SOX络合物氧化硫代硫酸盐,共检测到18个细菌硫代谢基因和13个古菌硫代谢基因。关于废弃矿井环境中的微生物及其代谢功能分析,能进一步拓展对矿山环境微生物系统的认识。

山顶、山腰、山脚茶园土壤细菌群落结构及功能预测分析

为探明豫南山地茶园山顶、山腰、山脚茶园土壤理化性质及细菌群落特征,同时探究土壤细菌与土壤环境因子的相关性,以信阳市浉河区山地茶园为研究对象,利用高通量测序技术,研究山顶、山腰、山脚茶园土壤细菌的群落结构及多样性,以及土壤微生物功能特点,并开展土壤微生物与环境因子的RDA冗余分析。结果表明,山脚茶园土壤中细菌丰富度显著高于山顶和山腰;山脚土壤中细菌物种多样性显著高于山顶,与山腰土壤中细菌多样性没有显著差异;山脚茶园土壤中细菌群落多样性高于山顶。山体不同位置,在门水平上的组成和相对丰度存在差异,其中山顶茶园土壤变形菌门、放线菌门、髌骨菌等相对丰度高于山腰、山脚,而山腰、山脚茶园土壤细菌相对丰度相似。山顶、山腰、山脚茶园土壤细菌在属分类水平上的组成和相对丰度均存在差异。其中,酸杆菌属相对丰度为山顶(4.48%)>山腰(2.91%)>山脚(1.08%),而山腰和山脚处土壤中苔藓杆菌属的相对丰度分别为2.44%和2.51%,其相对丰度是山顶的2倍左右。山顶、山腰、山脚茶园土壤细菌菌群功能不存在显著差异。土壤微生物最主要的功能是新陈代谢,其次是环境信息处理。山顶、山腰和山脚茶园土壤细菌功能类型存在差异,山顶茶园具有化学异养型、好氧化学异养型、纤维素分解的细菌相对丰度高于山脚;山脚处掠食性或外寄生性型、细胞内寄生虫、人类病原体、硝酸盐还原型、光异养型细菌相对丰度高于山顶。固氮作用的细菌则以山腰处相对丰度最高。

基于多标记学习的中医药方功能预测研究

中医是西方医学之外,一门独立的医学体系。经过几千年的发展,中医领域已经积累了大量成熟的医药方剂,如何从这些中医药方中提取出有意义且潜在有用的知识,是目前机器学习及数据挖掘领域所关注的诸多热点应用问题之一。论文考虑采用多标记学习技术建立中医药方与药方功能间的映射关系,从而开发相对精确的中医药方功能预测模型。通过多种多标记学习算法在超过一千个成熟的中医药方上的建模结果显示:多标记学习技术有能力相对精确地根据中医药方预测其功能。

大豆TCP转录因子家族结构域分析及功能预测

利用已知的拟南芥TCP基因和大豆基因组数据库,通过生物信息学方法,鉴定并获得了大豆TCP家族基因序列,基因定位信息。共鉴定大豆TCP基因54个,分布在大豆除14号染色体外的其他19条染色体上。对54个基因进行进化和聚类分析及功能结构域的分析,发现全部具有高度保守的TCP结构域。根据结构域差异和系统发育分析的结果,将大豆TCP转录因子家族分成2个TCP亚家族。以生物信息学手段和已有的其他物种的TCP基因进行了比较分析,大豆TCP基因占总数的3.5%,与拟南芥同源基因比较,序列长度存在相似性。对启动子元件分析显示,TCP基因含有大量与在子叶、根、茎处大量表达有关的元件及对分生组织有作用的元件。

基于高通量测序的雪茄烟叶细菌多样性与功能预测

【背景和目的】环境条件与烟叶理化性质的改变直接影响烟叶的细菌群落结构和功能。为探究海南不同产区茄衣、茄套和茄芯细菌群落组成,研究雪茄烟叶细菌群落结构及代谢功能。【方法】以海南光村、昌江、白沙和五指山4个产区茄衣、茄套和茄芯为试验材料,基于16S rRNA测序技术分析细菌群落结构,PICRUSt预测分析细菌群落的代谢功能。【结果】12个样本中共聚类2317个OTU,属于10个科。五指山产区茄套的细菌群落丰富度及多样性最高,其Chao1指数、ACE指数和Shannon指数分别为344.00、344.00和6.54。光村和五指山产区细菌群落丰富度及多样性均表现为茄衣<茄套、茄芯。昌江产区则表现为茄衣>茄芯、茄套。茄衣的主要优势菌科为葡萄球菌科,相对丰度明显高于茄套、茄芯,不同产区之间无明显差异。茄套和茄芯的主要优势菌科为肠杆菌科,明显高于茄衣,且昌江、五指山>光村、白沙。KEGG代谢通路分析结果表明,不同产区茄衣、茄套和茄芯细菌预测功能种类差异较小,丰度差异较大。【结论】在科分类水平上,不同产区不同用途雪茄烟叶细菌群落多样性丰富,细菌群落结构组成相似,相对丰度有所差异,葡萄球菌科、肠杆菌科是造成烟叶细菌群落结构差异的关键菌科。细菌群落代谢途径丰富,主要富集在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢通路中,除此之外,也较多的富集在辅助因子以及维生素代谢等通路。

凡纳滨对虾育苗水体中三种生物絮团的菌群多样性及Tax4Fun基因功能预测分析

为了解凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)育苗期水体中3种生物絮团的形成过程、水质净化效果、菌群结构及功能,实验通过测定各组絮团含量和水质指标并采用Illumina MiSeq高通量测序技术,比较葡萄糖组、淀粉组和蔗糖组生物絮团的不同特征。结果显示,各组形成的生物絮团可有效调节水质,降低水体中的氨氮和亚硝酸盐氮水平。在3个碳源添加组水样中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度显著低于对照组(P<0.05),在不同碳源组中淀粉组的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的浓度显著高于葡萄糖组和蔗糖组(P<0.05);淀粉组的生物絮团沉降体积(BFV)显著低于葡萄糖组(P<0.05),蔗糖组BFV最高,3组粒径大小呈现:蔗糖组>葡萄糖组>淀粉组;3组样品分别测得553、515和542个OTU,菌群丰度指数Chao1、Shannon值葡萄糖组>蔗糖组>淀粉组。各组菌群在门水平中,以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)为各组优势菌门,3个菌门在各组中占比分别达到91.7%、97.6%和88.7%。在属级水平中,葡萄糖组中Oceanicella属为优势菌属,占比最高为18.4%,淀粉组中丰度较高的Muricauda、Cyclobacterium属,占比分别为9.8%和5.9%,均高于葡萄糖组和蔗糖组。在蔗糖组中Rhodopirellula属具有较高占比,较葡萄糖组和淀粉组分别高1.8%和4.1%。通过Tax4Fun法在3组中检测到细胞新陈代谢、遗传信息加工和环境信息处理等基因功能。这些功能基因在葡萄糖组中的丰度均高于蔗糖组和淀粉组。各项结果表明,凡纳滨对虾育苗水体中生物絮团不仅可以净化水质,还能提高水体菌群多样性,其中以葡萄糖作为碳源效果最好,生物絮团技术对于维持水质与水体生态系统平衡具有重要意义。

基因功能预测问题中的样本不平衡处理

应用机器学习进行分类是基因功能预测的一种重要手段。但是许多预测集中的阳性样本过少,会降低功能预测的效果。针对此问题,本研究对结合支持向量机(SVM)算法的几种常用非平衡数据分类方法进行实验比较,包括投票整合分类器和移动分类面等。在此基础上提出通过加权修正投票的整合策略,以提高预测效果。实验结果显示,结合多数类样本限数取样及整合思想的投票整合法预测效果优于移动分类面法,而在投票整合法基础上的加权修正整合方法在所有方法中获得更好更稳定的结果。

耐辐射异球菌pprM基因克隆及功能预测

【目的】通过耐辐射异球菌(Deinococcus radiodurans)pprM基因可能功能的研究,为进一步开发利用耐辐射微生物宝贵基因资源奠定基础。【方法】通过PCR方法克隆pprM基因,利用穿梭表达载体pRADZ3将其转入大肠杆菌内,通过冲击试验分析其功能。【结果】pprM基因转入大肠杆菌,发现该基因能提高大肠杆菌的抗盐、耐旱能力。【结论】pprM基因是一个非常重要的抗逆基因,在农业育种方面有极好的应用前景。