亚磷酸脱氢酶在基因工程改造微生物和植物中的研究进展

近年来,农业生产面临磷源匮乏和环境污染的双重挑战,亚磷酸脱氢酶(phosphitedehydrogenase,PTDH)的发现和应用为解决这一问题提供了新的思路。在微生物中,PTDH使得非无菌环境下的高效发酵成为可能,降低了成本并提高了生产效率。在植物中,PTDH不仅解决了磷源问题,还为除草剂的开发提供了新的途径。此外,亚磷酸盐可作为一种潜在的除草剂和磷源使用,相比传统除草剂更环保、成本更低、稳定性更好。尽管亚磷酸脱氢酶的应用研究取得了显著进展,但目前仍处于功能解析和概念验证阶段,对亚磷酸脱氢酶的催化机理、蛋白结构和酶活改良等方面的研究还需进一步深入。综述了PTDH在微生物、模式植物(如拟南芥和烟草)、经济作物(如棉花和油菜)以及粮食作物(如水稻和玉米)中的应用进展。随着蛋白质定向进化技术、基因转化和基因编辑技术的发展,未来将进一步优化亚磷酸脱氢酶的应用效果,为作物的高效利用亚磷酸盐和环境保护提供更多可能。

基因编辑技术在植物启动子编辑中的研究进展

植物基因的表达决定了植物的表型特征,而基因的表达受启动子的直接调控。启动子作为基因的一个组成部分,控制着基因表达(转录)的起始时间和表达程度。利用基因编辑技术对启动子进行定向编辑之后,会因为基因序列特有的重组排列、顺式表达等因素使得植物中的某个或某些基因的表达模式发生改变,进而影响基因功能。这些改变最终直接或间接地改变了植物的外在表型特征,而一些正向改变会对植物的品质起到优化和改良作用。综合近几年基因编辑技术对启动子的研究,主要从启动子的构成与分类、基因编辑技术和启动子编辑的研究进展这3个方面对启动子的编辑在植物中的应用进行了概述和总结,以期为启动子编辑技术应用于植物改良提供参考。

浅析原油计量交接提升改造系统应用现状

原油的交接计量是采油厂生产管理的一项基础工作,它在采油厂开发、生产、经营、管理过程中占有十分重要的地位。随着计量技术信息化、数字化、智能化的发展,孤东油气集输管理中心对内部原油交接点开展计量技术改造升级,逐步由“体积流量计+实验室化验”向“质量流量计+在线含水仪”转变,以信息化、自动化手段取代原油交接日常人工化验,提高数据准确率,实现贸易交接计量工作水平的整体提升。

棉铃虫颗粒体病毒增效蛋白基因5′端截短片段的表达及增效活性测定

将带有棉铃虫颗粒体病毒增效蛋白 (HaGVenhancin)基因的重组表达载体 pET 30a En分别用BalⅠ和DraⅠ酶切后连接 ,构建重组表达载体pET 30a Ben和 pET 30a Den ,其外源基因的开放阅读框分别为HaGV增效蛋白基因 5′端的 1 7kb和 2 2kb。IPTG诱导表达产生 66 7kD和 85 1kD的多肽并命名为Ben和Den。初步纯化的Ben和Den显示了对棉铃虫核多角体病毒 (HaNPV)及Bt的增效活性。Ben可对棉铃虫核多角体病毒增效 1 0 5%～2 6 5% ,LT50 缩短 0 9d ,Den增效 1 0 2 %～ 33 0 % ,LT50 缩短 1 2d～ 1 9d。重组增效蛋白可对Bt(1∶2 50 0稀释 )增效 2 0 7%～ 35 4% ,Den增效 1 6 7%～ 31 5% ,Ben增效 1 1 7%～2 7 4%。

棉铃虫颗粒体病毒增效蛋白基因克隆及在大肠杆菌中表达

用PCR技术从棉铃虫颗粒体病毒基因组中扩增得到增效蛋白基因DNA序列。PCR产物酶切后克隆至 pBluescript质粒中 ,核苷酸序列测定表明 ,有 8个核苷酸、5个氨基酸与Genbank发表的序列不同。继而构建了表达质粒 pET 30a En ,诱导后经SDS PAGE和West ernblot检测 ,表明获得了增效蛋白基因在大肠杆菌BL2 1 (DE3)中包涵体形式的特异表达。生物测定结果表明 ,初步纯化的重组增效蛋白具有明显的增效活性 ,可提高棉铃虫核多角体病毒对 3龄幼虫致死率 31 7% - 34 1 %。重组增效蛋白的获得对研究其增效机理及构建新型杀虫剂提供了条件。

乙肝表面抗原a表位粘膜疫苗的构建及免疫原性检测

利用DNA重组技术 ,构建霍乱毒素B亚单位与乙肝病毒表面抗原a表位的融合基因 ,并在大肠杆菌表达体系pET 30a BL2 1 (DE3)中获得以包涵体形式的高效表达。免疫印迹表明表达产物具有免疫学活性 ,包涵体复性后 ,表达产物能够象CTB那样形成五体 ,以腹腔注射、灌胃。

二维泊松方程的交替方向迭代法

利用交替方向迭代法求解二维泊松方程边值问题,得到了相应的误差分析,并进行了数值模拟,模拟结果表明该方法是可行的、有效的。

浅谈《最优化方法》教学方法的改革

最优化方法是一门理论和实践性都很强的专业基础课程.本文针对最优化方法的理论与实践教学中存在的问题,进行了初步研究,并提出一些愿望和设想.

一类双曲型方程的有限差分法

利用有限差分法求解波动方程边值问题,得到了相应的稳定性分析,并进行了数值模拟.模拟结果表明;该方法求得的数值解有较高的精度和较快的运行速度.

一类抛物型方程的有限差分法

利用有限差分法求解了抛物型方程边值问题,得到了相应的稳定性分析,并进行了数值模拟。模拟结果表明该方法是可行的、有效的。

过碘酸盐氧化法制备固相载体除抗非目的蛋白抗体

Sephacryl凝胶经过碘酸盐氧化将产生醛基 ,非目的蛋白通过氨基与醛基反应结合到凝胶上制备固相载体。装柱后 ,抗体经过长时间循环上样 ,抗非目的蛋白的抗体被吸收 ,抗体得到了纯化。用经本法处理过的抗体做免疫印迹 。

一类二维对流扩散方程的有限元法

利用有限元法求解了二维对流扩散方程边值问题,得到了相应的误差分析,并进行了数值模拟。模拟结果表明该方法求得的数值解有较高的精度和较快的运行速度。

一类二维稳态对流——扩散方程的有限差分法

利用有限差分求解了二维稳态对流-扩散方程边值问题,得到了相应的误差分析,并进行了数值模拟。模拟结果表明该方法是可行的、有效的。

一类二维变系数椭圆方程数值求解

利用有限元法求解了二维变系数椭圆方程边值问题,得到了相应的误差分析,并进行了数值模拟。结果表明解此类问题时有限元法具有程序简单,计算精度高的优点。

高分辨率溶解曲线分析技术在大豆Ecotilling中的应用

将高分辨率溶解曲线(High Resolution Melting,HRM)技术运用在大豆Ecotilling中,对256份栽培大豆的大豆异黄酮合酶基因(IFS1)的外显子区域进行SNP筛查,并采用直接测序的方法对HRM检测结果进行验证。结果表明:模板均一化后的检测效果较未均一化的检测效果差异显著,野生型样本与待测样本按1∶1及1∶4比例混样溶解曲线阈值较高,其中1∶4混样适合高通量检测。HRM对IFS1基因外显子区域的检测结果与PCR产物测序的结果比对显示,对IFS1第5段外显子和第7段外显子检测的准确率分别达到91.2%和100%,表明该研究利用HRM技术建立的栽培大豆的Ecotilling技术体系是一种高灵敏度、高通量和低成本检测SNP的新方法。

双分子荧光互补技术(BiFC)分析玉米SSⅠ与PPDK1之间的蛋白互作

【目的】分析玉米胚乳可溶性淀粉合成酶(SSⅠ)与质体型糖酵解途径关键催化酶丙酮酸磷酸双激酶(PPDK1)的蛋白互作关系,揭示可能发生互作的亚细胞位置。【方法】采用酶切连接的方法构建326-CYCHA-ss1和326-CYNEE-ppdk1双分子荧光互补表达载体,转化农杆菌EHA105,瞬时浸染烟草叶片组织,激光共聚焦显微镜下观察SSⅠ和PPDK1相互作用产生的荧光信号。【结果】双酶切试验鉴定表明,326-CYCHA-ss1和326-CYNEE-ppdk1重组载体构建正确;PCR结果证实,植物表达载体成功转化到农杆菌EHA105中;双分子荧光互补试验中,可观测到SSⅠ和PP-DK1相互结合而产生的黄色荧光信号。【结论】证实SSⅠ和PPDK1能够在植物活体细胞内发生真实的蛋白互作。

地下水中锰离子氧化细菌的分离与筛选鉴定

从沈阳张士经济开发区净水厂的成熟生物滤池中,分离筛选得到了3株具有较强Mn2+氧化能力的革兰氏阴性细菌,分别命名为Mn1、Mn2和Mn3。经3个菌株的16S rDNA鉴定及其系统发育学分析表明,菌株Mn1和Mn2为Delftia属,菌株Mn3为Klebsiella属。进一步考察了3株菌对地下水中浓度为2 mg/L的Mn2+氧化及发酵能力。结果表明,3株菌均可在12 h内达到使1 m3生物滤料成熟时所需的最少生物量;且Mn1、Mn2和Mn3对Mn2+的相对氧化能力分别为96%、94%和85%,为生物滤池法去除地下水中铁锰的快速启动提供了菌种基础。

二维稳态对流—扩散方程参数反演的迭代算法

利用有限元法求解了二维稳态对流—扩散方程,并利用迭代法对二维稳态对流—扩散方程参数反演进行了研究,得出了此类反问题的数值解法。数值模拟结果表明,此方法在求解二维稳态对流—扩散方程参数反演问题时是可行的也是有效的。

烟草花叶病毒(普通株中国分离物)及其弱毒疫苗-N14(番茄株)基因组侵染性cDNA核苷酸全序列测定与分析

用双脱氧末端终止法对侵染性烟草花叶病毒普通株中国分离物 (TMV vulgar,ChineseIsolate,TMV Cv)和番茄株弱毒疫苗TMV N14(AttenuatedTMVvaccinestrain)基因组cDNAs的核苷酸全序列进行了测定 ,并分析和比较了其基因组的结构和特征。结果表明 :普通株基因组 (Genbank接收号 :AF16 5 190 )为 6 395个核苷酸 ;4个功能性开放阅读框架 (ORF) ,分别编码 12 6kD/ 183kD的复制酶、30kD运动蛋白和 17 6kD外壳蛋白。弱毒疫苗TMV N14基因组 (Genbank接收号 :AF15 5 5 0 7)为 6 384个核苷酸 ;5个功能性ORF分别编码 98 5kD/ 12 6kD/ 183kD的复制酶、2 7kD运动蛋白和 17 6kD外壳蛋白。与参比序列核苷酸和氨基酸序列比较 :普通株核苷酸序列同源率为99 4% ;推断的复制酶与运动蛋白分别有 5个和 2个氨基酸残基不同。TMV N14核苷酸序列同源率为 99 7% ;核苷酸位置 2 6 70～ 2 6 72和 5 6 32～ 5 6 34分别发生乳石 (Opal)突变 (UGA)和赭石 (Ochre)突变 (UAA) ;推断复制酶有13个氨基酸残基发生了变异。

抗虫抗除草剂转基因玉米HiII-NGc-1的遗传稳定性分析

目的基因和目标性状遗传稳定性是转基因植物新品种选育和产业化的重要前提。以进入农业部环境释放的抗虫抗除草剂双价转基因玉米Hi II-NGc-1为试验材料,采用PCR、RT-PCR和免疫试纸条技术检测转基因玉米连续3代目的基因cry NGc和bar整合及表达的遗传稳定性,采用心叶期除草剂草铵膦抗性鉴定和心叶期/穗期亚洲玉米螟抗性鉴定实验详细分析了目标性状的遗传稳定性。研究结果表明:Cry NGc和PAT蛋白在Hi II-NGc-1中连续3代遗传稳定,高世代稳定耐受正常5倍大田除草剂草铵膦使用浓度,心叶期和穗期高抗亚洲玉米螟性状稳定,具有潜在的产业化应用价值。转基因玉米Hi II-NGc-1目的基因和目标性状遗传稳定性的明确为开展下一步生物安全评价奠定了基础,对复合性状转基因抗虫抗除草剂玉米新品种的选育和产业化具有重要意义。