基于Csy4与MCP的新型迷你基因组编辑系统的构建

MCP是MS2噬菌体的外壳蛋白,Csy4是一种参与CRISPR 1-F系统crRNA生成的小型蛋白,能够以较高的特异性识别并结合RNA。目前CRISPR/Cas等基因组编辑技术存在靶向核酸酶分子量大、脱靶率高、受PAM位点限制等问题,为解决上述问题,构建基于上述两种小型蛋白的新型迷你基因组编辑系统。本研究采用AlphaFold2预测MCP-FokI、FokI-MCP、Csy4-FokI和FokI-Csy4融合蛋白的结构,通过浸花法将MCP-FokI和FokI-MCP编辑载体分别转化拟南芥,利用拟南芥叶片注射的方法投送CLCrV介导的Csy4-FokI与FokI-Csy4编辑系统,提取拟南芥基因组DNA,通过HI-TOM高通量测序检测新型迷你基因组编辑系统的编辑能力。结果显示,融合蛋白中MCP、FokI和Csy4都各自保持着自身原有的三维结构,预示它们都能正常发挥彼此的功能。构建靶向敲除拟南芥CLA1基因的4个不同中间间隔区的双靶位点MCP-FokI和MCP-FokI植物表达载体,初步证明MCP-FokI和FokI-MCP均不能实现对靶基因的靶向编辑。构建靶向敲除拟南芥CLA1基因的7个CLCrV介导的不同中间间隔区的双靶位点Csy4-FokI编辑载体,其中CLCrV介导的Csy4-FokI编辑系统能够实现对靶基因的靶向编辑,但是突变类型均为碱基置换类型且编辑效率很低,而FokI-Csy4基因组编辑体系并未检测到编辑的发生。成功构建了Csy4-FokI新型迷你基因组编辑系统,为克服CRISPR/Cas基因组编辑技术存在的问题提供了一种新的解决方案。

新型二自由度移动并联机构设计

针对工业设备快速抓取物件的需求,基于并联机构具有的优点,提出了一种二自由度可快速移动的并联机构。对该机构的运动学进行分析研究,创建该平面二自由度的运动学模型,利用勾股定理推算出该机构的正反解,继而得到雅克比矩阵。最后利用杆件约束等条件得到该机构的工作空间。通过SolidWorks和MATLAB仿真软件求正反解验证了设计的正确性。该并联机构的横向位移较大,满足设计要求。

陆地棉细胞色素P450基因GhP450-94C1黄萎病抗性功能验证

为了探究陆地棉细胞色素P450基因GhP450-94C1在棉花黄萎病反应中的生物学功能,为棉花黄萎病抗性基因挖掘及抗病育种奠定基础,通过转录组筛选,克隆获得一个细胞色素P450基因GhP450-94C1,利用生物信息学的方法分析该基因的理化性质,通过荧光定量PCR技术分析GhP450-94C1在黄萎病侵染下的表达模式,利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术初步探究其在棉花抗黄萎病反应中的生物学功能。结果表明,克隆获得一个陆地棉细胞色素P450基因GhP450-94C1,其开放阅读框(ORF)为1503 bp,编码一个含500个氨基酸的酸性、亲水、不稳定的跨膜蛋白,分子式为C_(2597)H_(4025)N_(691)O_(725)S_(22),分子质量为57.23 ku,定位于内质网膜,含有一个P450结构域;有86.45%的概率存在信号肽;二级结构预测显示,该蛋白含有24个α-螺旋和8个β-折叠;该基因响应黄萎病菌侵染,抑制其表达后植株对黄萎病菌的敏感性增强。初步证明GhP450-94C1是棉花黄萎病抗性反应的一个正向调控因子。

双L型阵列的二维DOA估计方法

针对双L型均匀线性阵列的二维到达角(direction-of-arrival,DOA)估计问题,提出一种基于扩展传播算子(propagator method,PM)的估计方法。该方法结合双L型天线阵列的结构特征,虚拟地将其划分为2个独立的L型子阵列,并对每个L型阵列的阵元输出数据重排整理。通过2次利用扩展孔径的传播算子算法,并依据均匀线性阵列的旋转不变性,得到4个包含角度信息的旋转矩阵。根据置换矩阵的性质,利用求最小范数的方法进行角度配对。该方法无需谱峰搜索步骤,计算量小。计算机仿真实验结果表明,该方法比现有一些文献中的估计方法的估计误差更小,角度估计性能更优,在不同信噪比和不同角度组合下都有良好的性能表现,有一定的实用价值。仿真验证了该方法的有效性和优越性。