直穗小檗叶绿体基因组特征及系统发育分析

【目的】本研究旨在丰富小檗属植物的叶绿体基因组资料,为进一步研究直穗小檗的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供依据。【方法】基于高通量测序技术,利用生物信息学方法获取直穗小檗完整叶绿体基因组序列,分析其简单重复序列、密码子偏好性和反向重复区的扩张与收缩情况,并对直穗小檗及其近缘类群进行系统进化分析。【结果】直穗小檗叶绿体基因组全长167036 bp,GC含量38.16%,共编码144个功能基因;直穗小檗叶绿体基因组序列中共发现109个微卫星位点,A/T碱基组成的单核苷酸重复序列占比最高(73.4%);系统发育分析表明,直穗小檗与朝鲜小檗、黄芦木以及威宁小檗的亲缘关系较近,同时与十大功劳属的阿里山十大功劳和阔叶十大功劳聚为一支。【结论】叶绿体全基因组序列分析在一定程度上支持了小檗科植物的系统发育关系。

三味甘露对大鼠肝纤维化的改善作用及机制

目的探讨藏药三味甘露对大鼠肝纤维化的改善作用及机制。方法实验大鼠分为正常组、模型组、水飞蓟宾组(阳性对照,50mg/kg)和三味甘露低、中、高剂量组(80、250、800mg/kg),除正常组外,其余组以四氯化碳(CCl4)腹腔注射诱导大鼠肝纤维化模型。造模给药第6周开始,各组大鼠分别灌胃生理盐水或相应药物。第9周实验结束,计算大鼠肝脏指数和脾脏指数;以苏木素-伊红、Masson及SirusRed染色观察肝组织病理结构和纤维化程度;检测血清中丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(COL-Ⅳ)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-1β含量与肝组织中透明质酸(HA)、层粘连蛋白(LN)含量。结果与模型组相比,三味甘露各剂量组和水飞蓟宾组大鼠肝损伤和胶原纤维沉积均有不同程度改善,血清中ALT、AST、PCⅢ、COL-Ⅳ、IL-6、TNF-α、IL-1β含量以及肝组织中HA、LN含量均显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论三味甘露能够通过抑制胶原纤维生成,降低转氨酶、HA、LN、PCⅢ和COL-Ⅳ含量,减轻炎症反应,从而缓解CCl4诱导的大鼠肝纤维化进程。

双酚类化合物对机体影响的研究进展

双酚类化合物(Bisphenol compounds,BPs)是合成高分子材料的重要原材料之一。目前,常见的双酚类化合物主要包括双酚A、双酚B、双酚F以及双酚AF等。现如今,双酚类化合物主要应用于塑料制品、食品包装、饮用水添加剂、海鲜等方面。大量的研究发现,双酚类化合物通过物理迁移、化学迁移、生物迁移途径侵入人类和动物体内,甚至在深海哺乳动物体内也检测到了该物质,从而影响了机体的生殖系统、神经系统、消化系统、心血管系统、行为、发育和代谢性疾病的发生发展。因此,双酚类化合物引起了更多的关注。因此,本文主要从BPs的分类、侵入机体的途径以及对机体的影响方面进行了综述,以期对BPs的进一步研究以及安全性和毒理学评价提供参考依据。

益气活血方治疗高原红细胞增多症的作用机制及关键microRNA筛选研究

目的基于网络药理学及分子对接技术,预测益气活血方治疗高原红细胞增多症的核心物质和作用机制,筛选出其关键的microRNA,为中医药治疗高原红细胞增多症提供数据与方向。方法通过TCMSP和ETCM数据库筛选益气活血方潜在活性成分及作用靶点;GeneCards数据库、NCBI数据库、OMIM数据库获取HAPC疾病靶点;Venny在线平台进行交集靶点分析;利用STRING数据库及R语言、Cytoscape软件对交集靶点进行蛋白相互作用分析、GO功能和KEGG通路富集分析,采用Cytoscape构建“靶点-通路”网络模型,借助Autodock Vina进行有效成分与核心靶点的分子对接验证;采用TargetScan和miRDB数据库对核心基因进行microRNA预测。结果共筛选出方药潜在活性成分143个和330个药物靶点;得到方药治疗高原红细胞增多症的潜在作用靶点34个;核心靶点为AKT1、ALB、VEGFA、IL6、NOS3,主要参与的关键通路为HIF-1信号通路、VEGF信号通路、p53信号通路;分子对接显示baicalein-NOS3的对接分值最低,结合效果好;进一步得出miR-15b-5p、miR-4307、miR-29a-3p等关键调控microRNA。结论初步揭示了益气活血方干预高原红细胞增多症可能是通过多成分、多靶点、多途径发挥防治作用。

青藏高原甘南地区12种青稞栽培品种的染色体核型研究

文章运用常规压片技术对青藏高原甘南地区的12种青稞栽培种制备根尖细胞中期染色体,并对其进行核型分析。结果表明,12种青稞栽培品种的染色体核型如下:黄青1号为2n=2x=2M+4m+6sm+2m^(sat),核型类型为2B,核型不对称系数为63.41%;甘青7号为2n=2x=14=4M+10m,核型类型为1A,核型不对称系数为54.43%;甘青2号为2n=2x=2M+8m+2sm+2st,核型类型为2B,核型不对称系数为60.63%;甘青8号为2n=2x=14m,核型类型为1A,核型不对称系数为57.69%;黄青2号为2n=2x=2M+6m+6sm,核型类型为2B,核型不对称系数为60.58%;昆仑12号为2n=2x=2M+6m+4sm+2st,核型类型为2A,核型不对称系数为62.65%;碌曲紫青稞为2n=2x=8m+2sm+2msat+2sm^(sat),核型类型为2A,核型不对称系数为59.18%;六棱黑青稞为2n=2x=12m+2st,核型类型为2B,核型不对称系数61.85%;康青3号为2n=2x=12m+2sm,核型类型为2A,核型不对称系数58.89%;肚里黄为2n=2x=2M+6m+4sm+2st,核型类型为2A,核型不对称系数为61.54%;甘青6号为2n=2x=2M+12m,核型类型为2A,核型不对称系数为59.62%;甘青4号为2n=2x=8m+4sm+2m^(sat),核型类型为2A,核型不对称系数为59.33%。青藏高原甘南地区青稞栽培品种的亲缘关系从原始到进化依次是甘青7号、甘青8号、康青3号、碌曲紫青稞、甘青4号、甘青6号、肚里黄、昆仑12号、黄青2号、甘青2号、六棱黑青稞、黄青1号。

慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠粪便代谢组学研究

目的研究慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠粪便代谢组学特征。方法40只SD大鼠随机分为空白组10只、实验组30只,实验组采用异丙肾上腺素10 mg/kg连续14 d皮下多点注射制备慢性心力衰竭大鼠模型,空白组注射等量生理盐水。从25只成模大鼠中选取10只作为模型组。超声检测大鼠左室射血分数(LVEF)、左室收缩末期内径(LVESd)、左室舒张末期内径(LVEDd),计算左室短轴缩短率(LVFS);ELISA检测血清脑钠肽(BNP)含量;HE染色观察心肌组织病理变化;代谢笼收集2组大鼠粪便,采用液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术对2组大鼠粪便代谢物进行分离鉴定,得出差异代谢物,并进行主成分分析(PCA)、偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)。结果与空白组比较,模型组大鼠LVEF、LVFS显著降低(P<0.01),血清BNP含量显著增加(P<0.01),心肌组织可见大量纤维水肿,胞质疏松,组织边缘可见心肌纤维溶解,伴有少量淋巴细胞浸润。代谢组学结果显示,2组大鼠粪便代谢物具有显著差异,共筛选出19个潜在差异代谢物,3-磷酸肌醇、二氢小檗碱、海藻氨酸、8-羟基腺嘌呤、羟基半乳糖等水平升高,牛磺胆酸、硒甲基硒代半胱氨酸、苯丙酮酸、月桂酸及槲皮素3-(6”-槐花苷)等水平降低。结论慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠代谢功能异常,其病理机制涉及糖脂代谢、能量代谢、黄酮类代谢、胆汁酸代谢及氨基酸代谢等途径。

藏药日官孜玛的性味及性质考证

目的:探究藏药日官孜玛性味和性质演变原因,揭示日官孜玛性味的科学本质,为其药味和药性药理学研究提供理论支撑。方法:通过对公元7~21世纪记载日官孜玛药性的代表性藏医药权威文献进行考证研究,结合藏药性味理论,推导出日官孜玛性味和性质的演变过程及各时期性味的内涵。结果:历代医家对日官孜玛药味的认识高度一致,记载为"苦";化味演变过程从无记载至"凉"再至"苦";性演变过程从无记载至"凉,钝,轻,糙,干"复性,再至"凉"单性;性质演变从强调功能发展到明确主治疾病,经历了5个里程碑式演变历程。结论:日官孜玛味"苦",化味"苦",性"凉",性质"清热消炎,愈伤治疫,干血,治木布"可涵盖各时期性味和性质的内涵,能全面解释其功效。

食品质量检测技术的现状与创新开发

近些年来,多次发生重大的食品安全问题,在损害人们身体健康的同时,也对我国食品生产企业的进一步发展带来了极影响。为了提升我国食品安全,充分保证居民的饮食安全,促进相关企业的健康发展,我们必须重视食品质量检测,不断提升食品质量检测的科学性。本文旨在结合我国食品质量检测技术发展的现状,在相关科学理论的指导下,对食品质量检测技术发展过程进行分析,对其发展创新的成果进行科学探讨。

多刺绿绒蒿WD40基因家族的鉴定及生物信息学分析

WD40转录因子家族广泛参与调节植物生长、发育、次生代谢物积累和环境适应等过程。为了探究WD40家族在多刺绿绒蒿生长、发育和次生代谢物积累以及抗逆方面的作用,该研究基于全长转录组测序数据,鉴定了多刺绿绒蒿WD 40基因家族成员,并对这些基因及其编码的蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:(1)共鉴定到19个WD 40基因,编码的蛋白均具有WD40结构域,氨基酸数目为109~758 aa,分子量介于11830~84130 Da之间,预测大多数蛋白定位在细胞核中且都为亲水性蛋白;(2)系统进化树分析表明多刺绿绒蒿与罂粟、博落回亲缘关系较近;(3)WD 40基因启动子区域均存在数量不等的激素或逆境响应元件,表明该家族基因可能参与植物生长、发育和次生代谢物积累等多种生物学进程的调节;(4)蛋白三级结构显示这些蛋白在进化过程中发生了不同程度的进化。这些结果可为深入研究多刺绿绒蒿WD 40基因家族在其响应逆境胁迫和次生代谢物积累等方面的具体机制提供前期基础。

组学技术在糖尿病研究中的应用

随着高通量技术的发展,运用基因组学、转录组学、代谢组学、蛋白质组学、宏基因组学、表观遗传学等技术有利于对糖尿病的发病机制、生理变化进行深层次、多维度分析,为获得糖尿病治疗相关的分子标志物、药物潜在治疗靶点等提供新思路。如与空腹血糖和糖尿病并发症相关的位点;与药物转运蛋白、靶点、代谢酶相关的风险基因;与脂肪生成、葡萄糖稳态、胰岛素分泌、细胞功能障碍等相关的基因位点;与糖脂代谢、氨基酸代谢、溶酶体相关过程、胰岛素信号通路、糖酵解途径和糖异生、抗氧化、胰岛素抵抗相关通路以及肠道菌群可作为治疗糖尿病的靶点。该文简要概述了单组学和多组学概念,讨论了组学技术在研究糖尿病中的应用现状,这些结果将为实现糖尿病个体化治疗提供理论参考。

基于网络药理学及外周血基因芯片技术探究温阳益气活血方治疗慢性心衰的作用机制

目的基于网络药理学与分子对接技术,预测名中医验方温阳益气活血方治疗慢性心衰的物质基础及作用机制,通过实验探讨温阳益气活血方对慢性心衰患者外周血基因表达谱的影响,为中医药治疗慢性心衰的后续研究提供基础与方向。方法通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)筛选温阳益气活血方中潜在活性成分;GEO数据库获得潜在活性成分的作用靶点;Venny在线平台获得慢性心衰的主要致病靶标。利用STRING数据库和Cytoscape软件构建“方药-成分-靶点-疾病”网络模型及蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,分析方药中主要活性成分及作用靶点蛋白;使用R语言的Cluster Profiler工具包对方药作用核心靶点进行基因本体论(genetic ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。借助Autodock进行分子对接。随机选取30例健康志愿者作为对照组。60例慢性心衰患者入选试验组,按随机分为化学药组和中西药组,各组30例。化学药组采用盐酸贝那普利片(10 mg/d)、氢氯噻嗪片(50 mg/d)、螺内酯片(40 mg/d)、琥珀酸美托洛尔片(23.75 mg/d)及地高辛片(0.125 mg/d)联合用药,1次/d;中西药组在常规化学药物口服治疗的基础上联合温阳益气活血方颗粒剂,6 g/次,2次/d,2组疗程均为15 d。对照组于清晨空腹安静状态下,抗凝管采集前臂静脉血,后随机抽取10例外周血用于基因芯片的差异检测;试验组于入院次日清晨空腹状态下采集,最后随机抽取2组中各5例药物干预前后的外周血用于基因芯片的差异检测。采用Affymetrix公司的PrimeViewTM Human Gene Expression Array基因芯片检测,结合生物信息学的转录组学及RNA技术分析温阳益气活血方的差异表达基因。结果筛选出方药潜在活性成分6个和236个药物靶点;得到方药治疗慢性心衰的潜在作用靶点17个;通过GO分析得出519个生物过程、5个细胞组分、14个分子功能;KEGG通路富集分析得出89条信号通路。2组慢性心衰患者给予不同药物干预后,中西药组外周血基因表达谱中共检测出42640个基因,化学药组为37081个基因,2种干预方法均能影响慢性心衰外周血的基因表达,单纯化学药较中西药联合干预改变慢性心衰的差异基因数目少。相关检测指标血清脑钠肽前体(brain natriuretic peptide,BNP)、中医症状积分及心功能疗效也具有统计学差异(P<0.05)。结论初步揭示了温阳益气活血方干预慢性心衰可能是通过多成分、多靶点、多途径发挥防治作用,其作用机制与ZNF331、TRAPPC10、SMAD7、MYC、RORA、PCNA基因相关,涉及Th17细胞分化、B细胞受体信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)通路。

基于多组学技术探究慢性心衰靶向EGR1中药化合物抑制剂的虚拟筛选

目的探究慢性心衰靶向EGR1中药化合物抑制剂的筛选。方法选取基因芯片中慢性心衰患者与健康人差异表达上调最显著的EGR1基因,再以6种治疗药物作为阳性对照,分析其与EGR1的作用模式,并推测拟筛的化合物与阳性对照物是否具有相似的活性。最后取空白组、模型组及巴西苏木素组大鼠血浆,采用质谱技术联合代谢组学Meta X软件对质谱数据进行多元统计分析,寻找出差异代谢物,再基于KEGG数据库进行代谢物通路注释。结果通过SP、XP打分,将最初30000个小分子化合物筛为100个,再通过结合模式评估筛选出巴西苏木素。三组大鼠血浆代谢组学共鉴定出209个差异代谢物,涉及氨基酸类、脂质类、萜类类和黄酮类。整合多组学研究结果,初步证实巴西苏木素可干预慢性心衰。结论靶向EGR1抑制剂的巴西苏木素可基于糖脂及氨基酸代谢紊乱干预慢性心衰,这与苯丙氨酸代谢、酪氨酸合成、2-氧代羧酸代谢相关。

尼泊尔黄堇G6PDH基因的克隆和生物信息学分析

为了深入发掘该基因在尼泊尔黄堇生态适应和次生代谢物积累中的作用机制,本研究依据转录组中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因的注释信息,应用聚合酶链式反应(PCR)技术克隆了尼泊尔黄堇G6PDH基因,通过生物信息学方法进行相关分析。结果表明:克隆的G6PDH基因的开放阅读框(ORF)为1581 bp,编码526个氨基酸。系统进化树分析表明尼泊尔黄堇G6PDH蛋白氨基酸序列与博落回、罂粟等具有很高的相似度,尤其与同是罂粟科的博落回相似度最高,相似度达到91%。通过一系列生物信息学分析发现,ChG6PDH蛋白分子量为59.83 kD;理论等电点为6.37;该蛋白为不稳定、亲水性、非分泌性蛋白,无跨膜结构域;二级结构中具体α-螺旋(40.11%)和β-折叠(6.08%)、无规则卷曲(40.87%)以及延伸链(12.93%)结构,预测得到的三级结构中具有典型的NADPH结合位点。该基因的成功克隆和预测结果将为进一步研究ChG6PDH基因在尼泊尔黄堇生长发育、逆境适应和次生代谢物积累等方面中的功能提供帮助。

硫化氢缓解镉胁迫诱导的青稞叶片衰老的生理机制

为了探究外源硫化氢(H_(2)S)对镉胁迫诱导的青稞叶片衰老的缓解作用,本研究以青稞‘肚里黄’种子为试验材料,水培3~4 d后对其进行75μmol/L的氯化镉(CdCl_(2))处理。同时外源添加不同浓度的H_(2)S的供体硫氢化钠(NaHS)进行H_(2)S处理48 h后,观察拍照,并取样测试各种生理指标。结果表明200μmol/L NaHS可以显著增加镉诱导的叶绿素含量降低、叶片滞绿,减少镉诱导的MDA和H_(2)O_(2)含量的增加,减少镉诱导的抗氧化酶活性升高。说明外源H_(2)S通过减少镉诱导的青稞叶片中氧化胁迫的损伤,从而缓解了镉胁迫诱导的青稞叶片衰老。该研究结果有助于后期深入研究硫化氢缓解镉诱导的青稞叶片衰老的详细机制。

尼泊尔黄堇G6PDH蛋白基因的异源表达及蛋白纯化

大量研究表明葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PDH)在响应生物和非生物胁迫方面具有重要作用,为进一步研究珍贵濒危藏药材尼泊尔黄堇对极端环境的适应性,本研究根据尼泊尔黄堇转录组信息设计ChG6PDH扩增引物,利用PCR克隆获得ChG6PDH基因,构建原核表达载体ChG6PDH-pMAL-C2x,将其导入大肠杆菌BL21菌株诱导表达,利用亲和层析法对重组蛋白进行纯化,并用6-磷酸葡萄糖为底物在37℃对其进行体外酶活力检测。结果表明,重组可溶性蛋白最佳诱导条件为0.5 mmol/L的异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)在37℃诱导5 h,SDS-PAGE和Western Blot检测纯化的酶蛋白,发现ChG6PDH蛋白分子量为60 kD。体外活性测定表明MPB-ChG6PDH蛋白具有G6PDH酶催化能力,酶活力是3228 nmol·min^(-1)·mg^(-1)prot。该研究结果为尼泊尔黄堇G6PDH酶蛋白的功能研究提供基础。

镉胁迫诱导的两种青稞叶片衰老差异的生理学比较

青稞对青藏高原极端环境有极强的适应性。镉诱导的植物衰老会降低作物产量和质量,并严重威胁人类健康。本研究旨在探究镉胁迫下两种青稞叶片的衰老差异。将‘昆仑12’(晚衰型,late-stage senescing,LS)及‘肚里黄’(早衰型,early-stage senescing,ES)两种青稞进行液体培养后,用浓度为25、50、75、100、150μmol/L的氯化镉对其幼苗分别处理2 d,观察其生长情况,测定生理指标,比较其镉耐受性和衰老进程的差异。结果显示镉处理使二者表现出依赖Cd浓度增加的叶片发黄、叶尖卷曲、叶绿素含量降低、膜损伤增加、过氧化氢积累和镉积累等现象。镉处理引起两种品种中CAT活性的增加,不同的是在ES中CAT活性随镉浓度的增加先增加后降低,而在LS中呈持续增加的趋势,其余三种抗氧化酶SOD、POD和APX的活性变化为随Cd浓度的升高呈先升后降的趋势,且在ES中均显著高于LS。低浓度的Cd对LS的影响较小,而高浓度的Cd使LS和ES均表现出衰老,其衰老进程存在差异。镉浓度达75μmol/L时,对两种青稞的影响差异显著。说明镉诱导下,LS较ES表现出较强的镉耐受性,ES衰老进程明显被加快。本研究结果有助于后期深入研究镉诱导的青稞叶片衰老的具体机制。

藏药多刺绿绒蒿MYC2基因的克隆和生物信息学分析

MYC类转录因子,是植物激素茉莉酸信号路径中起重要作用的核心转录因子,在植物生长、发育、免疫和响应非生物胁迫等方面调节作用显著。MYC2转录因子是MYC家族中非常重要的成员。本研究根据多刺绿绒蒿全长转录组注释的MYC2基因信息设计扩增引物,利用PCR克隆获得MhMYC2基因,并对其编码的蛋白质进行相关生物信息学分析。结果显示:全长转录组注释MhMYC2全长序列大小为1980 bp,其开放阅读框(ORF)为1233 bp,编码410个氨基酸。MhMYC2编码的蛋白分子式和分子量分别是C1991H3064N538O652S9和45.26 k D,总原子数量是6254;该蛋白带正电荷和负电荷的残基总数分别是29和44,其理论等电点为4.91;该蛋白定位于细胞核内,稳定性较差,属于亲水性非分泌蛋白,不存在跨膜结构域;该蛋白二级结构主要包括延伸链、无规则卷曲和α-螺旋,其比例分别为15.37%、60.24%和22.68%。系统进化树分析发现MhMYC2蛋白与罂粟亲缘关系最近。以上研究结果在一定程度上为研究MhMYC2基因的功能及其调控作用奠定了理论基础。