基于环境DNA技术的珠江中下游鱼类多样性初步研究

通过环境DNA技术(Environmental DNA,eDNA)检测珠江中下游鱼类生物多样性,探索珠江中下鱼类多样性监测和保护的新途径。2023年2月在珠江中下游设置了桂平、藤县、封开、德庆、肇庆和九江共6个采样点,通过水样采集及过滤、eDNA提取、遗传标记扩增及测序和数据库比对分析等流程检测鱼类多样性。结果表明,6个采样点共检测出30种鱼类,隶属于4目10科27属,其中土著鱼类26种,外来种4种。较已有传统调查数据新检出2种鱼类:美丽沙鳅(Botia pulchra)和齐氏罗非鱼(Oceochromis zillii)。鱼类优势种为子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、尼罗罗非鱼(O.nilotica)、齐氏罗非鱼、南方波鱼(Rasbora steineri)和鲤(Cyprinus carpio)。根据Shannon指数和Simpson指数显示,eDNA检测九江和桂平站点的鱼类多样性最高,藤县的最低。作为一种新的检测方法,eDNA技术可用于快速检测珠江中下游鱼类的多样性及分布,在实际应用中可将eDNA技术与传统的监测方法相结合,以提供更全面的鱼类生物多样性数据信息。

HBsAg ELISA+/HBV DNA NAT-献血者血清学与分子生物学特征分析

目的 了解西安地区无偿献血人群HBsAg ELISA检测结果与HBV DNA检测结果不一致的标本相关血清学标志物的分布情况。方法 收集2022年11月1日—2023年4月30日陕西省血液中心HBsAg ELISA+/HBV DNA NAT-(ELISA+/NAT-)标本共计71份,对其采用电化学发光法检测乙肝血清学标志物,同时复检巢式PCR扩增HBV S区和C区基因片段。结果 双ELISA+/NAT-标本(n=30)巢式PCR检测阳性率远高于单ELISA+/NAT-标本(n=41)(60%vs 24.40%,P<0.05)。前者献血者100%为初次献血者,血清抗-HBc阳性率100%,血清学模式以1、4、5此3项阳性(80%)为主;后者献血者中31.7%为重复献血者,血清抗-HBc阳性率仅为19.51%,血清学模式以单2项阳性(43.90%)和全阴(36.58%)为主。结论 单ELISA+结果存在较多假阳性,导致不必要的血液报废;而NAT-标本可能存在低水平的HBV DNA,产生漏检风险。建议针对单HBsAg ELISA+/NAT-献血者,采用多套系统多种方法追溯检测,提高献血者HBV筛查的准确度,减少不必要的血液浪费。

血清中DNA聚合酶α在阿尔茨海默病中的表达和诊断价值分析

目的探究血清中DNA聚合酶α(DNA polα)在阿尔茨海默病(AD)中的表达水平,分析其在AD中的诊断价值。方法选取2019年3月至2023年4月在首都医科大学宣武医院就诊的AD痴呆(DAT)期患者100例作为DAT组,轻度认知障碍(MCI)期患者43例作为MCI组;同期,选取68例同年龄组别的健康者作为HC组。检测各组血清样本中DNA polα的表达水平,利用受试者工作特征(ROC)曲线分析DNA polα在AD中的诊断价值。结果DAT组血清DNA polα表达水平高于MCI组(P<0.05)和HC组(P<0.001),随着AD病程发展,DNA polα表达水平有递增趋势。DNA polα表达水平与简易智能精神状态检查量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分均呈负相关(r=-0.1553、-0.2037,P<0.05)。DNA polα诊断DAT期的曲线下面积(AUC)为0.682,灵敏度为0.900,特异度为0.412;DNA polα诊断MCI期的AUC为0.546,灵敏度为0.977,特异度为0.250;DNA polα鉴别诊断MCI期和DAT期的AUC为0.664,灵敏度为0.780,特异度为0.535。结论DNA polα在DAT期AD患者中表达水平升高,且其表达水平与AD病程发展存在一定联系,推测DNA polα有可能是诊断AD潜在的血液生物标志物。

中年男性精子DNA碎片率对体外受精-胚胎移植妊娠结局的影响

目的探讨中年男性精子DNA碎片率(DFI)与精液质量和体外受精-胚胎移植妊娠结局的关系。方法共收集180例接受常规体外受精-胚胎移植治疗且男性年龄>38岁的精液标本。根据DFI的阈值分成(<30%和≥30%)两组。主要测量指标包括:常规精液参数、激素水平、DFI、受精率、优质胚胎率、临床妊娠率等。结果通过比较分析发现,DFI与男性卵泡刺激素(FSH)、精子活力、精子形态密切相关,且精子活力随着DFI水平的升高而下降(P<0.05);当DFI≥30%时,优质胚胎率下降(P<0.05),但两组的临床妊娠率差异无显著性(P>0.05)。结论DFI可以作为中年男性精液常规分析的重要参考指标,虽然DFI影响优质胚胎率,但与辅助生殖治疗的临床妊娠结局无关。

血清CYFRA21-1、CA125联合HPV DNA检测在宫颈癌早期筛查中的价值及病理特征研究

目的分析血清细胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)、糖类抗原125(CA125)联合HPV DNA检测在宫颈癌早期筛查中的价值及病理特征。方法选取2019年8月至2023年6月沧州市中心医院收治的宫颈癌患者152例为观察组,另选取同期在本院行体检且各项正常女性80名为对照组;对比两组血清CYFRA21-1、CA125水平以及HPV DNA检测结果;对比观察组不同手术病理结果及血清CYFRA21-1、CA125表达水平以及HPV DNA检测结果;以病理学检查为金标准,分析血清CYFRA21-1、CA125水平以及HPV DNA检测单独以及联合诊断宫颈癌的一致性;绘制ROC曲线,分析血清CYFRA21-1、CA125联合HPV DNA单独检测及联合检测宫颈癌的效能。结果152例患者中,鳞状细胞癌104例,腺癌患者48例;其中轻度不典型增生66例、中度不典型增生57例、重度不典型增生29例。观察组血清CYFRA21-1、CA125水平以及HPV DNA阳性率均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);血清CYFRA21-1、CA125水平:鳞状细胞癌<腺癌,轻度不典型增生<中度不典型增生<重度不典型增生,差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组不同分期、不同肿瘤增生类型的HPV DNA阳性率比较,差异无统计学意义(P>0.05);血清CYFRA21-1、CA125水平、HPV DNA检测单独以及联合诊断宫颈癌与病理学检查结果的一致性Kappa值分别为0.677、0.731、0.756、0.902;CA125+CYFRA21-1+HPV DNA联合检测的AUC为0.894,高于CA125、CYFRA21-1、HPV DNA单独检测(P>0.05)。结论血清CYFRA21-1、CA125联合HPV DNA检测的诊断效能高于单一检测,提示三指标联合检测可显著提高宫颈癌早期筛查的诊断价值,可为制定临床治疗方案提供参考资料。

完带汤防治脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病的临床疗效及对DNA损伤的影响

目的探讨完带汤治疗脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病(Vulvovaginal candidiasis,VVC)的临床疗效及对DNA损伤的影响。方法将符合纳入标准的70例脾虚湿盛VVC患者随机分为完带汤组和氟康唑组各35例,治疗期间2组各脱落5例。氟康唑组采用150 mg氟康唑口服一次;完带汤组采用完带汤口服14 d。治疗后比较2组患者中医证候积分变化情况;评估2组患者临床治愈(Test of cure,TOC)率及临床缓解(Clinical improvement,CI)率;比色法检测阴道灌洗液中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHDG)水平变化以评估DNA损伤情况;治疗后3月评估患者访视临床完全缓解(Follow up,FU)、真菌学转阴及复发率。结果治疗后,2组患者中医证候积分均呈现不同程度改善(P<0.05,P<0.01);完带汤组优于氟康唑组(P<0.05,P<0.01);完带汤组TOC、CI、真菌学转阴率与氟康唑组未见明显差异(P>0.05);但完带汤组FU及复发率均显著优于氟康唑组(P<0.05,P<0.01)。治疗后,氟康唑组阴道灌洗液中8-OHDG表达显著增加(P<0.001),完带汤组未见明显变化,显著低于氟康唑组(P<0.001)。结论完带汤总体临床疗效与氟康唑相当,但在改善中医证候、防止复发方面优于氟康唑,同时具有不加剧阴道细胞DNA损伤的优势。

不同运动方式对人体DNA损伤、DNA甲基化和端粒长度的影响

背景:运动不仅是改善身体健康和心理健康的有效手段,还对代谢性和心脑血管等疾病的发生、发展具有良好的干预效果,其原因与表观遗传因素有关。目的:总结不同运动方式对人体DNA损伤、DNA甲基化和端粒长度的影响,并分析运动调控表观遗传修饰的可能机制,以期为运动改善机体功能提供参考。方法:以“运动,有氧训练,急性运动,无氧训练,抗阻训练,DNA损伤,DNA甲基化,端粒”为中文检索词,以“exercise,sport,aerobic exercise,anaerobic exercise,resistance training,acute exercise,DNA methylation,DNA damage,telomere”为英文检索词。在PubMed、Embase、Web of Science、中国知网数据库中进行检索,并根据纳入与排除标准筛选文献,最终纳入70篇文献。结果与结论:①长期有氧、抗阻和无氧运动均能改善DNA损伤,其原因与运动可以提高机体的抗氧化能力有关。而急性运动则会通过上调活性氧和活性氮氧化物的表达进而加剧DNA损伤程度;②急性运动、长期抗阻运动和无氧运动在降低DNA甲基化方面具有积极作用,其关键机制可能是运动诱导的活性氧使氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽比值和DNA甲基化转移酶、10-11易位酶的表达发生了改变,进而对DNA甲基化产生调控作用;③与其他运动形式相比,长时间有氧运动可能更具有增加端粒长度的潜在价值,其中的生物学机制涉及炎症、氧化应激、DNA甲基化和微小RNA的表达调控;④基于当前文献可知,有氧运动持续2年以上可以增加端粒长度,未来的研究也应进一步明确最佳的运动持续时间。

基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。

miR-214-5p通过DNMT1介导的AXIN2基因DNA甲基化修饰在皮肤基底细胞癌中的作用机制

目的探讨皮肤基底细胞癌中轴抑制蛋白2(Axis inhibition protein 2,AXIN2)基因启动子甲基化对基因转录的影响及miR-214-5p通过靶向DNA甲基转移酶1(DNA methyltransferase1,DNMT1)对AXIN2甲基化率的调控机制。方法收集2022年1月-2023年6月在广州市皮肤病防治所就诊治疗的102例皮肤基底细胞癌(Cutaneous basal cell carcinoma,BCC)患者作为研究对象,提取癌组织和癌旁正常组织标本及基线资料。焦磷酸测序法检测AXIN2基因启动子区甲基化率。实时荧光定量PCR检测AXIN2、DNMT1基因mRNA和miR-214-5p的表达水平。将miR-214-5p模拟物(mimic)、抑制物(inhibitor)及其阴性对照(mimic NC和inhibitor NC)分别对基底细胞癌A431细胞进行转染,48 h后检测DNMT1基因mRNA表达水平和AXIN2基因甲基化率。结果BCC癌组织的AXIN2基因甲基化率显著高于癌旁正常组织(t=5.128,P<0.001),AXIN2基因mRNA相对表达水平显著低于癌旁正常组织(t=7.826,P<0.001),DNMT1基因mRNA表达水平显著高于癌旁正常组织(t=4.838,P<0.001),miR-214-5p表达水平显著低于癌旁正常组织(t=5.426,P<0.001)。BCC癌组织的AXIN2基因甲基化率与其mRNA表达水平呈负相关(r=-0.793,P<0.001),DNMT1基因mRNA水平与AXIN2基因甲基化率呈正相关(r=0.814,P<0.001),miR-214-5p表达水平与DNMT1基因mRNA水平呈负相关(r=-0.747,P<0.001)。双荧光素酶报告基因实验结果证实,DNMT1是miR-214-5p的靶基因。细胞转染后,与mimic NC、inhibitor和inhibitor NC比较,mimic的DNMT1基因mRNA水平、AXIN2基因甲基化率显著降低(P<0.001);而inhibitor的DNMT1基因mRNA水平和AXIN2基因甲基化率相较于其他三组明显上升(P<0.001)。结论miR-214-5p可通过调控下游靶蛋白DNMT1表达,影响AXIN2基因的DNA甲基化率,调控AXIN2基因的表达水平,参与皮肤基底细胞癌的发生机制。

环境DNA技术发展及其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展

长江流域鱼类资源丰富、生物多样性高。近年来,受人为干扰、环境变化等因素影响,鱼类资源急剧衰退,全面了解该流域水生生态学信息、进行长江大保护迫在眉睫。随着分子生物学技术的发展,环境DNA技术应运而生,其相比于传统调查方式更加高效、灵敏,应用领域更广;该技术的灵敏性使其非常适合于检测濒危物种、低密度物种入侵、瞬时和隐秘物种的存在,特别是当检测低密度物种的采样工作难以控制时,其敏感性、简便性和降低危害性的优势愈加显现出来。因此,该技术已被广泛应用于食品微生物、生物监测、群落生态学、古环境、保护生物学和生物入侵等领域的研究。介绍了环境DNA定义、发展史、研究方法与优劣势,在此基础上概述了其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展,最后展望了环境DNA技术与环境RNA技术相结合的技术革新以及新一代测序手段、大数据及机器智能技术多技术结合助力该领域研究的前景,以期为长江流域持续性生态学监测提供借鉴和参考。

DNA条形码技术在蛇类鉴别中的应用

从NCBI中GenBank数据库下载蛇类细胞色素b基因(Cytb)序列7329条,以MT765098.1序列为标准进行对比和修剪,获得蛇类Cytb序列4665条。对蛇类Cytb序列进行核苷酸饱和度、遗传多样性、种内和种间遗传距离计算,构建系统发育树。结果表明,基于Kimura–2–Parameter模型,蛇类平均种内遗传距离为3.3%,普遍小于6.7%,而平均种间遗传距离为19.96%,普遍高于9.3%,说明蛇类物种间遗传距离存在较大差异。根据蛇类物种间遗传距离,识别出蛇类23个物种的亚种,Pareas和Hydrophis属物种含有复合体,Atractus dunni、A.iridescen和A.occidentali互为姐妹物种。

围绕FFPE样本特性的DNA纯化纳米磁珠优化

目的 探讨围绕福尔马林固定石蜡包埋(formalin fixed paraffin embedded, FFPE)样本特性获取更高质量/得率的纳米磁珠核酸提取方案,改进分子病理技术。方法 合成4大类15个小类的备选磁珠,以FFPE样本为中心,筛选高质量/得率磁珠。模拟常规组织、粗针穿刺(肝脏)、纤维支气管镜样本(肺),装管相同张数连片。采用筛选的最佳磁珠与市场出售的常见磁珠试剂提取核酸,横向对比纯化总量、片段大小等质量参数。应用PCR和Sanger验证核酸的下游应用。结果 以FFPE样本DNA为中心筛选自制纳米磁珠,获得最佳性能纳米磁珠总回收率为58.5%±1.58%,5种市售商品化磁珠和3种国产磁珠总回收率为18.68%~40.71%。相同组织量(连片)提取的DNA总量,在模拟常规组织、粗针穿刺和纤维支气管镜样本核酸得率比市售试剂盒提高39.49%~181.72%(P<0.05)。模拟纤维支气管镜样本1张(4μm)总量可达100 ng以上、5张总量可达400 ng以上。结论 以FFPE样本DNA为中心筛选的DNA纯化纳米磁珠,与商品化磁珠相比有较大提升,为临床分子病理检测的质量保证、自动化检测和项目拓展提供空间。

Taq DNA聚合酶的分子改造及其在探针法qPCR直扩体系中的应用

Taq DNA聚合酶作为实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)技术的核心组分,其性能优劣直接影响qPCR技术的进一步发展。然而,野生型Taq DNA聚合酶的耐抑制剂性能差、延伸性能不足。为获得具有高性能的Taq DNA聚合酶,采用基因工程技术将双链DNA结合蛋白Sso7d或Sto7d融合在野生型Taq DNA聚合酶的N端或C端,构建了4个均可溶表达的改造体,再经过耐受性测试筛选较优的改造体,结果显示:改造体Taq-Sto的耐受性最高,其热稳定性不受影响,且在1 s/kbp的延伸条件下能成功扩增靶标,表明Taq-Sto具有增强的延伸性能,在TaqMan探针法qPCR体系中对腐殖酸、单宁酸、全血等抑制剂同样表现出良好的耐受性。EMSA实验发现:Taq-Sto对DNA模板的结合亲和力有所提高,有利于增强Taq-Sto对模板的竞争力;将Taq-Sto应用于非洲猪瘟病毒(ASFV)的TaqMan探针法qPCR检测,与商品化试剂相比,Taq-Sto具有更低的ASFV检出限,且在体积分数为2%~6%的猪粪便样本或猪肉样本中的检测灵敏度分别为100.0%和85.4%,说明Taq-Sto在直扩qPCR检测领域更具有优势。

温和灸足三里穴对自然衰老大鼠肾组织p16 DNA甲基化的影响

目的 观察温和灸足三里穴对自然衰老大鼠肾组织p16 DNA甲基化的调控作用及潜在机制。方法 将Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为12月龄组、24月龄组和艾灸组。24月龄组和艾灸组制备自然衰老模型。12月龄组和24月龄组大鼠不予治疗,待相应时间取材;艾灸组采用温和灸足三里穴至24月龄取材。采用免疫荧光法观察3组大鼠肾组织衰老相关标志物β-半乳糖苷酶的表达。采用酶联免疫吸附法和免疫组织化学法检测3组大鼠肾组织衰老相关p16蛋白及甲基转移酶[甲基转移酶3a(DNA methyltransferase 3a,Dnmt3a)和甲基转移酶3b(DNA methyltransferase 3b,Dnmt3b)]蛋白的表达。采用定量反转录聚合酶连锁反应(quantitative real time-polymerase chain reaction,qRT-PCR)法检测3组大鼠肾组织端粒长度、肾组织衰老相关p16 mRNA及甲基转移酶(Dnmt3a和Dnmt3b) mRNA表达。采用重亚硫酸盐测序技术检测3组大鼠肾组织p16 DNA CpG岛甲基化程度。结果 与12月龄组比较,24月龄组大鼠肾组织β-半乳糖苷酶表达、端粒长度的损耗及衰老相关p16蛋白和mRNA表达水平升高(P<0.05),24月龄组大鼠肾组织Dnmt3a和Dnmt3b蛋白及mRNA表达水平降低(P<0.05)。与24月龄组比较,艾灸组大鼠肾组织β-半乳糖苷酶表达、端粒长度的损耗及肾组织衰老相关p16蛋白和mRNA表达显著降低(P<0.05),艾灸组大鼠肾组织Dnmt3a和Dnmt3b蛋白及mRNA表达显著升高(P<0.05)。结论温和灸可通过影响自然衰老大鼠肾组织衰老相关甲基转移酶的表达调控p16 DNA CpG岛整体甲基化水平,降低肾组织p16蛋白及mRNA在衰老机体肾组织的表达,延缓肾组织衰老进程。

DNA损伤修复相关通路的合成致死靶点研究及其在卵巢癌中的应用和前景

DNA损伤引发细胞启动一系列DNA损伤应答(DNA damage response,DDR),包括DNA损伤修复、细胞周期检查点激活、细胞周期阻滞、各种细胞内信号转导途径的活化和细胞凋亡等。DNA损伤修复(DNA damage repair)是细胞维持基因组稳定性的重要机制,于2015年获得诺贝尔化学奖。DNA损伤修复途径主要包括:碱基切除修复(base-excision repair,BER)、核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER)、错配修复(mismatch repair,MMR)、同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)等,分别在DNA单链断裂(single-strand break,SSB)或双链断裂(double-strand break,DSB)等损伤修复中发挥重要作用。DNA损伤修复缺陷与肿瘤发生发展密切相关,同时也是肿瘤治疗的重要靶点。DNA损伤修复通路的多聚ADP核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase,PARP)与乳腺癌易感基因BRCA 1/2等存在合成致死(synthetic lethality)作用,使PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)成为第一个也是目前唯一上市的肿瘤治疗合成致死靶药。PARPi在卵巢癌及多种实体瘤治疗中疗效良好,使DNA损伤修复及相关DDR通路的合成致死靶药研发成为热点,其他在研靶点主要包括:共济失调毛细血管扩张突变蛋白(ataxia telangiectasia-mutated protein,ATM)、共济失调毛细血管扩张与RAD3相关蛋白(ataxia telangiectasia and Rad3 related protein,ATR)、DNA依赖性蛋白质激酶催化亚单位(DNA-dependent protein kinase catalytic subunit,DNA-PKcs)、细胞周期检测点激酶1(checkpoint kinase1,CHK1)、细胞周期检测点激酶2(checkpoint kinase 2,CHK2)、阻止有丝分裂的蛋白质激酶WEE1等。PARPi与其他DDR靶药、抗血管生成药物及免疫检查点抑制剂的联用,有可能成为克服PARPi耐药、提高疗效的有效手段和发展前景。本文针对DNA损伤修复及相关DDR通路的关键分子和潜在肿瘤治疗靶点进行综述,阐述了DNA损伤修复相关通路的合成致死靶点研究及在卵巢癌的应用和前景,为基础研究及临床应用提供指导。

硒对云南白灵芝生长、品质及DNA甲基化特征的影响

采用田间覆土栽培试验,设置6个Se浓度(0、50、100、200、300、400μg/g)处理,分别记为CK、Se50、Se100、Se200、Se300、Se400,研究外源硒对云南白灵芝生长发育、重金属积累、生物活性成分含量及其DNA甲基化特征的影响。结果表明,与CK相比,外源Se对子实体柄长和菌盖大小(横径、纵径)无显著影响,但能显著降低菌盖厚度;随着Se施用水平提高,菌丝生长速率和子实体硒含量均呈先增后降的趋势,生物量呈先降后增再降的趋势。子实体重金属含量(As、Cd、Pb、Hg)随Se浓度增加呈持续降低趋势,线性分析也表明,重金属含量与Se施用浓度均呈显著负相关。施Se增加了子实体多糖、粗蛋白、黄酮及总氨基酸含量,其中,多糖、黄酮含量在Se400处理下最高,总氨基酸、粗蛋白含量分别在Se200、Se300处理下最高。HPLC测定分析表明,与CK相比,Se300提高了灵芝酸A、灵芝酸DM、灵芝酸F及灵芝酮三醇为主的三萜酸组分,其总三萜酸含量较其他处理提高2.93%~25.54%。敏感扩增多态性分析(MSAP)结果显示,Se300较CK、Se400相比具有较高的未甲基化位点比例和较低的甲基化位点比例。综上,施用外源硒可促进早期菌丝生长,提高子实体生物量累积,改善子实体重金属安全性能和生物活性成分品质,改变DNA甲基化比例,且以300μg/g施用浓度的整体效果最佳,其子实体产量较对照显著提高11.36%。

安徽新安江水牛mtDNA D-Loop区遗传多样性与系统进化研究

试验旨在分析安徽省黄山市新安江流域上游地区新安江水牛群体的分子遗传特性,探究其母系起源与遗传多样性。利用PCR扩增和测序技术测定28头新安江水牛的mtDNA D-Loop序列,下载GenBank数据库中24个中国水牛群体的693条D-Loop序列,利用生物信息学分析其遗传多样性,构建Neighbor-joining系统发生树和Media-joining网络,探索不同水牛群体的遗传距离。结果显示,28头新安江水牛的mtDNA D-Loop序列共有117个变异位点,构成25种单倍型,其核苷酸多样性为0.02602±0.00303,单倍型多样性为0.989±0.014。新安江水牛群体的变异性水平与中国其他水牛群体接近。N-J系统进化树显示,新安江水牛25个单倍型分为A、B两个支系,具有A支系和B支系2个母系来源,其中A支系占据主导地位。Media-joining进化网络显示,中国水牛主要为沼泽型水牛,分为沼泽型水牛A支系和B支系,B支系又分为b1亚支系和b2亚支系。综上,新安江水牛群体变异水平与中国其他地方水牛群体接近,群体遗传多样性丰富;且新安江水牛属于沼泽型水牛,具有2个线粒体母系来源,与我国其他地方水牛群体具有一定的遗传距离。

一种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法

南开大学遗传学实验课程组将科研中常用的动物组织DNA提取方法改造后用于实验教学,获得了1种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法。该方法由碱裂解、酸中和、离心3个步骤组成,具有操作简单、时间短、成本低、效果稳定等特点,获得的DNA无论是浓度还是纯度均可满足后续PCR扩增的需要,符合实验教学的要求。该方法简化了果蝇DNA的提取流程,为与果蝇基因表达分析相关实验项目的改革奠定了基础,有助于提升实验教学效果,推动课程建设。

柳树DNA条形码的筛选与鉴定研究

柳树具观赏、生物修复、生物能源等多种功能,对其开展DNA条形码评估在种质资源保护和利用方面具有非常重要的应用价值。通过对柳树样品进行ITS、ITS2、matK、rbcL和rpoC1片段扩增和测序,结合GenBank数据,共获得柳树22个种,63份样品共计396条序列。比较了5个DNA片段的通用性、序列特征、种内和种间变异,并基于Best Match(BM)、Best Close Match(BCM)、BLAST及Neighbor Joining(NJ)4种方法评估DNA条形码在柳树中的鉴定能力。结果表明,5个DNA条形码中,ITS在柳树种扩增效率和测序成功率高,种内和种间遗传变异明显,鉴定效率最高,建议作为首选的单位点DNA条形码;3个条形码组合中,ITS+ITS2+rbcL鉴定成功率最高,为78.16%,4个DNA条形码组合中,ITS+ITS2+matK+rbcL物种鉴别成功率最高,为88.28%,建议ITS+ITS2+matK+rbcL作为柳树分子鉴定最优条形码组合。

基于环境DNA的夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析

【目的】基于环境DNA(eDNA)进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析,以验证eDNA技术应用于鱼类物种多样性监测的可行性,为鱼类群落动态监测、水域生态健康评估及鱼类物种多样性保护提供技术支持,同时为鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性保护提供基础资料。【方法】于2022年5—8月在鸭绿江流域(丹东段)设5个采样站点,进行4次环境样本采集,经eDNA抽提、PCR扩增、高通量测序和数据库对比注释后,通过R语言(4.1.2)、Tableau 2019.4和PRIMER 6.0等进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析。【结果】在夏季鸭绿江流域(丹东段)5个采样站点共检测到67种鱼类,隶属于14目30科65属,其中,松江鲈和细鳞鲑已列入《国家重点保护水生野生动物名录》,鲤、鲫、鳙、鲢、草鱼、鮻、武昌鱼、小黄鱼、光泽黄颡鱼、棘头梅童鱼和乌鳢等11种被列入《国家重点保护经济水生动植物资源名录》,香鱼和东北七鳃鳗被列入《国家濒危动物名录》和《辽宁省重点保护野生动物名录》,石川哲罗鲑、鸭绿江茴鱼和花羔红点鲑被列入《中国东北地区珍稀濒危动物志》。鲤、鲫、鲢、草鱼、辽宁棒花鱼、马口鱼、东北雅罗鱼、泥鳅、香鱼、公鱼、大银鱼和杂色杜父鱼等在鸭绿江流域(丹东段)各采样站点组成相似,且均为相对丰度较高的优势物种,是夏季鸭绿江流域(丹东段)的优势鱼类群体。5个采样站点中,以东港站点的Chao1指数、Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数最高,丹东站点的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数最低。【结论】基于eDNA技术检测夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类物种组成及多样性具有可行性和有效性。夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类的生态结构复杂且有波动,尤其是野生珍稀鱼类种质资源保护已迫在眉睫,亟待开展鸭绿江珍稀鱼类资源恢复工作,包括实施禁渔制度,重点研究特有濒危鱼类的人工繁殖技术,以及加强水体生态系统健康监测等。