菌藻共生高效产氢体系研究进展

通过对当前菌藻共培养产氢机理的归纳整理,分析了影响产氢效率的关键因素,就促进菌藻共生高效产氢的方法进行了探讨,并对菌藻共生产氢过程中存在的问题进行了归纳,提出了一些改进措施,期望能够为菌藻共培养技术研发提供帮助,为氢能高效、清洁、可持续工业化生产提供前期探索。

CRISPR/Cas9介导人HBB基因突变体在猪成纤维细胞的靶向敲入

目的将人地贫相关基因HBB(hHBB)的高频突变体基因型Condons41/42(-CTTT)靶向敲入猪成纤维细胞,并筛选出基因型阳性的纯合子细胞系。方法(1)合成人地贫相关基因HBB(hHBB)突变体,并构建猪HBB位点两条同源臂载体。(2)利用infusion技术将hHBB突变体插入两个同源臂之间,构建同源重组终载体。(3)用在线软件http://crispr.mit.edu/设计靶向猪HBB的sgRNA,并在猪PK15细胞中验证其活性。(4)利用电转染法把CRISPR/Cas9、sgRNA和目的载体共同转入巴马猪胎儿成纤维细胞中,筛选单细胞克隆。结果(1)合成了hHBB突变体,从野生型巴马猪基因组上扩增左同源臂(1.062×103)以及右同源臂(1.024×103),并将三者连接到终载体pGH-LA-hHBB-RA。(2)设计合成了11条靶向猪HBB基因的sgRNA,全部验证活性后最终挑选#2sgRNA和#11sgRNA用于后续实验。(3)通过CRISPR系统共制备出15株有hHBB突变体定点敲入的猪成纤维细胞系,其中6株细胞正常表达hHBB基因。结论本研究所制备的携带人源化HBB基因突变体的猪成纤维细胞,将为创制高度模拟人地贫的模型猪奠定基础。

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH4+-N 60 mg/L,NO2--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH4+-N和NO2--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH4+-N 60~300 mg/L,NO2--N 100~355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m3·d)提升至1.29 kg/(m3·d);采用高基质进水(NH4+-N 390 mg/L,NO2--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m3·d),脱氮效能提高63%。

接种嗜热侧孢霉对堆肥木质纤维素降解的影响

以猪粪和木屑为堆肥试验材料,研究接种嗜热侧孢霉对堆肥温度、pH、含水量、木质纤维素相对含量、纤维素相关酶活及细菌、真菌群落结构的影响。结果表明,与对照组相比,接菌组升温较快,在堆肥第1天就达到了50℃,达到高温期后含水量下降较快。堆肥结束时,接菌组的纤维素和半纤维素相对含量分别下降了8.50%和16.86%,分别高于对照组的1.50%和13.53%。酶活分析表明,接菌后,β-1,4-葡聚糖酶活性明显提高,木聚糖酶活性出现3个峰值,其中最大峰值为7.90 U/g,是对照组的最大峰值的2.62倍。锰过氧化物酶的活性也有明显提高。接种嗜热侧孢霉在一定程度上也影响了堆肥的细菌及真菌群落结构变化。由此可见,在堆肥中接种嗜热侧孢霉可以加快堆肥升温,促进有机质分解和转化。

CRISPR/Cas9技术介导猪基因组单碱基编辑效率的研究

利用国际上最新的两种基于CRISPR/Cas9的BE3(Cytosine base editor,CBE)和ABE7.10(Adenine base editor,ABE)单碱基修饰技术对猪基因组靶基因位点进行编辑效率的分析研究。设计、合成并构建4个猪基因组靶基因位点gRNA表达载体,分别与CBE或ABE共转染PK15细胞,继续培养48 h,结合二代测序技术测定单碱基替换效率和indels发生率。结果表明,单碱基编辑系统BE3和ABE7.10对猪基因组靶位点碱基修饰的活性编辑窗口主要分别为5个核苷酸和4个核苷酸;两套单碱基编辑系统主要对编辑窗口内的目标碱基进行单碱基转换而非indel;两套单碱基编辑系统对猪基因组碱基置换有一定偏好性,其中CMAH、MC1R(1-2)、MC1R(2-1)基因编辑窗口内C→T的效率分别为2.2%、0.4%和1.3%;猪GGTA、MSTN-2窗口内A→G的效率分别为1.4%、1.4%。表明单碱基编辑系统BE3和ABE7.10均能够对猪细胞的基因组靶位点序列进行有效的单碱基置换。