养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

利用直扩PCR试剂盒检测小麦多效抗病基因

为了明确直扩PCR在小麦多效抗病基因检测中的效果,促进廉价、快捷的直扩PCR技术在小麦分子育种中的应用,本研究通过对聚合三个多效抗病基因Sr2、Lr34、Lr67的BC2单株进行直扩PCR检测,筛选到了三个基因聚合的杂合单株,证明了直扩PCR的有效性,并讨论了直扩PCR的优缺点和影响因素,为直扩PCR技术在作物分子育种中的推广应用提供参考。     

基于线粒体COⅠ基因序列的2种仿对虾遗传差异

哈氏仿对虾和细巧仿对虾是东海经济虾类资源中主要的仿对虾属种类,为调查研究浙江省舟山市近海这2种虾类种质资源现状及亲缘关系,通过PCR扩增获得2种仿对虾线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基Ⅰ,基因长度为632 bp的序列片段,共检测到101个变异位点,其中简约信息位点99个,哈氏仿对虾有4种单倍型,细巧仿对虾有3种单倍型。统计碱基组成发现,二者在目的片段上的A+T含量分别为62.0%、62.9%,均显著高于C+G含量。细巧仿对虾的单倍型多样性与核苷酸多样性均高于哈氏仿对虾,采用邻接法构建分子系统树,并基于木村双参数遗传距离计算2种仿对虾的分化时间约在5.93百万年前。初步摸清了哈氏仿对虾和细巧仿对虾遗传多样性现状并比较了两者间的遗传差异,研究结果以期为仿对虾属经济物种的遗传信息和系统发育提供分子生物学参考依据。     

小麦持久条锈病抗源品种89144(BJ144)芒性状遗传分析

分别以小麦持久条锈病抗源品种89144-2-3-11-2、89144-2-14-4-1-2为父本，感病小麦品种铭贤169为母本进行常规杂交，F1代种子单粒播种，在F2代成株期进行芒的分离遗传分析。结果表明，供试顶芒品系和全芒小麦杂交后，2组合F2代群体芒的性状分离均符合1∶2的理论比例，全芒对顶芒均为显性，且全芒受1对显性基因的控制。这是否说明小麦芒性或顶芒还存在隐性性状的可能，抑或与该小麦材料是外源DNA导入小麦的变异后代有关，需要进一步研究。     

绵羊HTR4基因的生物信息学分析

利用生物信息学数据库及软件，对绵羊羟色胺受体4基因(hydroxytryptamine receptor 4，HTR4)进行生物信息学分析，以初步了解其结构并进行功能预测。结果表明，绵羊HTR4基因所含最大长度的开放阅读框为1 317 bp，编码438个氨基酸残基。HTR4基因编码的蛋白分子质量为49 437.09 KDa，理论等电点(pI)为8.32。亚细胞定位结果表明其编码产物主要定位于质膜(60.9%)，且不属于分泌蛋白。HTR4蛋白不存在信号肽序列，存在7段跨膜结构且无低复杂性段区域，该蛋白的二级结构以α螺旋为主，且三级结构主要由α折叠缠绕形成。     

绵羊GP5基因的生物信息学分析

为探讨绵羊血小板糖蛋白V基因(Glycoprotein V，Platelet，GP5)编码蛋白的结构和功能，以NCBI网站的GenBank数据库中发布的绵羊GP5基因序列(登录号为XM_ 027965957.1)为基础，采用生物信息学在线工具和软件对绵羊的GP5基因进行生物信息学分析。结果表明，绵羊GP5基因序列中包含1个最大长度为1 620 bp的开放阅读框，推测其编码539个氨基酸，其中亮氨酸含量最多，为22.6%。GP5基因所编码的蛋白其相对分子质量约为59 305.38 KDa，理论等电点为9.40；亚细胞定位结果表明其主要位于内质网(44.4%)。GP5蛋白含有信号肽和跨膜螺旋结构，在二级结构预测中，该蛋白以无规卷曲为主，为70.14%。GP5蛋白三级结构主要由无规卷曲折叠缠绕形成，与二级结构预测结构一致。     

绵羊NRCAM基因的生物信息学分析

利用生物基因组学数据库，对绵羊神经原相关的细胞粘附分子基因(neuro-related celladhesion molecule，NRCAM)进行生物信息学分析，以初步了解其结构并对其编码的蛋白质的功能进行预测。结果表明，绵羊NRCAM基因含有1个最大长度为3 648 bp的开放阅读框，编码1215个氨基酸残基。NRCAM 基因编码产物的分子质量为134 367.13 KDa，理论等电点为5.49。亚细胞定位主要位于细胞质(26.1%)，属于分泌蛋白，且存在信号肽序列。存在5段IGc2区、1段IG区，1段低复杂性区域以及4段FN3区，且有1段跨膜结构；二级结构以无规卷曲和β折叠为主，三级结构主要由无规卷曲和β折叠缠绕形成。     

银杏ERF转录因子家族的全基因组学鉴定及表达模式分析

以银杏基因组数据库为基础，通过序列比对，并经过鉴定筛选，共获得112个ERF转录因子家族成员，对其进行生物信息学及表达模式分析。结果显示：银杏112个ERF成员在系统进化树上分为10个亚家族；基因结构分析表明，大部分ERF家族基因结构简单，仅少量基因含有1～4个内含子；基因表达分析显示，39个ERF基因在雄蕊中表达量较高，20个基因在幼苗中表达量较高，40个基因在胚中表达量较高；部分基因在雄蕊、胚和幼苗中具有相同的表达模式，说明其可能具有类似的功能。