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DNA聚合酶η小分子抑制剂筛选

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期50卷 35-41页

作者：曹佳佳叶舒迈赵烨浙江大学生命科学学院浙江杭州310058

DNA损伤修复以及基因组稳定性维持对于动植物正常生长和防御逆境至关重要。针对DNA聚合酶错误掺入导致的基因组不稳定性,本研究以DNA聚合酶η为研究对象,通过计算分子模拟对接的方式,对其可能的小分子抑制剂进行筛选,并对其酶动力学参... 详细信息

DNA损伤修复以及基因组稳定性维持对于动植物正常生长和防御逆境至关重要。针对DNA聚合酶错误掺入导致的基因组不稳定性,本研究以DNA聚合酶η为研究对象,通过计算分子模拟对接的方式,对其可能的小分子抑制剂进行筛选,并对其酶动力学参数进行测定。结果显示:脱氧腺苷三磷酸(deoxyadenosine triphosphate,d ATP)对DNA聚合酶η的活性具有抑制效果,使其延伸的相对效率为36%~42%。分子模拟对接和体外实验结果表明,相较于dATP(亲和力为-26.7 kJ/mol),环鸟苷酸-腺苷酸(cyclic GMP-AMP,cGAMP)与DNA聚合酶η具有更低的结合能(亲和力为-35.1 kJ/mol)。酶动力学参数测定结果也表明,相较于dATP,cGAMP具有更强的抑制能力且在浓度为0.5 mmol/L时达到最强(相对延伸效率为13%)。因此,本研究筛选获得了针对DNA聚合酶η的一种潜在的小分子抑制剂。同时,鉴于该蛋白质高表达导致细胞对抗肿瘤药物(DNA损伤剂)的耐受性,这为新型药物的开发提供了依据。

关键词： DNA损伤修复 DNA聚合酶酶动力学计算生物学环鸟苷酸-腺苷酸

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功能农业的生态系统观

中国科学:生命科学 2024年

作者：唐建军陈欣浙江大学生命科学学院生态学系

农业是人类利用阳光和大地的无私恩惠、持续运转的自然过程与不断演化的人类智慧,消灭人类社会饥饿与贫困,维持全人类持久健康幸福生活,保障人类持久和平,集科学、艺术、政治学与经济学于一体的综合系统工程,具有保障丰富的农产品供给... 详细信息

农业是人类利用阳光和大地的无私恩惠、持续运转的自然过程与不断演化的人类智慧,消灭人类社会饥饿与贫困,维持全人类持久健康幸福生活,保障人类持久和平,集科学、艺术、政治学与经济学于一体的综合系统工程,具有保障丰富的农产品供给、提供充足的就业机会、保育繁杂的生物多样性、调节各种生态功能、传承优秀农耕文化和提供多彩休闲旅游等多项功能.功能农业强调农业生产的物质性产品具有更完善的营养性和功能性,强调通过生产环节的布局和调控,对生态系统食物链上不同营养级的生物生长发育过程及元素的迁移转运及同化代谢过程,尤其是生态系统不同层级上所发生的营养互并效应进行有目标的调控以达到目的.功能农业的理论支撑是生态系统生态学,因此功能农业的实践是一个宏大的系统工程,是一个以代谢调控为核心,以目标元素和目标成分的科学转运和精准养成为关键,充分考虑元素的存在形态、生物学有效活性及不同生物类型代谢差异及适应生态幅的特征,在代谢促进保障健康和阈值以外的过量中毒或者缺素不足之间进行权衡.本文还围绕功能农业的当今现状,提出功能农业面临的六大挑战,并阐述了相应对的对策,包括促进形成高度的共识,研发完整配套的技术体系,以更加严谨的科学成果展示效果,制定出合乎各类人群实际需要的微量元素强化补给的安全阈限,在多变的农业生产场景下实施更可靠的质量调控,以及确定出更科学的评估标准,为功能农业的健康发展提供更多的参考.

关键词：功能农业生态系统视角营养阈值未来挑战与对策

人工智能时代生物信息学学科发展和人才培养模式研究

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学术前沿 2024年第16期 21-27页

作者：陈铭浙江大学生命科学学院

生物信息学作为生命科学与生物技术/信息技术研究领域的关键交叉学科,对生物经济和数字经济的贡献日益显著。当前,生物信息学仍面临学科体系不健全、定位模糊以及交叉合作不充分等挑战,多模态高维度生物大数据的准确性、分析处理和共享... 详细信息

生物信息学作为生命科学与生物技术/信息技术研究领域的关键交叉学科,对生物经济和数字经济的贡献日益显著。当前,生物信息学仍面临学科体系不健全、定位模糊以及交叉合作不充分等挑战,多模态高维度生物大数据的准确性、分析处理和共享整合问题也考验着生物信息学的发展。在建设科技强国的过程中,生物信息学是生物经济产业布局的关键环节。与此同时,人工智能技术的融入正引发生命科学研究范式的转变,促使生物信息学从认知科学向工程创造的STEM并存模式方向发展。此外,生物信息学面临人才培养同质化和优秀青年人才“内卷”的困境,需要构建多层次培养体系和优化科研环境,培养具有战略眼光的科学家。由此,应加强顶层设计,完善学科体系与教学体系;建立多元化人才培养体系;全面推进“101计划”;优化教育资源分配和教学模式创新。

关键词：生物信息学人工智能人才培养 STEM 优化教育资源分配

利用生物声学指标评估暗针叶林鸣禽围攻事件中的鸣声特征

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 118-126页

作者：王江月田佳周正暘马晓昀龙玉王戎疆李晟北京大学生命科学学院北京100871

利用鸣声播放实验,并结合自动录音技术,综合使用多种声学指数,探究亚高山森林生态系统中,森林鸣禽在围攻事件中鸣声的声学特征及其变化规律。2021年夏季,在四川王朗国家级自然保护区冷云杉暗针叶林中分别播放领鸺鹠(Glaucidium brodiei... 详细信息

利用鸣声播放实验,并结合自动录音技术,综合使用多种声学指数,探究亚高山森林生态系统中,森林鸣禽在围攻事件中鸣声的声学特征及其变化规律。2021年夏季,在四川王朗国家级自然保护区冷云杉暗针叶林中分别播放领鸺鹠(Glaucidium brodiei)鸣声和暗绿柳莺(Phylloscopus trochiloides)报警鸣叫来引发鸣禽围攻,使用自动录音设备记录播放期间及播放前后在实验位点上自由活动的森林鸣禽的鸣声。设置12个位点,每个位点进行领鸺鹠和暗绿柳莺播放实验各一次。24次实验共记录到分属3目17科的28种鸟类参与围攻行为,实验录音总有效时长为1057分钟。对围攻行为的观察和对录音记录的声学指数分析结果表明:1)领鸺鹠鸣声和柳莺报警鸣叫都可以有效地引发鸣禽的围攻行为,柳莺类与山雀类鸣禽是参与围攻的主体;2)两种鸣声播放期间,森林鸣禽的鸣声声强均显著高于播放前(领鸺鹠鸣声实验SPLavg=-31.02±4.87 dB(播放期间),SPLavg=-42.74±4.68 dB(播放前空白段),p=0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验SPLavg=-33.26±4.05 dB(播放期间),SPLavg=-46.38±4.54 dB(播放前空白段),p=0.001),鸣声复杂度均显著低于播放前(领鸺鹠鸣声实验H=0.76±0.02(播放期间),H=0.80±0.03(播放前空白段),p=0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验H=0.77±0.02(播放期间),H=0.82±0.02(播放前空白段),p=0.001);3)播放领鸺鹠鸣声或暗绿柳莺报警鸣叫并未引发声学指数变化程度的显著不同。研究结果从声学层面为鸟类行为研究提供新的思路,同时为大范围的声景监测数据提供新的行为学应用场景。

关键词：自动录音技术声学指数鸟类围攻行为鸣声播放实验森林鸣禽王朗国家级自然保护区

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作物磷高效遗传改良与生物安全研究进展

农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1909-1922页

作者：徐纪明陆宏吴忠长毛传澡浙江大学生命科学学院植物生物学研究所

磷(phosphorus, P)是植物生长发育必需的大量营养元素之一，在植物生长发育过程中发挥着不可替代的作用。植物磷养分吸收利用的生理及分子调控机制的解析，是通过遗传改良提高作物磷吸收利用效率的基础。由于砷酸盐与磷酸盐具有相似的... 详细信息

磷(phosphorus, P)是植物生长发育必需的大量营养元素之一，在植物生长发育过程中发挥着不可替代的作用。植物磷养分吸收利用的生理及分子调控机制的解析，是通过遗传改良提高作物磷吸收利用效率的基础。由于砷酸盐与磷酸盐具有相似的化学性质，在提高作物磷吸收的同时，砷酸盐的吸收也可能同时提高，因此通过遗传改良提高作物磷养分吸收效率的同时，作物砷元素含量，尤其是可食用部位的含量也需要重点关注。本文综述了植物磷吸收、转运及磷信号调控机制，磷、砷偶联吸收分子机制等的研究进展，并对目前作物磷高效遗传改良模式进行了总结，以期为作物磷高效遗传改良及生物安全评价提供参考。

关键词：磷高效遗传改良砷酸盐生物安全

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拮抗青枯雷尔氏菌的放线菌筛选及其防病作用

中国农业科学 2024年第7期57卷 1319-1334页

作者：廖鑫琳郭鑫杨季学邵嘉朱袁歆瑜胡佳燕陈晓晓蒋冬花浙江师范大学生命科学学院

【目的】青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是烟草的主要病害。本研究从不同生境的土壤中筛选出对青枯雷尔氏菌有较强拮抗作用的放线菌，探究其对青枯雷尔氏菌的生理特征影响以及对烟草青枯病的防治效果，为进一步开发... 详细信息

【目的】青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是烟草的主要病害。本研究从不同生境的土壤中筛选出对青枯雷尔氏菌有较强拮抗作用的放线菌，探究其对青枯雷尔氏菌的生理特征影响以及对烟草青枯病的防治效果，为进一步开发防病微生物菌剂提供理论依据。【方法】利用共培养法和牛津杯法筛出目标放线菌后，通过形态学研究、生理生化试验和多基因系统发育分析对目标菌株进行菌种鉴定。通过96孔板法测定目标放线菌粗浸膏对青枯雷尔氏菌的最低抑菌浓度(MIC)。粗浸膏对青枯雷尔氏菌处理后，检测青枯雷尔氏菌的生长动态变化，并用扫描电子显微镜观察其形态的变化；通过测定β-半乳糖苷酶活性和碘化丙啶(PI)荧光试验以及傅里叶变换红外光谱观察对细胞膜通透性和膜成分的影响；通过测定胞外多糖(EPS)、胞内活性氧(ROS)等探究目标放线菌株对青枯雷尔氏菌的影响。并通过盆栽试验测定目标放线菌株对烟草青枯病的防治效果。【结果】根据形态特征、生理生化试验结果和测序结果，将筛选得到的目标放线菌Sa-21菌株鉴定为雷帕链霉菌(Streptomyces rapamycinicus)，对青枯雷尔氏菌的抑菌圈直径达47.9 mm。Sa-21菌株粗浸膏抑制青枯雷尔氏菌的最低抑菌浓度为0.5μg·mL-1，对菌体增殖也有明显的抑制作用，并且试验范围内随着粗浸膏浓度的升高抑制作用增强。扫描电子显微镜观察到粗浸膏处理后的青枯雷尔氏菌菌体结构发生改变，导致菌体出现穿孔和皱缩等现象，试验范围内随着粗浸膏浓度的升高，破裂菌体数量增加，皱缩程度增强，并且粗浸膏处理后，碘化丙啶可以穿过细胞膜与胞内物质结合发出荧光，且β-半乳糖苷酶活性显著增加，说明处理后的青枯雷尔氏菌细胞膜通透性提高。进一步研究发现，粗浸膏处理可导致青枯雷尔氏菌胞内活性氧积累，胞外多糖产量下降，说明对细胞膜造成了一定程度的损伤。盆栽防病试验表明，先接种病原菌后喷施发酵滤液10倍稀释液的处理对烟草青枯病的相对防治效果为67.61%，而先喷施发酵滤液10倍稀释液再接种的处理对烟草青枯病的相对防治效果为85.89%。【结论】链霉菌Sa-21能抑制青枯雷尔氏菌菌体增殖、破坏细胞膜结构，对烟草青枯病有较好的防治效果，具有一定的开发潜力和应用价值。

关键词：青枯雷尔氏菌雷帕链霉菌放线菌生物防治

郑州城市公园鸟类群落嵌套分布格局及其影响因素

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生物多样性 2024年第3期32卷 48-58页

作者：王鹏隋佳容丁欣瑶王伟中曹雪倩赵海鹏王彦平河南大学生命科学学院河南开封450004 西藏大学生态环境学院拉萨850000 武汉大学生命科学学院武汉430072 信阳生态研究院河南信阳464000 南京师范大学生命科学学院南京210023

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decrea... 详细信息

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decreasing fill)分别计算郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落的嵌套分布格局,采用Spearman偏相关检验分析了公园嵌套序列与公园特征参数(公园面积、隔离度、生境类型数量和建筑指数)的关系,以及物种嵌套序列与物种生态学特征(体长、地理分布范围、窝卵数和最小面积需求)的关系。WNODF分析结果显示,郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落均是显著嵌套的。Spearman偏相关分析结果显示,公园面积和最小面积需求与鸟类群落嵌套程度显著相关,生境地点矩阵分析结果显示为显著嵌套,建筑指数也会影响水鸟群落的嵌套分布格局,但随机放置模型结果显示城市公园鸟类不符合被动取样假说。因此,选择性灭绝与生境嵌套是郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落嵌套分布格局的主要驱动因素。研究结果表明,为了更好地保护郑州城市公园的鸟类多样性,应优先保护面积较大和生境类型多的公园,以及最小面积需求大的鸟类;同时由于水鸟与林鸟对城市化的反应不同,在制定保护策略时应区别对待。

关键词：鸟类嵌套分布格局选择性灭绝城市公园生境嵌套 WNODF

低温处理对段殖黄线藻生长、油脂积累、光合及抗氧化酶活性的影响

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水生生物学报 2024年第4期48卷 653-664页

作者：邓仟朱瑞鸿高保燕于博涵唐子涵张成武暨南大学生命科学学院生态学系广州510632

以丝状产油微藻段殖黄线藻(Xanthonema hormidioides)作为实验材料,经过低温(5℃)预处理后的藻种与常温(25℃)条件下的藻种进行对比实验,研究段殖黄线藻在不同温度(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃)和高、低氮浓度(18和3 mmol/L)条件下的... 详细信息

以丝状产油微藻段殖黄线藻(Xanthonema hormidioides)作为实验材料,经过低温(5℃)预处理后的藻种与常温(25℃)条件下的藻种进行对比实验,研究段殖黄线藻在不同温度(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃)和高、低氮浓度(18和3 mmol/L)条件下的生长和油脂积累及低温(5℃)对这两种状态下的藻种光合活性和抗氧化酶系统的影响。结果显示:低温预处理后的段殖黄线藻在各温度下积累的生物量要高于常温条件下的段殖黄线藻,在15℃时可达到最高生物量为10.1 g/L,20℃条件下可获得最高油脂和脂肪酸绝对含量,分别占干重的64.20%和49.05%(3 mmol/L),蛋白质含量在15℃时达到最高为43.5%(18 mmol/L),总碳水化合物则基本维持在10%—25%。5℃下段殖黄线藻对光的利用率(α)及最大电子传递速率(ETRmax)均受到明显抑制,低温预处理后的段殖黄线藻叶绿素a含量、Fv/Fm和Fv/Fo值均在第9天后超过常温实验组,最高分别可达9.98 mg/g、2.99和0.75(3 mmol/L)。与常温实验组相反,低温预处理后段殖黄线藻在5℃下ETRmax和对强光的耐受能力(IK)均有所升高。此外,低温预处理后段殖黄线藻超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的最大活性可达65.6和0.56 U/mg protein,均显著高于常温段殖黄线藻(P<0.05)。综上,低温预处理后的段殖黄线藻生长和代谢产物的积累更具优势,并且在低温适应性、光合效率及抗氧化应激方面的能力也得到显著提升。

关键词：低温预处理生长油脂积累光合活性抗氧化酶段殖黄线藻

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萝卜硫素抗癌作用研究进展

食品工业科技 2024年第12期45卷 386-394页

作者：刘昕昕邹萍朱晨晨王洋王子铭温州大学生命与环境科学学院浙江温州325000 东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040

癌症是威胁人类健康的头号杀手,其致死率占所有疾病之首。目前,治疗癌症的方式不可避免地存在相关副作用,因此开发安全、有效的抗癌药物成为人们关注的焦点。萝卜硫素作为十字花科植物中生物活性高的天然化合物之一,具有抗癌、抗氧化、... 详细信息

癌症是威胁人类健康的头号杀手,其致死率占所有疾病之首。目前,治疗癌症的方式不可避免地存在相关副作用,因此开发安全、有效的抗癌药物成为人们关注的焦点。萝卜硫素作为十字花科植物中生物活性高的天然化合物之一,具有抗癌、抗氧化、抗病毒等特性,其中,治疗癌症的作用机理被人们广泛研究。萝卜硫素可以通过调控细胞周期、抑制细胞的迁移和侵袭以及抑制凋亡相关蛋白的表达从而抑制癌细胞的生长,也可以通过抗炎和抗氧化,抑制癌细胞的发生和发展。与传统治疗癌症的方法相比,萝卜硫素具有安全、易获得的特点,在抗癌方面有较大的发展潜力。本文综述了近两年萝卜硫素抗癌作用机制,为萝卜硫素的抗癌作用的进一步研究提供了相应的理论依据。

关键词：萝卜硫素抗癌特性抗炎抗氧化作用机制