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    UDP-糖生物合成的研究进展
    陈归航, 李 春, 冯旭东
    生物学杂志    2023, 40 (2): 95-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.02.095
    摘要2464)      PDF   
    尿苷二磷酸(UDP)-糖是糖基化修饰利用的一类重要糖供体,从合酶途径、磷酸化酶途径和激酶途径总结UDP-糖的体内合成过程,由于关键酶的缺乏,只有UDP-葡萄糖(UDP-Glc)能从以上3种途径快速合成。通过特定功能酶能够实现UDP-糖之间快速转化,这种转化以UDP-葡萄糖为起始物,以UDP-葡萄糖醛酸(UDP-GlcA)为中间体,在此基础上,概述特定功能酶催化UDP-糖合成的最新进展,探讨脱氢酶、脱羧酶、异构酶和还原酶在UDP-糖转化中的重要作用。最后,剖析UDP-糖合成的现存问题,展望UDP-糖合成的未来研究方向,旨在为更快地挖掘UDP-糖基供体的作用潜能和实现更加高效低成本的糖基化修饰提供新思路。
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    干扰TLR4对LPS感染鸡HD11细胞免疫炎症的影响
    李 欢, 孙红艳, 于智勇, 孙长花
    生物学杂志    2022, 39 (4): 72-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.04.072
    摘要335)      PDF   
    Toll样受体(toll-like receptor, TLR)成员TLR4可识别革兰氏阴性细菌的脂多糖(lipopolysaccharide, LPS),参与宿主免疫炎症反应。研究旨在通过干扰基因TLR4,以阐释TLR4对炎性细胞因子基因表达水平和鸡巨噬细胞HD11凋亡的影响,为完善TLR4在鸡免疫反应中的分子调控机制提供一定依据。不同剂量LPS感染鸡HD11细胞,检测感染后不同时间点TLR4及免疫炎性相关基因表达量。设计3条TLR4基因干扰片段,分别转染鸡HD11细胞,qRT-PCR和流式分别检测LPS感染前后TLR4和免疫炎性相关基因表达量以及细胞凋亡。结果显示,1 μg/mL LPS感染8 h时诱导基因TLR4、IL-1β、IL-8和IL-6的表达效果最佳。成功干扰TLR4基因后,LPS感染鸡HD11细胞时促炎因子基因IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α表达量显著性降低(P<0.05),且有效抑制细胞凋亡;但抗炎因子基因TGF-β和IFN-α的表达水平不受影响(P>0.05)。结果说明,调节TLR4基因的表达可直接影响细胞对LPS的炎症反应,为控制过度炎症反应提供新思路和干预靶点,对缓解应激性病理损伤和提高家禽健康具有实践意义。
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    基于多组学的T-ALL差异基因筛选及分析
    李建伟, 岳欣蕾, 胡和智
    生物学杂志    2022, 39 (3): 46-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.03.046
    摘要432)      PDF   
    采用生物信息学方法分析急性T淋巴细胞白血病(t-cell acute lymphoblastic leukemia,T-ALL)患者转录组和表观遗传组的差异基因,以期筛选出该病的关键基因并探索其发病机制。从GEO与SRA数据库中下载T-ALL的RNA-seq、CTCF ChIP-seq、DNA甲基化数据,分别运用DESeq2、edgeR生物信息学分析软件筛选RNA-seq和ChIP-seq数据的差异基因,运用CHAMP软件筛选DNA甲基化数据的差异基因。从RNA-seq数据、ChIP-seq数据和DNA甲基化数据中分别筛选出5887个、5315个和2196个差异基因,3组数据取交集后得到119个差异基因。构建基因相似性融合网络,筛选出基因间相互作用强且多的48个关键基因。对关键基因进行GO和KEGG通路的功能富集分析,并使用STRING数据库构建蛋白互作网络,借助Cytoscape软件筛选出8个核心基因(CTLA4、CD7、GPR29、CD5、CD247、IL2RB、FASLG和CD274)。经检索CGC与CTD数据库,均表明这8个核心基因有成为T-ALL生物标志物的潜力,为深入探索T-ALL的发病机制及研发相关靶向药物提供帮助。
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    常压室温等离子体技术在微生物诱变育种中的研究进展
    陆 欢, 沈 玲, 尚晓冬, 刘建雨, 王瑞娟, 杨 慧
    生物学杂志    2023, 40 (4): 92-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.092
    摘要554)      PDF   
    主要阐述常压室温等离子体诱变(ARTP)技术的概念、诱变机理和影响诱变效果的因素,以微生物和食用菌诱变育种为主要内容,重点介绍ARTP诱变技术在细菌、放线菌和酵母等微生物菌种改良和提升生物合成能力方面的应用,以及在食用菌新品种选育等研究中的应用,分析ARTP诱变技术在微生物和食用菌育种研究中具有的优势以及面临的挑战,并说明今后研究重点是通过提高快速筛选目标菌株的技术水平,结合高通量测序、转录组和蛋白质组等多组学技术,深入探究经ARTP诱变后微生物和食用菌的遗传规律和调控生物活性物质合成的机制,以期通过新技术的建立和应用,为食用菌和微生物育种研究提供新思路,进而推动微生物和食用菌的种质创新及产业可持续发展。
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    不同底质及光照条件对轮叶黑藻组织培养及种植的影响
    吕 喆, 刘 杰, 张靖华, 万 云, 冷 欣
    生物学杂志    2022, 39 (3): 59-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.03.059
    摘要428)      PDF   
    为研究不同底质及光照条件对轮叶黑藻组培苗生长发育和种植的影响,开展了轮叶黑藻在4种光质(白光、红光、蓝光、红蓝混合光)和3种光周期(8、12、16 h/d)条件下的组织培养研究,及组培苗在3种底质(泥土、沙子、泥沙混合)和3种遮光程度(不遮光、40%遮光、80%遮光)条件下的种植研究。结果表明:红光显著提升了轮叶黑藻组培苗的干重和可溶性糖积累量,显著降低了可溶性蛋白的含量;蓝光促进叶绿素a的合成,抑制叶绿素b的合成;12 h/d光周期下干重最大,茎长最长,有利于叶绿素的合成;光周期的增长提高轮叶黑藻组培苗抗氧化酶活性。泥土底质比沙子底质更有利于轮叶黑藻生长,且80%的遮光有利于提升株高和茎部干重。研究不仅补充和完善了轮叶黑藻组织培养体系,同时也为组培苗的工程化应用提供了技术参考。
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    猪流行性腹泻病毒变异毒株的分离鉴定及遗传演化分析
    辛忠昊, 郭效珍, 逯晓寒, 焦安琪, 刘丽萍, 于 江, 黄 兵, 孙淑红, 吴家强
    生物学杂志    2022, 39 (3): 12-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.03.012
    摘要626)      PDF   
    猪流行性腹泻(PED)是由猪流行性腹泻病毒(PEDV)引起猪的一种急性高度接触性肠道传染病。为了解山东地区PEDV的遗传进化趋势,对2020—2021年收集的疑似猪流行性腹泻的临床病料进行RT-PCR检测。随后将处理好的病料上清液接种于Vero细胞进行PEDV病毒分离,并利用间接免疫荧光(IFA)进行验证,成功分离到一株PEDV毒株,命名为QH-202105。将分离株传代培养至第10代,提取RNA后进行扩增并全基因组测序,结合NCBI下载的参考序列对分离株的全基因组和S基因进行核苷酸同源性比对、系统发育树构建分析,结果显示,分离株与美国分离株USA/Colorado/2013核苷酸同源性最高,为99.1%,与CHM2013株同源性最低,为96.5%。经S基因氨基酸序列分析显示,分离株QH-202105在S基因的N端有60多处突变,两处氨基酸插入(包括第59~62位氨基酸的QGVN 4个氨基酸插入,第145位氨基酸N的插入)和两处氨基酸缺失(第115~118氨基酸的缺失,第167~168氨基酸的缺失)。进化树分析结果显示,分离毒株QH-202105为G2基因群,与CH/HNAY/2015和CH/ZJCX-1/2012亲缘关系最近,属同一进化分支。在此基础上,应用PROVEAN对QH-202105的S蛋白突变氨基酸进行功能预测,结果显示,在1361处(G→C)被判定为“Deleterious”,可以推测此处的突变对病毒的侵袭力可能存在间接影响。研究结果可为我国PEDV变异株的流行情况及防控提供参考。
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    一株好氧反硝化细菌的筛选鉴定及其脱氮特性
    朱红旭, 杨本芹, 高 媛, 翟红阳, 赵艳卿
    生物学杂志    2022, 39 (4): 38-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.04.038
    摘要358)      PDF   
    从滇池湿地植物根系中分离得到一株好氧反硝化细菌(Aeromonas),编号为RC-15。通过聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)对该菌株的关键反硝化酶基因进行鉴定,且对该菌株在不同环境因子(碳源、温度、初始pH值、碳氮比)条件下的反硝化能力进行探究。结果显示,该菌株成功扩增出反硝化酶基因napA和nirK,说明该菌株在有氧分子存在的条件下具有好氧反硝化能力。通过单因素试验得到在碳源为乙酸钠、温度为30 ℃、初始pH值为8.0、碳氮比为7的培养条件下该菌株反硝化能力最强,24 h时硝氮的去除率达到95.57%,对应的硝氮去除速率达到14.62 mg/(L·h)。研究筛选的菌株RC-15为后续投加高效反硝化菌株强化实际废水脱氮提供了新型菌源。
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    苯丙氨酸解氨酶基因密码子偏好性与进化分析
    李秋娥, 秦 余, 郑乔木, 谭国栋, 廖 海, 周嘉裕
    生物学杂志    2022, 39 (3): 36-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.03.036
    摘要376)      PDF   
    利用Codon W与EMBOSS等程序,分析42种不同植物来源的PAL基因序列密码子偏好性及可能形成机制,旨在为植物PAL基因的表达提高提供理论指导。RSCU结果显示,相比其他植物单子叶植物的密码子偏好性较高,CUC是其最优密码子。单子叶等植物偏好以G/C编码,双子叶植物偏好以A/T编码。ENc-plot结果表明,双子叶植物的偏好性主要受自然选择的影响,而单子叶植物的偏好性受到突变与自然选择的双重影响。聚类分析表明,基于CDS序列的聚类比基于RSCU聚类更适合作为植物系统发育分析。绝大多数单子叶植物适合在大肠杆菌中表达,而双子叶植物的PAL基因适合在酵母中表达;拟南芥相比烟草更适合作为所有42种植物PAL基因的遗传转化宿主。研究结果可为植物PAL基因的遗传进化研究与功能验证等奠定理论基础。
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    CS-MOF纤维对铜绿微囊藻的抑制效果及机理
    董泽樟, 薛舒心, 曹井国
    生物学杂志    2022, 39 (5): 72-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.05.072
    摘要270)      PDF   
    针对净水厂除藻问题,选取壳聚糖纤维和金属有机骨架(metal organic framework, MOF)为原材料,制备具有较强抑藻性能的复合材料CS-MOF,研究CS-MOF纤维对铜绿微囊藻生长、细胞结构、光合作用、抗氧化酶活性以及微囊藻毒素的影响。结果表明:CS-MOF纤维能够有效抑制铜绿微囊藻生长,抑制率随投加量的增加而升高,当投加量为0.6 g/L时,第12天的抑藻率可达85.6%。扫描电镜图显示,处理组的藻细胞受损严重,细胞形态发生显著改变。实验过程中,处理组的藻细胞光合系统遭到破坏,藻体中叶绿素a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量均呈下降趋势,对藻胆蛋白的抑制率明显高于叶绿素a和类胡萝卜素的抑制率。CS-MOF纤维能够破坏藻细胞的抗氧化酶系统,通过抑制SOD活性,使藻细胞受到更严重的损伤。此外,CS-MOF纤维通过抑制藻类生长和吸附藻毒素,可有效降低总藻毒素含量。
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    原核生物蛋白质N-糖基化修饰的研究进展
    谭亚红, 高利娟, 宋文霞, 卢雪梅
    生物学杂志    2022, 39 (5): 87-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.05.087
    摘要929)      PDF   
    蛋白质N-糖基化不仅存在于真核生物中,还存在于原核生物中,探讨蛋白质N-糖基化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰所具有重要的生物学功能,详细综述原核生物蛋白质N-糖基化及其生物学功能的研究进展,分析原核生物中N-糖基转移酶的结构及识别底物特点,并讨论原核生物N-糖基化系统在糖基化工程中的应用,以期为疫苗开发和疾病治疗提供方案。
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    Sox基因家族在水生动物性腺发育中的功能研究进展 #br# #br# #br# #br# #br#
    徐东杰, 谢 熙, 王蒙恩, 王振亚, 朱冬发
    生物学杂志    2022, 39 (3): 97-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.03.097
    摘要445)      PDF   
    简述SRY related HMG-box (Sox)基因家族的发现、鉴定及分类依据,分析不同亚族成员氨基酸序列的相似性,发现同一亚族内不同基因HMG-box区高度保守其相似性在80%以上,不同亚族基因之间HMG-box区保守性较低。介绍Sox基因家族在水生动物性腺发育中的功能研究进展,探讨发现鱼类的性腺发育主要受到Sox9、Sox3和Sox8等B、E亚族成员的调控;在虾蟹类中,B、E亚族Sox基因也被报道参与性腺发育等生理过程的调控;在软体动物中,Sox9、Sox2和SoxH等基因在其性腺发育中可能扮演了重要的调控作用。迄今,Sox基因家族在水生动物性腺发育中的研究以基因克隆和表达谱系分析为主,其作用机理和分子通路还需要更加系统深入的研究,以期完善水生动物性腺发育的分子调控机制。
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    先锋转录因子DUX4在人类胚胎合子基因组激活中的作用
    刘玉兵, 刘辰辰, 千日成
    生物学杂志    2022, 39 (3): 94-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.03.094
    摘要606)      PDF   
    总结近几年人类DUX4(double homeobox 4, DUX4)基因在细胞模型和早期胚胎基因组激活中的研究进展,发现先锋转录因子可与靶标基因的特定序列结合,诱导早期胚胎特异性染色质开放性建立及合子基因组激活(zygotic genome activation, ZGA),在母型-合子转换中发挥关键作用。探究先锋转录因子在人类早期胚胎ZGA中的作用,DUX4蛋白参与启动其他合子基因组激活基因的表达,可能是人类合子基因组激活的先锋转录因子,并对未来研究方向进行展望。
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    根际有机酸对土壤中重金属化学行为和生物有效性的影响研究进展
    周 松, 杨健豪, 晏士玮, 闫童, 张玲玉, 叶文玲
    生物学杂志    2022, 39 (3): 103-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.03.103
    摘要354)      PDF   
    介绍土壤中有机酸的种类、来源及其对土壤中重金属的化学行为和生物有效性的影响,归纳有机酸分泌差异化的影响因素及其改变土壤pH值的作用机理;重点阐述根际有机酸对土壤中重金属的赋存形态和生物有效性的影响机制;分析根际有机酸不仅可以通过酸化、络合和交换等非生物作用发挥活化营养物质和金属解毒的作用,还可以通过作为电子供体和充当电子传递体等生物作用改变土壤中重金属的形态或价态,进而影响土壤中重金属的迁移与转化。通过阐明有机酸的基本属性及其对土壤中重金属化学行为和生物有效性的影响机制,期待为有机酸更广泛的科学利用及其对土壤重金属污染的治理提供理论依据。
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    替代动物的实验伦理规范研究进展
    魏 欣, 徐维平
    生物学杂志    2022, 39 (3): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.03.001
    摘要409)      PDF   
     通过对实验动物使用情况和动物实验伦理不规范现状进行概述,指出替代动物发展的必要性及其伦理审查优势。总结和归纳替代动物实验的研究范围和伦理规范指导原则以及伦理规范审查的相关内容,讨论替代动物相关技术发展在科学研究和教学中的重要地位。列举替代动物研究伦理规范实施后追踪的相关情况,并对未来国内替代动物研究伦理评估标准的规范化重点发展方向作了展望。
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    促凋亡蛋白Bax和Bak通过Nrf2/GPX4信号通路调控铁死亡
    韩 靖, 赵国平
    生物学杂志    2023, 40 (3): 6-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.03.006
    摘要924)      PDF   
    为探究促凋亡蛋白Bak/Bax对erastin诱导铁死亡的调控机制,以野生型(WT)、Bak/Bax双敲除(Bak/Bax-DKO)、Bax敲除(Bax-KO)和Bak敲除(Bak-KO)的小鼠成纤维细胞(MEFs)为实验对象,利用CCK-8和流式细胞术检测细胞存活率和活性氧(ROS)的生成量,利用试剂盒测定GSH/GSSG水平,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western Blot)检测相关基因和蛋白的表达水平。结果显示:与野生型细胞相比,敲除Bak和Bax显著抑制erastin诱导的铁死亡,RT-qPCR和Western Blot检测发现,相比WT细胞,Bak/Bax-DKO细胞中核因子NF-E2相关因子2(Nrf2)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白、GPX4 mRNA表达水平明显升高。进一步研究发现:与Bak/Bax双敲除类似,敲除Bax也显著抑制erastin诱导的铁死亡,促进GPX4的蛋白表达水平;而敲除Bak对erastin诱导的铁死亡及GPX4的蛋白表达水平无明显影响。结果表明,促凋亡蛋白Bax和Bak通过Nrf2/GPX4信号通路抑制erastin诱导的铁死亡,且Bax在其中起主导作用。
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    漆酶Lcc9在灰盖鬼伞菌中的同源过表达
    张晶娜, 周 刚, 刘娟娟, 方泽民, 肖亚中
    生物学杂志    2022, 39 (6): 47-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.06.047
    摘要281)      PDF   
    为了高效制备漆酶Lcc9,克隆了Lcc9编码基因,利用酿酒酵母同源重组技术构建lcc9过表达载体并在Corprinopsis cinerea Okayama 7#130(OK7)和FA2222中进行同源过表达。经原生质体共转化、再生培养基初筛、最简培养基复筛,分别获得46株OK7和29株FA2222阳性转化子。摇瓶发酵结果显示,在Kjalke培养基中接种5%(体积分数),经37 ℃培养6~7d后,OK7阳性菌株漆酶活力达到5.1~21.1U/mL,FA2222阳性菌株漆酶活力达到3.7~12.3U/mL,分别为野生型表达量的19.2和241.2倍。在3L发酵罐中对FA2222阳性菌株进行漆酶的发酵制备,结果显示,经37 ℃、50r/min培养108h后菌株漆酶活力达59U/mL,相比普通摇瓶发酵,漆酶活力进一步提高了4.8倍。
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    天然产物活性分子毛兰素抗肿瘤作用研究进展
    洪 静, 杨方瑶, 蒋立翔, 简甜甜, 王思瑜, 黄新河
    生物学杂志    2022, 39 (6): 89-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.06.089
    摘要379)      PDF   
    天然产物是抗癌药物的重要来源,通过对国内外现有研究的整理和分析,对药用植物铁皮石斛和鼓槌石斛中天然产物联苄类小分子毛兰素的抗肿瘤作用及其抗肿瘤分子机制进行综述。介绍石斛类天然产物的药用历史和药理活性,重点对毛兰素的多种药理作用尤其是其抗肿瘤作用进行分析,进一步结合多项体外及体内研究,阐述毛兰素对多种癌细胞株的肿瘤增殖抑制作用,通过对现有研究梳理,聚焦毛兰素通过诱导癌细胞凋亡、自噬,阻滞癌细胞周期,抑制癌细胞迁移侵袭,抑制肿瘤新生血管生成等多种分子机制发挥其肿瘤调控作用,并对JNK、PI3K/AKT、ERK等多条毛兰素相关信号通路及相关因子进行总结;最后,基于毛兰素的研究现状对其在成药研究及临床应用中的前景进行展望。
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    “十四五”背景下合成生物学产业发展趋势分析
    王浩绮, 高 豪, 信丰学
    生物学杂志    2023, 40 (3): 1-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2023.03.001
    摘要804)      PDF   
    合成生物学的快速发展正在改变生物技术行业的产业布局。目前,合成生物技术已经广泛应用于天然产物合成、医学、能源、工业等多个领域。伴随我国《“十四五”生物经济发展规划》的颁布,被誉为“第三次生物科技革命”的合成生物学研究热度高涨。合成生物学凭借更经济、环境友好等突出特点,将颠覆相当一部分传统行业。梳理我国合成生物学领域行业政策和国内合成生物学产业,并针对合成生物学在生物基化学品、生物制药、农业、食品、医美和化妆品领域的作用进行重点阐述,同时对其未来发展进行展望。
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    安徽省翘嘴鲌野生群体的遗传多样性分析
    胡玉婷, 侯冠军
    生物学杂志    2022, 39 (4): 79-.   DOI: 10.3969/j.issn.2095-1736.2022.04.079
    摘要265)      PDF   
    为探讨安徽省翘嘴鲌(Culter alburnus)野生群体的遗传多样性及亲缘关系,利用10对微卫星标记分析4个翘嘴鲌采样群体(巢湖、武昌湖、新安江和淮河干流)的遗传多样性与遗传结构。结果显示:4个群体的等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、预期杂合度(He)、多态信息含量(PIC)分别为10.4~12.2、5.9~6.9、0.654~0.800、0.739~0.778和0.689~0.738,均显示高度的遗传多样性;分子方差分析(AMOVA)群体内遗传变异占比95.71%,远高于群体间的4.29%;总群体遗传分化系数(Fst)仅为0.043,成对群体间Fst为0.025~0.056,表现为低度分化;群体间基因流值(Nm)为4.21~9.75,表明群体间基因交流频繁;基于群体间遗传距离构建系统进化树显示,新安江群体与巢湖群体亲缘关系最近,与淮河群体最远。使用软件Structure 2.3.4遗传聚类分析结果显示其最佳聚类分组为4,但与各采样群体不相对应,群体间遗传相似个体交叉较多。研究表明:翘嘴鲌4个采样群体的遗传多样性高、遗传分化不显著,群体间可能存在种质混杂。
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    结核分枝杆菌诱导宿主Ⅰ型干扰素应答及其免疫调控功能研究进展
    姚志鸿, 张志芳, 胡苏洁, 刘 慧, 陈 祥, 徐正中, 焦新安
    生物学杂志    2022, 39 (4): 94-.   DOI: 10.3969/j.issn. 2095-1736.2022.04.094
    摘要329)      PDF   
    阐述结核分枝杆菌感染过程中I型干扰素的免疫功能,I型干扰素既可以作为活动性结核的标识并加剧结核致病过程,同时也参与机体的抗结核免疫防御过程并降低结核分枝杆菌胞内存活。另外,在不同层面归纳结核分枝杆菌感染诱导宿主I型干扰素表达及信号通路活化的机制,并探讨结核分枝杆菌可以通过调控I型干扰素应答水平以逃逸宿主免疫,从而促进其在宿主体内持续感染。旨在总结结核分枝杆菌诱导宿主Ⅰ型干扰素应答及其免疫调控功能的研究进展,进而为抗结核药物靶标筛选及疫苗研制提供新思路。
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