生活污水污泥驯化过程中细菌多样性及演替规律

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了实验室生活污水处理系统(Anoxic/Oxic工艺)好氧池内细菌多样性及演替规律,推究污泥中优势细菌与水质变化之间的关系.提取不同驯化时期污泥的细菌总DNA,以细菌的通用引物PCR扩增16S rRNA基因V3区,DGGE分析扩增产物,并对优势细菌的DNA片段进行回收、序列分析;构建驯化稳定后污泥的16SrDNA克隆文库.结果表明:系统内细菌群落结构随污泥驯化过程的进行发生了明显的演替变化,克隆文库的序列分析表明污泥中细菌种群具有丰富的多样性,主要包括Proteobacteria类群,Bacteroidetes类群,Firmicutes类群,Zoogloea sp.,Pseudomonas sp.,Rhodobacter sp.,Planctomyces sp.,Clostridium sp.等.DGGE优势条带的测序结果结合水质处理效果分析表明:Proteobacteria类群,Pedobacter sp.,Sphingobacterium sp.对CODcr的去除起到了关键的作用.     

亚欧人群肤色适应性进化研究进展

现代人(Homo sapiens)距今约5～10万年前走出非洲并迁徙至世界各地繁衍生息,为了适应各种新环境而产生的肤色表型变化形成了人群肤色的多样性.针对环境如何影响人群肤色表型变化这一问题的探究,世界各地的研究者提出众多的理论假说来解释肤色和环境的联系.随着人类群体遗传学研究的深入开展,表型资料的大量积累及基因组学数据的大量产生和分析,越来越多的研究发现色素基因与亚欧人群肤色适应性进化有着密切的联系.本文将从环境因素和遗传机制对亚欧人群肤色适应性进化及其混合人群适应性进化进行综述,并对亚欧混合人群肤色适应性进化研究作出展望,以期全面了解亚欧人群肤色进化的自然选择过程和多基因互作下的亚欧人群的色素沉着,全面地解析人类肤色表型的进化规律.     

大连海湾仿刺参肠道细菌多样性的16S rDNA分析

采用构建16SrDNA克隆文库的方法对大连湾仿刺参肠道中的细菌进行了多样性研究,NCBI数据库中序列的Blast比对结果表明,大连湾仿刺参肠道细菌具有高度多样性。挑取149个阳性克隆子,经HinfⅠ和HaeⅢ限制性内切酶谱型分析后得到36个可操作分类单元(OTUs)进行序列测定,克隆文库库容覆盖率为75.8%,结果是大连湾仿刺参肠道细菌分属于14种(属),主要为弧菌(Vibiro),优势菌群为Proteobacteria,占86.1%。用CLUSTAL X软件对36个OTUs序列和NCBI基因库中最相似的序列进行分析,应用MEGA 4软件中neighbor-joining方法构建系统发育树,确定大连湾仿刺参肠道细菌与已知菌之间基因系统进化关系。     

鲶鱼Wnt基因家族序列分析

Wnt基因家族直接控制细胞的增殖、分化、极化和凋亡,调节细胞的自我更新以及黏液免疫过程.对鲶鱼Wnt基因家族核苷酸序列进行生物信息学分析,预测其相应氨基酸序列的信号肽、跨膜区段、相对分子质量、等电点和糖基化位点等,并对Wnt基因家族内核苷酸相似性和Wnt基因家族系统进化进行进一步探讨.分析发现,鲶鱼20种Wnt基因分为12个亚族,且鲶鱼内部Wnt基因间相似性较高,种间比较与鱼、蛙和鼠同源性较高,基因高度保守.该研究对于了解鲶鱼的生长发育机制、探索鲶鱼的体表黏液分泌过程以及促进相关疫苗的研制具有重要意义.     

新疆艾比湖细菌视蛋白基因资源研究

针对新疆艾比湖这一特定生境中的嗜盐古菌的细菌视蛋白（bacterio-opsin, bop）基因资源进行了研究.通过PCR方法扩增并测定了11株菌株的编码细菌视蛋白螺旋C至螺旋G片段的基因序列.根据该片段基因序列进行的系统发育分析表明,艾比湖获得的bop基因大部分聚类到同一个类群,具有明显的地域特征.将翻译出的氨基酸序列与已报道的相应片段进行对比表明,从艾比湖菌株获得的序列与其他菌株来源的序列间存在明显差异.这些天然的突变体,尤其是菌株AB9、AB27、AB47,都是研究细菌视紫红质（bacteriorhodopsin,BR）蛋白结构和功能的良好材料,而细菌视紫红质是人工视网膜和光子开关等的良好生物材料     

平潭滨海传统聚落景观基因图谱构建

本研究以景观基因图谱为视角,对平潭滨海传统聚落内部景观基因依据物质与非物质进行识别归纳,依次构建个性与共性景观谱系和区域景观谱系。并依据生物学基因位列特征,完善景观基因识别指标,分别识别出主体基因、附着基因、混合基因、调节基因、离解基因和胞质基因,其共同构成了平潭滨海传统聚落景观基因图谱。根据以上研究可知:①以层层递进的方式构建传统聚落景观基因图谱,有利于维护地域景观的多样。②依据生物学特征优化图谱识别指标,构建更加完善的景观基因图谱。依据该理论构建平潭滨海传统聚落景观基因图谱,不仅有利于维护地域景观多样性,还有利于推动地域传统文化的保护和继承。为平潭滨海传统聚落文化景观保护和发展提供了参考依据。     

基于多样化进化策略的基因表达式编程算法

针对传统GEP（Gene Expression Programming）算法的未成熟收敛以及陷入局部最优问题,提出一种基于多样化进化策略的基因表达式编程算法（DS-GEP：Gene Expression Programming based on diversified develop-ment strategy）。该算法通过基因空间均匀分布策略,自适应地交叉和变异算子以及淘汰算子等方法,对种群给予不同的进化策略,以保持种群的多样性,从而增强算法的寻优能力。通过对函数挖掘的实验证明,多样化进化策略各个部分均对改善挖掘效率发挥了作用,提高了DS-GEP函数挖掘算法的成功率。与传统GEP算法相比较,该算法的平均成功进化代数缩短了11%,成功进化时间缩短了8%,进化成功率提高了20%。     

从复杂系统思维透视科学发展观

复杂系统思维注重事物之间的相互作用、相互联系。科学发展观把整个社会看作一个复杂系统,重视内部各子系统的协调发展,以及系统与外部环境的动态进化,体现了多层次、多维度协同进化的复杂整体论思维。以科学发展观为指导思想必将引导我国社会健康发展,同时也将推动由机械线性思维转向复杂系统思维的思维方式的变革。     

地震波阻抗反演的免疫粒子群算法

提出了求解地震反演问题的免疫粒子群优化算法(IPSO).定义了种群多样性指标,在此基础上提出了抗体动态选择机制,分别在进化初期和后期采用不同策略进行抗体选择,与适应度选择、q-选择以及确定性选择方法比较优势明显.提出了基于种群多样性的权重自适应调整策略,在进化初期进行大范围全局搜索,进化后期则在相对较小的空间进行局部精细搜索,缓解了全局搜索和局部搜索之间的矛盾.二十层理论模型计算表明,IPSO算法不依赖于初始模型选择,在无噪和加入20%噪声情况下反演精度均明显优于标准粒子群算法(PSO)和自适应粒子群算法(APSO);成庄煤矿四、五盘区实际地震资料反演结果表明,IPSO算法能够准确识别煤层及顶底板位置,明显提高了弱反射波的连续性和可检测性.     

晚期垃圾渗滤液MBR亚硝化系统中细菌及功能菌的多样性

为了处理晚期垃圾渗滤液,利用膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)实现了稳定亚硝化.分别构建总细菌通用克隆文库和针对亚硝化功能菌氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)的功能基因——amo A基因的克隆文库,来研究稳定期亚硝化系统中微生物多样性.从16S r DNA克隆文库中随机挑选82个阳性克隆子进行序列测定,将测序结果与Genbank中已有模式菌株的序列进行比对后发现,亚硝化系统中主要有4个优势菌群,分别是Proteobacteria类群(64.65%)、未培养菌(uncultured bacterium)类群(18.3%)、Bacteroidetes类群(9.76%)、Firmicutes类群(7.32%).构建针对AOB的amo A功能基因的克隆文库,从文库中挑选73个阳性克隆子进行序列测定,经序列比对后发现在系统中仅检测到了亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和未培养菌,分别占41.1%和58.9%.这表明系统中起到亚硝化作用的微生物种群主要是亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas).此外,未培养细菌的大量存在表明,系统中还存在着丰富的微生物资源等待进一步的开发利用.