生物转盘中厌氧氨氧化污泥特性及菌种的初步鉴定试验研究

对厌氧生物转盘系统中具有厌氧氨氧化功能的污泥进行生物特性及分子生物学的初步鉴定试验研究.结果表明:污泥呈砖红色,系统中除附着在盘片上的生物膜外,槽间还存在颗粒污泥及少量絮体;镜检发现细菌主要为短杆状和球状两种形态,革兰氏阴性;SEM发现颗粒污泥多孔隙,颗粒和生物膜表面荚膜包围有球菌;间歇试验表明最大氨氧化速率为0.210 kg NH+4-N·kg-1VSS·d-1,总氮污泥去除负荷达0.311 kg TN·kg-1VSS·d-1;用厌氧氨氧化菌特异性引物进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳显示清晰的特异性条带;核酸序列经测序及BLAST功能比对、进一步构建进化树表明该细菌与已报道的厌氧氨氧化菌Candidatus Kuenenia stuttgartiensis同属,与其基因序列相似性为100%,初步鉴定了其种属.     

平衡进化树自组织网络的设计与实现

在基本进化树算法的基础上,以Visual C++6.0为开发工具,采用改进过的频率敏感竞争学习(FSCL)算法来选择最佳匹配单元(best matching unit,BMU),然后逐级向上修改BMU父结点的权向量直至根结点,从而实现了对进化树的平衡.实验结果表明,该方法不仅大大提高了进化树算法的效率,还减少了聚类误差.     

一种基于Quartet Puzzling和邻接法的进化树构建算法

最大似然法是目前较准确的一种进化树构建方法,但是其时间复杂度非常高.在实际应用中,用分治策略实现最大似然法的Quartet Puzzling(QP)得到了人们的关注.它首先估计Quartet拓扑结构集合Q,然后利用重组技术将Q中的信息合并到一起构成一个包含所有序列的进化树.研究表明,QP的准确性不像人们所期望的那样高.如何快速有效地将Q所包含的信息融合在一起仍然是QP所面-临的一个问题.为了提高QP,结合邻接法提出一种新的进化树构建方法QPNJ.理论上,QPNJ与QP具有相同的时间复杂度.通过模拟实验将QPNJ与QP以及目前流行的进化树构建方法进行了比较.结果表明,QPNJ比QP和邻接法更准确,并且其性能不依赖于模型树的结构,从而证明了QPNJ的有效性.     

一种基于模糊聚类的构造进化树方法

各种生物之间的进化史可以通过构建进化树来讨论,因此进化树的研究成了一个研究热点。提出将利用DNA序列的4D表示所得相似矩阵视为模糊矩阵,再利用最大树法来构建进化树的方法。该方法不需要多序列比对,计算简单,实验验证了该方法的有效性。     

16S与gyrB基因联合建树快速鉴定一株解淀粉芽胞杆菌

在保守序列高度相似的细菌鉴定中,单独使用16S rDNA/RNA序列进行比对和构建进化树通常无法准确鉴定到种,需要增加测序基因数并对多基因进行分析。为实现快速鉴定,课题组对16S与gyrB基因联合建树的方法进行了研究,将土壤中筛选的1株具有淀粉水解酶活性的杆菌HX2016004,分别用通用引物扩增16S和gyrB基因并测序,在Genbank进行序列比对后,选择各菌种保藏中心具有相似16S和gyrB基因的菌株,取其16S和gyrB基因序列,采用Paup^*4. 0构建进化树。使用16S与gyrB拼接序列构建的进化树中属于同一种的菌株聚合在1枝,分类结构准确,其中HX2016004与解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)聚合在1枝,鉴定为解淀粉芽胞杆菌。经生理生化试验验证,该菌株与解淀粉芽胞杆菌特征完全一致,使用16S和gyrB基因联合建树得到的鉴定结果准确且快速简便。通过对Genbank和EZBiocloud已知序列菌株的分析,16S和gyrB基因联合建树的方法普遍适用于解淀粉芽胞杆菌的鉴定。     

假单胞菌中聚羟基脂肪酸酯合成酶基因的克隆与分析

大多数二型聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)合成酶(PhaC)发现于假单胞菌中,其基因组成形式为两个PhaC基因中间有一个PHA降解酶PhaZ基因.根据已知的假单胞菌PHA合成酶基因区域的特殊结构,设计了采用PCR方法从假单胞菌中克隆PHA合成酶基因的克隆方案,并成功地对一株硝基还原假单胞菌(Pseudomonasnitroreducens)和一株石竹伯克霍尔德氏菌(Burkholderiacaryophylli)中的PHA合成酶基因进行了克隆.将克隆得到的phaC1,phaZ和phaC23个基因所编码的氨基酸序列与其他6株已知PHA合成酶基因的假单胞菌的相应序列进行比较,发现这3个蛋白质在假单胞菌中的相似性很高,由phaC1,phaZ和phaC23个基因所组成的基因区域在假单胞菌中非常保守.从对PhaC1,PhaZ和PhaC2的系统进化树分析可以发现,这3个蛋白质与整个PHA合成酶基因区域的系统进化树有着一致的结构.这表明假单胞菌中的PHA合成酶基因区域可能起源于共同的祖先,而其形成可能经历了一次PHA合成酶基因加倍的过程.     

藻类线粒体DNA研究进展

系统地研究分析了26种藻类线粒体DNA(mtDNA)全基因组的结构特征,利用细胞色素b基因(cob)对应的氨基酸序列构建了24种藻类和10种高等植物的系统树,并结合国内外mtDNA研究成果,论述和分析了利用mtDNA进行藻类系统进化研究的进展。指出:藻类mtDNA在进化过程中分为"简化起源型"和"原始型"两种类型;根据cob基因氨基酸序列构建系统树显示,绿藻和高等植物聚为一支,而不含叶绿素b的红藻、褐藻等藻类聚为另一支。     

关于社会发展观的思考

科学的发展观是社会发展的正确描述,是制定社会发展宏观模式的理论依据。传统的发展观源于牛顿经典力学方法论,具有极为浓厚的单线决定论色彩,有必要以多途径、多线式的进化树发展机制所取代,这有助于中国现代化道路的正确选择和对中国命运的思考。     

冷藏鱼片中优势腐败菌的分离鉴定

为探讨冷藏7 d鮰鱼片中优势腐败菌的种类,将鮰鱼于4℃无菌冷库中取肉后真空包装放置于4℃冰箱中储藏7 d,从腐败鱼肉中分离出3株细菌,编号x1-1、y1-1、y2-1,进行细菌形态学观察、生理生化检测以及16S rDNA序列测定等研究。结果表明所有菌种均为革兰氏阴性短杆菌,且均为兼性厌氧菌,通过测序结果与系统进化树分析显示:x1-1与嗜水气单胞菌亲缘关系最近,达99.9%;y1-1与维氏气单胞菌亲缘关系最近,达99.79%;y2-1异嗜糖气单胞菌亲缘关系最近,达99.8%。以上各项研究结果表明:x1-1为嗜水气单胞菌;y1-1为维氏气单胞菌;y2-1为异嗜糖气单胞菌。综上所述,冷藏鮰鱼片中优势腐败菌为气单胞菌。     

一种改进的进化树构建算法

邻接法是最有效的距离建树法的一种,但邻接法的聚类过程总是选择距离最近的进行聚类,容易忽略一些更为合理的拓扑结构,这是邻接法准确性不够理想的一个重要原因。为了提高邻接法的准确性,本文结合最大似然法提出一种改进的进化树构建算法。该算法在邻接法基础上,结合最大似然法搜索最优的拓扑结构,通过模拟实验将改进算法与邻接法等进化树构建算法进行比较,实验结果表明,改进算法的准确性明显优于邻接法。