目的:分析浙江省绍兴市新确证人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)感染者传播关系的分子网络特征，为疫情流行趋势和防治提供依据。方法:纳入2018年8月至2019年12月绍兴市新确证未经抗病毒治疗的423份HIV-1感染/艾滋病病例血液样本，获得375份样本序列，采用反转录聚合酶链反应和巢式聚合酶链反应扩增HIV-1的 pol基因，采用MEGA 6.0软件构建系统进化树分析亚型，并采用HyPhy软件和Cytoscape 3.7.2。生成不同基因距离的分子网络，通过美国斯坦福大学HIV耐药数据库在线软件工具分析耐药突变位点。 结果:375份样本序列中发现8种亚型，优势亚型为流行重组型(circulating recombinant form, CRF)07_BC 215份(57.33%)，CRF01_AE 103份(27.47%)，其他包括CRF08_BC、CRF85_BC、CRF55_01B、B、C和CRF01_AE/B亚型。在基因距离为1.50%时，共形成24个分子簇，194条序列入网，入网率为51.73%。在分子簇最多的0.75%基因距离时，共形成30个分子簇，129条序列入网，入网率为34.40%，35例以老年人为主的病例聚集成CL1簇。42份样本存在监测性耐药突变(surveillance drug resistance mutation, SDRM)，耐药传播率为11.20%(42/375)，其中非核苷类反转录酶抑制剂耐药突变38例，分别为 K103 N(32/375，8.53%)、 K103 S(4/375，1.07%)、 Y188 L(1/375，0.27%)和 G190 A(1/375，0.27%)，蛋白酶抑制剂耐药突变4例，分别为 M46 I(3/375，0.80%)和 V82 A(1/375，0.27%)。分子簇C2序列携带高比例耐药突变(94.29%，33/35)。 结论:绍兴市HIV-1亚型丰富多样，CRF07_BC亚型传播迅速；在0.75%基因距离仍聚集的CL1簇老年病例亟待干预，防止该耐药毒株的进一步快速传播。

目的 了解2023年2月浙江省杭州市某学校发生的一起聚集性腹泻疫情的流行病学及病原学特征.方法 对该起聚集性疫情开展流行病学调查,并采集腹泻患者肛拭子、食品留样及环境样品进行病原体快速筛查和分离鉴定,对分离的病原菌进行药敏试验和全基因组测序分析.结果 本次聚集性疫情共造成22人出现腹泻、腹痛、呕吐等胃肠道症状.从6例腹泻患者肛拭子中分离到eae基因阳性菌株,经进一步鉴定确证为艾伯特埃希菌.6株菌对26种抗生素均敏感,核心基因组的多位点序列分型进化分析显示6株菌单独聚为一簇,且菌株间核心基因组的单核苷酸多态性差异仅在0～1 bp之间.结论 这起学校聚集性腹泻疫情是由艾伯特埃希菌引起,为中国首次报道由艾伯特埃希菌引起的聚集性疫情.

目的 分析编码TRI45α蛋白的基因2号外显子单核苷酸基因多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与艾滋病的相关性,并探讨病毒亚型对此相关性的影响.方法 从331例已确诊但未接受治疗的H-IV-1感染者的外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中提取基因组DNA,扩增HIV-1病毒的Gag基因和编码TRIM5α蛋白基因的2号外显子基因并获得基因序列信息,统计单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)和构建Gag基因系统进化树图.以CD4+T淋巴细胞数200个/μL为界值将HIV-1感染者分为快速进展组(CD4 ＜200)和慢速进展组(CD4≥200),并分析比较所有331例样本和各HIV-1亚型中TRIM5α基因多态性与艾滋病的相关性.结果 在全部扩增的331条HIV-1的Gag基因中,有239条Gag基因序列与不同的CRF01_AE亚簇聚集,CRF01_AE亚型感染者占所有感染者的72.2％,其他亚型较少,故不进行相关性分析.我们共发现4个SNP位点(-2GC、127CT、334GT和407GA),其中407GG基因型在所有样本和CRF01_AE感染者的快速进展组和慢速进展组中都有明显的统计学差异(P＜0.05),而407GA基因型只在CRF01_AE感染者中有统计学差异.结论 突变位点-2G/C、127C/T、334G/T和HIV-1的感染无相关性,407G/A突变可能与宿主TRIM5α蛋白抗HIV-1的作用增强相关,而HIV-1病毒型别是研究TRIM5α基因多态性和艾滋病相关性应该考虑的因素.

酶分子的高效性和稳定性是工业广泛应用的物质基础.利用分子生物学技术可以将不同酶分子通过串联、插入、翻译后融合等方式构建成符合工业需求的杂合酶,但应用中多结构域杂合酶在表达量与酶活等方面仍存在弊端,而基于特定蛋白质结构域的多功能设计成为新趋势.高通量测序技术的发展,使得生物学家正面临着爆炸式增长的大数据集.近年来“蛋白质功能区”概念的提出,拓宽了人们对蛋白质结构与功能组织层次的认知,功能区残基聚簇的协同演化可导致同一家族不同蛋白质功能的差异.基于海量大数据分析可以快速定位特定功能区以及协同进化的关键位点,再利用合成生物学技术就可实现多种功能残基在同一蛋白质中的精准嫁接,完成天然酶分子的再设计.这将是杂合酶技术发展的新阶段,也会成为生物大数据时代下蛋白质设计的新趋势.

大百合是百合科大百合属一种重要的野生植物资源,本研究采用基因测序法,利用叶绿体DNA rpl16序列对10个大百合居群进行了遗传多样性和遗传结构分析,旨在为其资源保护和开发利用提供理论基础.结果显示:rpl16序列矩阵长度为699bp,共检测到14个变异位点和12个单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.604;总的遗传多样性(Hr)为0.660.该居群间遗传变异(71.53％)大于居群内遗传变异(28.47％),说明居群间变异是其居群的主要变异来源;居群间遗传分化很高(Gst=0.677,Nst=0.614,Fst=0.71531),基因流较低(Nm=0.0995).失配分析结果表明种群在进化过程中曾经历过快速扩张,中性检验支持上述结果:Tajima's D=-1.74368(P＞0.05);Fu and Li's D=-2.69366 (P＜0.05);Fu and Li's F=-2.79896(P＜0.05).研究结果表明:大百合群遗传多样性较高,居群间存在较高的遗传分化,主要与其生活史特征相关.基于得到的居群遗传信息,建议采取就地保护为主的保护策略.

[目的]探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能.[方法]首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis by Maximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局.基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化.[结果]家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域.ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号.该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内.该基因的纯合家蚕突变体△ZnF-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低.但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死.[结论]ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用.该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状.本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索.

板蓝根(Isatidis Radix)病毒病害的发生已对其产量和品质造成了严重影响.因此,建立一套灵敏、快速、有效的板蓝根病毒病害检测手段十分重要.本研究利用双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)和非序列依赖PCR扩增(sequence-independent amplification,SIA)等技术对感病板蓝根进行鉴定,确定其被蚕豆萎蔫病毒2号(Broad bean wilt virus 2,BBWV2)所侵染.为明确BBWV2板蓝根分离物(BBWV2-IR)的进化关系,对其全基因组进行序列扩增与分析,获得其RNA1序列全长为5 955 bp,RNA2序列全长为3 602 bp,分别编码由1 870和1 064个氨基酸组成的多聚蛋白质.序列比对发现,BBWV2-IR RNA1与BBWV2-Am分离物的同源性最高,RNA2与BBWV2-SN分离物的同源性最高.全基因组变异情况分析表明,BBWV2-IR RNA1和RNA2分别与其同源性最高的株系存在多个氨基酸变异位点.系统进化分析表明,BBWV2-IR RNA1与BBWV2-AmRNA1聚为一簇,RNA2与BBWV2-SN RNA2聚为一簇,亲缘性最近.本研究获得了BBWV2板蓝根分离株的全基因组序列,并明确其在进化过程中的地位和区域变化情况,为进一步研究BBWV2-IR致病性变异提供一定的理论基础.

利用DNA条形码技术通过psbA-trnH, mat K, trn L序列分析, 建立一种快速鉴定野菊和药用菊的方法.提取21份样品的基因组DNA, 对psbA-trnH, mat K, trn L片段进行PCR扩增, 双向测序, 获得其psbA-trnH, mat K, trn L序列信息;运用MEGA 7. 0对所有样品的psbA-trnH, mat K, trn L序列共63条进行比对、计算种内种间遗传距离, 分析psbA-trnH+mat K+trn L组合序列SNPs分布, 构建Neighbor-Joining (NJ) 系统进化树.结果显示, 野菊, 野菊 (菊花脑) 和药用菊的种内种间遗传距离重合; psbA-trnH+mat K+trn L组合序列的SNPs分析显示其组合序列共有19个核苷酸多态性位点 (SNPs) , 野菊较野菊 (菊花脑) 、药用菊呈现更为明显的序列多态性, psbA-trnH序列表现出较为明显的长度变异; NJ树显示药用菊与野菊、野菊 (菊花脑) 区别开来, 其中编号为C2～C5的药用菊单独聚为一亚支, 置信度为62％, 编号为Z9, Z10的野菊均采自甘肃省, 单独聚为一支, 置信度为77％;同时也发现来自西北地域的野菊样品, 其psbA-trnH和trn L序列信息变化与地域和环境之间有明显的相关, 野菊与野菊 (菊花脑) 具有明显的分化, 同时还是药用菊的进化来源.因此, 将psbA-trnH+mat K+trn L组合序列作为DNA条形码能准确、快速的鉴别野菊和药用菊, 为其种质资源鉴定及物种鉴别提供了重要依据.

背景:人类白细胞抗原HLA经过长期进化形成丰富的多态性,近几年由于受检人数增加及HLA分型技术快速发展,HLA新基因不断被发现.目的:采用下一代测序技术对1例白血病患者及家系HLA-B基因的全长序列及18个点突变进行分析.方法:应用序列特异性寡核苷酸探针杂交(PCR-SSOP)及聚合酶链反应-直接测序法(PCR-SBT)发现患者的HLA-B结果异常.为了鉴定该基因,采用下一代测序技术对该基因全长进行测序,同时采集患者父亲、母亲及2位同胞姐妹的血样进行HLA基因的遗传学分析.结果与结论:应用序列特异性寡核苷酸探针杂交及聚合酶链反应-直接测序法均提示该样本HLA-B无完全匹配的基因型.应用下一代测序技术分析发现,与同源性最高的等位基因B*15:09:01相比,该基因在外显子、内含子和3′UTR共存在18个碱基突变.5个外显子碱基突变位于第3,4外显子,分别为:第486位G→C、第583位T→C、第636位T→C、第652位A→G和第756位C→T,导致5个相应密码子发生改变,其中2个碱基替换为错义突变,第171位酪氨酸(Tyr)→组氨酸(His)、第194位异亮氨酸(Ile)→缬氨酸(Val).家系调查显示患者HLA-B新基因来源于父亲.新基因序列已递交给Genbank数据库(MG595995).应用下一代测序技术鉴定了1个HLA-B新等位基因,该基因于2017年12月被WHO HLA因子命名委员会正式命名为HLA-B*15:435.

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势,我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加,取得了多项具有重要影响的成果.调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展;中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展.以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势,若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位.该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述,旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点,展示中国科学家所取得的杰出成就.