为了探究竹节树（Carallia brachiata）适应环境的基因表达机制，分析了竹节树8个组织（根、茎、叶、花、胚珠、果实、种子、胚）的转录组数据。结果显示繁殖器官（果实、种子、胚）和营养器官（根、茎、叶）的基因表达呈现相反趋势，即在营养器官中高表达的基因在繁殖器官中低表达，同时大部分基因在繁殖器官中呈现低表达。8个组织的特异表达基因显著富集在35个通路中。与营养器官相比，繁殖器官的特异表达基因主要富集在一些与物质合成相关的通路中，如碳水化合物、氨基酸、脂类等物质。各组织间比较所得的特异基因主要富集在53条通路中，其中糖酵解/糖异生是一条中心通路，该通路的几个关键基因在繁殖器官中的表达显著高于营养器官。结果表明，竹节树的基因表达谱与其陆生环境以及种子繁殖方式基本一致。

毛叶悬钩子(Rubus poliophyllus)和云南悬钩子(Rubus yunanicus)隶属于蔷薇科（Rosaceae）悬钩子属（Rubus）的尖叶亚组（Subsect. Acuminati），二者的形态特征和地理分布较为相似，因此难以分辨。通过Illumina高通量测序技术得到了二者的叶绿体基因组序列，并对序列进行过滤、组装、注释和分析，构建了基于叶绿体基因组序列的系统发育树。结果表明，毛叶悬钩子和云南悬钩子的基因组全长分别为156 298 bp和156 299 bp，基因组序列总GC含量均为37.2%。均检测到159个叶绿体基因，其中蛋白质编码基因104个，tRNA 基因45个，rRNA 基因10个。毛叶悬钩子和云南悬钩子均含有17个回文重复序列，正向重复序列个数分别为19、17，反向重复序列分别为4、3。二者的同义密码子使用度 （relative synonymous codon usage，RSCU）>1.00的密码子均有32个，密码子偏好以A/U结尾，有效密码子数均大于45。根据叶绿体全基因组及筛选到的rpoC1-rpoB基因序列所构建的系统发育树显示，毛叶悬钩子和云南悬钩子均聚为同一个分支，表明二者具有较近的亲缘关系。研究结果可为毛叶悬钩子和云南悬钩子的物种分子鉴定、遗传多样性研究及其系统发育关系提供理论依据。

Dotted/rDt是玉米遗传学中最早发现的双元转座子系统之一。为了揭示玉米中非自主性转座子rDt在其自主性转座子Dt调控下的转座遗传特性，选取了a1-rDt;Dt和a1-m1::rDt;Dt 2个rDt转座子插入突变等位基因，检测玉米籽粒紫色斑点表型差异的遗传基础，利用巢式PCR与特异性酶切相结合的方法检测并鉴定了这2种材料叶片组织中rDt体细胞转座的印迹序列类型。通过构建遗传杂交群体，统计分析各群体的后代籽粒表型以及A1野生型基因的回复突变频率。结果显示，在籽粒糊粉层紫色斑点大小均一但数目极低的a1-rDt;Dt材料中，仅检测到2种体细胞转座的印迹序列类型，其中1种是没有转座子插入前A1野生型。而在籽粒糊粉层紫色斑点大小不一、排列密集的a1-m1::rDt;Dt材料中可以检测到5种体细胞转座的印迹序列类型，其中3种类型均保持A1'回复突变基因的开放阅读框；同时，a1-m1::rDt;Dt材料中A1'的回复突变频率是a1-rDt;Dt材料的大约2.6倍。研究表明，rDt在a1插入位点体细胞转座后的修复产物序列组成相对简单，与Ac/Ds等hAT超家族转座子相似，且rDt体细胞转座产生的印迹序列类型及丰富度是两个a1基因插入突变体中A1'回复突变频率高低及玉米籽粒糊粉层表型差异的遗传基础。

转基因玉米MON87411是孟山都远东有限公司研发的抗虫耐除草剂玉米转化体，该转化体已获得进口加工原料的农业转基因生物安全证书。以转基因玉米MON87411品系特异性序列为靶标设计引物和探针，经特异性测试、体系优化、灵敏度测试及检出限测试，建立了转基因玉米MON87411的实时荧光PCR定性检测方法。结果表明，该方法能检测出转基因玉米MON87411的转化体成分，检出限（limit of detection，LOD）可达0.05%，具有稳定性好、特异性强、灵敏度高的特点。国内8家转基因生物安全检测机构对本方法进行了特异性测试、检出限测试和再现性测试，循环验证报告显示该方法符合国家标准方法的各项要求，可在检测行业推广应用。研究建立的方法可为我国对转基因玉米MON87411品系的安全监管提供有效的技术支撑。

烟叶中过高的纤维素含量使烟叶组织容易破碎，影响加工过程中烟叶的可塑性，使烟叶杂气变重等。为了获得产纤维素酶的优良菌株，实现醇化烟叶纤维素的有效降解，利用同源重组法成功构建了10株纤维素降解的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）工程菌株。通过刚果红平板筛选、羧甲基纤维素钠酶活、滤纸酶活及滤纸崩解率等检测，共筛选出C36、CM、KF和GH5 4株产纤维素酶能力较强的重组菌株。将醇化烟叶作为底物进行纤维素降解，发现重组菌株CM的产纤维酶效率最高，其羧甲基纤维素钠酶活和滤纸酶活分别为39.55和23.52 U·mL^-1。结果表明，构建的重组菌株能够利用醇化烟叶中的纤维素产生纤维素酶，可为工业生产中醇化烟叶纤维素降解提供理论支撑。

为探究生物炭对植烟土壤和烤后烟叶产质量的影响，以烤烟品种0110-142和玉米秸秆生物炭为供试材料，开展田间定位试验，共设置了4个处理：生物炭5 t·hm^-2（B1）、15 t·hm^-2（B2）、25 t·hm^-2（B3）和不施生物炭（CK），对土壤养分、烤烟干物质重、烟叶化学成分及经济性状进行测定，以此分析生物炭不同用量对土壤养分及烤烟生长及烟叶品质的影响，并对土壤养分和烤烟经济性状进行相关性分析。结果表明：土壤有机碳含量因生物炭的增施得到提高，B2和B3处理较CK分别显著增加22.76%、30.31%，B2和B3处理均对土壤碱解氮及速效钾积累作用显著；B3处理增加了团棵期烤烟根部的干物质积累量，B2处理增加了现蕾期烤烟叶的干物质积累量；施用生物炭后，上部叶B3处理及下部叶各处理氯含量均显著增加，B2处理下部叶的烟碱含量显著增加35.71%，糖碱比较CK显著降低，中部叶和下部叶的总氮含量显著增加；B2和B3处理还原糖有所减少，烤后烟叶的化学品质有所提升；在经济效益方面，B2处理显著提高了烤烟上中等烟比例及产值，B3处理显著增加了产量。结合相关性分析发现，土壤有机质和速效钾分别与烤后烟叶上等烟率以及产量呈显著正相关。综上，B2及B3处理利于土壤养分和烟株干物质重的积累，同时B2处理利于提高烟叶品质及经济性状，B3处理使产量有所提高，添加生物炭可以改善植烟土壤养分状况及烟叶品质，对烤烟有一定的增产效果。

市场中肉类食品掺假的复杂多样化使得监管机构对动物源性成分鉴定的便捷性、准确性、灵敏性要求越来越高。尤其是市场上经济价值较高的牛肉类产品已成为制假的重灾区，迫切需要建立一种快速、高效的牛源性成分分子检测方法。基于此，以牛组成型表达基因β-actin为靶基因设计并筛选了几组牛特异性扩增的引物和探针组合，经过灵敏度检测和特异性验证，建立了一种牛源性成分实时荧光重组酶聚合酶扩增技术（recombinase polymerase amplification, RPA）快速检测方法。通过优化试剂配比，提高了一步法提取牛肉制品DNA的效率，同时将PRA技术与胶体金免疫试纸条显色技术相结合实现了检测的便捷化和结果的可视化。实际应用结果表明，研究建立的牛源性RPA检测方法能够特异性地检测牛源性成分，且最低检测灵敏度可达到14.8个拷贝，通过胶体金免疫试纸条得到的可视化结果的准确性和灵敏度与实时荧光RPA相同。该方法特异性强、灵敏度高，整个过程在25 min内即可完成，极大缩短了检测时间。

为优化植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）HCS03-001的冻干粉制备工艺，探究其抗幽门螺杆菌的功能效果，通过单因素试验、主因素分析和响应面试验优化植物乳植杆菌HCS03-001冻干粉的制备工艺，采用体外抑菌试验验证该益生菌的抗幽门螺杆菌功效。结果发现，优化后制备冻干粉的最佳工艺条件为：发酵温度37 ℃，发酵时间16 h，接种量5.2%，冻干时间44 h，在此条件下活菌数达到5.85×10¹¹ CFU·g^-1。体外抑菌试验结果表明植物乳植杆菌HCS03-001的发酵上清液和菌悬液均能有效抑制幽门螺杆菌的生长，抑制率达到69.55%~78.78%。研究结果表明植物乳植杆菌HCS03-001具备抗幽门螺杆菌的功能。

过度炎症严重危害人体健康，为了验证植物乳植杆菌HCS03-001的抗炎功效并探讨其抗炎机理，以转基因中性粒细胞绿色荧光斑马鱼为模型，使用细菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导炎症发生，以吲哚美辛为阳性对照，探究10、20、40 mg·mL^-1植物乳植杆菌HCS03-001的抗细菌性炎症功效。通过SwissTargetPrediction、GeneCards和DisGeNET数据库获取植物乳植杆菌代谢产物的主要成分和炎症靶点。靶点取交集后通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（the protein-protein interaction，PPI）网络；使用Cytoscape 3.9.0构建菌株代谢产物“成分-靶点-炎症”网络；利用DAVID平台工具对共有靶点进行GO富集分析及KEGG通路富集分析。斑马鱼实验结果显示，不同剂量的HCS03-001均能降低斑马鱼卵黄囊中性粒细胞数量，其中高剂量（40 mg·mL^-1）的效果与模型组相比达到显著水平（P<0.05）。网络药理学结果发现，植物乳植杆菌代谢产物缓解炎症的过程中，作用较强的活性成分主要是异吡啶硫胺素、吲哚乙醛和麦角硫因等，可能作用于甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）、环氧合酶2（prostaglandin endoperoxide synthase 2，Ptgs2）、过氧化物酶体增生激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPARγ）等核心靶点，富集结果显示影响最显著的生物学过程是对LPS的反应，涉及的细胞组分为细胞膜，影响最显著的通路为癌症通路。结果表明，植物乳植杆菌HCS03-001具有显著的抗细菌性炎症功效，其具体机制可能是代谢成分异吡啶硫胺素、吲哚乙醛和麦角硫因等通过抑制细菌LPS与机体细胞膜的结合，以及通过调控GAPDH、Ptgs2、PPARγ等关键靶点影响癌症相关通路实现的。

铜绿假单胞菌是常见的致病菌，白细胞介素-17(interleukin-17，IL-17)家族细胞因子直接参与宿主免疫应答，是宿主防御感染或炎症的关键介质。利用重组人IL-17蛋白处理铜绿假单胞菌PAO1，探索其对肺上皮细胞A549的侵袭作用。结果发现，在不影响细菌生长和细胞增殖的情况下，IL-17能够抑制PAO1对A549细胞的入侵。利用转录组测序分析IL-17对PAO1转录组的改变，探索IL-17影响PAO1入侵宿主细胞的作用机制。结果表明，有210个差异基因表达上调，123个表达下调；GO功能分析显示差异基因主要富集在肽酶活性、蛋白结合和蛋白水解等方面；KEGG富集分析显示，差异基因涉及RNA降解、生物膜形成、微生物代谢、ABC转运以及碳代谢等通路。此外，生物膜形成实验进一步证实了IL-17能够降低PAO1生物膜的形成。研究结果为耐药铜绿假单胞菌在临床感染造成的相关疾病的治疗提供了新思路和理论基础。

乳腺癌的转移和恶性进展与肿瘤微环境密切相关。肿瘤相关成纤维细胞（cancer associated fibroblasts，CAFs）是肿瘤微环境中比较重要的细胞，可影响肿瘤的进展及治疗。从基因表达综合数据库获得乳腺癌单细胞测序数据，对肿瘤微环境细胞进行分簇，再利用WGCNA识别CAF相关的关键基因，用该基因在TCGA-BRCA数据库中构建风险评分模型，进行生存分析、Cox回归分析、ROC曲线、构建列线图预测模型性能；通过GO和KEGG分析模型相关通路；利用体细胞突变、免疫浸润分析、干性指数分析以及药物敏感性分析探讨风险评分与临床特征及肿瘤微环境的关系。研究构建了基于10个CAF基因的乳腺癌预后预测模型，根据风险评分将患者分为高低风险组并进行验证，其中高风险组患者的预后更差，列线图和ROC曲线也显示模型具有良好的预测效能，乳腺癌病人免疫浸润水平更低、干性指数更高，且高风险组病人对紫杉醇及拉帕替尼这2种药物的敏感性更高。结果表明，10个CAF相关基因的风险评分可独立预测乳腺癌的预后及治疗效果，为明确CAF相关基因在乳腺癌中的作用机制提供了思路，也为乳腺癌易感基因患者的临床个体化治疗提供了理论依据。

为探讨肠道菌群在疾病类型预测中的价值，利用机器学习基于瘤胃球菌丰度构建了疾病的非侵入性评估模型。选取ExperimentHub R库存储库数据，下载来自不同研究的人类粪便瘤胃球菌丰度信息及实验方案、疾病状态、年龄、性别、抗生素使用情况、地区、吸烟情况等多种信息，利用随机森林、决策树、Adaboost等机器学习模型建立疾病筛查的评估模型，使用GridSearchCV（网格搜索）调整参数，并用混淆矩阵评估外部验证结果。经数据处理提取标准化命名了12种瘤胃球菌、7种疾病并将25个变量进行了哑变量变换。利用多种瘤胃球菌属微生物的丰度及性别、年龄等样本一般资料信息建立了3种评估模型。其中随机森林模型准确率最高（0.884），且当n_estimators为220时，模型得分为0.892，为最佳模型。外部验证结果也显示可见模型中分类算法预测错误的情况相对较少，模型性能良好。根据粪便样本的宏基因组学数据，基于瘤胃球菌丰度利用随机森林算法可以有效地对疾病类型进行预测。

热熔挤出技术是指将药物、增塑剂和聚合物等辅料在熔融状态下混合后，以一定的压力、速度和形状挤出形成药物产品的技术，对于改善并提高药物溶解度、改进制备缓控制剂方法具有重要意义。以生物医药产业领域的热熔挤出专利为分析样本，采用专利数据库数据及“定量+定性”分析方法，从专利产出趋势、主要竞争力量、热点技术等方面分析热熔挤出技术在生物医药产业领域中的应用，以期为该领域的研究决策提供参考。

近年来，羊肉及其肉制品的掺假等食品安全事件层出不穷，为了完善市场执法检查法律依据，利用数字PCR定值羊HELZ基因，研制了羊基因组DNA标准物质。由于标准物质可以用于衡量检测方法的准确性，因此可以判定食品及相关制品中羊肉的掺假情况。利用数字PCR对研制的标准物质进行均匀性和稳定性评估，结果表明该批标准物质均匀性良好，在4 ℃、25 ℃可以稳定保存14 d，在-20 ℃可以稳定保存6个月。来自全国9个不同实验室羊源性基因组DNA标准物质（高浓度）和羊源性基因组DNA标准物质（低浓度）的联合定值结果显示，标准值及其扩展不确定度分别为（5.44±0.45）×10³ copies·μL^-1和（5.68±0.54）×10² copies·μL^-1。该羊源性基因组DNA标准物质为动物源性标准物质的市场应用提供了技术基础，完善了羊源性基因组DNA标准物质的制备、定量检测、质量控制和量值溯源技术平台。

为了优化罗伊氏粘液乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri)HCS02-001的培养方法，并探究其助睡眠功能，以γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）的产量为考察指标，通过单因素实验、响应面实验和小鼠实验进行条件筛选和功能评价。在培养温度37 ℃，培养时间24 h，初始pH 6.5时，罗伊氏粘液乳杆菌的GABA产量为5.58 g·L^-1。直接睡眠实验中小鼠均未出现直接睡眠现象，延长戊巴比妥钠催眠小鼠的睡眠时间实验中，高剂量组的小鼠睡眠时间有效延长，戊巴比妥钠阈下剂量催眠实验结果显示高剂量组的小鼠入睡率高达40%，巴比妥那睡眠潜伏期实验显示高剂量组的小鼠减少了睡眠潜伏期，可与巴比妥钠协同发挥作用。结果表明罗伊氏粘液乳杆菌HCS02-001具备助睡眠的作用。

为了探讨核糖核蛋白NHP2在肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）中的表达情况，了解其与疾病进展与预后的关系，通过Quick Go、GEPIA 2在线数据库筛选HCC细胞衰老的差异表达基因并确定了研究对象基因NHP2；进一步使用STRING、TIMER 2.0、UALCAN数据库等生物信息学方法分析NHP2在泛癌中的差异表达以及在肝癌和其他泛癌中病理进展过程中的相关性，并预测预后生存关系；使用miRNet数据库分析其靶向miRNAs和lncRNAs，应用Cytoscape v3.8.0绘制可能的CeRNAs调控网络图。结果显示，在线数据库检索到细胞衰老相关生物学过程相关基因113个，HCC差异表达基因2 206个，共有19个差异表达基因参与了肝癌细胞衰老的生物学过程。其中，NHP2在包括HCC的多种癌症中显著高表达，NHP2高表达的肝癌人群预后较差，具有统计学差异。NHP2基因编码的互作蛋白有10个，主要参与了1个信号通路（KEGG信号通路）、6个分子功能（molecular function，MF）、11个细胞组分（cellular component，CC）和7个生物学过程（biological process，BP）。结果预测出NHP2靶向miRNAs有2个，lncRNAs有57个。研究结果表明，NHP2在包括HCC的多种肿瘤中高表达，且根据患者的年龄、分期等状态有明显差异，在HCC增殖和衰老过程中，可能通过lncRNAs/miR-1-3p/NHP2或lncRNAs/miR-124-3p/NHP2调控轴进行调节，是HCC预后的预测因子和潜在治疗靶点。

为了探讨5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，m5C）相关基因在三阴性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）患者治疗及预后中的潜在价值，构建了基于m5C相关基因的预后预测模型，用于评估TNBC患者的预后和生存状况。从基因表达总库（gene expression omnibus，GEO）数据库和癌症基因组图谱（the cancer genome atlas，TCGA）数据库中下载TNBC基因表达谱和相应的临床数据。通过Pearson分析确定了99个m5C相关基因，进一步采用单因素Cox分析鉴定出5个与预后有关的m5C相关基因（SLC6A14、BCL11A、UGT8、LMO4、PSAT1）并构建了风险评分(risk score)预测模型，根据风险评分中位值将患者划分为高风险组和低风险组。使用Kaplan-Meier（K-M）生存分析、受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线、多变量Cox回归分析、构建列线图和校准曲线评估了模型的预测效能。训练集和验证集的K-M生存曲线、受试者工作特征曲线下面积（area under the curve，AUC）分析均验证了模型具有良好的预测能力。多变量Cox回归分析显示，风险评分可作为独立的预后生物标志物。使用ssGSEA、免疫评分分析和化疗药物对高低风险组患者的半最大抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC₅₀）值差异分析显示，免疫细胞和免疫检查点基因以及大多数化疗药物的IC₅₀值在不同风险组之间的表达存在显著差异。研究结果构建了基于5个m5C相关基因的风险评分预后预测模型，这将有助于阐明TNBC中m5C相关基因的作用机制，进而提供更有价值的预后及诊断的生物标志物和潜在的治疗靶点，为TNBC患者临床个性化治疗提供理论指导。

网络药理学方法结合分子生物学实验探究糖肾宝复方（Tangshenbao compound，TSB）治疗糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）的作用机制。 使用TCMSP、Pubchem、Swiss Target Prediction数据库，结合相关文献，得到TSB相关活性成分与靶点；通过GeneCards、DisGeNET、OMIM数据库，获得TSB治疗DN候选靶点;利用在线作图软件绘制“TSB-DN”候选靶点Venn图，并结合 Cytoscape 3.7.2 软件进行GO和KEGG 富集分析；然后使用PyMOL、AutoDock Tools和AutoDock Vina软件完成活性成分配体与靶蛋白晶体结构对接；再通过体外培养小鼠肾小球系膜细胞Mcs进行细胞实验验证，实时荧光定量PCR检测各组细胞中STAT3、PIK3CD、PIK3R1、MAPK8及关联性靶点Ets-1 mRNA表达水平，CCK-8法检测24 h后的细胞活性。结果发现，Swiss Target Prediction数据库合并处理后共获得TSB作用靶点835个，联合GeneCards、DisGeNET、OMIM等疾病数据库后共获得443个“TSB-DN ”交集靶点，而PPI网络分析得出Degree前10靶点分别为SRC、PIK3R1、STAT3、PIK3CA等；GO、KEGG富集分析结果显示TSB治疗DN可能与蛋白磷酸化、细胞信号转导、基因表达正调控等功能相关；最后体外细胞实验表明，TSB复方能有效降低SV40-MES-13细胞中PIK3CD、PIK3R1、ETS-1的mRNA表达量，药物作用于细胞后能起到“抑制、镇静”的作用。结果表明，TSB复方可通过抑制PIK3R1、PIK3CD和MAPK8、STAT3、ETS-1等靶基因的mRNA表达，实现对PI3K-Akt、AGE-RAGE等信号通路的调控并发挥对DN的治疗作用。

基因编辑技术自诞生以来，在作物育种、基因功能分析中得到了广泛的应用，其中CRISPR/Cas9系统是目前使用最多的基因编辑技术。基于荧光定量PCR技术，针对编辑位点设计特异性探针，结合基因组快速提取方法和成熟的水稻内参基因PLD引物，对自行研发的CRISPR/Cas9系统编辑水稻的Os11N3基因进行检测，并通过合成质粒模拟不同突变情况对该方法的特异性进行了验证。研究所建立的体系可在节约时间和成本的同时获取满足qPCR检测所需的基因组，能够区分1 bp基因编辑突变体与野生型，具有良好的特异性和灵敏度。检测方法可为作物育种筛选节省时间和成本，为基因编辑产品检测监管提供技术支持。

棉花是重要的战略与民生物资，在种植过程中面临多种不利因素的影响，其中棉花黄萎病作为一种危害性极大的植物性疾病使棉花大量减产，因此需要一种安全高效的方法应对棉花黄萎病的发生。从新疆棉花重病田中筛选到菌株BJB01并进行提取纯化，通过生理生化鉴定和革兰氏染色试验，对获得的菌株DNA进行16S rDNA测序，将测序结果在NCBI上进行比对；然后利用平板对峙试验初步测试防效；最后通过温室防效试验，筛选到最佳的防治方法及浓度。试验结果显示，该菌与贝莱斯芽孢杆菌相似度极高，为99.71%，由此可确定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus belleiensis)；在平板对峙中，该菌显现出对大丽轮枝菌（Verticillium dahlia Kleb.）的抑制作用；通过温室防效测试发现该菌在浓度为OD₆₀₀=0.6时的防效结果达到89.35%，优于其他方法及处理浓度，并且再次单独测试后防效为85.91%，效果依旧最佳。综合分析，从新疆棉花重病田中获得的贝莱斯芽孢杆菌BJB01，可以对大丽轮枝菌起抑制作用，有望用于制备生物菌剂用以棉花生产防治。